JP2001195769A - Optical pickup device, recording/reproducing device, provided with the optical pickup device optical element, information recording/reproducing method, optical system, lens, diffraction optical system for optical disk, reproducing device and objective lens for optical pickup - Google Patents

Optical pickup device, recording/reproducing device, provided with the optical pickup device optical element, information recording/reproducing method, optical system, lens, diffraction optical system for optical disk, reproducing device and objective lens for optical pickup

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JP2001195769A
JP2001195769A JP2000013071A JP2000013071A JP2001195769A JP 2001195769 A JP2001195769 A JP 2001195769A JP 2000013071 A JP2000013071 A JP 2000013071A JP 2000013071 A JP2000013071 A JP 2000013071A JP 2001195769 A JP2001195769 A JP 2001195769A
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Toshiyuki Kojima
Kohei Ota
Shinichiro Saito
耕平 大田
俊之 小嶋
真一郎 斉藤
俊彦 桐木
則一 荒井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup device correcting aberration with simple constitution, a recording/reproducing device provided with the optical pickup device, an optical element, an information recording/reproducing method, an optical system, a lens, a diffraction optical system for an optical disk, a reproducing device and an objective lens for the optical pickup device. SOLUTION: In this optical pickup device containing an optical surface provided with a diffraction zonal lens on the refraction surface of the objective lens 1, and actions of a diffraction surface and a refraction surface are canceled for three wavelengths light sources 11, 12, 13 different from each other, and a spherical aberration is corrected. Further, related to the beams from three wavelengths light sources 11, 12, 13 by using 1st order diffraction beams as the diffraction beams, a loss of a light quantity is reduced. Further, the objective lens is provided with a diffraction pattern on at least one surface, and when luminous flux from the light sources of different wavelengths are converged on an information recording surface, the 1st order diffraction beams from the diffraction pattern are used together in the reproduction of plural recording media. By the condition of the recording media, the used diffraction beams are +1st order diffraction beams together or -1st order diffraction beam together.

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、光ピックアップ装
置、この光ピックアップ装置を備えた記録再生装置、光
学素子、情報の記録再生方法、光学系、レンズ、光ディ
スク用回折光学系、再生装置及び光ピックアップ装置用
対物レンズ、光ピックアップ装置を備えた音声および/
または画像の記録および/または再生装置、及び光ピッ
クアップ装置に使用される対物レンズに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup device, a recording / reproducing device provided with the optical pickup device, an optical element, an information recording / reproducing method, an optical system, a lens, a diffractive optical system for an optical disk, a reproducing device, and an optical device. Objective lens for pickup device, sound and / or optical pickup device
Alternatively, the present invention relates to an image recording and / or reproducing apparatus and an objective lens used in an optical pickup device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、短波長赤色レーザの実用化に伴
い、CD(コンパクトディスク)と同程度の大きさで大
容量化させた高密度の光情報記録媒体(光ディスクとも
いう)であるDVDが製品化されている。DVD用記録
再生装置では、650nmの半導体レーザを使用したと
きの対物レンズの光デイスク側の開口数NAを0.6〜
0.65としている。DVDはトラックピッチ0.74
μm、最短ビット長0.4μmであり、CDのトラック
ピッチ1.6μm、最短ピット長0.83μmに対して
半分以下に高密度化されている。また、DVDにおいて
は、光ディスクが光軸に対して傾いたときに生じるコマ
収差を小さく抑えるために、透明基板厚は0.6mmと
CDの透明基板厚の半分になっている。
2. Description of the Related Art In recent years, along with the practical use of a short-wavelength red laser, a DVD, which is a high-density optical information recording medium (also called an optical disk) of the same size as a CD (compact disk) and having a large capacity, has been developed. It has been commercialized. In a DVD recording / reproducing apparatus, when a 650 nm semiconductor laser is used, the numerical aperture NA of the objective lens on the optical disk side is set to 0.6 to 0.6.
It is set to 0.65. DVD has a track pitch of 0.74
μm, the shortest bit length is 0.4 μm, and the density is reduced to half or less of the CD track pitch of 1.6 μm and the shortest pit length of 0.83 μm. In the case of a DVD, the thickness of the transparent substrate is 0.6 mm, which is half the thickness of the transparent substrate of a CD, in order to suppress coma aberration generated when the optical disk is tilted with respect to the optical axis.
【0003】また、上述したCD、DVDの他に、光源
波長や透明基板厚さが異なるなど種々の規格の光ディス
ク、例えばCD−R,RW(追記型コンパクトディス
ク)、VD(ビデオディスク)、MD(ミニディス
ク)、MO(光磁気ディスク)なども商品化されて普及
している。さらに半導体レーザの短波長化が進み、発振
波長400nm程度の短波長青色レーザが実用化されよ
うとしている。波長が短くなることでたとえDVDと同
じ開口数を用いても光情報記録媒体の更なる大容量化が
可能となる。
In addition to the above-mentioned CDs and DVDs, optical disks of various standards such as different light source wavelengths and transparent substrate thicknesses, such as CD-R, RW (write-once compact disk), VD (video disk), MD (Mini-disc), MO (magneto-optical disc), and the like have also been commercialized and spread. In addition, the wavelength of semiconductor lasers has been shortened, and blue lasers having a short wavelength of about 400 nm have been commercialized. When the wavelength is shortened, even if the same numerical aperture as that of the DVD is used, it is possible to further increase the capacity of the optical information recording medium.
【0004】また、上述のような従来の光情報記録媒体
であるCDと同程度の大きさで、記録再生が可能なCD
−Rや、記録密度を高めたDVDなど、記録面の透明基
板の厚みや記録再生用レーザ光の波長の異なる複数の光
情報記録媒体の開発が進み、これらの光情報記録媒体に
対して、同一の光ピックアップでの記録再生を可能とす
ることが求められている。このため、使用波長に応じた
複数のレーザ光源を備えながら、同一の対物レンズで記
録面へ必要な開口数でレーザ光を収束する光ピックアッ
プが、各種提案されている(例えば特開平8−5536
3号公報、同平10−92010号公報など)。
[0004] Also, a CD which is as large as a CD which is a conventional optical information recording medium as described above and which can be recorded and reproduced is used.
-R and the development of a plurality of optical information recording media having different thicknesses of the transparent substrate on the recording surface and the wavelength of the recording / reproducing laser beam, such as a DVD having a higher recording density, have been developed. It is required to enable recording and reproduction with the same optical pickup. For this reason, various optical pickups that converge laser light with a required numerical aperture on a recording surface with the same objective lens while providing a plurality of laser light sources corresponding to the wavelengths used have been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-5536).
No. 3, No. 10-92010).
【0005】これらのうち、特開平9−54973号公
報には、635nmを透過光(0次回折光)、785nm
は−1次回折光を利用したホログラム光学素子を用いた
光学系および635nmを+1次回折光、785nmは透
過光(0次回折光)を利用したホログラム光学素子を用
いた光学系が開示されている。また、特開平10−28
3668号公報には、650nmではホログラム型リン
グレンズを100%透過し、780nmでは、ホログラ
ム型リングレンズで1次回折される光学系が開示されて
いる。
Among these, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-54973 discloses that 635 nm is transmitted light (0th-order diffracted light), 785 nm
Discloses an optical system using a hologram optical element using -1st order diffracted light, an optical system using hologram optical element using 635 nm for + 1st order diffracted light, and 785 nm for transmitted light (0th order diffracted light). Also, JP-A-10-28
Japanese Patent No. 3668 discloses an optical system that transmits 100% through a hologram-type ring lens at 650 nm and performs first-order diffraction by a hologram-type ring lens at 780 nm.
【0006】しかしながら、これらのホログラム素子な
らびにホログラム型リングレンズにおいて、一方の波長
で0次光の回折効率をほぼ100%とした場合に、どう
しても、他方の波長での、+1次回折光もしくはー1次
回折光の回折効率には限界があり、所望の高い回折効率
は得られず、光量のロスが生じ、光量の利用効率が悪く
なってしまうという問題があった。光量のロスが生じる
場合、特に情報の記録時においては、より高パワーのレ
ーザーが必要になってしまう。
However, in these hologram elements and hologram type ring lenses, if the diffraction efficiency of the 0th-order light at one wavelength is almost 100%, the + 1st-order diffraction light or the -1st-order diffraction light at the other wavelength is inevitable. There is a limit to the diffraction efficiency of the folded light, and a desired high diffraction efficiency cannot be obtained, and there is a problem that a light amount loss occurs and the light amount use efficiency deteriorates. When a loss of light quantity occurs, a laser with a higher power is required, especially at the time of recording information.
【0007】また、ホログラム素子ならびにホログラム
型リングレンズにおいて、一方の波長で0次光の回折効
率をほぼ100%とし、他方の波長で、できるだけ0次
光を透過させず、+1次回折光もしくは−1次回折光の
回折効率を大きくする場合、ホログラムの深さが3.8
〜5.18μmと深くなってしまっていた。このため、
特に対物レンズに、ホログラム光学素子もしくはホログ
ラム型リングレンズの機能を一体化させた場合、金型の
加工、成形が非常に困難であるという問題も有してい
た。
Further, in the hologram element and the hologram type ring lens, the diffraction efficiency of the 0th-order light at one wavelength is set to almost 100%, and at the other wavelength, the 0th-order light is not transmitted as much as possible, and the + 1st-order diffraction light or −1 When increasing the diffraction efficiency of the second-order diffracted light, the depth of the hologram is 3.8
55.18 μm. For this reason,
In particular, when the function of the hologram optical element or the hologram type ring lens is integrated with the objective lens, there is also a problem that machining and molding of the mold are extremely difficult.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は先に、同
心円状に分割された複数の輪帯からなり、各輪帯は、波
長の異なる複数の光源、及び/または、記録面の厚みの
異なる透明基板に対してほぼ回折限界に収差補正され、
構成が簡素化された光ピックアップを構成できる対物レ
ンズを提案した(特願平9−286954号)。この対
物レンズは、使用波長及び/または透明基板の厚みに応
じて自動的に必要な開口を得られるという機能を有して
いる。しかし、レーザ光源と光検出器が一体となったレ
ーザ/検出器集積ユニットを使用した場合、光検出器に
入射するフレア光により、正確な検出が出来ない場合が
生じるという問題があった。これは特に、ホログラムを
利用して光束を偏向し光検出器に導く方式のレーザ/検
出器集積ユニットにおいて顕著である。また、DVD系
の記録可能なディスク(DVD−RAM、DVD−R、
DVD−RW、DVD+RW等)や、CD系の記録可能
なディスク(CD−R、CD−RW等)に高速記録する
場合、専用レンズを使った光学系と比べて、一部の光が
フレアとなるため光量の利用効率が悪く、レーザ光源の
パワーを大きくする必要があった。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have previously made up a plurality of concentrically divided annular zones, each of which includes a plurality of light sources having different wavelengths and / or a thickness of a recording surface. Aberration corrected almost to the diffraction limit for different transparent substrates,
An objective lens capable of forming an optical pickup with a simplified configuration has been proposed (Japanese Patent Application No. 9-286954). The objective lens has a function of automatically obtaining a necessary aperture according to the wavelength used and / or the thickness of the transparent substrate. However, when a laser / detector integrated unit in which a laser light source and a photodetector are integrated is used, there is a problem that accurate detection cannot be performed due to flare light incident on the photodetector. This is particularly remarkable in a laser / detector integrated unit that uses a hologram to deflect a light beam and guide it to a photodetector. In addition, DVD recordable discs (DVD-RAM, DVD-R,
When performing high-speed recording on DVD-RW, DVD + RW, etc.) or CD-type recordable discs (CD-R, CD-RW, etc.), some light has flare compared to an optical system using a dedicated lens. Therefore, the use efficiency of the light amount is poor, and it is necessary to increase the power of the laser light source.
【0009】本発明の目的は、互いに異なる少なくとも
2つの波長の光をそれぞれ用いる、異なる種類の光情報
記録媒体の記録及び/または再生を、1つの光ピックア
ップ装置で可能とする、光ピックアップ装置、記録再生
装置、光学素子、記録再生方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide an optical pickup device capable of recording and / or reproducing information of different types of optical information recording media by using one optical pickup device, each using light of at least two different wavelengths. An object of the present invention is to provide a recording / reproducing device, an optical element, and a recording / reproducing method.
【0010】さらには、互いに異なる少なくとも2つの
波長の光を用い、異なる種類の光情報記録媒体に適用す
る場合であっても、大きな球面収差や色収差を発生させ
ることなくそれぞれの異なる光情報記録媒体に対して、
情報の記録および/または再生を、1つのピックアップ
装置で可能とすることを目的とする。しかも、簡単な構
成である光ピックアップ装置を提供することも目的とす
る。特に、厚さの異なる透明基板を有する異なる種類の
光情報記録媒体を用いる場合には、球面収差の問題がさ
らに深刻になるが、そのような場合であっても、大きな
球面収差や色収差を発生させることなくそれぞれの異な
る光情報記録媒体に対して、情報を記録および/または
再生を、1つの光ピックアップ装置で行えるようにする
ことも目的とする。
Further, even when using light of at least two different wavelengths and applying to different types of optical information recording media, different optical information recording media can be used without generating large spherical aberration and chromatic aberration. For
An object of the present invention is to enable recording and / or reproduction of information with one pickup device. Moreover, it is another object to provide an optical pickup device having a simple configuration. In particular, when different types of optical information recording media having different thicknesses of transparent substrates are used, the problem of spherical aberration becomes more serious, but even in such a case, large spherical aberration and chromatic aberration occur. It is another object of the present invention to be able to record and / or reproduce information on and from different optical information recording media with a single optical pickup device without causing the optical information recording media to be different.
【0011】さらに、複数のレーザーや複数の検出器の
集積ユニットを用いたピックアップ装置においても、検
出に悪影響を与えてしまうようなフレア光が光検出器上
に照射されることなく、光検出器による光の検出が良好
に行え、検出におけるS字特性も良好とすることを目的
とする。さらに、光量のロスが少なく、光量の利用効率
に優れた光ピックアップ装置、記録再生装置、光学素
子、記録再生方法を提供することも本発明の目的であ
る。
Further, even in a pickup device using an integrated unit of a plurality of lasers and a plurality of detectors, flare light which may adversely affect the detection is not irradiated onto the photodetector, and the light detector is not illuminated. The object of the present invention is to make it possible to perform good light detection, and to make the S-characteristic in the detection good. Further, it is another object of the present invention to provide an optical pickup device, a recording / reproducing device, an optical element, and a recording / reproducing method, in which a loss of the light amount is small and the utilization efficiency of the light amount is excellent.
【0012】使用波長および透明基板厚さが異なるDV
DおよびCDの両方に対して、大きな球面収差や色収差
を発生させることなく一つの対物レンズを使用して情報
を記録および/または再生するための互換性のある光学
系が種々提案されている。しかしながら、実用化されて
いるものは、光源からの発散光束をカップリングレンズ
でその発散度を弱めるかもしくは平行光束とするかある
いは弱い収束光束とし、対物レンズと光情報記録媒体の
透明基板とを介して情報記録面に光束を収束させる構成
になっており、カップリングレンズと対物レンズの2つ
のレンズを必要としている。そのため、光ピックアップ
装置を小型薄型化するのが困難で、しかもコストが高く
なるという問題がある。
DV having different wavelengths and transparent substrate thicknesses
Various compatible optical systems have been proposed for recording and / or reproducing information using a single objective lens without generating large spherical aberration or chromatic aberration for both D and CD. However, in practical use, the divergent light beam from the light source is reduced in its divergence by a coupling lens, or is made into a parallel light beam or a weak convergent light beam, and the objective lens and the transparent substrate of the optical information recording medium are connected. The light beam is converged on the information recording surface via the optical recording medium, and requires two lenses, a coupling lens and an objective lens. Therefore, there is a problem that it is difficult to reduce the size and thickness of the optical pickup device, and the cost is increased.
【0013】一方、前述の様にCDやDVD以外の様々
な光ディスクが普及してきており、これらの光ディスク
に対しても互換性があって、しかも構成が簡単な光学系
およびこれを備えた光ピックアップ装置が必要とされて
いる。かかる光学系、レンズ、光ディスク用回折光学
系、再生装置及び光ピックアップ装置用対物レンズを提
供することも本発明の目的である。
On the other hand, as described above, various optical disks other than CDs and DVDs have become widespread, and an optical system which is compatible with these optical disks and has a simple structure, and an optical pickup provided with the optical system. A device is needed. It is also an object of the present invention to provide such an optical system, a lens, a diffractive optical system for an optical disc, a reproducing device, and an objective lens for an optical pickup device.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の光ピックアップ装置は、光情報記録媒体
から情報を再生し、または、光情報記録媒体に情報を記
録するための光ピックアップ装置において、第1の波長
を有する第1の光束を射出する第1の光源と、前記第1
の波長と異なる第2の波長を有する第2の光束を射出す
る第2の光源と、光軸と回折部と光検出器とを有する集
光光学系とを具備し、前記第1の光束が前記回折部を通
過することにより、前記第1の光束のn次回折光量が前
記第1の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大き
い少なくとも1つの次数の回折光が発生され、前記第2
の光束が前記回折部を通過することにより、前記第2の
光束のn次回折光量が前記第2の光束の他のいずれの次
数の回折光量よりも大きい少なくとも1つの次数の回折
光が発生されることを特徴とする。ここで、nは0以外
の整数である。
In order to achieve the above object, an optical pickup device according to claim 1 reproduces information from an optical information recording medium or records information on an optical information recording medium. A first light source that emits a first light beam having a first wavelength;
A second light source that emits a second light beam having a second wavelength different from the wavelength of the second light source; and a condensing optical system having an optical axis, a diffraction unit, and a photodetector, wherein the first light beam is By passing through the diffractive portion, at least one order diffracted light in which the n-th order diffracted light amount of the first light beam is larger than any other order diffracted light amount of the first light beam is generated. 2
Passes through the diffraction section, thereby generating at least one order of diffracted light in which the n-th order diffracted light amount of the second light beam is larger than any other order diffracted light amount of the second light beam. It is characterized by that. Here, n is an integer other than 0.
【0015】また、請求項77の光学素子は、光情報記
録媒体から情報を再生し、または、光情報記録媒体に情
報を記録するための光ピックアップ装置において使用さ
れる光学素子であって、光軸と、回折部とを具備し、第
1の光束が前記回折部を通過することにより、前記第1
の光束のn次回折光量が前記第1の光束の他のいずれの
次数の回折光量よりも大きい少なくとも1つの次数の回
折光が発生され、前記第1の光束との波長差が80nm
〜400nmである第2の光束が前記回折部を通過する
ことにより、前記第2の光束のn次回折光量が前記第2
の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい少な
くとも1つの次数の回折光が発生されることを特徴とす
る。ここで、nは0以外の整数である。
The optical element according to claim 77 is an optical element used in an optical pickup device for reproducing information from an optical information recording medium or recording information on the optical information recording medium, An axis, and a diffractive portion, wherein the first light beam passes through the diffractive portion, and
A diffracted light of at least one order in which the n-th order diffracted light amount of the light beam is larger than any other order diffracted light amount of the first light beam is generated, and the wavelength difference from the first light beam is 80 nm.
When the second light flux of about 400 nm passes through the diffraction section, the n-th order diffracted light amount of the second light flux is reduced to the second light flux.
And a diffracted light beam of at least one order larger than the diffracted light amount of any other order of the light beam is generated. Here, n is an integer other than 0.
【0016】また、請求項136の情報の記録再生方法
は、光ピックアップ装置により、少なくとも2種類の光
情報記録媒体に対して情報の再生または記録をする記録
再生方法であって、前記光ピックアップ装置は、第1の
光源と、第2の光源と、光軸と回折部とを有する集光光
学系とを備え、前記第1の光源から第1の光束をまたは
前記第2の光源から前記第1の光束の波長と異なる第2
の光束を射出するステップと、前記第1の光束または前
記第2の光束を前記回折部を通過させて前記第1の光束
の少なくとも1つの次数の回折光または前記第2の光束
の少なくとも1つの次数の回折光を発生させるステップ
(ここで、前記第1の光束の少なくとも1つの次数の回
折光の内のn次回折光量が前記第1の光束の他のいずれ
の次数の回折光量よりも大きいとしたときに、前記第2
の光束の少なくとも1つの次数の回折光の内のn次回折
光量が前記第2の光束の他のいずれの次数の回折光量よ
りも大きい)と、前記集光光学系により、前記第1の光
束の前記n次回折光を第1の光情報記録媒体の第1の情
報記録面にまたは前記第2の光束の前記n次回折光を第
2の光情報記録媒体の第2の情報記録面に、前記光ピッ
クアップ装置が前記第1の光情報記録媒体または前記第
2の光情報記録媒体に情報を記録しまたはそこから情報
を再生するために、集光するステップと、前記光検出器
により、前記集光された前記n次回折光の前記第1の情
報記録面からの第1の反射光または前記集光された前記
n次回折光の前記第2の情報記録面からの第2の反射光
を検出するステップと、を含むことを特徴とする。ここ
で、nは0以外の整数である。
The information recording / reproducing method according to claim 136 is a recording / reproducing method for reproducing / recording information on at least two kinds of optical information recording media by an optical pickup device, wherein the optical pickup device comprises: Comprises a first light source, a second light source, and a condensing optical system having an optical axis and a diffractive portion, and a first light flux from the first light source or a second light source from the second light source. A second light beam different from the wavelength of the first light beam
And emitting the first light beam or the second light beam through the diffractive portion and diffracting light of at least one order of the first light beam or at least one of the second light beams. Generating a diffracted light of the order (where the n-th order diffracted light of the at least one order diffracted light of the first light flux is larger than the diffracted light of any other order of the first light flux) And the second
Of the diffracted light of at least one order of the first light beam is larger than the diffracted light amount of any other order of the second light beam), and the first light beam is condensed by the condensing optical system. The n-order diffracted light of the second optical information recording medium on the first information recording surface of the first optical information recording medium or the n-order diffracted light of the second light flux on the second information recording surface of the second optical information recording medium. An optical pickup device for condensing the information to record information on or reproduce information from the first optical information recording medium or the second optical information recording medium; and Detecting a first reflected light of the emitted n-order diffracted light from the first information recording surface or a second reflected light of the collected n-order diffracted light from the second information recording surface; And step. Here, n is an integer other than 0.
【0017】また、本発明による光情報記録媒体に対し
て情報の再生または記録が可能である光ピックアップ装
置は、第1の波長を有する第1の光束を射出する第1の
光源と、前記第1の波長と異なる第2の波長を有する第
2の光束を射出する第2の光源と、光軸と回折部とを有
する集光光学系と、光検出器とを有する。
An optical pickup device capable of reproducing or recording information on an optical information recording medium according to the present invention comprises: a first light source for emitting a first light beam having a first wavelength; A second light source that emits a second light beam having a second wavelength different from the first wavelength, a condensing optical system having an optical axis and a diffraction unit, and a photodetector are provided.
【0018】また、前記第1の光束が前記回折部を通過
することにより、前記第1の光束のn次回折光量が前記
第1の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大きい
少なくとも1つの次数の回折光が発生され、前記第2の
光束が前記回折部を通過することにより、前記第2の光
束のn次回折光量が前記第2の光束の他のいずれの次数
の回折光量よりも大きい少なくとも1つの次数の回折光
が発生される。ここで、nは0以外の整数である。
The first light beam passes through the diffracting portion, so that the n-th order diffracted light amount of the first light beam is larger than the diffracted light amount of any other order of the first light beam. Two orders of diffracted light are generated, and the second light beam passes through the diffracting portion, so that the n-th order diffracted light amount of the second light beam is larger than any other order diffracted light amount of the second light beam. At least one order of diffracted light is also generated. Here, n is an integer other than 0.
【0019】また、本発明の光学素子とは、上記のよう
な態様を可能とする回折部を有する光学素子である。ま
た、本発明の光情報記録媒体から情報を再生し、また
は、光情報記録媒体に情報を記録するための装置は、上
記の光ピックアップ装置を有するものである。
Further, the optical element of the present invention is an optical element having a diffractive portion which enables the above-described embodiment. An apparatus for reproducing information from an optical information recording medium or recording information on an optical information recording medium according to the present invention includes the above-described optical pickup device.
【0020】なお、n次回折光量が他のいずれの次数の
回折光量よりも大きいとは、所定の波長の光に対して、
n次の回折光の回折効率が、n次以外の他の次数のそれ
ぞれの回折光の回折効率よりも高いということである。
また、n次のnは符号まで含むものであり、本発明の回
折部を通過した第1の光束において、+1次の回折光
を、他の次数の回折光に比して多く発生させた場合は、
回折部を通過した第2の光束においても、+1次の回折
光を、他の次数の回折光に比して多く発生させる事を意
図し、回折部を通過した第2の光束において、−1次の
回折光を、他の次数の回折光に比して多く発生させる事
まで含むものではない。
It is noted that the n-th order diffracted light amount is larger than any other order diffracted light amount with respect to light of a predetermined wavelength.
This means that the diffraction efficiency of the nth-order diffracted light is higher than the diffraction efficiency of each diffracted light of other orders than the nth order.
In addition, n of the n-th order includes a sign, and in the first light beam that has passed through the diffractive portion of the present invention, the + 1st-order diffracted light is generated more than the diffracted lights of other orders. Is
In order to generate more + 1st-order diffracted light than diffracted light of other orders also in the second light flux that has passed through the diffractive portion, the second light flux that has passed through the diffractive portion has a value of -1. It does not include generating the next diffracted light more than diffracted lights of other orders.
【0021】また、本発明の光ピックアップ装置は、互
いに異なる少なくとも2つの波長の光を用いる、異なる
種類の光情報記録媒体の記録及び/または再生を、1つ
のピックアップ装置で可能とするものである。すなわ
ち、本発明の光ピックアップ装置は、第1の光情報記録
媒体及び第2の光情報記録媒体という異なる情報記録媒
体の記録/再生に用いられるものである。本発明の光ピ
ックアップ装置の第1の光源の第1の光束は、第1の光
情報記録媒体から情報を再生するために、または、第1
の光情報記録媒体に情報を記録するために使用され、第
2の光源の第2の光束は、第2の光情報記録媒体から情
報を再生するために、または、第2の光情報記録媒体に
情報を記録するために使用する。また、通常、光情報記
録媒体は、情報記録面上に、透明基板を有するものであ
る。
Further, the optical pickup device of the present invention enables recording and / or reproduction of different types of optical information recording media using light of at least two different wavelengths with one pickup device. . That is, the optical pickup device of the present invention is used for recording / reproducing on different information recording media such as a first optical information recording medium and a second optical information recording medium. The first light beam of the first light source of the optical pickup device of the present invention is used for reproducing information from the first optical information recording medium or for the first light beam.
The second light flux of the second light source is used for reproducing information from the second optical information recording medium or the second optical information recording medium. Used to record information in In general, an optical information recording medium has a transparent substrate on an information recording surface.
【0022】また、本発明の機能を、別の言い方で表す
と、集光光学系は、回折部に達した第1の光束により回
折部で発生した第1の光束のn次回折光を第1の光情報
記録媒体に記録された情報を再生するためにまたは第1
の情報記録媒体に情報を記録するために、第1の透明基
板を介して第1の光情報記録媒体の第1の情報記録面に
集光することができ、集光光学系は、回折部に達した第
2の光束により回折部で発生した第2の光束のn次回折
光を第2の光情報記録媒体に記録された情報を再生する
ためにまたは第2の情報記録媒体に情報を記録するため
に、第2の透明基板を介して第2の光情報記録媒体の第
2の情報記録面に集光することができ、光検出器は、第
1の情報記録面または第2の情報記録面から反射した光
束を受光することができるということになる。
Expressing the function of the present invention in another way, the condensing optical system converts the n-th order diffracted light of the first light beam generated in the diffraction portion by the first light beam reaching the diffraction portion into the first light beam. To reproduce the information recorded on the optical information recording medium of
In order to record information on the first information recording medium, the light can be condensed on the first information recording surface of the first optical information recording medium via the first transparent substrate. The n-th order diffracted light of the second light beam generated in the diffraction unit by the second light beam that has reached the second light beam is used to reproduce information recorded on the second optical information recording medium or to record information on the second information recording medium. In order to achieve this, the light can be focused on the second information recording surface of the second optical information recording medium via the second transparent substrate, and the photodetector is provided with the first information recording surface or the second information. This means that the light beam reflected from the recording surface can be received.
【0023】より好ましい態様を以下に示す。集光光学
系は、回折部を通過した第1の光束におけるn次回折光
を第1の光情報記録媒体の第1の情報記録面に、対物レ
ンズの像側の、第1の光束における所定開口数内では
0.07λrms以下の状態で、即ち、実使用上開口内
の光束が最良像点において回折限界性能もしくはそれ以
下となる状態で集光することができ、そして集光光学系
は、回折部を通過した第2の光束におけるn次回折光を
第2の光情報記録媒体の第2の情報記録面に、対物レン
ズの像側の、第2の光束における所定開口数内では0.
07λrms以下の状態で、即ち、実使用上開口内の光
束が最良像点において回折限界性能もしくはそれ以下と
なる状態で集光することができる。
More preferred embodiments are described below. The condensing optical system converts the nth-order diffracted light of the first light beam that has passed through the diffractive portion into a predetermined aperture in the first light beam on the image side of the objective lens on the first information recording surface of the first optical information recording medium. The number can be collected in a state of 0.07λrms or less, that is, a state in which the light beam in the aperture for practical use is at or below the diffraction limit performance at the best image point. The nth-order diffracted light of the second light beam passing through the second optical information recording medium is applied to the second information recording surface of the second optical information recording medium at a predetermined numerical aperture of the second light beam on the image side of the objective lens.
The light can be converged in a state of not more than 07λrms, that is, in a state where the light flux in the aperture for practical use has the diffraction limit performance or less at the best image point.
【0024】さらに、第1の光源もしくは第2の光源に
おいて、温度変化や電流変化に基づく±10nm以下程
度の波長シフトが起きる場合であっても、それぞれの情
報記録面上において、対物レンズの像側の所定開口数内
では0.07λrms以下の状態で、n次回折光が集光
されることが好ましい。特に、第1の光束 もしくは、
第2の光束が600nm以下の波長(例えば、350n
m〜480nm等)の光束であり、±10nm以下程度
の波長シフトが発生する場合であっても、対物レンズの
像側の所定開口数内では0.07λrms以下の状態
で、n次回折光が集光されることが、特に好ましい。
Further, even if a wavelength shift of about ± 10 nm or less occurs due to a temperature change or a current change in the first light source or the second light source, the image of the objective lens is not formed on each information recording surface. It is preferable that the n-th order diffracted light be condensed within 0.07λrms or less within a predetermined numerical aperture on the side. In particular, the first beam or
The second light beam has a wavelength of 600 nm or less (for example, 350 n
m to 480 nm), and even if a wavelength shift of about ± 10 nm or less occurs, the n-th order diffracted light is collected within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens at 0.07 λrms or less. Lighting is particularly preferred.
【0025】なお、n次回折光が、1次回折光もしくは
−1次回折光であると、±1次より高次の回折光を用い
る場合と比較して光量の損失が少なくなり好ましい。
It is preferable that the n-th order diffracted light be the first-order diffracted light or the -1st-order diffracted light because the loss of the light amount is smaller than in the case of using the diffracted light of the order higher than ± 1 order.
【0026】また、回折部における第1の光束のn次回
折光の回折効率をA%とし、他のある次数(好ましくは
n以外の次数のうちで、回折効率が最も大きい次数)の
回折光の回折効率をB%としたとき、A−B≧10であ
ることが好ましく、回折部における第2の光束のn次回
折光の回折効率をA’%とし、他のある次数の回折光の
回折効率をB’%としたとき、A’−B’≧10である
ことが好ましい。さらにA−B≧30、A’−B’≧3
0であることがより好ましく、A−B≧50、A’−
B’≧50、であることがより好ましく、A−B≧7
0、A’−B’≧70であることがさらに好ましい。
Further, the diffraction efficiency of the n-th order diffracted light of the first light beam in the diffracting portion is defined as A%, and the diffracted light of another order (preferably the order having the highest diffraction efficiency among orders other than n) is given. When the diffraction efficiency is B%, it is preferable that AB ≧ 10, the diffraction efficiency of the n-th order diffracted light of the second light flux in the diffracting unit is A ′%, and the diffraction efficiency of the diffracted light of some other order is Is preferably B ′%, it is preferable that A′−B ′ ≧ 10. Further, AB ≧ 30, A′−B ′ ≧ 3
More preferably 0, AB ≧ 50, A′-
B ′ ≧ 50 is more preferable, and AB ≧ 7
More preferably, 0, A′−B ′ ≧ 70.
【0027】また、第1の光束も第2の光束も、光情報
記録媒体の情報の記録に用いる場合は、回折部における
n次回折光の回折効率が、第1の光束の波長と第2の光
束の波長との間の波長において最大となるようにするこ
とが好ましい。
When both the first light beam and the second light beam are used for recording information on the optical information recording medium, the diffraction efficiency of the n-th order diffracted light in the diffractive portion is equal to the wavelength of the first light beam and the second light beam. It is preferable to make the maximum at a wavelength between the wavelength of the light flux.
【0028】また、第1の光束か第2の光束のいずれか
のみを、光情報記録媒体の情報の記録に用い、他方の光
束は再生のみに用いる場合は、回折部におけるn次回折
光の回折効率が、第1の光束の波長と第2の光束の波長
との間の波長において最小となるようにすることが好ま
しい。より好ましくは、回折部におけるn次回折光の回
折効率が、第1の光束の波長か、第2の光束の波長か
の、情報の記録に用いる方において、最大となるように
することである。
When only one of the first light beam and the second light beam is used for recording information on the optical information recording medium, and the other light beam is used only for reproduction, the diffraction of the n-th order diffracted light in the diffractive portion is performed. Preferably, the efficiency is minimized at a wavelength between the wavelength of the first light flux and the wavelength of the second light flux. More preferably, the diffraction efficiency of the n-th order diffracted light in the diffracting portion is maximized in the one used for recording information, whether the wavelength of the first light beam or the wavelength of the second light beam.
【0029】また、回折部が設けられる光学素子として
は、特に限定されないが、集光光学系に設けられる、屈
折面を持つレンズや、平板状素子などが挙げられる。
The optical element provided with the diffractive portion is not particularly limited, and examples thereof include a lens having a refracting surface, a flat element, and the like provided in the condensing optical system.
【0030】回折部を設ける光学素子として、屈折面を
持つレンズを用いる場合、光学素子の具体例としては、
対物レンズやコリメーターレンズやカップリングレンズ
などが挙げられる。これらのレンズの屈折面上等に回折
部を設けることができる。また、回折部を設けることの
みを目的とした平板状やレンズ状の光学素子を、集光光
学系に加えてもよい。
When a lens having a refractive surface is used as the optical element provided with the diffractive portion, specific examples of the optical element include:
Examples include an objective lens, a collimator lens, and a coupling lens. A diffractive portion can be provided on a refracting surface of these lenses or the like. Further, a plate-shaped or lens-shaped optical element for the purpose of only providing the diffraction section may be added to the light-collecting optical system.
【0031】なお、対物レンズの屈折面上に回折部を設
ける場合、対物レンズの外径(フランジを有する場合は
フランジも含む外径)が、絞り径よりも、0.4mm〜
2mm大きいことが好ましい。
When the diffractive portion is provided on the refracting surface of the objective lens, the outer diameter of the objective lens (the outer diameter including the flange if the objective lens has a flange) is 0.4 mm or more smaller than the aperture diameter.
It is preferably 2 mm larger.
【0032】回折部は、光学素子の光源側の光学面に設
けてもよいし、像側(光情報記録媒体側)に設けてもよ
いし、両面に設けるようにしてもよい。また、回折部は
凸面に設けてもよいし、凹面に設けてもよい。
The diffractive portion may be provided on the optical surface on the light source side of the optical element, may be provided on the image side (optical information recording medium side), or may be provided on both surfaces. Further, the diffractive portion may be provided on a convex surface or may be provided on a concave surface.
【0033】対物レンズに回折部を設けると、部品点数
の削減につながり、しかも光ピックアップ装置の製造時
の組立誤差も減少できるるため、より好ましい。その場
合、対物レンズは、1枚玉であることが好ましいが、2
枚玉であってもよい。プラスチックレンズが好ましい
が、ガラスレンズであってもよい。また、ガラスレンズ
表面に回折部が形成された樹脂層を設けてもよい。ま
た、回折部が設けられている対物レンズは、外周に、光
軸に対し垂直方向に延びた面を持つフランジ部を有する
ことが好ましい。これにより、ピックアップ装置への精
度の高い取り付けが容易に行え、しかも環境温度が変化
しても安定した性能を得られる。また、対物レンズの屈
折面が非球面であって、その非球面に回折部が設けられ
ていることが好ましい。もちろん、回折部は対物レンズ
の片面に設けてもよいし、両面に設けてもよい。
It is more preferable to provide the objective lens with a diffractive portion, because it leads to a reduction in the number of components and also reduces an assembly error in manufacturing the optical pickup device. In that case, the objective lens is preferably a single ball,
It may be a single ball. Although a plastic lens is preferred, a glass lens may be used. Further, a resin layer having a diffraction portion formed on the surface of the glass lens may be provided. Further, it is preferable that the objective lens provided with the diffractive portion has a flange portion having a surface extending in a direction perpendicular to the optical axis on the outer periphery. As a result, highly accurate attachment to the pickup device can be easily performed, and stable performance can be obtained even when the environmental temperature changes. Further, it is preferable that the refraction surface of the objective lens is an aspherical surface, and the diffraction portion is provided on the aspherical surface. Of course, the diffraction section may be provided on one side of the objective lens, or may be provided on both sides.
【0034】また、回折部が設けられている光学素子
は、アッベ数νdが50以上、100以下の材料ででき
ていることが好ましい。また、プラスチックであって
も、ガラスであってもよい。なお、プラスチックレンズ
である場合、その材料の屈折率が1.4〜1.75であ
ることが好ましく、1.48〜1.6であることがさら
に好ましく、1.5〜1.56であることがさらに好ま
しい。
It is preferable that the optical element provided with the diffraction portion is made of a material having an Abbe number νd of 50 or more and 100 or less. Further, it may be plastic or glass. In the case of a plastic lens, the material preferably has a refractive index of 1.4 to 1.75, more preferably 1.48 to 1.6, and more preferably 1.5 to 1.56. Is more preferable.
【0035】また、回折部が、レンズ(好ましくはプラ
スチックレンズ)に設けられている場合、温度変化に対
して安定した光ピックアップ装置及び光学素子を得るた
めに、以下の条件式を満たすことが好ましい。 -0.0002/℃<Δn/ΔT<-0.00005℃ ΔT:温度変化。 Δn:前記レンズの屈折率の変化量。
When the diffractive portion is provided on a lens (preferably a plastic lens), it is preferable to satisfy the following conditional expression in order to obtain an optical pickup device and an optical element that are stable against temperature changes. . -0.0002 / ° C <Δn / ΔT <-0.00005 ° C ΔT: Temperature change. Δn: the amount of change in the refractive index of the lens.
【0036】さらに以下の条件式を満たすことが好まし
い。 0.05nm/℃<Δλ1/ΔT<0.5nm/℃ Δλ1(nm):温度変化ΔTがあったときの、第1の光源の
波長の変化量
Further, it is preferable that the following conditional expression is satisfied. 0.05 nm / ° C <Δλ1 / ΔT <0.5 nm / ° C Δλ1 (nm): change in wavelength of the first light source when there is a temperature change ΔT
【0037】回折部は、振幅型の回折部であってもよい
が、光利用効率の観点から、位相型の回折部であること
が好ましい。また、回折部の回折パターンは、光軸に対
して回転対称であることが好ましい。また、回折部は、
光軸の方向から見て、複数の輪帯を有し、この複数の輪
帯が光軸または光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円上
に形成されていることが好ましい。円が好ましいが、楕
円であってもよい。特に段差を有するブレーズド型の輪
帯回折面が好ましい。また、階段状に形成された輪帯回
折面であってもよい。また、光軸から離れるに従って、
レンズ厚が厚くなる方向へ離散的にシフトする輪帯とし
て階段状に形成された輪帯回折面であってもよい。な
お、回折部は輪帯状であることが好ましいが、1次元回
折格子であってもよい。
The diffraction section may be an amplitude type diffraction section, but is preferably a phase type diffraction section from the viewpoint of light use efficiency. Further, the diffraction pattern of the diffraction section is preferably rotationally symmetric with respect to the optical axis. Also, the diffraction part
When viewed from the direction of the optical axis, it is preferable to have a plurality of orbicular zones, and the plurality of orbicular zones are formed substantially concentrically around the optical axis or a point near the optical axis. A circle is preferred, but an ellipse may be used. Particularly, a blazed ring zone diffraction surface having a step is preferable. Further, an annular diffraction surface formed in a step shape may be used. Also, as you move away from the optical axis,
An annular diffractive surface formed in a step-like manner as an annular zone that discretely shifts in a direction of increasing the lens thickness may be used. The diffractive portion is preferably in the shape of an annular zone, but may be a one-dimensional diffraction grating.
【0038】回折部が同心円の輪帯状である場合、回折
輪帯のピッチは、位相差関数もしくは光路差関数を使っ
て定義される。この場合、複数の輪帯の各位置を示す冪
級数で表される位相差関数が、2乗項以外の少なくとも
1つの項に、0以外の係数を有することが好ましい。こ
の構成により、異なる波長の光に起因する色収差の球面
収差を補正することが可能となる。
When the diffractive portion has a concentric annular shape, the pitch of the diffractive annular zone is defined by using a phase difference function or an optical path difference function. In this case, it is preferable that the phase difference function represented by a power series indicating each position of the plurality of orbicular zones has a coefficient other than 0 in at least one term other than the square term. With this configuration, it is possible to correct spherical aberration of chromatic aberration caused by light of different wavelengths.
【0039】また、回折部の複数の輪帯の各位置を示す
冪級数で表される位相差関数が、2乗項に、0以外の係
数を有すると、近軸色収差を補正でき好ましい。しか
し、回折輪帯のピッチを過小としないことを重視する場
合、回折部の複数の輪帯の各位置を示す冪級数で表され
る位相差関数が、2乗項を含まないようにしてもよい。
It is preferable that the phase difference function represented by a power series indicating each position of the plurality of orbicular zones of the diffraction section have a coefficient other than 0 in the square term, because paraxial chromatic aberration can be corrected. However, when it is important not to make the pitch of the diffraction zones too small, even if the phase difference function represented by a power series indicating each position of the plurality of zones of the diffraction section does not include the square term. Good.
【0040】なお、回折部の回折輪帯のステップ数が、
2以上、45以下であることが好ましい。より好ましく
は、40以下である。さらに好ましくは、15以下であ
る。なお、ステップ数を数えるには、輪帯の段差の数を
数えればよい。
The number of steps of the diffraction ring zone of the diffraction section is
It is preferably from 2 to 45. More preferably, it is 40 or less. More preferably, it is 15 or less. In order to count the number of steps, the number of steps of the annular zone may be counted.
【0041】また、回折部の回折輪帯の段差の光軸方向
の深さが、2μm以下であることが好ましい。この構成
にすることにより、光学素子の製造がしやすくなり、し
かもn次回折光を容易に1次または−1次回折光にする
ことができる。
It is preferable that the depth of the step of the diffraction ring zone of the diffraction portion in the optical axis direction is 2 μm or less. With this configuration, the optical element can be easily manufactured, and the n-th order diffracted light can be easily converted into the first order or −1 order diffracted light.
【0042】また、光学素子の光源側の面に回折部を設
ける場合、光軸から離れるにつれて、段差の深さが深く
なる方が好ましい。
When a diffractive portion is provided on the surface of the optical element on the light source side, it is preferable that the depth of the step increases as the distance from the optical axis increases.
【0043】光線を偏向する回折面の作用について、本
発明では光線を、より光軸の方に偏向させる場合を正の
作用と呼び、光軸から離れる方向に偏向するとき負の作
用と呼ぶ。
With respect to the function of the diffractive surface for deflecting the light beam, in the present invention, the case where the light beam is further deflected toward the optical axis is called a positive action, and the case where it is deflected away from the optical axis is called a negative action.
【0044】また、輪帯回折面のピッチは、光軸からの
高さに反比例してピッチを設けてもよい。また、ピッチ
の設けられ方が、光軸からの高さに反比例していない、
つまり、光路差関数が高次の項を有するピッチを設けて
もよい。
The pitch of the ring-shaped diffraction surface may be provided in inverse proportion to the height from the optical axis. Also, the way the pitch is provided is not inversely proportional to the height from the optical axis,
That is, a pitch in which the optical path difference function has a higher-order term may be provided.
【0045】特に、光路差関数の高次の項を有するピッ
チを設ける場合、つまり、光軸からの高さに反比例して
ピッチが設けられていない場合、光路差関数において、
変曲点を有してもよいが、変曲点を有さないことが好ま
しい。
In particular, when a pitch having a higher-order term of the optical path difference function is provided, that is, when the pitch is not provided in inverse proportion to the height from the optical axis, the optical path difference function has:
It may have an inflection point, but preferably has no inflection point.
【0046】また、回折部で付加される回折作用は、回
折部の全面において正であってもよいし、回折部の全面
において負であってもよい。また、回折部で付加される
回折作用の正負の符号が、光軸と垂直に光軸から離れる
方向において少なくとも1回切り替わるようにしてもよ
い。例えば、図47(c)に示されるような、光軸と垂直
に光軸から離れる方向において負から正に変化するタイ
プが挙げられる。異なる言い方をすると、回折部の複数
の輪帯が、ブレーズ化されており、光軸に近い側の回折
輪帯では、その段差部が光軸 から離れた側に位置し、
光軸から離れた側の回折輪帯では、その段差部が光軸に
近い側に位置する、とも言える。また、図47(d)に示
されるような、光軸と垂直に光軸から離れる方向におい
て正から負に変化するタイプなどでもよい。これについ
ても異なる言い方をするなら、回折部の複数の輪帯が、
ブレーズ化されており、光軸に近い側の前記回折輪帯で
は、その段差部が光軸に近い側に位置し、光軸から離れ
た側の前記回折輪帯では、その段差部が光軸から離れた
側に位置するとも言える。
The diffractive action added by the diffractive portion may be positive on the entire surface of the diffractive portion or negative on the entire surface of the diffractive portion. Further, the sign of the diffraction effect added by the diffraction unit may be switched at least once in a direction away from the optical axis perpendicular to the optical axis. For example, as shown in FIG. 47C, there is a type that changes from negative to positive in a direction away from the optical axis perpendicular to the optical axis. In other words, a plurality of orbicular zones of the diffractive portion are blazed, and in a diffractive orbicular zone closer to the optical axis, the step is located on a side farther from the optical axis,
It can also be said that the step portion is located closer to the optical axis in the diffraction ring zone away from the optical axis. Further, a type that changes from positive to negative in a direction away from the optical axis perpendicular to the optical axis as shown in FIG. To put this differently, the multiple zones of the diffraction section
Blazed, the step portion is located on the side closer to the optical axis in the diffraction zone near the optical axis, and the step portion is located in the diffraction zone near the optical axis away from the optical axis. It can be said that it is located on the side distant from.
【0047】なお、回折輪帯のピッチとは、図134に
おいて、光軸と垂直方向の輪帯の段差と輪帯の段差の間
の距離pをいい、段差の深さとは、光軸方向の段差の長
さdをいう。
In FIG. 134, the pitch of the diffraction zones refers to the distance p between the steps of the zones perpendicular to the optical axis and the steps of the zones, and the depth of the steps refers to the depth in the direction of the optical axis. It refers to the length d of the step.
【0048】なお、ピッチが細かくなると、その部分の
収束度合いや発散度合いは強くなり、ピッチが大きくな
ると、その部分の収束度合いや発散度合いは弱くなる。
When the pitch is fine, the degree of convergence and divergence of the part increases, and when the pitch increases, the degree of convergence and divergence of the part weakens.
【0049】また、回折部を有する光学素子において、
光束が通過する面の全面に回折部を設けてもよい。異な
る言い方では、対物レンズの像側の最大開口数以下の光
束が全て、回折部を通過するようにしてもよい、ともい
える。また、単純に光学素子の光学面の1面全面に回折
部を設けてもよく、光学素子の光学面の1面の70%以
上(好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以
上)を回折部としてもよい。
Further, in an optical element having a diffraction portion,
A diffractive portion may be provided on the entire surface through which the light beam passes. In other words, it can be said that all the light beams having a size smaller than the maximum numerical aperture on the image side of the objective lens may pass through the diffractive portion. A diffractive portion may be simply provided on the entire optical surface of the optical element, and 70% or more (preferably 80% or more, more preferably 90% or more) of one optical surface of the optical element is diffracted. It may be a unit.
【0050】また、光学素子の光束が通過する面の一部
にのみ回折部を設け、他の部分を屈折面、もしくは透過
面としてもよい。異なる言い方では、対物レンズの像側
の最大開口数に対応する光束のうち、光軸と垂直方向の
領域の一部の領域の光束が、回折部を通過し、他の一部
の領域の光束が回折部を通過せず、屈折面や透過面を通
過するようにする、とも言える。光束が通過する面の一
部にのみ回折部を設ける場合、回折部を光軸を含む光軸
近辺のみに設けてもよいし、光軸近辺に回折部を設け
ず、回折部を環状に設けてもよい。例えば、光学素子の
光学面の1面の10%以上、90%未満を回折部として
もよい。または、10%以上、50%未満を回折部とし
てもよい。
Further, the diffraction portion may be provided only on a part of the surface of the optical element through which the light beam passes, and the other part may be a refraction surface or a transmission surface. In other words, of the luminous flux corresponding to the maximum numerical aperture on the image side of the objective lens, the luminous flux in a part of the area perpendicular to the optical axis passes through the diffraction part, and the luminous flux in the other part of the area. Can pass through a refraction surface or a transmission surface without passing through the diffraction portion. When the diffraction portion is provided only on a part of the surface through which the light beam passes, the diffraction portion may be provided only near the optical axis including the optical axis, or the diffraction portion is not provided near the optical axis, and the diffraction portion is provided in an annular shape. You may. For example, 10% or more and less than 90% of one optical surface of the optical element may be the diffraction portion. Alternatively, 10% or more and less than 50% may be the diffraction portion.
【0051】なお、光学素子の光束が通過する面の一部
にのみ回折部を設ける場合、NA1>NA2の場合は、
NA1>NAH1,NAH1≧NA2,NA2≧NAL
1≧0であることが好ましい。また、NA2>NA1の
場合は、NA2>NAH2,NAH2≧NA1,NA1
≧NAL2≧0であることが好ましい。なお、NA1,
NA2は、それぞれ第1の光束及び第2の光束を用いる
際の、対物レンズの像側の所定開口数である。NAH
1,NAH2は、回折部の最も外側を通過した第1の光
束及び第2の光束の対物レンズの像側の開口数である。
NAL1,NAL2は、回折部の最も内側を通過した第
1の光束及び第2の光束の対物レンズの像側の開口数で
ある。
When the diffractive portion is provided only on a part of the surface of the optical element through which the light beam passes, when NA1> NA2,
NA1> NAH1, NAH1 ≧ NA2, NA2 ≧ NAL
It is preferable that 1 ≧ 0. If NA2> NA1, NA2> NAH2, NAH2 ≧ NA1, NA1
It is preferable that ≧ NAL2 ≧ 0. NA1,
NA2 is a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens when using the first light beam and the second light beam, respectively. NAH
1, NAH2 is the numerical aperture on the image side of the objective lens of the first light beam and the second light beam that have passed through the outermost part of the diffraction unit.
NAL1 and NAL2 are numerical apertures on the image side of the objective lens of the first light beam and the second light beam that have passed through the innermost part of the diffraction unit.
【0052】また、光学素子の光束が通過する面の一部
にのみ回折部を設ける場合、NA1>NA2のとき、第
1の光束のうち、NA1以下で回折部を通過した光束
と、回折部以外の屈折面を通過した光の集光位置がほぼ
等しいことが好ましい。NA2>NA1の場合は、第2
の光束のうち、NA2以下で回折部を通過した光束と、
回折部以外の屈折面を通過した光の集光位置がほぼ等し
いことが好ましい。
In the case where the diffractive portion is provided only on a part of the surface of the optical element through which the light beam passes, when NA1> NA2, of the first light beam, the light beam passing through the diffractive portion at NA1 or less and the diffracting portion It is preferable that the light condensing positions of the light passing through other refracting surfaces be substantially equal. If NA2> NA1, the second
Of the luminous flux of the above, the luminous flux that has passed through the diffraction portion at NA2 or less,
It is preferable that the light condensing positions of the light that has passed through the refraction surface other than the diffractive portion are substantially equal.
【0053】また、回折部が、第1の回折パターンと、
第2の回折パターンを有し、第2の回折パターンが、第
1の回折パターンよりも光軸から離れているという態様
であってもよい。また、回折部と回折部のない屈折面と
を同一面上に組み合わせてもよい。
Further, the diffraction section includes a first diffraction pattern,
It may have a second diffraction pattern, in which the second diffraction pattern is farther from the optical axis than the first diffraction pattern. Further, the diffractive portion and the refraction surface without the diffractive portion may be combined on the same surface.
【0054】また、2種の回折パターンを有する場合、
回折部の第1の回折パターンを通過した第1の光束にお
いて、n次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く
発生し、第1の情報記録面 上に集光可能であり、回折
部の第1の回折パターンを通過した第2の光束において
も、n次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発
生し、第2の情報記録面 上に集光可能であり、回折部
の第2の回折パターンを通過した第1の光束において、
n次の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生
し、第1の情報記録面 上に集光可能であり、回折部の
前記第2の回折パターンを通過した第2の光束において
は、透過光である0次光が、他の次数の回折光に比して
多く発生するようにしてもよい。この場合のn次として
は、1次が好ましい。
In the case of having two types of diffraction patterns,
In the first light flux that has passed through the first diffraction pattern of the diffraction portion, more n-order diffracted light is generated than the other order diffracted light, and can be focused on the first information recording surface. In the second light flux that has passed through the first diffraction pattern of the diffraction section, n-order diffracted light is generated more than diffracted light of other orders, and collected on the second information recording surface. In the first light beam that is light-capable and has passed through the second diffraction pattern of the diffraction unit,
The n-th order diffracted light is generated more than the other order diffracted light, and can be focused on the first information recording surface, and the second order diffracted light passes through the second diffraction pattern of the diffractive portion. In a light beam, the 0th-order light, which is transmitted light, may be generated more than diffracted light of other orders. In this case, the n-th order is preferably the first order.
【0055】また、別の態様としては、回折部の第1の
回折パターンを通過した第1の光束において、n次の回
折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第1の
情報記録面上に集光可能であり、回折部の前記第1の回
折パターンを通過した第2の光束においても、n次の回
折光が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第2の
情報記録面上に集光可能であり、回折部の第2の回折パ
ターンを通過した第1の光束において、n次の回折光
が、他の次数の回折光に比して多く発生し、第1の情報
記録面 上に集光可能であり、回折部の第2の回折パタ
ーンを通過した第2の光束においては、n次ではない負
の次数の回折光が、他の次数の回折光に比して多く発生
する。この場合のn次としては、1次が好ましく、負の
次数としては−1次が好ましい。
Further, as another aspect, in the first light beam that has passed through the first diffraction pattern of the diffraction portion, the n-th order diffracted light is generated more than the other order diffracted light, and The n-th order diffracted light can be condensed on the first information recording surface, and the n-th order diffracted light in the second light flux passing through the first diffractive pattern of the diffractive portion is larger than the other order diffracted lights. In the first light flux generated and condensed on the second information recording surface and having passed through the second diffraction pattern of the diffraction section, the n-th order diffracted light is compared with the diffracted lights of the other orders. In the second luminous flux that can be condensed on the first information recording surface and has passed through the second diffraction pattern of the diffraction section, diffracted light of a negative order other than the nth order is generated. Are generated more than the diffracted light of the first order. In this case, the n-th order is preferably the first order, and the negative order is preferably the -1 order.
【0056】また、透明基板の厚さが異なる、複数の光
情報記録媒体において使用する光ピックアップ装置もし
くは光学素子の場合、回折部の輪帯のピッチは以下の条
件式を満たすことが特に好ましい。 0.4≦|(Ph/Pf)−2|≦25
In the case of an optical pickup device or an optical element used for a plurality of optical information recording media having different thicknesses of the transparent substrate, it is particularly preferable that the pitch of the annular zone of the diffraction portion satisfies the following conditional expression. 0.4 ≦ | (Ph / Pf) −2 | ≦ 25
【0057】より好ましくは、0.8≦|(Ph/P
f)−2|≦6であり、さらに好ましくは、1.2≦|
(Ph/Pf)−2|≦である。
More preferably, 0.8 ≦ | (Ph / P
f) −2 | ≦ 6, more preferably 1.2 ≦ |
(Ph / Pf) -2 | ≦.
【0058】対物レンズの像側の最大開口数に対応する
回折部の輪帯のピッチがPfであり、最大開口数の1/
2に対応する回折部の輪帯のピッチがPhである。な
お、最大開口数とは、その光ピックアップ装置におい
て、情報の読取/記録が行われる幾つかの種類の光情報
記録媒体の所定開口数のうち、最も最大のものを最大開
口数と見なす。なお、所定開口数とは、その光ピックア
ップ装置において、所定の波長の光束によって、光情報
記録媒体の情報の読取/記録を可能とする開口数をいう
が、ある光情報記録媒体の規格で定められた開口数であ
ってもよい。また、対物レンズの像側の最大開口数に対
応する回折部の輪帯のピッチとは、最大開口数の際に、
回折部において、通過する光束の最も外周部に位置する
輪帯のピッチを意味する。また、最大開口数の1/2に
対応する回折部の輪帯のピッチとは、最大開口数の1/
2の開口数の際に、回折部において、通過する光束の最
も外周部に位置する輪帯のピッチを意味する。
The pitch of the ring zone of the diffractive portion corresponding to the maximum numerical aperture on the image side of the objective lens is Pf, and is 1 / the maximum numerical aperture.
The pitch of the ring zone of the diffraction section corresponding to No. 2 is Ph. The maximum numerical aperture refers to the maximum numerical aperture among the predetermined numerical apertures of several types of optical information recording media on which information is read / recorded in the optical pickup device. Note that the predetermined numerical aperture is a numerical aperture that enables reading / recording of information on an optical information recording medium by a light beam of a predetermined wavelength in the optical pickup device, and is defined by a standard of a certain optical information recording medium. The numerical aperture may be a given numerical aperture. In addition, the pitch of the ring zone of the diffraction unit corresponding to the maximum numerical aperture on the image side of the objective lens, when the maximum numerical aperture,
In the diffraction section, it means the pitch of the orbicular zone located at the outermost periphery of the light beam passing therethrough. Also, the pitch of the orbicular zone of the diffraction portion corresponding to 1/2 of the maximum numerical aperture is 1 / the maximum numerical aperture.
In the case of the numerical aperture of 2, it means the pitch of the orbicular zone located at the outermost periphery of the light beam passing through the diffractive portion.
【0059】なお、2つの光源の光束のうち、一方の光
束については、実使用上の開口までを無収差とし、その
外側の部分については収差をフレアにするような光ピッ
クアップ装置としてもよい。
An optical pickup device may be used in which one of the light beams of the two light sources has no aberration up to the aperture in actual use, and the outer portion has flare in the aberration.
【0060】違う言い方をすると以下のように表すこと
ができる。第1の光束を用いる際の、対物レンズの像側
の所定開口数内である第1の光束は、第1の光情報記録
媒体の第1の情報記録面上に、0.07λrms以下の
状態で集光され、第1の光束を用いる際の、対物レンズ
の像側の所定開口数より外側を通過した第1の光束は、
第1の情報記録面 上では、0.07λrmsより大き
い状態となり、第2の光束を用いる際の、対物レンズの
像側の所定開口数内を通過した第2の光束も、前記所定
開口数より外側を通過した第2の光束も、第2の光情報
記録媒体の第2の情報記録面上に、0.07λrms以
下の状態で集光される。この場合NA1<NA2であっ
て、第1の光情報記録媒体の記録・再生を行う際に、N
A1とNA2の間の光束はフレアにするということであ
る。
In other words, it can be expressed as follows. When the first light beam is used, the first light beam within the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens is placed on the first information recording surface of the first optical information recording medium in a state of 0.07 λrms or less. When the first light flux is used, the first light flux that has passed outside the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens when using the first light flux is
On the first information recording surface, the state becomes larger than 0.07 λrms, and when the second light flux is used, the second light flux that has passed through a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens is also larger than the predetermined numerical aperture. The second light flux that has passed outside is also focused on the second information recording surface of the second optical information recording medium in a state of 0.07 λrms or less. In this case, NA1 <NA2, and when performing recording / reproduction on the first optical information recording medium, N1
The luminous flux between A1 and NA2 is to be flare.
【0061】もしくは、第2の光束を用いる際の、対物
レンズの像側の所定開口数内である第2の光束は、第2
の光情報記録媒体の第2の情報記録面上に、0.07λ
rms以下の状態で集光され、第2の光束を用いる際
の、対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した
第2の光束は、第2の情報記録面上では、0.07λr
msより大きい状態となり、第1の光束を用いる際の、
対物レンズの像側の所定開口数内を通過した第1の光束
も、所定開口数より外側を通過した第1の光束も、第1
の光情報記録媒体の第1の情報記録面上に、0.07λ
rms以下の状態で集光される。この場合、NA1>N
A2であって、第2の光情報記録媒体の記録・再生を行
う際に、NA2とNA1の間の光束はフレアにするとい
うことである。
Alternatively, when the second light beam is used, the second light beam within the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens is the second light beam.
0.07λ on the second information recording surface of the optical information recording medium
rms or less, and the second light flux passing outside the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens when using the second light flux is 0.07λr on the second information recording surface.
ms when the first light flux is used.
Both the first light beam that has passed within the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens and the first light beam that has passed outside the predetermined numerical aperture are the first light beams.
0.07λ on the first information recording surface of the optical information recording medium
Light is collected in a state of rms or less. In this case, NA1> N
A2, which means that the luminous flux between NA2 and NA1 is flare when recording / reproducing on / from the second optical information recording medium.
【0062】これらの態様は、回折部の設計によって、
任意に設定できる。例えば、光学素子の全面に回折部を
設けつつ、回折部の設計によって、所定開口数以上にお
いてフレアを発生させるようにしてもよいし、光学素子
の面の一部に回折部を設け、他は屈折面とし、屈折面や
回折部によってフレアを発生させるようにしてもよい。
These embodiments are based on the design of the diffraction section.
Can be set arbitrarily. For example, while providing a diffractive portion on the entire surface of the optical element, the design of the diffractive portion may cause flare at or above a predetermined numerical aperture, or a diffractive portion may be provided on a part of the surface of the optical element. A refracting surface may be used, and flare may be generated by the refracting surface or the diffractive portion.
【0063】上記フレアを発生させる態様においては、
第1の光束を用いる際の対物レンズの像側の所定開口数
よりも外側の第1の光束を遮蔽もしくは回折し、第2の
光束は透過する開口制限手段も、第2の光束を用いる際
の対物レンズの像側の所定開口数よりも外側の第2の光
束を遮蔽もしくは回折し、第1の光束は透過する開口制
限手段も有さないことが好ましい。つまり、ダイクロイ
ックフィルタやホログラムフィルタを設けずに、通常の
絞りのみを設けることが好ましい。回折部を上記機能を
満たすように設計しさえすれば、通常の絞りだけ設けれ
ばよいため、機構が簡単になり好ましい。
In the above-described embodiment for generating the flare,
The aperture limiting means that blocks or diffracts the first light beam outside the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens when using the first light beam and transmits the second light beam is also used when the second light beam is used. Preferably, there is no aperture limiting means for blocking or diffracting the second light beam outside the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens and transmitting the first light beam. That is, it is preferable to provide only a normal stop without providing a dichroic filter or a hologram filter. As long as the diffractive portion is designed so as to satisfy the above function, it is preferable to provide only a normal aperture, so that the mechanism is simplified and preferable.
【0064】しかし、ホログラムフィルタ等のフィルタ
を用いて、フレアを発生させるようにしてもよい。な
お、ホログラムフィルタなどのフィルタを設ける場合、
別体のフィルタを集光光学系に設けてもよいし、対物レ
ンズ上にフィルタを設けてもよい。
However, flare may be generated using a filter such as a hologram filter. When a filter such as a hologram filter is provided,
A separate filter may be provided in the condensing optical system, or a filter may be provided on the objective lens.
【0065】また、所定開口数がより小さい方の光束を
集光させた際の、最小スポットを作る位置に対して、ア
ンダーにフレアを設けるようにしてもよいし、オーバー
にフレアを設けるようにしてもよい。好ましくは、オー
バーに設ける方がよい。
In addition, when a light beam having a smaller numerical aperture is condensed, a flare may be provided under or over the position where the minimum spot is formed. You may. Preferably, it is better to provide over.
【0066】また、上述のようにフレアを発生させる場
合、球面収差図において、連続的にフレアを発生させる
ようにしてもよいし、不連続にフレアを発生させるよう
にしてもよい。
When the flare is generated as described above, the flare may be generated continuously or discontinuously in the spherical aberration diagram.
【0067】また、別の態様として、フレアを発生させ
ない光ピックアップ装置の態様が挙げられる。以下のよ
うなものが挙げられる。
As another embodiment, there is an embodiment of an optical pickup device which does not generate flare. The following are mentioned.
【0068】違う言い方をすると以下のように表すこと
ができる。第1の光束を用いる際の、対物レンズの像側
の所定開口数内である第1の光束は、第1の光情報記録
媒体の第1の情報記録面上に、0.07λrms以下の
状態で集光され、第1の光束を用いる際の、対物レンズ
の像側の所定開口数より外側を通過した第1の光束は、
第1の情報記録面 上では、0.07λrms以下の状
態で集光されるか、もしくは、遮蔽されて、第1の情報
記録面上まで達することがなく、第2の光束を用いる際
の、対物レンズの像側の所定開口数内を通過した第2の
光束も、所定開口数より外側を通過した第2の光束も、
第2の光情報記録媒体の第2の情報記録面上に、0.0
7λrms以下の状態で集光される。この場合、NA1
<NA2であって、第1の光情報記録媒体の記録・再生
を行う際に、NA1とNA2の間の光束も集光するか、
もしくは遮蔽するということである。
In other words, it can be expressed as follows. When the first light beam is used, the first light beam within the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens is placed on the first information recording surface of the first optical information recording medium in a state of 0.07 λrms or less. When the first light flux is used, the first light flux that has passed outside the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens when using the first light flux is
On the first information recording surface, the light is condensed or shielded in a state of 0.07 λrms or less, and does not reach the first information recording surface, and when the second light beam is used, Neither the second light flux that has passed through the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens nor the second light flux that has passed outside the predetermined numerical aperture,
On the second information recording surface of the second optical information recording medium, 0.0
Light is collected in a state of 7λrms or less. In this case, NA1
<NA2, when recording / reproducing on the first optical information recording medium, whether the light flux between NA1 and NA2 is also collected,
Or it means shielding.
【0069】もしくは、第2の光束を用いる際の、対物
レンズの像側の所定開口数内である第2の光束は、第2
の光情報記録媒体の第2の情報記録面上に、0.07λ
rms以下の状態で集光され、第2の光束を用いる際
の、対物レンズの像側の所定開口数より外側を通過した
第2の光束は、第2の情報記録面 上では、0.07λ
rms以下の状態で集光されるか、もしくは、遮蔽され
て、第2の情報記録面上まで達することがなく、第1の
光束を用いる際の、対物レンズの像側の所定開口数内を
通過した第1の光束も、前記所定開口数より外側を通過
した第1の光束も、第1の光情報記録媒体の第1の情報
記録面上に、0.07λrms以下の状態で集光され
る。この場合、NA1>NA2であって、第2の光情報
記録媒体の記録・再生を行う際に、NA2とNA1の間
の光束も集光するか、もしくは遮蔽するということであ
る。
Alternatively, when the second light beam is used, the second light beam within the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens is the second light beam.
0.07λ on the second information recording surface of the optical information recording medium
The second light flux condensed in a state of not more than rms and passing outside the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens when the second light flux is used is 0.07λ on the second information recording surface.
When the first light flux is used, the light is converged or shielded in a state of not more than rms and does not reach the second information recording surface. Both the first light beam that has passed and the first light beam that has passed outside the predetermined numerical aperture are condensed on the first information recording surface of the first optical information recording medium in a state of 0.07λrms or less. You. In this case, NA1> NA2, and when recording / reproducing on / from the second optical information recording medium, the light flux between NA2 and NA1 is also collected or shielded.
【0070】これらの態様は、回折部の設計によって、
任意に設定できる。
In these embodiments, depending on the design of the diffraction section,
Can be set arbitrarily.
【0071】上記フレアを発生させず、NA1とNA2
の間、もしくはNA2とNA1の間の光束を遮蔽する態
様においては、第1の光束を用いる際の対物レンズの像
側の所定開口数よりも外側の第1の光束を遮蔽もしくは
回折し、第2の光束は透過する開口制限手段か、もしく
は、第2の光束を用いる際の対物レンズの像側の所定開
口数よりも外側の第2の光束を遮蔽もしくは回折し、第
1の光束は透過する開口制限手段を設けることが好まし
い。または、それぞれの光束において所定開口数となる
ような開口制限手段を設けることが好ましい。
Without generating the above-mentioned flare, NA1 and NA2
In the mode of blocking the light beam between NA2 and NA1, the first light beam outside the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens when using the first light beam is shielded or diffracted, and The second light beam is transmitted through the aperture limiting means, or blocks or diffracts the second light beam outside the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens when the second light beam is used, and the first light beam is transmitted. It is preferable to provide an opening limiting means. Alternatively, it is preferable to provide an aperture restricting means so that each light beam has a predetermined numerical aperture.
【0072】つまり、第1の光束もしくは第2の光束の
一方の光束において、所定開口数以上において、開口制
限手段であるダイクロイックフィルタやホログラムフィ
ルタなどの輪帯フィルタによって、光束を遮蔽すること
が好ましい。なお、ダイクロイックフィルタやホログラ
ムフィルタなどのフィルタを設ける場合、別体のフィル
タを集光光学系に設けてもよいし、対物レンズ上にフィ
ルタを設けてもよい。
That is, in one of the first light beam and the second light beam, the light beam is preferably shielded by a ring filter such as a dichroic filter or a hologram filter as aperture limiting means at a predetermined numerical aperture or more. . When a filter such as a dichroic filter or a hologram filter is provided, a separate filter may be provided in the condensing optical system, or a filter may be provided on the objective lens.
【0073】しかしながら、フレアを発生させない場合
であっても、ダイクロイックフィルタやホログラムフィ
ルタを設けることなく、通常の絞りのみを設け、最大開
口数内の全ての光束を情報記録面上に集光させるように
してもよい。別の言い方をすれば、対物レンズの像側の
最大開口数内において、第1の光束及び第2の光束共
に、情報記録面上で、0.07λrms以下の状態で集
光されるようにしてもよい。
However, even in the case where flare is not generated, only a normal aperture is provided without providing a dichroic filter or a hologram filter, and all light beams within the maximum numerical aperture are focused on the information recording surface. It may be. In other words, within the maximum numerical aperture on the image side of the objective lens, both the first light beam and the second light beam are condensed on the information recording surface in a state of 0.07λrms or less. Is also good.
【0074】また、NA1=NA2の場合にも、上記の
ような態様で、フレアを発生させないことが好ましい。
Also, even when NA1 = NA2, it is preferable that no flare be generated in the above-described manner.
【0075】なお、第1の光情報記録媒体及び第2の光
情報記録媒体という異なる情報記録媒体とは、各々の記
録/再生に使用される光の波長が異なる情報記録媒体で
あることを意味する。透明基板の厚さや、屈折率が同じ
であっても、異なっていてもよい。また、所定開口数の
値が同じであっても、異なっていてもよい。もちろん、
情報の記録密度が同じであっても、異なっていてもよ
い。異なる情報記録媒体各々の記録/再生に使用される
光の波長の差異によって発生する近軸色収差や球面収差
が、本発明の回折部によって、補正される。なお、球面
収差も近軸色収差も補正することが最も好ましく、球面
収差のみを補正し、近軸色収差を補正しない態様が次に
好ましいが、近軸色収差のみを補正し、球面収差を補正
しない態様であってもよい。
It should be noted that the different information recording media, ie, the first optical information recording medium and the second optical information recording medium, are information recording media that use different wavelengths of light for recording / reproduction. I do. The thickness and refractive index of the transparent substrate may be the same or different. Further, the value of the predetermined numerical aperture may be the same or different. of course,
The information recording densities may be the same or different. Paraxial chromatic aberration and spherical aberration caused by the difference in the wavelength of light used for recording / reproduction of each of the different information recording media are corrected by the diffraction unit of the present invention. It is most preferable to correct both the spherical aberration and the paraxial chromatic aberration, and it is most preferable to correct only the spherical aberration and not to correct the paraxial chromatic aberration, but it is preferable to correct only the paraxial chromatic aberration and not correct the spherical aberration. It may be.
【0076】さらに、異なる情報記録媒体において、透
明基板の厚さが異なり、透明基板の厚さに基づいて、球
面収差が発生する場合であっても、その球面収差が本発
明の回折部によって、補正される。なお、第1の光情報
記録媒体及び第2の光情報記録媒体において、透明基板
の厚さが各々異なる場合は、発生する球面収差がより大
きくなるため、本発明の効果がより顕著となり好まし
い。
Further, even when the thickness of the transparent substrate is different in different information recording media, and the spherical aberration is generated based on the thickness of the transparent substrate, the spherical aberration is changed by the diffractive portion of the present invention. Will be corrected. In the case where the thicknesses of the transparent substrates in the first optical information recording medium and the second optical information recording medium are different from each other, the generated spherical aberration becomes larger, and the effect of the present invention becomes more remarkable, which is preferable.
【0077】なお、第1の光束の波長と、第2の光束の
波長との差が80nm以上、400nm以下であること
が好ましい。さらに好ましくは、100nm以上、20
0nm以下である。さらに好ましくは、120nm以
上、200nm以下である。また、第1の光源と、第2
の光源としては、例えば、760〜820nm,630
〜670nm,350nm〜480nm等の波長の光を
照射する光源の中から2種類をいずれかを好ましく組み
合わせて用いることができる。もちろん、3光源や4光
源であってもよい。第3の光束を射出する第3光源や第
4の光束を射出する第4光源を有する場合、回折部を通
過した第3の光束や第4の光束においても、n次の回折
光が、他の次数の回折光に比して多く発生するようにす
ることが好ましい。
It is preferable that the difference between the wavelength of the first light beam and the wavelength of the second light beam is 80 nm or more and 400 nm or less. More preferably, 100 nm or more, 20
0 nm or less. More preferably, it is 120 nm or more and 200 nm or less. A first light source and a second light source;
Are, for example, 760-820 nm, 630
Any one of two light sources that emit light having a wavelength of from 670 nm to 670 nm and from 350 nm to 480 nm can be preferably used in combination. Of course, three or four light sources may be used. In the case where there is a third light source that emits the third light beam or a fourth light source that emits the fourth light beam, the n-th order diffracted light is also different in the third light beam and the fourth light beam that have passed through the diffraction unit. It is preferable to generate more than the diffracted light of the following order.
【0078】また、第2の光束の波長の方が、第1の光
束の波長よりも波長が長い場合、第2の光束と第1の光
束とにおける軸上色収差が、以下の条件式を満たすこと
が好ましい。 −λ2/{2×(NA2)2}≦Z≦λ2/{2×(N
A2)2} λ2:第2の光束の波長 NA2:第2の光束 に対する、前記対物レンズの像側の
所定開口数。
When the wavelength of the second light beam is longer than the wavelength of the first light beam, the axial chromatic aberration in the second light beam and the first light beam satisfies the following conditional expression. Is preferred. −λ2 / {2 × (NA2) 2 } ≦ Z ≦ λ2 / {2 × (N
A2) 2 } λ2: wavelength of the second light beam NA2: a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens with respect to the second light beam.
【0079】また、透明基板の厚さが異なる光情報記録
媒体を用い、t2>t1であって、λ2>λ1である場
合に、以下の条件式を満たすことが好ましい。 0.2×10-6/℃<ΔWSA3・λ1/{f・(NA1)4・ΔT}<2.2×1
0-6/℃ NA1:第1の光束を用いて、光情報記録媒体の再生もしく
は記録する場合に、必要な像側の対物レンズの開口数。 λ1:第1の光束の波長 f: 第1の光束に対する対物レンズの焦点距離 ΔT:環境温度変化。 ΔWSA3(λ1rms): 第1の光束を用いて、光情報記録媒体
の再生もしくは記録する場合に、光情報記録面に集光さ
れた光束の波面収差の3次球面収差成分の変化量
It is preferable that the following conditional expression is satisfied when t2> t1 and λ2> λ1 using optical information recording media having different thicknesses of the transparent substrate. 0.2 × 10-6 / ℃ <ΔWSA3 ・ λ1 / {f ・ (NA1) 4・ ΔT} <2.2 × 1
0-6 / ° C NA1: Numerical aperture of the objective lens on the image side required when reproducing or recording on the optical information recording medium using the first light flux. λ1: wavelength of the first light beam f: focal length of the objective lens with respect to the first light beam ΔT: change in environmental temperature. ΔWSA3 (λ1rms): the amount of change in the third-order spherical aberration component of the wavefront aberration of the light beam focused on the optical information recording surface when reproducing or recording on the optical information recording medium using the first light beam
【0080】また、第1の光束を用いる場合において、
発散光や収束光等の非平行光束である第1の光束を対物
レンズに入射させ、第2の光束を用いる場合において、
発散光や収束光等の非平行光束である第2の光束を対物
レンズに入射させるようにしてもよい。
When the first light beam is used,
In a case where a first light beam, which is a non-parallel light beam such as divergent light or convergent light, is incident on an objective lens and a second light beam is used,
A second light beam, which is a non-parallel light beam such as divergent light or convergent light, may be incident on the objective lens.
【0081】または、第1の光束を用いる場合におい
て、平行光束である第1の光束を対物レンズに入射さ
せ、第2の光束を用いる場合において、発散光や収束光
等の非平行光束である第2の光束を対物レンズに入射さ
せてもよい。または、第1の光束を用いる場合におい
て、発散光や収束光等の非平行光束である第1の光束を
対物レンズに入射させ、第2の光束を用いる場合におい
て、平行光束である第2の光束を対物レンズに入射させ
るようにしてもよい。
Alternatively, when the first light beam is used, the first light beam which is a parallel light beam is made incident on the objective lens, and when the second light beam is used, the first light beam is a non-parallel light beam such as divergent light or convergent light. The second light beam may be made incident on the objective lens. Alternatively, when the first light beam is used, the first light beam that is a non-parallel light beam such as divergent light or convergent light is made incident on the objective lens, and when the second light beam is used, the second light beam that is the parallel light beam is used. The light beam may be made incident on the objective lens.
【0082】なお、第1の光束、第2の光束どちらかの
光束、もしくは両方の光束において、非平行光束を用い
る場合、第1の光束を用いる場合の対物レンズに対する
倍率m1と、第2の光束を用いる場合の対物レンズに対
する倍率m2との差の絶対値が、0〜1/15であるこ
とが好ましい。より好ましくは、0〜1/18である。
λ2>λ1,t2>t1の場合、m1の方が大きいこと
が好ましい。特に、第2の光束をCDに用い、第1の光
束をDVDに用いる場合に、上記範囲が好ましい。な
お、第1の光源の波長がλ1であり、第2の光源の波長
がλ2であり、第1の透明基板の厚さがt1であり、第
2の透明基板の厚さがt2である。
When either the first light beam, the second light beam, or both light beams use a non-parallel light beam, the magnification m1 with respect to the objective lens when using the first light beam, and the second It is preferable that the absolute value of the difference from the magnification m2 with respect to the objective lens when a light beam is used is 0 to 1/15. More preferably, it is 0 to 1/18.
When λ2> λ1 and t2> t1, m1 is preferably larger. In particular, the above range is preferable when the second light beam is used for a CD and the first light beam is used for a DVD. Note that the wavelength of the first light source is λ1, the wavelength of the second light source is λ2, the thickness of the first transparent substrate is t1, and the thickness of the second transparent substrate is t2.
【0083】または、第1の光束を用いる場合において
も、第2の光束を用いる場合においても、平行光束を対
物レンズに入射させるようにしてもよい。この場合、回
折部が、図47(b)(c)の様な形態であってもよい
が、図47(a)(d)の形態の方が好ましい。
Alternatively, the parallel light beam may be made incident on the objective lens both when using the first light beam and when using the second light beam. In this case, the diffractive portion may have a form as shown in FIGS. 47 (b) and (c), but the forms shown in FIGS. 47 (a) and (d) are more preferable.
【0084】また、光ピックアップ装置に対物レンズに
入射する光束の発散度を補正する発散度変更手段(以
下、「発散度補正手段」ともいう。)を設け、第1の光
束と第2の光束において、対物レンズに入射する光束の
発散度を変化させるようにしてもよい。
Further, the optical pickup device is provided with divergence changing means (hereinafter also referred to as "divergence correction means") for correcting the divergence of the light beam incident on the objective lens, and the first light beam and the second light beam are provided. In, the divergence of the light beam incident on the objective lens may be changed.
【0085】なお、発散光を対物レンズに入射する場合
は、対物レンズがガラスレンズであることが好ましい。
When the divergent light is incident on the objective lens, it is preferable that the objective lens is a glass lens.
【0086】なお、第1の情報記録媒体もしくは、第2
の情報記録媒体のどちらかのみに対して再生・記録を行
え、他方に対しては再生のみを行う場合は、光ピックア
ップ装置において、第1の光束に対する光ピックアップ
装置全体の結像倍率と、第2の光束に対する光ピックア
ップ装置の全体の結像倍率が、異なることが好ましい。
この場合、第1の光束に対する対物レンズの結像倍率
と、第2の光束に対する対物レンズの結像倍率とは、同
じであっても、異なっていてもよい。
The first information recording medium or the second information recording medium
When reproduction / recording can be performed on only one of the information recording media and only reproduction is performed on the other of the information recording media, the imaging magnification of the entire optical pickup device with respect to the first light flux is determined by the optical pickup device. It is preferable that the entire imaging magnification of the optical pickup device for the two light beams is different.
In this case, the imaging magnification of the objective lens for the first light flux and the imaging magnification of the objective lens for the second light flux may be the same or different.
【0087】また、λ1<λ2,t1<t2であって、
第1の情報記録媒体のみに対して再生・記録を行え、第
2の情報記録媒体に対しては再生のみを行う場合は、第
1の光束に対する光ピックアップ装置全体の結像倍率
が、第2の光束に対する光ピックアップ装置の全体の結
像倍率に比して小さいことが好ましい。さらに、上記を
満たし、0.61<NA1<0.66である場合、集光
光学系において、第1の光源と、コリメータレンズの間
に、倍率を変化させるカップリングレンズを設けること
や、集光光学系において、第1の光束用コリメータレン
ズと第2の光束用コリメータレンズを別に設けることが
好ましい。なお、第1の光束に対する対物レンズの結像
倍率と、第2の光束に対する対物レンズの結像倍率と
が、共に0であることが好ましい。なお、第1の光源の
波長がλ1であり、第2の光源の波長がλ2であり、第
1の透明基板の厚さがt1であり、第2の透明基板の厚
さがt2であり、第1の光情報記録媒体の記録または再
生に必要な対物レンズの像側の所定開口数がNA1であ
る。
Also, λ1 <λ2, t1 <t2, and
When reproduction / recording can be performed only on the first information recording medium and only reproduction is performed on the second information recording medium, the imaging magnification of the entire optical pickup device with respect to the first light beam is set to the second magnification. Is preferably smaller than the overall imaging magnification of the optical pickup device with respect to the light flux. Further, when the above condition is satisfied and 0.61 <NA1 <0.66, a coupling lens for changing magnification is provided between the first light source and the collimator lens in the condensing optical system. In the optical optical system, it is preferable that a first light beam collimator lens and a second light beam collimator lens are separately provided. It is preferable that both the imaging magnification of the objective lens for the first light flux and the imaging magnification of the objective lens for the second light flux are 0. The wavelength of the first light source is λ1, the wavelength of the second light source is λ2, the thickness of the first transparent substrate is t1, the thickness of the second transparent substrate is t2, The predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens required for recording or reproduction on the first optical information recording medium is NA1.
【0088】また、λ1<λ2,t1<t2であって、
第2の情報記録媒体のみに対して再生・記録を行え、第
1の情報記録媒体に対しては再生のみを行う場合は、第
1の光束に対する光ピックアップ装置全体の結像倍率
が、第2の光束に対する光ピックアップ装置の全体の結
像倍率に比して大きいことが好ましい。なお、第1の光
束に対する対物レンズの結像倍率と、第2の光束に対す
る対物レンズの結像倍率とが、共に0であることが好ま
しい。
Also, λ1 <λ2, t1 <t2, and
When reproduction / recording can be performed only on the second information recording medium and only reproduction is performed on the first information recording medium, the imaging magnification of the entire optical pickup device with respect to the first light flux is set to the second magnification. Is preferably larger than the overall imaging magnification of the optical pickup device with respect to the light flux. It is preferable that both the imaging magnification of the objective lens for the first light flux and the imaging magnification of the objective lens for the second light flux are 0.
【0089】なお、第1の情報記録媒体及び第2の情報
記録媒体の両方に対して、再生・記録を行える場合、も
しくは、両方に対して、再生のみを行う場合は、光ピッ
クアップ装置において、第1の光束に対する光ピックア
ップ装置全体の結像倍率と、第2の光束に対する光ピッ
クアップ装置の全体の結像倍率が、ほぼ等しいことが好
ましい。この場合、第1の光束に対する対物レンズの結
像倍率と、第2の光束に対する対物レンズの結像倍率と
は、同じであっても、異なっていてもよい。
In the case where reproduction / recording can be performed on both the first information recording medium and the second information recording medium, or when only reproduction is performed on both, the optical pickup device includes: It is preferable that the imaging magnification of the entire optical pickup device with respect to the first light flux is substantially equal to the overall imaging magnification of the optical pickup device with respect to the second light flux. In this case, the imaging magnification of the objective lens for the first light flux and the imaging magnification of the objective lens for the second light flux may be the same or different.
【0090】また、光検出器は、第1の光束と第2の光
束とに対して、共通としてもよい。もしくは、第2の光
検出器を設け、光検出器を第1の光束用とし、第2の光
検出器を第2の光束用としてもよい。
The photodetector may be common to the first light beam and the second light beam. Alternatively, a second light detector may be provided, and the light detector may be used for the first light beam, and the second light detector may be used for the second light beam.
【0091】また、光検出器と、第1の光源もしくは第
2の光源とがユニット化されていてもよい。または、光
検出器と、第1の光源及び第2の光源とがユニット化さ
れていてもよい。または、光検出器と、第2の光検出器
と、第1の光源及び第2の光束とが全て一体にユニット
化されていてもよい。さらには、第1の光源及び第2の
光源のみがユニット化されていてもよい。
Further, the photodetector and the first light source or the second light source may be unitized. Alternatively, the photodetector and the first light source and the second light source may be unitized. Alternatively, the photodetector, the second photodetector, the first light source, and the second light beam may all be integrally unitized. Further, only the first light source and the second light source may be unitized.
【0092】特に、第1の光源と第2の光源がユニット
化されていて、同一面上にならべて設けられている場合
は、NA1>NA2である場合は、第1の光源を対物レ
ンズの光軸上に設けることが好ましく、NA1<NA2
である場合は、第2の光源を対物レンズの光軸上に設け
ることが好ましい。なお、第1の光情報記録媒体の記録
または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数がN
A1であり、第2の光情報記録媒体の記録または再生に
必要な対物レンズの像側の所定開口数がNA2である。
In particular, when the first light source and the second light source are unitized and provided on the same surface, when NA1> NA2, the first light source is connected to the objective lens. Preferably provided on the optical axis, NA1 <NA2
In this case, it is preferable to provide the second light source on the optical axis of the objective lens. The predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens required for recording or reproduction on the first optical information recording medium is N.
A1, and a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens required for recording or reproduction of the second optical information recording medium is NA2.
【0093】なお、第1の光情報記録媒体の記録・再生
を行う際の、ワーキングディスタンスをWD1とし、第
2の光情報記録媒体の記録・再生を行う際の、ワーキン
グディスタンスをWD2とした際に、|WD1−WD2
|≦0.29mmとなることが好ましい。この場合、第
1の光情報記録媒体の記録・再生を行う際の倍率と、第
2の光情報記録媒体の記録・再生を行う際の倍率が等し
いことがより好ましい。また、その倍率が0であること
がさらに好ましい。また、t1<t2,λ1<λ2の場
合、WD1≧WD2であることが好ましい。これらのワ
ーキングディスタンスに関する条件は、第1の光情報記
録媒体がDVD、第2の光情報記録媒体がCDである場
合に、特に好ましい。なお、上記ワーキングディスタン
スを満たす場合は、回折部が、図47(a)(d)の様
な形態であってもよいが、図47(b)(c)の形態の
方が好ましい。
The working distance when recording / reproducing on the first optical information recording medium is WD1, and the working distance when recording / reproducing on the second optical information recording medium is WD2. | WD1-WD2
| ≦ 0.29 mm is preferable. In this case, it is more preferable that the magnification at the time of recording / reproducing on the first optical information recording medium is equal to the magnification at the time of recording / reproducing on the second optical information recording medium. More preferably, the magnification is 0. When t1 <t2 and λ1 <λ2, it is preferable that WD1 ≧ WD2. These conditions regarding the working distance are particularly preferable when the first optical information recording medium is a DVD and the second optical information recording medium is a CD. When the working distance is satisfied, the diffractive portion may have a form as shown in FIGS. 47 (a) and (d), but the forms shown in FIGS. 47 (b) and 47 (c) are more preferable.
【0094】また、集光光学系、または対物レンズ等の
光学素子は、光情報記録媒体の情報記録面上に、光束を
集光して、情報の記録・再生を行えるように、スポット
を形成するものである。特に、NA1>NA2,λ1<
λ2である場合であって、しかも、第2の光束につい
て、NA2よりも外側の光束を、第2の光情報記録媒体
の第2の情報記録面上においてフレアとする(結像面上
での波面収差を0.07λ2rmsより大とする)場合
に、そのスポットが以下の条件を満たすことが好まし
い。 0.66×λ2/NA2≦w≦1.15×λ2/NA2 w>0.83×λ2/NA1 λ1:第1の光束の波長 λ2:第2の光束の波長 NA1:第1の光束に対する所定開口数 NA2:第2の光束に対する所定開口数 w:第2の光束の結像面での13.5%強度のビーム径
An optical element such as a condensing optical system or an objective lens forms a spot on an information recording surface of an optical information recording medium so as to converge a light beam and record and reproduce information. Is what you do. In particular, NA1> NA2, λ1 <
In the case of λ2, and for the second light beam, the light beam outside the NA2 is flare on the second information recording surface of the second optical information recording medium (on the image forming surface). When the wavefront aberration is greater than 0.07λ2 rms), it is preferable that the spot satisfy the following conditions. 0.66 × λ2 / NA2 ≦ w ≦ 1.15 × λ2 / NA2 w> 0.83 × λ2 / NA1 λ1: wavelength of first light flux λ2: wavelength of second light flux NA1: predetermined for first light flux Numerical aperture NA2: predetermined numerical aperture for the second light flux w: beam diameter of 13.5% intensity of the second light flux on the image plane
【0095】なお、スポットが真円でない場合、ビーム
径は、ビーム径が一番絞られている方向でのビーム径を
上記ビーム径(w)とすることが好ましい。
When the spot is not a perfect circle, it is preferable that the beam diameter in the direction in which the beam diameter is most narrowed be the above-mentioned beam diameter (w).
【0096】さらに、好ましくは以下の条件を満たすこ
とである。 0.74×λ2/NA2≦w≦0.98×λ2/NA2
Further, it is preferable to satisfy the following conditions. 0.74 × λ2 / NA2 ≦ w ≦ 0.98 × λ2 / NA2
【0097】また、スポットの形状は、中心に光強度の
強い記録・再生に用いられるスポットが存在し、その周
りに連続して、検出に悪影響を及ぼさない程度に光強度
が弱いフレアが存在している形状であってもよいし、中
心に光強度の強い記録・再生に用いられるスポットが存
在し、その周りにドーナツ状に、フレアが存在している
形状であってもよい。
Further, the spot shape is such that a spot used for recording / reproducing with high light intensity exists at the center, and a flare whose light intensity is low enough to have no adverse effect on detection exists around the spot. The shape may be such that a spot used for recording / reproducing with high light intensity is present at the center, and a donut-shaped flare is present around the spot.
【0098】また、スポットのS字特性が良好であるこ
とが好ましい。具体的には、オーバーシュートが、0〜
20%であることが好ましい。
It is preferable that the spot has a good S-shaped characteristic. Specifically, the overshoot is 0 to
Preferably it is 20%.
【0099】第1の光源の波長をλ1とし、第2の光源
の波長をλ2とし、第1の透明基板の厚さをt1とし、
第2の透明基板の厚さをt2とし、波長がλ1の光によ
る第1の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物
レンズの像側の所定開口数をNA1、波長がλ2の光に
よる第2の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対
物レンズの像側の所定開口数をNA2とした場合、好ま
しい1例として、以下の条件式が挙げられる。この場
合、n次回折光は1次回折光であることが好ましい。も
ちろん、好ましい態様は下記の条件式に限られるもので
はない。 λ1<λ2 t1<t2 NA1>NA2(好ましくはNA1>NA2>0.5×
NA1)
The wavelength of the first light source is λ1, the wavelength of the second light source is λ2, the thickness of the first transparent substrate is t1,
The thickness of the second transparent substrate is t2, the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens required for recording or reproduction of the first optical information recording medium with the light of wavelength λ1 is NA1, and the light of wavelength λ2 is used. Assuming that the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens required for recording or reproduction of the second optical information recording medium is NA2, a preferable example is the following conditional expression. In this case, the n-order diffracted light is preferably a first-order diffracted light. Of course, the preferred embodiment is not limited to the following conditional expressions. λ1 <λ2 t1 <t2 NA1> NA2 (preferably NA1>NA2> 0.5 ×
NA1)
【0100】上記条件式を満たす場合、集光光学系の対
物レンズが回折部を有し、第2光情報記録媒体の記録・
再生を行うために、集光光学系が、回折部を通過した第
2光束におけるn次回折光を、第2光情報記録媒体の第
2情報記録面上に集光する場合に、図112に示すよう
に、球面収差が少なくとも1箇所の不連続部を有するよ
うにしてもよい。
When the above conditional expression is satisfied, the objective lens of the condensing optical system has a diffractive portion, and the recording / recording of the second optical information recording medium
FIG. 112 shows a case where the condensing optical system converges the n-th order diffracted light of the second light flux that has passed through the diffractive portion on the second information recording surface of the second optical information recording medium in order to perform reproduction. As described above, the spherical aberration may have at least one discontinuous portion.
【0101】不連続部を有する場合、NA2近傍におい
て、球面収差が不連続部を有することが好ましい。例え
ば、開口数(NA)が0.45において、球面収差が不
連続部を有する場合や、開口数(NA)が0.5におい
て、球面収差が不連続部を有する場合が挙げられる。
When a discontinuous portion is provided, it is preferable that the spherical aberration has a discontinuous portion near NA2. For example, when the numerical aperture (NA) is 0.45, the spherical aberration has a discontinuous portion, and when the numerical aperture (NA) is 0.5, the spherical aberration has a discontinuous portion.
【0102】また、球面収差が不連続部を有する場合、
集光光学系は、回折部を通過した第1光束における、開
口数がNA1以下のn次回折光を、第1光情報記録媒体
の第1情報記録面上に、最良像点における波面収差が
0.07λrmsとなるように集光し、集光光学系は、
回折部を通過した第2光束における、不連続部となる開
口数以下のn次回折光を、第2光情報記録媒体の第2情
報記録面上に、最良像点における波面収差が0.07λ
rmsとなるように集光することが好ましい。
When the spherical aberration has a discontinuity,
The condensing optical system converts the nth-order diffracted light having a numerical aperture of NA1 or less in the first light beam that has passed through the diffractive portion onto the first information recording surface of the first optical information recording medium so that the wavefront aberration at the best image point is zero. 0.07λrms.
The nth-order diffracted light having a numerical aperture equal to or smaller than the numerical aperture serving as a discontinuous portion in the second light flux passing through the diffractive portion is converted into a 0.07λ wavefront aberration at the best image point on the second information recording surface of the second optical information recording medium.
It is preferable to condense light so as to have rms.
【0103】また、上記条件式を満たす場合集光光学系
の対物レンズが回折部を有し、第2光情報記録媒体の記
録・再生を行うために、集光光学系が、回折部を通過し
た第2光束におけるn次回折光を、第2光情報記録媒体
の第2情報記録面上に集光する場合に、図27に示すよ
うに、球面収差が連続していて、不連続部を有さないよ
うにしてもよい。
When the above-mentioned conditional expression is satisfied, the objective lens of the condensing optical system has a diffractive portion, and the condensing optical system passes through the diffractive portion in order to perform recording / reproduction on the second optical information recording medium. When the n-th order diffracted light of the second light flux is condensed on the second information recording surface of the second optical information recording medium, as shown in FIG. 27, the spherical aberration is continuous and has a discontinuous portion. It may not be done.
【0104】球面収差が連続していて、不連続部を有さ
ない場合、NA1では、球面収差が20μm以上であっ
て、NA2では球面収差が10μm以下であることが好
ましい。より好ましくは、NA1では、球面収差が50
μm以上であって、NA2では球面収差が2μm以下で
ある
When the spherical aberration is continuous and has no discontinuity, it is preferable that the spherical aberration is 20 μm or more at NA1 and 10 μm or less at NA2. More preferably, at NA1, the spherical aberration is 50
μm or more, and spherical aberration is 2 μm or less at NA2
【0105】上記条件の中で、例えば、第1の光情報記
録媒体としてDVDの一種を用い、第2の光情報記録媒
体としてCDの一種を用いる場合の、具体的な好ましい
1例を挙げるなら以下のような態様が挙げられるが、こ
れに限られるものではない。 0.55mm<t1<0.65mm 1.1mm<t2<1.3mm 630nm<λ1<670nm 760nm<λ2<820nm 0.55<NA1<0.68 0.40<NA2<0.55
Under the above conditions, for example, a specific preferred example in the case of using one kind of DVD as the first optical information recording medium and one kind of CD as the second optical information recording medium is as follows. The following embodiments are exemplified, but not limited thereto. 0.55 mm <t1 <0.65 mm 1.1 mm <t2 <1.3 mm 630 nm <λ1 <670 nm 760 nm <λ2 <820 nm 0.55 <NA1 <0.68 0.40 <NA2 <0.55
【0106】上記範囲の場合であって、回折部が輪帯回
折の場合、NA2以下に相当する回折部は19輪帯以下
か、21輪帯以上であることが好ましい。また、回折部
は全体で、35輪帯以上か、33輪帯以下であることが
好ましい。
In the above range, when the diffracting portion performs ring diffraction, the number of diffracting portions corresponding to NA2 or less is preferably 19 or less or 21 or more. In addition, it is preferable that the total number of the diffractive portions is equal to or greater than 35 orbs.
【0107】また、上記範囲を満たす場合、スポット径
が以下の態様を満たすことが好ましい。
When the above range is satisfied, the spot diameter preferably satisfies the following mode.
【0108】集光光学系の対物レンズが回折部を有し、
λ1=650nm,t1=0.6mm,NA1=0.6
であって、前記対物レンズに、強度分布が一様な平行光
である第1の光束を入射し、第1の透明基板を介して、
第1の情報記録面上に集光した場合に、ベストフォーカ
スにおけるスポット径が0.88〜0.91μmである
ことが好ましい。
The objective lens of the focusing optical system has a diffraction part,
λ1 = 650 nm, t1 = 0.6 mm, NA1 = 0.6
Wherein a first light flux, which is a parallel light having a uniform intensity distribution, is incident on the objective lens, and is passed through a first transparent substrate.
When condensed on the first information recording surface, the spot diameter at the best focus is preferably 0.88 to 0.91 μm.
【0109】または、λ1=650nm,t1=0.6
mm,NA1=0.65であって、前記対物レンズに、
強度分布が一様な平行光である第1の光束を入射し、第
1の透明基板を介して、第1の情報記録面上に集光した
場合に、ベストフォーカスにおけるスポット径が0.8
1〜0.84μmであることが好ましい。
Or λ1 = 650 nm, t1 = 0.6
mm, NA1 = 0.65, and the objective lens
When a first light flux, which is a parallel light having a uniform intensity distribution, is incident and focused on the first information recording surface via the first transparent substrate, the spot diameter at the best focus is 0.8.
It is preferably from 1 to 0.84 μm.
【0110】さらに上記範囲を満たす場合であって、且
つ、回折部が対物レンズに設けられている場合、開口数
(NA)が0.4における、回折部のピッチが10〜7
0μmであることが好ましい。さらに好ましくは、20
〜50μmである。
Further, when the above range is satisfied and the diffraction portion is provided on the objective lens, the pitch of the diffraction portion is 10 to 7 when the numerical aperture (NA) is 0.4.
It is preferably 0 μm. More preferably, 20
5050 μm.
【0111】さらに、上記条件の中で、具体的な好まし
い1例を挙げるなら以下のような態様が挙げられるが、
これに限られるものではない。特に、第2の光情報記録
媒体としてのCDについて、記録も行う場合は、NA2
を0.5とすることが好ましい。さらに、第1の光情報
記録媒体 としてのDVDについて、記録も行う場合
は、NA1を0.65とすることが好ましい。 t1=0.6mm t2=1.2mm λ1=650nm λ2=780nm NA1=0.6 NA2=0.45
Further, among the above conditions, one specific preferred example is as follows.
However, it is not limited to this. In particular, when recording is also performed on a CD as the second optical information recording medium, NA2
Is preferably set to 0.5. Furthermore, when recording is also performed on a DVD as the first optical information recording medium, NA1 is preferably set to 0.65. t1 = 0.6 mm t2 = 1.2 mm λ1 = 650 nm λ2 = 780 nm NA1 = 0.6 NA2 = 0.45
【0112】また、以下のような態様であってもよい。
以下の態様の場合、n次回折光は−1次光であることが
好ましい。 λ1<λ2 t1>t2
The following embodiment may be adopted.
In the case of the following embodiments, the n-order diffracted light is preferably -1st-order light. λ1 <λ2 t1> t2
【0113】また、本発明の光ピックアップ装置を有す
る、光情報記録媒体から情報を再生しまたは光情報記録
媒体に情報を記録する光情報記録媒体記録または再生装
置の具体例としては、DVD/CD再生装置や、DVD/CD/CD-R
記録再生装置や、DVD-RAM/DVD/CD-R/CD記録再生装置
や、DVD/CD/CD-RW記録再生装置や、DVD/LD再生装置、DV
D/ブルーレーザ(350〜480nm等、特に400n
m程度)を使用する光情報記録媒体記録再生装置、CD/
ブルーレーザを使用する光情報記録媒体記録再生装置、
などを挙げることができるが、これに限られるものでは
ない。また、これらの光情報記録媒体記録または再生装
置は、光ピックアップ装置の他に、電源や、スピンドル
モーターなどを有する。
Further, as a specific example of an optical information recording medium recording or reproducing apparatus having the optical pickup device of the present invention for reproducing information from an optical information recording medium or recording information on the optical information recording medium, DVD / CD Playback device, DVD / CD / CD-R
Recording / playback device, DVD-RAM / DVD / CD-R / CD recording / playback device, DVD / CD / CD-RW recording / playback device, DVD / LD playback device, DV
D / blue laser (350-480nm etc., especially 400n
m) using an optical information recording medium recording / reproducing device, CD /
Optical information recording medium recording / reproducing device using blue laser,
And the like, but are not limited thereto. Further, these optical information recording medium recording or reproducing devices have a power supply, a spindle motor, and the like in addition to the optical pickup device.
【0114】また、本発明の対物レンズは、第1の光源
の波長と第2の光源の波長のうち少なくとも一方の波長
の微小な変化に対する、マージナル光線の球面収差の変
化量を△SA、軸上色収差の変化量を△CAとすると
き、以下の条件式を満たすことが好ましい。 −1<△SA/△CA <−0.2
Further, the objective lens according to the present invention has a variation in spherical aberration of the marginal ray of ΔSA with respect to a minute change in at least one of the wavelength of the first light source and the wavelength of the second light source. When the amount of change of the upper chromatic aberration is ΔCA, it is preferable to satisfy the following conditional expression. -1 <△ SA / △ CA <−0.2
【0115】また、請求項137の光学系は、1以上の
光学素子を含んでおり、情報記録媒体に対する情報の記
録および再生の少なくともいずれか一方に用いられる光
学系において、前記光学素子の少なくとも1つの光学素
子は、互いに異なる少なくとも2つの波長の光に対して
同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有してい
る。
The optical system according to claim 137 includes one or more optical elements. In an optical system used for at least one of recording and reproducing information on and from an information recording medium, at least one of the optical elements is preferably used. One optical element has a diffractive surface that selectively generates diffracted light of the same order with respect to light of at least two different wavelengths.
【0116】請求項137によると、光学素子が回折面
を有していることにより、互いに異なる少なくとも2つ
の波長の光に対して球面収差を補正することができると
ともに、軸上色収差も補正可能とすることができる。つ
まり、対物レンズ等多くの光学素子を共通に使用する簡
単な構成で球面収差および軸上色収差の補正が可能にな
って、光学系の小型軽量化および低コスト化を図ること
ができる。また、光学素子が互いに異なる少なくとも2
つの波長の光に対して同じ次数の回折光を選択的に発生
する回折面を有しているために、光量の損失を少なくす
ることができ、必要開口数の異なる場合に対しても例え
ば共通の対物レンズを用いて十分な光量を得ることがで
きる。
According to claim 137, since the optical element has the diffractive surface, it is possible to correct spherical aberration with respect to light of at least two different wavelengths and also correct axial chromatic aberration. can do. That is, it is possible to correct spherical aberration and axial chromatic aberration with a simple configuration in which many optical elements such as an objective lens are commonly used, and it is possible to reduce the size, weight, and cost of the optical system. Also, at least two optical elements different from each other
Since it has a diffractive surface that selectively generates diffracted light of the same order with respect to light of two wavelengths, loss of light quantity can be reduced. A sufficient amount of light can be obtained by using the objective lens.
【0117】また、請求項138の光学系は、1以上の
光学素子を含んでおり、情報記録媒体に対する情報の記
録および再生の少なくともいずれか一方に用いられる光
学系において、互いに異なる少なくとも2つの波長のそ
れぞれの光に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的
に発生する回折面が、前記光学素子の少なくとも1つの
光学素子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成さ
れている。
Further, the optical system according to claim 138 includes at least one optical element. In the optical system used for at least one of recording and reproducing of information on the information recording medium, at least two different wavelengths are used. A diffractive surface for selectively generating a diffracted light of a specific order with respect to each of the above-mentioned lights is formed on almost the entirety of at least one optical surface of at least one of the optical elements.
【0118】請求項138によると、光学素子に回折面
が形成されていることにより、請求項1と同様に、互い
に異なる少なくとも2つの波長の光に対して球面収差お
よび軸上色収差を補正することができる。また、光学素
子の少なくとも一方の光学面のほぼ全面に回折面が形成
されていることにより、より効率的に補正が可能とな
る。
According to the 138th aspect, since the diffraction surface is formed on the optical element, the spherical aberration and the axial chromatic aberration are corrected for at least two wavelengths different from each other as in the 1st aspect. Can be. Further, since the diffraction surface is formed on almost the entire optical surface of at least one of the optical elements, the correction can be performed more efficiently.
【0119】なお、本明細書において、各用語は以下に
定義する通りである。まず、本発明における光学素子と
は、情報記録媒体上への情報の記録及び/又は情報記録
媒体上の情報を再生するための光学系に適用可能な全て
の光学素子の個々を指し、一般には、カップリングレン
ズ、対物レンズ、偏光ビームスプリッタ、1/4波長
板、また、2つ以上の光源からの光を合成するためのビ
ームスプリッタ等が挙げられるが、これらに限ったもの
ではない。また、本発明の回折部のみを設け、他の役割
は一切持たない光学素子であってもよい。
In the present specification, each term is as defined below. First, the optical element in the present invention refers to each of all optical elements that can be applied to an optical system for recording information on an information recording medium and / or reproducing information on the information recording medium. , A coupling lens, an objective lens, a polarizing beam splitter, a quarter-wave plate, and a beam splitter for synthesizing light from two or more light sources, but are not limited thereto. Further, an optical element provided with only the diffractive portion of the present invention and having no other role may be used.
【0120】また、本発明における光学系とは、例えば
CDとDVDとを記録又は再生可能とするような上記光
学素子の1以上の集合であって、情報記録媒体上への情
報の記録及び/又は情報記録媒体上の情報を再生可能と
するための光学系全体のみならず、その光学系の一部を
意味するものであってもよく、上記のような光学素子を
少なくとも1つ含むものである。
The optical system according to the present invention is a set of one or more of the above optical elements capable of recording or reproducing a CD and a DVD, for example, and is used for recording and / or recording information on an information recording medium. Alternatively, it may mean not only the entire optical system for enabling information on the information recording medium to be reproduced, but also a part of the optical system, and includes at least one optical element as described above.
【0121】本発明における情報記録媒体には、例え
ば、CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種C
D、DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW等の各種D
VD、或いはMD,LD,MO等のディスク状の情報記
録媒体が挙げられる。一般に、情報記録媒体の情報記録
面上には透明基板が存在する。もちろん、これらに限ら
れるものではなく、現在市販されていないような、ブル
ーレーザを用いるような光情報記録媒体も含まれる。
The information recording medium of the present invention includes, for example, various CDs such as CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, and CD-ROM.
D, DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, etc.
Disc-shaped information recording media such as VD, MD, LD, and MO can be used. Generally, a transparent substrate exists on an information recording surface of an information recording medium. Of course, the present invention is not limited to these, and includes an optical information recording medium using a blue laser, which is not currently on the market.
【0122】本発明において、情報記録媒体に対する情
報の記録および再生とは、上記のような情報記録媒体の
情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上に記
録された情報を再生することをいう。本発明のピックア
ップ装置・光学系は、記録だけ或いは再生だけを行うた
めに用いられるものであってもよいし、記録および再生
の両方を行うために用いられるものであってもよい。ま
た、或る情報記録媒体に対しては記録を行い、別の情報
記録媒体に対しては再生を行うために用いられるもので
あってもよいし、或る情報記録媒体に対しては記録また
は再生を行い、別の情報記録媒体に対しては記録及び再
生を行うために用いられるものであってもよい。なお、
ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むも
のである。
In the present invention, recording and reproducing information on and from the information recording medium means recording information on the information recording surface of the information recording medium and reproducing the information recorded on the information recording surface. That means. The pickup device / optical system of the present invention may be used for performing only recording or reproduction, or may be used for performing both recording and reproduction. Further, it may be used for recording on one information recording medium and reproducing on another information recording medium, or may be used for recording or reproducing on a certain information recording medium. It may be used for reproducing and for recording and reproducing on another information recording medium. In addition,
The reproduction here includes simply reading information.
【0123】また、上記の情報記録媒体に対する情報の
記録および再生の少なくともいずれか一方に用いられる
ピックアップ装置・光学系とは、それに適用可能である
ことは勿論のこと、実際に適用されるかもしくはそのよ
うな用途に用いることを意図したピックアップ装置・光
学系をも含むものである。
The pickup device and the optical system used for at least one of recording and reproduction of information on the information recording medium can be applied to the pickup device and the optical system. It also includes a pickup device and an optical system intended to be used for such purposes.
【0124】本発明において、互いに異なる少なくとも
2つの波長の光とは、例えば、CD用に使用される78
0nmの波長の光と、DVD用に使用される635nm
或いは650nmの波長の光との異なる2つの波長の光
であってもよいし、高密度記録された大容量の情報記録
媒体の記録及び/又は再生のための例えば400nmの
波長の光をさらに含んだ、異なる3つの波長の光であっ
てもよい。勿論、4以上の異なる波長の光であってもよ
い。また、実際に異なる3以上の波長の光が使用される
光学系或いはそれを意図した光学系であっても、その内
の少なくとも異なる2つの波長の光を意味することは勿
論である。もちろん、400nmと780nmの組み合
わせや、400nmと650nmの組み合わせであって
もよい。
In the present invention, the light of at least two different wavelengths is, for example, 78 light used for CD.
0nm wavelength light and 635nm used for DVD
Alternatively, it may be light having two different wavelengths from light having a wavelength of 650 nm, and further includes light having a wavelength of, for example, 400 nm for recording and / or reproducing a large-capacity information recording medium recorded at high density. However, light of three different wavelengths may be used. Of course, light of four or more different wavelengths may be used. Further, even if the optical system actually uses light of three or more different wavelengths or an optical system intended for the same, it naturally means light of at least two different wavelengths. Of course, a combination of 400 nm and 780 nm or a combination of 400 nm and 650 nm may be used.
【0125】本発明において、異なる波長の光とは、上
に例示したような情報記録媒体の種類や記録密度の相違
などに応じて使用される、互いに十分な波長差を有する
複数の波長の光を意味しており、1つの波長の光を出力
する1つの光源の温度変化や出力変化に起因して生じる
±10nm程度以内の一時的なシフトによって異なる波
長の光を指すものではない。また、異なる波長の光が使
用される要因としては、上記した情報記録媒体の種類や
記録密度の相違のほかに、例えば、情報記録媒体の透明
基板の厚さの相違や記録と再生との相違等が挙げられ
る。
In the present invention, light of different wavelengths refers to light of a plurality of wavelengths having a sufficient wavelength difference and used according to the type of information recording medium and the difference in recording density as exemplified above. And does not refer to light of a different wavelength due to a temporary shift within about ± 10 nm caused by a temperature change or output change of one light source that outputs one wavelength of light. The factors that cause light of different wavelengths to be used include, in addition to the above-mentioned differences in the type and recording density of the information recording medium, for example, differences in the thickness of the transparent substrate of the information recording medium and differences in recording and reproduction And the like.
【0126】また、回折面とは、光学素子の表面、例え
ばレンズの表面に、レリーフを設けて、回折によって光
束を集光あるいは発散させる作用を持たせる面のことを
いい、同一光学面に回折を生じる領域と生じない領域が
ある場合は、回折を生じる領域をいう。レリーフの形状
としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とす
る同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でそ
の断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られてい
るが、そのような形状を含むものである。
The diffractive surface is a surface provided with a relief on the surface of an optical element, for example, the surface of a lens, so as to condense or diverge a light beam by diffraction. If there is a region where diffraction occurs and a region where diffraction does not occur, it refers to a region where diffraction occurs. As the shape of the relief, for example, on the surface of the optical element, it is formed as a concentric annular zone centered on the optical axis, and if the cross section is viewed on a plane including the optical axis, each annular zone has a saw-like shape. It is known, but includes such shapes.
【0127】一般に回折面からは0次光、±1次光、±
2次光・・・と無数の次数の回折光が生じるが、例えば
上記のような子午断面が鋸歯状となるレリーフを持つ回
折面の場合は、特定の次数の回折効率を他の次数の回折
効率よりも高くしたり、場合によっては、特定の1つの
次数(例えば+1次光)の回折効率をほぼ100%とす
るように、このレリーフの形状を設定することができ
る。本発明において、特定次数の回折光を選択的に発生
するとは、所定の波長の光に対して特定次数の回折光の
回折効率がその特定次数以外の他の次数のそれぞれの回
折光の回折効率よりも高いことをいい、互いに異なる少
なくとも2つの波長のそれぞれの光に対して、それぞれ
選択的に発生する特定次数の回折光のその特定次数が同
じ次数であることを同じ次数の回折光を選択的に発生す
るという。ここで、回折光の次数が同じであるとは、回
折光の次数が符号を含めて同じであることをいう。
Generally, from the diffraction surface, the 0th order light, ± 1st order light, ± 1st order light
Innumerable orders of diffracted light are generated as secondary light... For example, in the case of a diffractive surface having a sawtooth-shaped relief as described above, the diffraction efficiency of a specific order is reduced by the diffraction of other orders. The shape of the relief can be set so as to be higher than the efficiency or, in some cases, to make the diffraction efficiency of one specific order (for example, + 1st order light) almost 100%. In the present invention, to selectively generate the diffracted light of a specific order means that the diffraction efficiency of the diffracted light of a specific order for light of a predetermined wavelength is the diffraction efficiency of the diffracted light of each order other than the specific order Higher than that of at least two wavelengths different from each other. Select that diffracted light of the same order that the specific order of the diffracted light of a specific order that is selectively generated is the same order. It happens. Here, that the order of the diffracted light is the same means that the order of the diffracted light is the same including the sign.
【0128】また、回折効率は、全回折光に対するそれ
ぞれの次数の回折光の光量の割合を回折面の形状(レリ
ーフの形状)に基づき、また照射する光の波長を所定の
波長に設定したシュミレーションによる計算で求める。
所定の波長には、一例として780nm,650nmの
波長が挙げられる。
The diffraction efficiency is obtained by simulating the ratio of the amount of the diffracted light of each order to the total diffracted light based on the shape of the diffraction surface (relief shape), and setting the wavelength of the irradiated light to a predetermined wavelength. It is calculated by the following.
Examples of the predetermined wavelength include wavelengths of 780 nm and 650 nm.
【0129】また、回折面が光学素子の少なくとも一方
の光学面のほぼ全面に形成されているとは、光学面上で
光束が通る範囲のほぼ全てに回折構造(レリーフ)が設
けられることを意味し、光学面の一部、例えば周辺部の
みに回折構造を設けたような光学素子ではないことを意
味する。このとき、光源からの光束が情報記録媒体側に
通過する範囲は、光学系または光ピックアップ装置に用
いられる開口絞りによって定められる。回折面を設けた
光学素子単体として見れば、回折面が形成される範囲は
光学面のほぼ全面にわたっているが、光束が通らない周
辺部もある程度の余裕を持って光学面を形成しておくの
が一般的なので、この部分も光学面として使用可能な領
域として光学面に含めて考えるとき、光学素子単体とし
て光学面中の回折面の面積比率は少なくとも半分以上で
あることが好ましく、ほぼ100%であることがより好
ましい。
The fact that the diffraction surface is formed on almost the entire surface of at least one of the optical surfaces of the optical element means that the diffraction structure (relief) is provided in almost all of the range through which the light beam passes on the optical surface. However, this means that the optical element is not an optical element in which a diffraction structure is provided only on a part of the optical surface, for example, only on the periphery. At this time, the range in which the light flux from the light source passes to the information recording medium is determined by the aperture stop used in the optical system or the optical pickup device. When viewed as an optical element with a diffractive surface alone, the area where the diffractive surface is formed covers almost the entire optical surface, but the peripheral surface where the light beam does not pass should be formed with some margin. Therefore, when this part is considered as a region usable as an optical surface and included in the optical surface, it is preferable that the area ratio of the diffractive surface in the optical surface as an optical element alone is at least half or more, and almost 100% Is more preferable.
【0130】また、請求項139の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長のそれぞれの光に対して
それぞれ選択的に発生する回折光の特定次数が同じ次数
であることを特徴とするものである。
The optical system according to claim 139 is characterized in that the specific orders of the diffracted lights selectively generated with respect to the respective lights of at least two different wavelengths are the same. is there.
【0131】請求項139によると、回折面が少なくと
も2つの波長のそれぞれの光に対して同じ次数の回折光
の回折効率を最大とするので、回折面が異なる次数の回
折光の回折効率を最大とする場合と比較して光量の損失
が少ない。
According to claim 139, since the diffractive surface maximizes the diffraction efficiency of the diffracted light of the same order with respect to each light of at least two wavelengths, the diffractive surface maximizes the diffraction efficiency of the diffracted light of the different order. The loss of light amount is smaller than in the case of
【0132】また、請求項140の光学系は、前記同じ
次数の回折光が1次回折光であることを特徴とするもの
である。1次回折光はプラス1次回折光であってもよい
し、マイナス1次回折光であってもよい。
Further, the optical system according to claim 140 is characterized in that the diffracted light of the same order is a first-order diffracted light. The first order diffracted light may be a plus first order diffracted light or a minus first order diffracted light.
【0133】請求項140によると、同じ次数の回折光
が1次回折光であることにより、同じ次数の回折光が1
次よりも高次の回折光である場合と比較して光量の損失
が少ない。
According to the 140th aspect, since the diffracted light of the same order is the first-order diffracted light, the diffracted light of the same order is 1st-order.
The loss of light quantity is smaller than in the case of diffracted light of a higher order than the next.
【0134】また、請求項141の光学系は、上述の回
折面を有する光学素子の少なくとも1つの光学素子が屈
折パワーを有するレンズであることを特徴とするもので
ある。請求項141の光学系は、屈折パワーを有するレ
ンズの表面に、さらに回折のための微細構造(レリー
フ)を形成したものであってよい。このとき、回折のた
めの微細構造の包絡面がレンズの屈折面形状となる。例
えば、非球面単玉対物レンズの少なくとも一方の面に、
いわゆるブレーズ型の回折面が設けられたものであっ
て、子午断面が鋸歯状となる輪帯をが全面に設けられた
レンズであってよい。
The optical system according to claim 141 is characterized in that at least one of the optical elements having the diffractive surface is a lens having a refractive power. The optical system according to claim 141 may be one in which a fine structure (relief) for diffraction is further formed on the surface of a lens having refractive power. At this time, the envelope surface of the fine structure for diffraction becomes the refractive surface shape of the lens. For example, on at least one surface of an aspheric single lens objective lens,
It may be a lens provided with a so-called blaze-type diffractive surface, and a lens provided with an annular zone having a sawtooth meridional section on the entire surface.
【0135】請求項141によると、回折面を有する光
学素子が屈折パワーを有するレンズであることにより、
球面収差および色収差をともに補正可能とでき、部品点
数の削減が可能になる。
According to claim 141, since the optical element having the diffraction surface is a lens having a refractive power,
Both spherical aberration and chromatic aberration can be corrected, and the number of parts can be reduced.
【0136】また、請求項142の光学系は、前記レン
ズの屈折面形状が非球面であることを特徴とするもので
ある。
An optical system according to claim 142 is characterized in that the refractive surface of the lens is aspheric.
【0137】また、請求項143の光学系は、前記レン
ズが、前記互いに異なる少なくとも2つの波長の最大波
長と最小波長との間の波長である或る1つの波長の光に
対する回折光の回折効率を、前記最大波長および前記最
小波長の光に対する回折光の回折効率よりも大きくする
ことを特徴とするものである。
143. The optical system according to claim 143, wherein the lens has a diffraction efficiency of diffracted light with respect to light having a certain wavelength which is a wavelength between a maximum wavelength and a minimum wavelength of the at least two different wavelengths. Is larger than the diffraction efficiency of the diffracted light with respect to the light having the maximum wavelength and the light having the minimum wavelength.
【0138】また、請求項144の光学系は、前記レン
ズが、前記互いに異なる少なくとも2つの波長の最大波
長または最小波長の光に対する回折光の回折効率を、前
記互いに異なる少なくとも2つの波長の最大波長と最小
波長との間の波長である光に対する回折光の回折効率よ
りも大きくすることを特徴とするものである。
The optical system according to claim 144, wherein the lens has a diffraction efficiency of diffracted light with respect to the light of the maximum wavelength or the minimum wavelength of the at least two different wavelengths, and the maximum wavelength of the light of the at least two different wavelengths. The diffraction efficiency is higher than the diffraction efficiency of diffracted light with respect to light having a wavelength between the minimum wavelength and the minimum wavelength.
【0139】また、請求項145の光学系は、前記レン
ズの前記回折面で付加される回折作用(以下、「回折パ
ワー」ともいう。)の正負の符号が、光軸と垂直に光軸
から離れる方向において少なくとも1回切り替わること
を特徴とするものである。
Further, in the optical system according to the present invention, the sign of the diffraction effect (hereinafter also referred to as “diffraction power”) added on the diffraction surface of the lens is perpendicular to the optical axis from the optical axis. It is characterized in that switching is performed at least once in a direction in which the user moves away.
【0140】請求項145によると、レンズの前記回折
面で付加される回折パワーの正負の符号が、光軸と垂直
に光軸から離れる方向において少なくとも1回切り替わ
ることによって、球面収差の波長変動を抑制することが
できる。
According to claim 145, the sign of the diffractive power added on the diffractive surface of the lens is switched at least once in a direction perpendicular to the optical axis and away from the optical axis, thereby reducing the wavelength variation of the spherical aberration. Can be suppressed.
【0141】また、請求項146の光学系は、前記レン
ズの前記回折面で付加される回折パワーが、光軸と垂直
に光軸から離れる方向において負から正に1回切り替わ
ることを特徴とするものである。
The optical system according to claim 146 is characterized in that the diffraction power applied on the diffraction surface of the lens switches once from negative to positive in a direction perpendicular to the optical axis and away from the optical axis. Things.
【0142】請求項146によると、レンズの前記回折
面で付加される回折パワーが光軸と垂直に光軸から離れ
る方向において負から正に1回切り替わることによっ
て、例えば、CD系及びDVD系とも対物レンズに平行
光束が入射する場合に、情報記録媒体の透明基板の厚さ
の違いによる球面収差への影響を回折面の輪帯ピッチを
過小にすることなく、効率よく補正することができる。
According to claim 146, the diffraction power applied on the diffraction surface of the lens is switched once from negative to positive in a direction perpendicular to the optical axis and away from the optical axis, so that, for example, both the CD system and the DVD system When a parallel light beam is incident on the objective lens, the influence on the spherical aberration due to the difference in the thickness of the transparent substrate of the information recording medium can be efficiently corrected without making the annular zone pitch of the diffraction surface too small.
【0143】回折パワーに関し、特に、屈折作用と回折
作用とを有する光学面を備えた光学素子、言い換えれば
屈折作用を有する光学面上に回折面が設けられたが如き
光学素子の場合、回折面の作用により、ベースとなる屈
折面の屈折作用に対して、光束を収束あるいは発散させ
る作用が付加される。このとき近軸領域に限らず実際の
有限の高さの光線に対して、収束させる作用が付加され
る時、本発明においては回折面の所定の位置が正の回折
パワーを有するとし、発散させる作用が付加される時、
負の回折パワーを有するとしている。
Regarding the diffraction power, in particular, in the case of an optical element having an optical surface having a refracting action and an optical element having a diffractive surface provided on an optical surface having a refracting action, The function of converging or diverging the light beam is added to the refraction function of the base refraction surface. At this time, not only in the paraxial region but also when a function of converging is added to a light beam of an actual finite height, in the present invention, it is assumed that a predetermined position on the diffraction surface has a positive diffraction power, and When the effect of adding
It has a negative diffraction power.
【0144】また、請求項147の光学系は、前記回折
面が光軸方向から見て複数の輪帯からなり、この複数の
輪帯が光軸または光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円
状に形成されていることを特徴とするものである。すな
わち、請求項147の回折面は、例えば特開平6−24
2373号公報に記載されているように、光軸から離れ
るにしたがってレンズ厚が厚くなる方向へ離散的にシフ
トする輪帯として階段状に形成されたものである。
Further, in the optical system according to the present invention, the diffractive surface is composed of a plurality of annular zones as viewed in the optical axis direction, and the plurality of annular zones are substantially concentric with respect to the optical axis or a point near the optical axis. It is characterized by being formed in a shape. That is, the diffractive surface of claim 147 is described in, for example,
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2373, it is formed in a stepwise manner as an annular zone that discretely shifts in a direction in which the lens thickness increases as the distance from the optical axis increases.
【0145】また、請求項148の光学系は、前記複数
の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、
2乗項以外の少なくとも1つの項に零以外の係数を有す
ることを特徴とするものである。
Further, in the optical system according to the present invention, the phase difference function represented by a power series indicating each position of the plurality of annular zones is:
At least one term other than the square term has a coefficient other than zero.
【0146】請求項148によると、異なる2波長間で
の球面収差を制御することができる。ここで、制御する
ことができるとは、2波長間で、球面収差の差を極めて
小さくすることもできるし、光学的仕様に必要な差を設
けることも可能であるということを意味する。
According to claim 148, spherical aberration between two different wavelengths can be controlled. Here, being controllable means that the difference in spherical aberration between the two wavelengths can be made extremely small, and that the difference required in optical specifications can be provided.
【0147】また、請求項149の光学系は、前記複数
の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、
2乗項に零以外の係数を有することを特徴とするもので
ある。
The optical system according to claim 149, wherein a phase difference function represented by a power series indicating each position of the plurality of orbicular zones is:
The square term has a coefficient other than zero.
【0148】請求項149によると、近軸領域での色収
差の補正を有効に行うことができる。
According to claim 149, it is possible to effectively correct chromatic aberration in the paraxial region.
【0149】また、請求項150の光学系は、前記複数
の輪帯の各位置を示す冪級数で表される位相差関数が、
2乗項を含まないことを特徴とするものである。
The optical system according to claim 150, wherein a phase difference function represented by a power series indicating each position of the plurality of orbicular zones is:
It is characterized by not including a square term.
【0150】請求項150によると、位相差関数が2乗
項を含まないことによって、回折面の近軸パワーが0と
なり、4次以上の項だけを用いるので、回折輪帯のピッ
チが過小とならずに球面収差を制御することができる。
According to claim 150, since the phase difference function does not include the square term, the paraxial power of the diffractive surface becomes 0 and only the fourth-order and higher-order terms are used. Instead, the spherical aberration can be controlled.
【0151】また、請求項151の光学系は、前記1以
上の光学素子の中に対物レンズを含んでおり、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長の光(波長λ)のそれぞ
れに対して、結像面上での波面収差が、前記対物レンズ
の像側の所定開口数内では0.07λrms以下である
ことを特徴とするものである。
The optical system according to claim 151 includes an objective lens in said one or more optical elements, and forms an image with respect to each of said at least two different wavelengths of light (wavelength λ). The wavefront aberration on the surface is not more than 0.07λrms within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens.
【0152】請求項151によると、波面収差が対物レ
ンズの像側の所定開口数内ではマレシャルの許容値であ
る0.07λrms以下であるので、球面収差が十分小
さい優れた光学特性を得ることができる。
According to claim 151, since the wavefront aberration is equal to or less than the Marechal tolerance of 0.07λrms within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens, excellent optical characteristics with sufficiently small spherical aberration can be obtained. it can.
【0153】また、請求項152の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長のうちの1つの波長λ1
が±10nmの範囲内で変動しても、結像面上での波面
収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内では0.
07λ1rms以下であることを特徴とするものであ
る。
The optical system according to claim 152 is characterized in that one of the at least two different wavelengths has one wavelength λ 1.
Is varied within the range of ± 10 nm, the wavefront aberration on the image plane is not larger than 0.1 within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens.
07λ 1 rms or less.
【0154】請求項152によると、波長λ1が±10
nmの範囲内で変動しても、球面収差が十分小さい優れ
た光学特性を得ることができる。
According to claim 152, the wavelength λ 1 is ± 10
Even if it fluctuates within the range of nm, excellent optical characteristics with sufficiently small spherical aberration can be obtained.
【0155】また、請求項153の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長のうち、波長λ2の光
と、前記対物レンズの像側の所定開口数が前記波長λ2
の光に関する所定開口数よりも大きい別波長の光とに対
して、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波
長λ2の光の結像面上での波面収差が0.07λ2rms
より大であることを特徴とするものである。
The optical system according to claim 153, wherein, of the at least two different wavelengths, the light having a wavelength λ 2 and the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens have the wavelength λ 2
With respect to light of another wavelength that is larger than a predetermined numerical aperture of light of the same wavelength, the wavefront aberration of the light of wavelength λ 2 on the image forming surface is 0.07 λ 2 rms within the predetermined numerical aperture of the light of another wavelength.
It is characterized by being larger.
【0156】請求項153によると、波長λ2の光の波
面収差が別波長の光に関する所定開口数(波長λ2の光
に関する所定開口数よりも大きい)内では0.07λ2
rms以上と大きいために、波長λ2の光について適切
なスポット径を得ることができる。つまり、実使用上の
開口数までをほとんど無収差とし、その外側の部分につ
いては収差をフレアとすることで、所望の効果を得るこ
とができる。
[0156] wherein according to claim 153, 0.07λ 2 within the wavelength lambda 2 of the prescribed numerical aperture wavefront aberration related to the light of different wavelengths of light (greater than a predetermined numerical aperture with respect to wavelength lambda 2 of light)
Since it is as large as rms or more, an appropriate spot diameter can be obtained for the light of wavelength λ 2 . In other words, a desired effect can be obtained by making almost no aberration up to the numerical aperture in practical use, and making the outer portion flare the aberration.
【0157】また、請求項154の光学系は、前記別波
長の光に関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結
像面上での波面収差が0.10λ2rms以上であるこ
とを特徴とするものである。
An optical system according to claim 154, wherein the wavefront aberration of the light of the wavelength λ 2 on the imaging surface is 0.10λ 2 rms or more within a predetermined numerical aperture for the light of the different wavelength. It is a feature.
【0158】請求項154によると、波長λ2の光の波
面収差が別波長の光に関する所定開口数(波長λ2の光
に関する所定開口数よりも大きい)内では0.10λ2
rms以上と大きいために、波長λ2の光についてより
適切なスポット径を得ることができる。
[0158] wherein according to claim 154, 0.10λ 2 within the wavelength lambda 2 of the prescribed numerical aperture wavefront aberration related to the light of different wavelengths of light (greater than a predetermined numerical aperture with respect to wavelength lambda 2 of light)
Since it is as large as rms or more, a more appropriate spot diameter can be obtained for the light of wavelength λ 2 .
【0159】また、請求項155の光学系は、前記別波
長の光に対する所定開口数をNA1とし、前記波長λ2
の光に対する所定開口数をNA2としたとき、NA1>
NA2>0.5×NA1を満足することを特徴とするも
のである。
The optical system according to claim 155, wherein the predetermined numerical aperture for the light of the different wavelength is NA1, and the wavelength λ 2
Assuming that the predetermined numerical aperture for the light of NA is NA2, NA1>
NA2> 0.5 × NA1 is satisfied.
【0160】また、請求項156の光学系は、前記対物
レンズには、前記互いに異なる少なくとも2つの波長の
うち、少なくとも1つの波長の光に対して平行光束が入
射され、別の1つの波長の光に対して非平行光束が入射
されることを特徴とするものである。
Further, in the optical system according to the present invention, a parallel light beam is incident on the objective lens with respect to at least one of the at least two different wavelengths, and another one of the other wavelengths. A non-parallel light beam is incident on the light.
【0161】請求項156によると、対物レンズに互い
に異なる少なくとも2つの波長のうち、少なくとも1つ
の波長の光に対して平行光束が入射され、別の少なくと
も1つの波長の光に対して非平行光束が入射されること
により、少なくとも2つの波長のそれぞれの光の波長1
0nm程度の変化に対し、球面収差変動を極めて小さく
抑えることが可能となる。
According to claim 156, a parallel light beam is incident on at least one of the at least two wavelengths of the at least two different wavelengths to the objective lens, and a non-parallel light beam is incident on the at least another one of the wavelengths. Is incident, the wavelength 1 of each light of at least two wavelengths
For a change of about 0 nm, it becomes possible to suppress the spherical aberration fluctuation to an extremely small value.
【0162】また、請求項157の光学系は、前記対物
レンズには、前記互いに異なる少なくとも2つの波長の
うち、少なくとも2つの波長の光に対して平行光束が入
射されることを特徴とするものである。
An optical system according to claim 157, wherein a parallel light beam is incident on the objective lens with respect to light of at least two wavelengths among the at least two different wavelengths. It is.
【0163】また、請求項158の光学系は、前記対物
レンズには、前記互いに異なる少なくとも2つの波長の
うち、少なくとも2つの波長の光に対して非平行光束が
入射されることを特徴とするものである。
The optical system according to claim 158 is characterized in that a non-parallel light beam is incident on the objective lens with respect to at least two wavelengths of the at least two different wavelengths. Things.
【0164】また、請求項159の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長のうち何れか2つの波長
に対して長い方の波長をλ3とし、前記波長λ3の光に対
する前記対物レンズの像側の所定開口数をNAとしたと
き、前記波長λ3と短い方の波長間の軸上色収差が−λ3
/(2NA2)以上且つ+λ3/(2NA2)以下である
ことを特徴とするものである。
The optical system according to claim 159, wherein the longer wavelength of any two of the at least two different wavelengths is λ 3, and the objective lens of the objective lens for the light of the wavelength λ 3 Assuming that the predetermined numerical aperture on the image side is NA, the axial chromatic aberration between the wavelength λ 3 and the shorter wavelength is −λ 3
/ (2NA 2 ) or more and + λ 3 / (2NA 2 ) or less.
【0165】請求項159によると、波長を切り換えた
ときにピントがほとんど変化しないので、フォーカスサ
ーボを不要にしたり、フォーカスサーボによる移動範囲
を狭くすることが可能となる。
According to claim 159, since the focus hardly changes when the wavelength is switched, it becomes possible to eliminate the need for focus servo and to narrow the range of movement by focus servo.
【0166】また、請求項160の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長の光が、透明基板の厚さ
が異なる情報記録媒体に対してそれぞれ用いられること
を特徴とするものである。
The optical system according to claim 160 is characterized in that the light having at least two different wavelengths is used for information recording media having different thicknesses of transparent substrates.
【0167】また、請求項161の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長が、互いに異なる3つの
波長であることを特徴とするものであることを特徴とす
るものである。
The optical system according to claim 161 is characterized in that the at least two different wavelengths are three different wavelengths.
【0168】また、請求項162の光学系は、前記互い
に異なる3つの波長の光をそれぞれλ1,λ2,λ3
(λ1<λ2<λ3)とし、且つ、これら異なる3つの
波長の光のそれぞれに関する前記対物レンズの像側の所
定開口数をそれぞれNA1,NA2,NA3とすると
き、0.60≦NA1、0.60≦NA2、0.40≦
NA3≦0.50を満足することを特徴とするものであ
る。
The optical system according to claim 162, wherein the three different wavelengths of light are respectively λ1, λ2, λ3
(Λ1 <λ2 <λ3) and when the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens for each of these three different wavelengths is NA1, NA2, NA3, respectively, 0.60 ≦ NA1, 0. 60 ≦ NA2, 0.40 ≦
NA3 ≦ 0.50 is satisfied.
【0169】また、請求項163の光学系は、前記所定
開口数のうち最も小さな所定開口数より外側において前
記対物レンズに入射する光の少なくとも一部を遮蔽する
ことが可能なフィルターが設けられていることを特徴と
するものである。
The optical system according to claim 163 is provided with a filter capable of blocking at least a part of light incident on the objective lens outside the smallest predetermined numerical aperture among the predetermined numerical apertures. It is characterized by having.
【0170】また、請求項164および165の光学系
は、前記回折面を有する光学素子が対物レンズであるこ
とを特徴とするものである。
Further, the optical system according to claims 164 and 165 is characterized in that the optical element having the diffraction surface is an objective lens.
【0171】また、請求項166の光学系は、前記対物
レンズが1枚のレンズからなることを特徴とするもので
ある。
The optical system according to claim 166 is characterized in that the objective lens comprises a single lens.
【0172】また、請求項167の光学系は、前記対物
レンズの両面に前記回折面が設けられていることを特徴
とするものである。
An optical system according to claim 167 is characterized in that the diffraction surfaces are provided on both surfaces of the objective lens.
【0173】また、請求項168の光学系は、前記対物
レンズの材料のアッベ数νdが50よりも大きいことを
特徴とするものである。
The optical system according to claim 168 is characterized in that the Abbe number νd of the material of the objective lens is larger than 50.
【0174】請求項168によると、異なる2波長の光
源に対して軸上色収差を補正した場合に、2次スペクト
ルを小さくすることができる。
According to claim 168, when axial chromatic aberration is corrected for light sources of different two wavelengths, the secondary spectrum can be reduced.
【0175】また、請求項169の光学系は、前記対物
レンズがプラスチック製であることを特徴とするもので
ある。請求項169によると、安価で軽量な光学系を得
ることができる。また、請求項170の光学系は、前記
対物レンズがガラス製であることを特徴とするものであ
る。請求項169および170によると、温度変化に極
めて強い光学系を得ることができる。
The optical system according to claim 169 is characterized in that the objective lens is made of plastic. According to claim 169, an inexpensive and lightweight optical system can be obtained. An optical system according to claim 170 is characterized in that the objective lens is made of glass. According to claims 169 and 170, it is possible to obtain an optical system that is extremely resistant to temperature changes.
【0176】また、請求項171の光学系は、前記対物
レンズは、前記回折面が形成された樹脂層をガラスレン
ズ表面に有するものであることを特徴とする。請求項1
71によれば、ガラスレンズに回折構造を形成し易い樹
脂層を設けるので、温度変化に極めて強くかつコスト的
に有利な光学系を得ることができる。
An optical system according to a seventeenth aspect is characterized in that the objective lens has a resin layer on which the diffraction surface is formed on a glass lens surface. Claim 1
According to 71, since a resin layer that easily forms a diffractive structure is provided on a glass lens, an optical system that is extremely resistant to temperature changes and that is advantageous in terms of cost can be obtained.
【0177】また、請求項172の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長どうしの波長差が80n
m以上であることを特徴とするものである。
The optical system according to claim 172, wherein the wavelength difference between the at least two different wavelengths is 80n.
m or more.
【0178】また、請求項173の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長どうしの波長差が400
nm以下であることを特徴とする。
The optical system according to claim 173, wherein the wavelength difference between the at least two different wavelengths is 400
nm or less.
【0179】また、請求項174の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長どうしの波長差が100
nm以上200nm以下であることを特徴とする。
The optical system according to claim 174, wherein the wavelength difference between the at least two different wavelengths is 100%.
nm or more and 200 nm or less.
【0180】また、請求項175の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長のそれぞれの光に対し
て、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の
回折効率が、該特定次数以外の次数のそれぞれの回折光
の回折効率よりも10%以上高い効率であることを特徴
とする。
The optical system according to claim 175, wherein the diffractive efficiency of the selectively generated diffracted light of the specific order is different from the light of the at least two different wavelengths. The diffraction efficiency is 10% or more higher than the diffraction efficiency of each order diffracted light.
【0181】また、請求項176の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長のそれぞれの光に対し
て、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の
回折効率が、該特定次数以外の次数のそれぞれの回折光
の回折効率よりも30%以上高い効率であることを特徴
とする。
The optical system according to claim 176, wherein the diffraction efficiency of the selectively generated diffracted light of the specific order with respect to each of the lights of at least two different wavelengths is different from that of the specific order. The diffraction efficiency is 30% or more higher than the diffraction efficiency of each order diffraction light.
【0182】また、請求項177の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長のそれぞれの光に対し
て、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の
回折効率が50%以上であることを特徴とする。
In the optical system according to the present invention, the diffraction efficiency of the selectively generated diffracted light of a specific order is at least 50% with respect to each of the at least two different wavelengths. It is characterized by.
【0183】また、請求項178の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長のそれぞれの光に対し
て、それぞれ前記選択的に発生する特定次数の回折光の
回折効率が70%以上であることを特徴とする。
The optical system according to claim 178, wherein the diffractive efficiency of the selectively generated diffracted light of a specific order is 70% or more with respect to each of the at least two different wavelengths. It is characterized by.
【0184】また、請求項179の光学系は、前記回折
面があることによって、前記互いに異なる少なくとも2
つの波長の前記選択的に発生された特定次数の回折光が
焦点を結ぶに際して、前記回折面がない場合に比較して
球面収差が改善されることを特徴とする。
In the optical system according to claim 179, the presence of the diffractive surface allows at least two different optical systems.
When the selectively generated specific order diffracted light of two wavelengths is focused, spherical aberration is improved as compared with the case where the diffractive surface is not provided.
【0185】また、請求項180の光学系は、前記互い
に異なる少なくとも2つの波長のそれぞれの光(波長
λ)に対して、それぞれ選択的に発生する特定次数の回
折光の結像面上での波面収差が0.07λrms以下で
あることを特徴とする。
In the optical system according to the present invention, the diffracted light of a specific order, which is selectively generated with respect to each of the at least two different wavelengths (wavelength λ), is formed on the image plane. The wavefront aberration is not more than 0.07λrms.
【0186】また、請求項181は、上述した各光学系
を有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
[0186] Further, the present invention provides an optical pickup device having the above-mentioned optical systems.
【0187】また、請求項182の光ピックアップ装置
は、互いに異なる波長の光を出力する少なくとも2つの
光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光す
る、1以上の光学素子を含む光学系と、前記情報記録媒
体からの透過光或いは反射光を検出する光検出器とを備
えた光ピックアップ装置において、前記光学素子の少な
くとも1つの光学素子は、前記少なくとも2つの光源か
ら出力される異なる2つの波長の光に対して同じ次数の
回折光を選択的に発生する回折面を有している。
The optical pickup device according to claim 182 includes at least two light sources for outputting lights of different wavelengths, and one or more optical elements for condensing the light from the light sources on an information recording medium. In an optical pickup device including an optical system and a photodetector that detects transmitted light or reflected light from the information recording medium, at least one of the optical elements is output from the at least two light sources. It has a diffractive surface that selectively generates diffracted light of the same order for light of two different wavelengths.
【0188】また、請求項183の光ピックアップ装置
は、互いに異なる波長の光を出力する少なくとも2つの
光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光す
る、1以上の光学素子を含む光学系と、前記情報記録媒
体からの透過光或いは反射光を検出する光検出器とを備
えた光ピックアップ装置において、前記少なくとも2つ
の光源から出力される異なる2つの波長のそれぞれの光
に対してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する
回折面が、前記光学素子の少なくとも1つの光学素子の
少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されている。
The optical pickup device according to claim 183 includes at least two light sources for outputting lights of different wavelengths, and one or more optical elements for condensing the light from the light sources on an information recording medium. In an optical pickup device including an optical system and a photodetector that detects transmitted light or reflected light from the information recording medium, the optical pickup device includes a light detector that outputs light of two different wavelengths output from the at least two light sources. A diffractive surface for selectively generating diffracted light of a specific order is formed on almost the entire optical surface of at least one of the at least one optical element.
【0189】また、請求項184の光ピックアップ装置
は、請求項46または47に記載の回折面を有する光学
素子の少なくとも1つの光学素子が屈折パワーを有する
レンズであることを特徴とする。
[0189] Further, the optical pickup device according to claim 184 is characterized in that at least one of the optical elements having a diffractive surface according to claim 46 or 47 is a lens having a refractive power.
【0190】また、請求項185の光ピックアップ装置
は、前記レンズが、前記少なくとも2つの光源から出力
される異なる2つの波長の最大波長と最小波長との間の
波長である或る1つの波長の光に対する回折光の回折効
率を、前記最大波長および前記最小波長の光に対する回
折光の回折効率よりも大きくすることを特徴とする。
An optical pickup device according to claim 185, wherein the lens has a certain wavelength which is a wavelength between a maximum wavelength and a minimum wavelength of two different wavelengths output from the at least two light sources. The diffraction efficiency of the diffracted light with respect to the light is set to be greater than the diffraction efficiency of the diffracted light with respect to the light having the maximum wavelength and the light having the minimum wavelength.
【0191】また、請求項186の光ピックアップ装置
は、前記レンズが、前記少なくとも2つの光源から出力
される異なる2つの波長の最大波長または最小波長の光
に対する回折光の回折効率を、前記互いに異なる少なく
とも2つの波長の最大波長と最小波長との間の波長であ
る光に対する回折光の回折効率よりも大きくすることを
特徴とする。
186. The optical pickup device according to claim 186, wherein the lens has different diffraction efficiencies of diffracted light with respect to light of maximum wavelength or minimum wavelength of two different wavelengths output from the at least two light sources. The diffraction efficiency of the diffracted light with respect to light having a wavelength between the maximum wavelength and the minimum wavelength of at least two wavelengths is made larger.
【0192】また、請求項187の光ピックアップ装置
は、前記レンズは外周にフランジ部を有することを特徴
とする。また、請求項188の光ピックアップ装置は、
前記フランジ部は前記レンズの光軸に対し略垂直方向に
延びた面を有することを特徴とする。このフランジ部に
よりレンズを光ピックアップ装置に容易に取り付けるこ
とができ、このフランジ部に光軸に対し略垂直な方向に
延びた面を設ける場合には、更に精度の高い取付が容易
にできる。
The optical pickup device according to claim 187 is characterized in that the lens has a flange on the outer periphery. An optical pickup device according to claim 188,
The flange portion has a surface extending substantially perpendicular to the optical axis of the lens. The lens portion can be easily attached to the optical pickup device by the flange portion, and when a surface extending in a direction substantially perpendicular to the optical axis is provided on the flange portion, attachment with higher precision can be easily performed.
【0193】また、請求項189の光ピックアップ装置
は、前記1以上の光学素子の中に対物レンズを含んでお
り、前記少なくとも2つの光源から出力される異なる2
つの波長の光(波長λ)のそれぞれに対して、結像面上
での波面収差が、前記対物レンズの像側の所定開口数内
では0.07λrms以下であることを特徴とする。
An optical pickup device according to claim 189, further comprising an objective lens in the one or more optical elements, wherein two or more different light sources output from the at least two light sources are provided.
The wavefront aberration on the image plane for each of the light of the two wavelengths (wavelength λ) is 0.07λrms or less within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens.
【0194】また、請求項190の光ピックアップ装置
は、前記1以上の光学素子の中に対物レンズを含んでお
り、前記少なくとも2つの光源から出力される異なる2
つの波長の光(波長λ)のそれぞれに対して、結像面上
での波面収差が、前記対物レンズの像側の最大開口数内
では0.07λrms以下であることを特徴とする。
An optical pickup device according to claim 190, wherein the one or more optical elements include an objective lens, and the two or more different light sources output from the at least two light sources.
The wavefront aberration on the image plane is 0.07λrms or less within the maximum numerical aperture on the image side of the objective lens with respect to each of the light beams having two wavelengths (wavelength λ).
【0195】また、請求項191の光ピックアップ装置
は、前記少なくとも2つの光源から出力される異なる2
つの波長のうちの1つの波長λ1が±10nmの範囲内
で変動しても、結像面上での波面収差が、前記対物レン
ズの像側の所定開口数内では0.07λ1rms以下で
あることを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 191 is characterized in that two different light sources output from the at least two light sources are provided.
One of even one wavelength lambda 1 of the wavelength varies within the range of ± 10 nm, the wave front aberration on the image plane, 0.07λ 1 rms or less within the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens It is characterized by being.
【0196】また、請求項192の光ピックアップ装置
は、前記少なくとも2つの光源から出力される異なる2
つの波長のうち、波長λ2の光と、前記対物レンズの像
側の所定開口数が前記波長λ2の光に関する所定開口数
よりも大きい別波長の光とに対して、前記別波長の光に
関する所定開口数内では前記波長λ2の光の結像面上で
の波面収差が0.07λ2rmsより大であることを特
徴とする。
Further, in the optical pickup device according to claim 192, two different light sources output from the at least two light sources are provided.
Of the two wavelengths, the light of the wavelength λ 2 and the light of the other wavelength whose predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens is larger than the predetermined numerical aperture of the light of the wavelength λ 2 are light of the different wavelength. about within a predetermined numerical aperture, wherein the wave front aberration on the image plane of the wavelength lambda 2 of light is larger than 0.07λ 2 rms.
【0197】また、請求項193の光ピックアップ装置
は、前記別波長の光に関する所定開口数内では前記波長
λ2の光の結像面上での波面収差が0.10λ2rms以
上であることを特徴とする。
[0197] Further, it is an optical pickup apparatus of claim 193, within a predetermined numerical aperture related to the light of the specific wavelength wavefront aberration on the imaging plane of the wavelength lambda 2 of light is 0.10λ 2 rms or more It is characterized by.
【0198】また、請求項194の光ピックアップ装置
は、前記別波長の光に対する所定開口数をNA1とし、
前記波長λ2の光に対する所定開口数をNA2としたと
き、NA1>NA2>0.5×NA1を満足することを
特徴とする。
The optical pickup device according to claim 194, wherein the predetermined numerical aperture for the light of the different wavelength is NA1.
When the NA2 a prescribed numerical aperture for said wavelength lambda 2 of light, and satisfies the NA1>NA2> 0.5 × NA1.
【0199】また、請求項195の光ピックアップ装置
は、前記対物レンズには、前記少なくとも2つの光源か
ら出力される異なる2つの波長のうち、少なくとも1つ
の波長の光に対して平行光束が入射され、別の少なくと
も1つの波長の光に対して非平行光束が入射されること
を特徴とする。
Further, in the optical pickup device according to the present invention, a parallel light beam is incident on the objective lens with respect to at least one of two different wavelengths output from the at least two light sources. , A non-parallel light beam is incident on light of another at least one wavelength.
【0200】また、請求項196の光ピックアップ装置
は、前記対物レンズには、前記少なくとも2つの光源か
ら出力される異なる2つの波長の光に対して平行光束が
入射されることを特徴とする。
[0200] Further, in the optical pickup device according to the present invention, a parallel light beam is incident on the objective lens with respect to lights of two different wavelengths output from the at least two light sources.
【0201】また、請求項197の光ピックアップ装置
は、前記対物レンズには、前記少なくとも2つの光源か
ら出力される異なる2つの波長の光に対して非平行光束
が入射されることを特徴とする。
Further, in the optical pickup device of the present invention, a non-parallel light beam is incident on the objective lens with respect to light beams of two different wavelengths output from the at least two light sources. .
【0202】また、請求項198の光ピックアップ装置
は、前記少なくとも2つの光源から出力される異なる2
つの波長に対して長い方の波長をλ3とし、前記波長λ3
の光に対する前記対物レンズの像側の所定開口数をNA
としたとき、前記波長λ3と短い方の波長間の軸上色収
差が−λ3/(2NA2)以上且つ+λ3/(2NA2)以
下であることを特徴とする。
Further, in the optical pickup device according to claim 198, two different light sources output from the at least two light sources are provided.
The longer wavelength for one wavelength is λ 3 , and the wavelength λ 3
The predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens with respect to the
Where the axial chromatic aberration between the wavelength λ 3 and the shorter wavelength is not less than −λ 3 / (2NA 2 ) and not more than + λ 3 / (2NA 2 ).
【0203】また、請求項199の光ピックアップ装置
は、前記少なくとも2つの光源から出力される異なる2
つの波長の光が、透明基板の厚さが異なる情報記録媒体
に対してそれぞれ用いられることを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 199 is characterized in that two different light sources output from the at least two light sources are provided.
Light of two wavelengths is used for information recording media having different thicknesses of the transparent substrate.
【0204】また、請求項200の光ピックアップ装置
は、前記回折面が光軸方向から見て複数の輪帯からな
り、この複数の輪帯が光軸または光軸近傍の点を中心と
したほぼ同心円状に形成されており、前記対物レンズの
像側の最大開口数内に対応する前記輪帯のピッチPf
と、前記最大開口数内の1/2の開口数に対応する前記
輪帯のピッチPhとの間に次の関係が成立することを特
徴とする。0.4≦|(Ph/Pf)−2|≦25
Further, in the optical pickup device of claim 200, the diffractive surface is formed of a plurality of annular zones as viewed from the optical axis direction, and the plurality of annular zones are substantially centered on the optical axis or a point near the optical axis. A pitch Pf of the orbicular zone formed concentrically and corresponding to the maximum numerical aperture on the image side of the objective lens.
And a pitch Ph of the annular zone corresponding to a half of the maximum numerical aperture, the following relationship is established. 0.4 ≦ | (Ph / Pf) −2 | ≦ 25
【0205】請求項200によれば、上述の関係式の下
限以上であると、高次の球面収差を補正する回折の作用
が弱まることがなく、従って、透明基板の厚さが異なる
ことによって生じる2波長間の球面収差の差を回折の作
用で補正できる。また、上限以下であると、回折輪帯の
ピッチが過小となる箇所が生じ難くなり、回折効率の高
いレンズを製造することが可能となる。また、上記関係
式は、0.8≦|(Ph/Pf)−2|≦6.0が好ま
しく、 1.2≦|(Ph/Pf)−2|≦2.0 が更に好ましい。
According to the 200th aspect, when the value is equal to or more than the lower limit of the above relational expression, the effect of diffraction for correcting higher-order spherical aberration does not weaken. The difference in spherical aberration between the two wavelengths can be corrected by the effect of diffraction. In addition, when the value is equal to or less than the upper limit, a portion where the pitch of the diffraction ring zone is too small is less likely to occur, and a lens having high diffraction efficiency can be manufactured. In the above relational expression, 0.8 ≦ | (Ph / Pf) −2 | ≦ 6.0 is preferable, and 1.2 ≦ | (Ph / Pf) −2 | ≦ 2.0 is more preferable.
【0206】また、請求項201の光ピックアップ装置
は、前記少なくとも2つの光源が、3つの光源であるこ
とを特徴とする。
Further, the optical pickup device according to claim 201 is characterized in that the at least two light sources are three light sources.
【0207】また、請求項202の光ピックアップ装置
は、前記3つの光源から出力される異なる3つの波長の
光をそれぞれλ1,λ2,λ3(λ1<λ2<λ3)と
し、且つ、これら異なる3つの波長の光のそれぞれに関
する前記対物レンズの像側の所定開口数をそれぞれNA
1,NA2,NA3とするとき、 0.60≦NA1、 0.60≦NA2、 0.40≦
NA3≦0.50 を満足することを特徴とする。
In the optical pickup device of the present invention, lights of three different wavelengths output from the three light sources are respectively set to λ1, λ2, λ3 (λ1 <λ2 <λ3), and these three different light sources are used. The predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens for each of the
1, NA2, NA3, 0.60 ≦ NA1, 0.60 ≦ NA2, 0.40 ≦
NA3 ≦ 0.50 is satisfied.
【0208】また、請求項203の光ピックアップ装置
は、前記所定開口数のうち最も小さな所定開口数より外
側において前記対物レンズに入射する光の少なくとも一
部を遮蔽することが可能なフィルターが設けられている
ことを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 203 is provided with a filter capable of blocking at least a part of light incident on the objective lens outside the smallest predetermined numerical aperture among the predetermined numerical apertures. It is characterized by having.
【0209】また、請求項204の光ピックアップ装置
は、前記異なる2つの波長の光のそれぞれに対して前記
所定開口数となるような開口制限手段を有することを特
徴とする。
[0209] Further, the optical pickup device of the present invention is characterized in that the optical pickup device has an aperture limiting means for providing the predetermined numerical aperture for each of the two different wavelengths of light.
【0210】また、請求項205の光ピックアップ装置
は、前記異なる2つの波長の光の一方に対して前記所定
開口数となるような開口制限がないことを特徴とする。
例えば、具体的には最大開口数は開口制限を有し、それ
より小さい所定開口数に対しては開口制限を設けないよ
うにする。これにより波長選択性を有するフィルタ等の
開口制限手段を不要とすることができ、より安価で小型
化が可能となる。
[0210] Further, the optical pickup device of the present invention is characterized in that there is no aperture limitation for one of the two different wavelengths to be the predetermined numerical aperture.
For example, specifically, the maximum numerical aperture has an aperture limit, and no aperture limit is set for a predetermined numerical aperture smaller than the maximum numerical aperture. As a result, an aperture limiting means such as a filter having wavelength selectivity can be dispensed with, and it is possible to reduce the size and cost.
【0211】また、請求項206の光ピックアップ装置
は、前記1以上の光学素子の中に対物レンズを含んでお
り、前記対物レンズは、前記互いに異なる波長の光を前
記情報記録媒体上にそれぞれ集光する際に共通に使用さ
れることを特徴とする。
[0211] In the optical pickup device according to claim 206, the one or more optical elements include an objective lens, and the objective lens collects the lights having different wavelengths on the information recording medium. It is characterized by being commonly used when emitting light.
【0212】また、請求項207の光ピックアップ装置
は、前記少なくとも2つの光源と前記対物レンズとが一
体化されたユニットが、前記情報記録媒体の主面に対し
て少なくとも平行に駆動されることを特徴とする。
[0212] Also, in the optical pickup device according to claim 207, the unit in which the at least two light sources and the objective lens are integrated is driven at least in parallel with the main surface of the information recording medium. Features.
【0213】また、請求項208の光ピックアップ装置
は、前記ユニットが前記情報記録媒体の主面に対して垂
直に駆動されることを特徴とする。
[0213] The optical pickup device according to the present invention is characterized in that the unit is driven perpendicular to the main surface of the information recording medium.
【0214】また、請求項209は、上述の光ピックア
ップ装置を搭載しており、音声および画像の少なくとも
いずれか一方を記録または再生することが可能であるこ
とを特徴とする記録再生装置である。
[0214] Further, the present invention provides a recording / reproducing apparatus which is equipped with the above-mentioned optical pickup device and is capable of recording or reproducing at least one of audio and video.
【0215】また、請求項210のレンズは、情報記録
媒体に対する情報の記録および再生の少なくともいずれ
か一方に用いられ、屈折パワーを有するとともに少なく
とも一方の光学面に回折面を有するレンズにおいて、前
記回折面で付加される回折パワーの正負の符号が、光軸
と垂直に光軸から離れる方向において少なくとも1回切
り替わる。
A lens according to claim 210 is used for at least one of recording and reproduction of information on an information recording medium, and has a refractive power and a diffractive surface on at least one optical surface. The sign of the diffraction power applied on the surface is switched at least once in a direction perpendicular to the optical axis and away from the optical axis.
【0216】また、請求項211のレンズは、上述の請
求項74のレンズにおいて、前記回折面はブレーズ化さ
れた複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯で
はその段差部が光軸から離れた側に位置し、光軸から離
れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置
することを特徴とするものであり、また、請求項212
のレンズは、前記回折面はブレーズ化された複数の回折
輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯ではその段差部が
光軸に近い側に位置し、光軸から離れた側の回折輪帯で
はその段差部が光軸から離れた側に位置することを特徴
とする。
The lens according to claim 211 is the lens according to claim 74, wherein the diffraction surface has a plurality of blazed diffraction zones, and the diffraction zone near the optical axis has a stepped portion. 212. A structure according to claim 212, wherein the portion is located on a side distant from the optical axis, and in the diffraction ring zone on a side distant from the optical axis, the step portion is located on a side close to the optical axis.
In the lens, the diffraction surface has a plurality of blazed diffraction zones, and in the diffraction zone near the optical axis, the step portion is located on the side near the optical axis, and the step away from the optical axis. Is characterized in that the step is located on the side away from the optical axis.
【0217】また、請求項213は、情報記録媒体に対
する情報の記録および/または再生のための光学系内に
適用可能な光学素子であって、互いに異なる少なくとも
2つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する
情報の記録および/または再生のための光学系内に用い
た際、前記互いに異なる少なくとも2つの波長の光に対
して、同じ次数の回折光を選択的に発生する回折面を有
していることを特徴とする光学素子である。
The present invention also provides an optical element applicable to an optical system for recording and / or reproducing information on an information recording medium, wherein light of at least two different wavelengths is used. When used in an optical system for recording and / or reproducing information on an information recording medium, it has a diffraction surface that selectively generates diffracted light of the same order with respect to the light of at least two different wavelengths. An optical element characterized in that:
【0218】また、請求項214は、情報記録媒体に対
する情報の記録および/または再生のための光学系内の
対物レンズとして適用可能なレンズであって、互いに異
なる少なくとも2つの波長の光が使用される前記情報記
録媒体に対する情報の記録および/または再生のための
光学系内の対物レンズとして用いた際、前記互いに異な
る少なくとも2つの波長の光に対して、同じ次数の回折
光の回折効率をを選択的に発生する回折面を有している
ことを特徴とするレンズである。
The present invention also provides a lens applicable as an objective lens in an optical system for recording and / or reproducing information on an information recording medium, wherein light of at least two different wavelengths is used. When used as an objective lens in an optical system for recording and / or reproducing information on the information recording medium, the diffraction efficiency of diffracted light of the same order with respect to the light of at least two different wavelengths is improved. A lens having a diffractive surface that is selectively generated.
【0219】また、請求項215は、情報記録媒体に対
する情報の記録および/または再生のための光学系内に
適用可能な光学素子であって、互いに異なる少なくとも
2つの波長の光が使用される前記情報記録媒体に対する
情報の記録および/または再生のための光学系内に用い
た際、前記互いに異なる少なくとも2つの波長の光に対
してそれぞれ特定次数の回折光を選択的に発生する回折
面が、少なくとも一方の光学面のほぼ全面に形成されて
いることを特徴とする光学素子である。
The present invention also provides an optical element applicable to an optical system for recording and / or reproducing information on an information recording medium, wherein light of at least two different wavelengths is used. When used in an optical system for recording and / or reproducing information on an information recording medium, a diffractive surface that selectively generates a specific order of diffracted light with respect to the light of at least two different wavelengths, An optical element formed substantially over at least one of the optical surfaces.
【0220】また、請求項216は、情報記録媒体に対
する情報の記録および/または再生のための光学系内の
対物レンズとして適用可能なレンズにおいて、互いに異
なる少なくとも2つの波長の光が使用される前記情報記
録媒体に対する情報の記録および/または再生のための
光学系内の対物レンズとして用いた際、前記互いに異な
る少なくとも2つの波長の光に対してそれぞれ特定次数
の回折光を選択的に発生する回折面が、少なくとも一方
の光学面のほぼ全面に形成されていることを特徴とする
レンズである。
[0220] Further, in a lens applicable to an objective lens in an optical system for recording and / or reproducing information on an information recording medium, light of at least two different wavelengths is used. When used as an objective lens in an optical system for recording and / or reproducing information on an information recording medium, diffraction that selectively generates a specific order diffracted light with respect to the at least two different wavelengths of light. The lens is characterized in that the surface is formed on almost the entire surface of at least one of the optical surfaces.
【0221】また、請求項217の光ディスク用回折光
学系は、波長の異なる2つの光源を有し、同一の光学系
によって記録再生を行う記録再生用光学系において、該
光学系は屈折面上に回折輪帯レンズを設けた光学面を含
み、波長の相違によって屈折面において生じる収差と回
折輪帯レンズによって生じる収差とを相殺させ、該相殺
に用いられる回折光は、2つの光源波長に対して同次数
の回折光であることを特徴とする。
The diffraction optical system for an optical disk according to claim 217 is a recording / reproducing optical system having two light sources having different wavelengths and performing recording / reproducing by the same optical system, wherein the optical system is provided on a refracting surface. Including an optical surface provided with a diffractive orbicular lens, the aberration generated on the refracting surface due to the difference in wavelength and the aberration produced by the diffractive orbicular lens cancel each other out, and the diffracted light used for the cancellation is different for two light source wavelengths. The diffracted light is of the same order.
【0222】上述のように、この回折光学系は、屈折面
上に回折輪帯レンズを設けた光学面を含み、異なる2波
長の光源の各々に対して、ある1つの同次数の回折光と
屈折面とによる球面収差を相殺させることにより、回折
限界とほぼ同等の、無収差に補正したことを特徴とす
る。該同次数の回折光は、1次回折光であることが好ま
しい。
As described above, this diffractive optical system includes an optical surface having a diffractive orbicular lens provided on a refracting surface, and a diffracted light beam of the same order for each of two different light sources having different wavelengths. The present invention is characterized in that the spherical aberration caused by the refraction surface is canceled out, so that the aberration is corrected to be almost the same as the diffraction limit. The diffracted light of the same order is preferably a first-order diffracted light.
【0223】2つの光源のそれぞれの波長に対し、本発
明のように同次数の回折光を対応させる方法は、異なる
次数の回折光を対応させる場合に比べて、総合的に光量
の損失が少ないという利点を有する。例えば、780n
mと635nmとの2つの波長を用いる場合、両波長光
に1次回折光を用いる方が、何れかの波長に1次回折光
を用い他方の波長に0次回折光を用いるより、総合的に
光量の損失が少ない。また、両波長光に同次数の回折光
を用いる場合、高次の回折光を用いるよりも、1次回折
光を用いた方が光量の損失が少ない。
In the method of making the diffracted lights of the same order correspond to the respective wavelengths of the two light sources as in the present invention, the loss of the light amount is smaller as compared with the case of making the diffracted lights of different orders correspond. It has the advantage that. For example, 780n
When two wavelengths, m and 635 nm, are used, the use of first-order diffracted light for both wavelengths is more comprehensive than the use of first-order diffracted light for either wavelength and the 0th-order diffracted light for the other wavelength. Low loss. Further, when diffracted light of the same order is used for both wavelengths, the loss of light amount is smaller when the first-order diffracted light is used than when higher-order diffracted light is used.
【0224】また、請求項218の光ディスク用回折光
学系は、上記相殺する収差は球面収差および/または色
収差であることを特徴とする。
In the diffraction optical system for an optical disk according to the present invention, the canceling aberration is spherical aberration and / or chromatic aberration.
【0225】また、請求項219の光ディスク用回折光
学系は、上記同次数の回折光は、1次回折光であること
を特徴とする。
In the diffraction optical system for an optical disk according to claim 219, the diffracted light of the same order is a first-order diffracted light.
【0226】また、請求項220の光ディスク用回折光
学系は、異なる2波長の光源は、それぞれ透明基板厚み
が異なる光ディスクに対応するものであることを特徴と
する。
Further, the diffractive optical system for an optical disk of claim 220 is characterized in that the light sources of two different wavelengths correspond to optical disks having different transparent substrate thicknesses.
【0227】また、請求項221の光ディスク用回折光
学系は、波長の異なる2波長の光源中、短い波長の光源
波長は700nm以下であることを特徴とする。
Further, the diffraction optical system for an optical disk according to claim 221 is characterized in that, of the two light sources having different wavelengths, the shorter light source wavelength is 700 nm or less.
【0228】また、請求項222の光ディスク用回折光
学系は、波長の異なる2波長の光源中、長い波長の光源
波長は600nm以上であることを特徴とする。
Further, the diffraction optical system for an optical disk according to claim 222 is characterized in that, of the two light sources having different wavelengths, the longer light source wavelength is 600 nm or more.
【0229】また、請求項223の光ディスク用回折光
学系は、回折輪帯レンズは、輪帯の位置を表す位相関数
が、冪級数の2乗以外の項の係数を含むことを特徴とす
る。
In the diffraction optical system for an optical disk according to claim 223, the diffractive orbicular zone lens is characterized in that the phase function representing the position of the orbicular zone includes a coefficient of a term other than the square of a power series.
【0230】また、請求項224の光ディスク用回折光
学系は、光学屈折面が非球面であることを特徴とする。
Further, the diffraction optical system for an optical disk according to the present invention is characterized in that the optical refraction surface is aspherical.
【0231】また、請求項225の光ディスク用回折光
学系は、波長の異なる2波長の光源に対して、そのほぼ
中間の波長で回折光の回折効率が最大であることを特徴
とする。
Further, the diffraction optical system for an optical disk according to claim 225 is characterized in that the diffraction efficiency of diffracted light is maximized at a substantially intermediate wavelength between two light sources having different wavelengths.
【0232】また、請求項226の光ディスク用回折光
学系は、波長の異なる2波長の光源に対して、その一方
の光源波長で回折光の回折効率が最大であることを特徴
とする。
The diffraction optical system for an optical disk according to claim 226 is characterized in that, for two light sources having different wavelengths, the diffraction efficiency of the diffracted light is maximum at one of the light source wavelengths.
【0233】また、請求項227の光ディスク用回折光
学系は、光学面上の回折輪帯レンズは球面収差をアンダ
ーに補正し、該光学面の非球面は球面収差をオーバーに
補正することを特徴とする。
The diffraction optical system for optical disks according to claim 227, wherein the diffractive orbicular zone lens on the optical surface corrects the spherical aberration to under, and the aspherical surface of the optical surface corrects the spherical aberration to over. And
【0234】上述の請求項227の光ディスク用回折光
学系では、例えばCD系(例えば、波長780nm、基
板厚さ1.2mm)とDVD系(例えば、波長650n
m、基板厚さ0.6mm)とをともに平行光入射で使用
する対物レンズを用いる場合、CD系では基板が厚いた
めに球面収差がDVD系よりオーバーになるが、この球
面収差を回折レンズの波長差で補正するため、回折レン
ズの球面収差をアンダーにする。なお、このとき、CD
系の長波長では回折レンズの球面収差が大きくアンダー
になり、基板の厚さの差による影響を補正する。非球面
では基板の厚さの差の影響を補正するのではなく、CD
系、DVD系ともに概ね同程度に球面収差をオーバーに
する。以上のことは、回折の高次項を用いた場合に球面
収差の波動変動を大きく制御できることを利用したもの
である。
In the diffractive optical system for an optical disk according to claim 227, for example, a CD system (for example, a wavelength of 780 nm and a substrate thickness of 1.2 mm) and a DVD system (for example, a wavelength of 650 nm)
m and substrate thickness of 0.6 mm) when using an objective lens with parallel light incidence, the spherical aberration of the CD system is larger than that of the DVD system because the substrate is thicker. The spherical aberration of the diffractive lens is set to be under in order to correct for the wavelength difference. At this time, the CD
At a long wavelength of the system, the spherical aberration of the diffractive lens becomes largely under, and the influence of the difference in substrate thickness is corrected. For aspheric surfaces, instead of compensating for the effects of differences in substrate thickness, CD
The spherical aberration is almost the same for both DVD and DVD systems. The above utilizes the fact that the wave fluctuation of the spherical aberration can be largely controlled when a higher-order term of diffraction is used.
【0235】また、請求項228の光ディスク用回折光
学系は、波長の異なる2波長の光源において、その波長
差が80nm以上である。
In the diffraction optical system for an optical disk according to claim 228, the difference between the wavelengths of the two light sources having different wavelengths is 80 nm or more.
【0236】また、請求項229の光ディスク用回折光
学系は、光ディスクの対物レンズ光学系において、光学
面上に回折輪帯レンズを設けることにより、異なる2波
長の光源の各々に対して、ある1つの同次数の回折光の
軸上色収差を補正したことを特徴とする。
In the diffraction optical system for optical disks according to claim 229, in the objective lens optical system of the optical disk, a diffractive orbicular lens is provided on the optical surface so that each of the two different light sources having different wavelengths can be used. It is characterized in that axial chromatic aberration of two diffracted lights of the same order is corrected.
【0237】また、請求項230の光ディスク用回折光
学系は、上記異なる2波長の光源の波長差が80nm以
上であり、以下の条件を満たす単玉対物レンズを有する
ことを特徴とする。 νd > 50 ただし、νd:対物レンズの硝材のアッベ数
The diffractive optical system for optical disks according to claim 230 is characterized in that the wavelength difference between the two different light sources is 80 nm or more, and that the optical system has a single lens objective lens satisfying the following conditions. νd> 50, where νd: Abbe number of the glass material of the objective lens
【0238】また、請求項231の光ディスク用回折光
学系は、異なる2波長に対するレンズ性能のうち、何れ
か一方は実使用上の開口までを無収差とし、その外側の
部分については収差をフレアとしたことを特徴とする。
In the diffractive optical system for an optical disk according to claim 231, one of the lens performances for two different wavelengths has no aberration up to the aperture in practical use, and the outer portion has flare. It is characterized by having done.
【0239】また、請求項232の光ディスク用回折光
学系は、上記異なる2波長に対するレンズ性能のうち、
全開口で無収差である方の波長に対する開口数をNA1
とし、もう一方の波長の実使用上の開口数をNA2とし
たとき、以下の条件を満足することを特徴とする。 NA1>NA2>0.5×NA1
The diffraction optical system for an optical disk according to claim 232 is one of the lens performances for the two different wavelengths.
NA1 is the numerical aperture for the wavelength that has no aberration at all apertures.
When the numerical aperture of the other wavelength in practical use is NA2, the following condition is satisfied. NA1>NA2> 0.5 × NA1
【0240】また、請求項233の光ディスク用回折光
学系は、上記異なる2波長に対する光ディスク厚が異な
ることを特徴とする。
Further, the diffraction optical system for an optical disk according to claim 233 is characterized in that the optical disk thickness for the two different wavelengths is different.
【0241】また、請求項234の光ピックアップ装置
は、波長の異なる少なくとも2つ以上の光源を有し、そ
れぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによっ
て光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情
報を記録および/または情報記録面上の情報の再生を行
う記録再生用光学系において、上記対物レンズは屈折面
上に輪帯状の回折面を設けた光字面を含み、少なくとも
1つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板
を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であ
ることを特徴とする。
Further, the optical pickup device of claim 234 has at least two or more light sources having different wavelengths, and divergent light fluxes from the respective light sources are put on the information recording surface of the optical information recording medium by the same objective lens. In a recording / reproducing optical system that records information via a transparent substrate and / or reproduces information on the information recording surface, the objective lens includes at least an optical surface having an annular diffraction surface provided on a refraction surface, and For one light source, the luminous flux transmitted through the objective lens and the transparent substrate has diffraction-limited performance at the best image point.
【0242】ここで、回折限界性能とは、光束の波面収
差を測定し、その光束全体の波面収差の自乗平均根(r
ms値)がマレシャルの許容値である波長の0.07倍
以下であることを意味する。また、実使用上の開口と
は、それぞれの光情報記録媒体の規格で規定されている
開口数を意味し、それぞれの光情報記録媒体に対して情
報の記録または再生をするために必要なスポット径を得
ることができる回折限界性能の対物レンズの開口数に相
当する。
Here, the diffraction-limited performance refers to the measurement of the wavefront aberration of a light beam, and the root mean square (r) of the wavefront aberration of the entire light beam.
ms value) is equal to or less than 0.07 times the wavelength that is Marechal's allowable value. The aperture in actual use refers to the numerical aperture specified in the standard of each optical information recording medium, and is a spot necessary for recording or reproducing information on each optical information recording medium. This corresponds to the numerical aperture of an objective lens having diffraction-limited performance capable of obtaining a diameter.
【0243】このように本発明では、実使用上の開口数
を光情報記録媒体に対して規定するので、ピックアップ
装置の光学系を通る実際の光束の光情報記録媒体側の開
口数が、実使用上の開口数より大きくてもよい。
As described above, in the present invention, the numerical aperture in actual use is defined for the optical information recording medium, so that the actual numerical aperture of the light beam passing through the optical system of the pickup device on the optical information recording medium side is reduced. It may be larger than the numerical aperture in use.
【0244】また、本発明において、最大開口数は実使
用上の開口数のうちの最大のものを意味することが好ま
しい。すなわち、複数の光情報記録媒体に対して互換的
に用いるピックアップ装置の場合、複数の実使用上の開
口数が定義されるが、このうち最大のものを最大開口数
とすることが好ましい。また、所定の開口数および必要
開口数とは、実使用上の開口数と同じ意味である。
In the present invention, the maximum numerical aperture preferably means the maximum numerical aperture among practically used numerical apertures. That is, in the case of a pickup device used interchangeably with a plurality of optical information recording media, a plurality of numerical apertures in actual use are defined, and the largest one is preferably the maximum numerical aperture. Further, the predetermined numerical aperture and the required numerical aperture have the same meaning as the numerical aperture in actual use.
【0245】なお、その光情報記録媒体に対して情報を
記録または再生する場合において、規格で規定される光
源とは異なった波長の光源を実際の光ピックアップ装置
で使用する場合は、規定の波長と規定の開口数との比
と、実使用波長と実使用開口数の比が一定となるように
実使用開口数を設定する。例として、CDについて、規
格では780nmの波長の光源を使用したとき開口数は
0.45であるが、650nmの波長の光源を使用した
ときは、開口数は0.38となる。
When recording or reproducing information on or from the optical information recording medium, when a light source having a wavelength different from the light source specified by the standard is used in an actual optical pickup device, the specified wavelength is used. The actual numerical aperture is set such that the ratio between the actual numerical aperture and the actual numerical aperture is constant. As an example, for a CD, the numerical aperture is 0.45 when a light source with a wavelength of 780 nm is used in the standard, but the numerical aperture is 0.38 when a light source with a wavelength of 650 nm is used.
【0246】また、請求項235の光ピックアップ装置
は、波長の異なる少なくとも2つ以上の光源を有し、そ
れぞれの光源からの発散光束を同一の対物レンズによっ
て光情報記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情
報を記録および/または情報記録面上の情報の再生を行
う記録再生用光学系において、上記対物レンズは屈折面
上に輪帯状の回折面を設けた光学面を含み、少なくとも
1つの光源に対しては、上記対物レンズおよび透明基板
を透過した光束が、最良像点において回折限界性能であ
り、少なくとも1つの光源に対しては、上記対物レンズ
および透明基板を透通した光束のうち、実使用上の開口
までの光束はその最良像点において回折限界性能であ
り、その外側の部分はフレアとなるように上記輪帯状の
回折面を設けたことを特徴とする。
Further, the optical pickup device of claim 235 has at least two or more light sources having different wavelengths, and diverges light beams from each light source on the information recording surface of the optical information recording medium by the same objective lens. In a recording / reproducing optical system that records information via a transparent substrate and / or reproduces information on an information recording surface, the objective lens includes an optical surface having a ring-shaped diffraction surface provided on a refraction surface, and For one light source, the luminous flux transmitted through the objective lens and the transparent substrate has diffraction-limited performance at the best image point, and for at least one light source, the luminous flux transmitted through the objective lens and the transparent substrate Of these, the luminous flux up to the aperture in actual use has diffraction-limited performance at its best image point, and the outer part is provided with the above annular zone-like diffraction surface so as to be flare. And it features.
【0247】また、請求項236の光ピックアップ装置
は、上記装置において少なくとも波長の異なる3つの光
源を有することを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 236 is characterized in that the above device has at least three light sources having different wavelengths.
【0248】また、請求項237の光ピックアップ装置
は、上記装置において、少なくとも2つ以上の輪帯状の
回折面を設けた光学面を含むことを特徴とする。
An optical pickup device according to claim 237 is characterized in that in the above-mentioned device, there is provided an optical surface provided with at least two or more annular diffraction surfaces.
【0249】また、請求項238の光ピックアップ装置
は、上記装置において、上記対物レンズに入射する光束
のうち、実使用上の開口から外側の光束の一部を遮蔽す
る輪帯状のフィルターを含むことを特徴とする。
In the optical pickup device according to the present invention, the optical pickup device may further include a ring-shaped filter that shields a part of the light beam incident on the objective lens from a practically used opening. It is characterized by.
【0250】また、請求項239の光ピックアップ装置
は、上記装置において、光源と上記対物レンズを含むユ
ニットが、少なくとも光情報記録媒体に平行に駆動され
ることを特徴とする。
An optical pickup device according to claim 239 is characterized in that, in the above device, a unit including the light source and the objective lens is driven at least in parallel to the optical information recording medium.
【0251】また、請求項240の光ピックアップ装置
は、上記装置において、光源と上記対物レンズを含むユ
ニットが、さらに光情報記録媒体に垂直に駆動されるこ
とを特徴とする。
In the optical pickup device according to the present invention, the unit including the light source and the objective lens is further driven vertically to the optical information recording medium.
【0252】また、請求項241に係わる発明は、上述
の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする音声
および/または画像の記録、および/または、音声およ
び/または画像の再生装置である。
[0252] The invention according to claim 241 is an audio and / or image recording and / or audio and / or image reproducing apparatus equipped with the above-mentioned optical pickup device.
【0253】また、請求項242の対物レンズは、波長
の異なる少なくとも2つ以上の光源を有し、それぞれの
光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報
記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録
および/または情報記録面上の情報の再生を行う記録再
生用光学系用に用いられる対物レンズであって、上記対
物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光字面を
含み、少なくとも1つの光源に対しては、上記対物レン
ズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において
回折限界性能であることを特徴とする。
The objective lens according to claim 242 has at least two or more light sources having different wavelengths, and the divergent light flux from each light source is transparent on the information recording surface of the optical information recording medium by the same objective lens. An objective lens used for a recording / reproducing optical system for recording information via a substrate and / or reproducing information on an information recording surface, wherein the objective lens has a ring-shaped diffraction surface provided on a refraction surface. For at least one light source, the luminous flux transmitted through the objective lens and the transparent substrate has diffraction-limited performance at the best image point.
【0254】また、請求項243の対物レンズは、波長
の異なる少なくとも2つ以上の光源を有し、それぞれの
光源からの発散光束を同一の対物レンズによって光情報
記録媒体の情報記録面上に透明基板を介して情報を記録
および/または情報記録面上の情報の再生を行う記録再
生用光学系用に用いられる対物レンズであって、上記対
物レンズは屈折面上に輪帯状の回折面を設けた光学面を
含み、少なくとも1つの光源に対しては、上記対物レン
ズおよび透明基板を透過した光束が、最良像点において
回折限界性能であり、少なくとも1つの光源に対して
は、上記対物レンズおよび透明基板を透通した光束のう
ち、実使用上の開口までの光束はその最良像点において
回折限界性能であり、その外側の部分はフレアとなるよ
うに上記輪帯状の回折面を設けたことを特徴とする。
The objective lens according to claim 243 has at least two or more light sources having different wavelengths, and the divergent light flux from each light source is transparent on the information recording surface of the optical information recording medium by the same objective lens. An objective lens used for a recording / reproducing optical system for recording information via a substrate and / or reproducing information on an information recording surface, wherein the objective lens has a ring-shaped diffraction surface provided on a refraction surface. For at least one light source, the luminous flux transmitted through the objective lens and the transparent substrate is diffraction-limited at the best image point, and for at least one light source, Of the luminous flux transmitted through the transparent substrate, the luminous flux up to the aperture in practical use has the diffraction-limited performance at the best image point, and the outer part of the luminous flux forms the above-mentioned annular band so as to flare. Characterized in that a surface.
【0255】また、請求項244の光ピックアップ装置
は、光源から出射した光束を、対物レンズを含む集光光
学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に
集光させ、互いに波長の異なった第1光情報記録媒体を
記録/再生する波長λ1の第1光源、第2光情報記録媒
体を記録/再生する波長λ2の第2光源、第3光情報記
録媒体を記録/再生する波長λ3の第3光源とを有し、
光情報記録媒体の記録/再生を行う光ピックアップ装置
において、前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情
報記録媒体に対してある同一次数の回折光により回折限
界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正した
回折面を形成したことを特徴とする。
In the optical pickup device of the invention, a light beam emitted from a light source is condensed on an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium by a condensing optical system including an objective lens. A first light source of wavelength λ1 for recording / reproducing a first optical information recording medium, a second light source of wavelength λ2 for recording / reproducing a second optical information recording medium, and recording / reproducing of a third optical information recording medium. A third light source of wavelength λ3,
In an optical pickup device for recording / reproducing an optical information recording medium, at least one surface of the objective lens has a spherical aberration substantially equal to or less than a diffraction limit by diffracted light of the same order for each optical information recording medium. Is characterized in that a diffraction surface in which is corrected is formed.
【0256】また、請求項245の光ピックアップ装置
は、光源から出射した光束を、対物レンズを含む集光光
学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に
集光させ、互いに波長の異なった第1光情報記録媒体を
記録/再生する波長λ1の第1光源、第2光情報記録媒
体を記録/再生する波長λ2の第2光源、第3光情報記
録媒体を記録/再生する波長λ3の第3光源とを有し、
光情報記録媒体の記録/再生を行う光ピックアップ装置
において、前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情
報記録媒体に対してある同一次数の回折光を使用し、少
なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開
口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下とし、
その開口の外側の部分については収差をフレアとしたこ
とを特徴とする。
In the optical pickup device according to the invention, a light beam emitted from a light source is condensed on an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium by a condensing optical system including an objective lens, and the wavelengths of the light beams are mutually determined. A first light source of wavelength λ1 for recording / reproducing a first optical information recording medium, a second light source of wavelength λ2 for recording / reproducing a second optical information recording medium, and recording / reproducing of a third optical information recording medium. A third light source of wavelength λ3,
In an optical pickup device for recording / reproducing an optical information recording medium, at least one surface of the objective lens uses diffracted light of the same order for each optical information recording medium, and at least one optical information recording medium is used. Therefore, the aperture up to the practical use is almost equal to or less than the diffraction limit,
It is characterized in that the aberration is flared for the portion outside the opening.
【0257】光情報記録媒体の記録および/または再生
を行う請求項245の光ピックアップ装置において、上
記回折面を形成した対物レンズは、各光情報記録媒体に
対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一つ
の光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回折
限界とほぼ同程度あるいはそれ以下とし、その開口の外
側の部分については収差をフレアとした。
[0257] In the optical pickup device according to claim 245, which performs recording and / or reproduction of an optical information recording medium, the objective lens having the diffractive surface uses diffracted light of the same order for each optical information recording medium. For at least one optical information recording medium, the area up to the aperture in practical use was almost equal to or less than the diffraction limit, and the aberration outside the aperture was flare.
【0258】また、以下の請求項で説明するように、上
記回折面は対物レンズの両面に形成し、回折光は1次回
折光であることが好ましい。上記回折面は、対物レンズ
の光軸を中心とした輪帯状に形成され、輪帯の位置を表
す位相関数が、冪級数の2乗以外の項の係数を含むこと
を特徴とするが、冪級数の2乗の項の係数を含み、ある
いは含まないことができる。また、上記回折面は、上記
第1光源、第2光源、第3光源各々に対し、その両端若
しくは中間域の波長において、回折光の回折効率が最大
であることが好ましい。また、上記対物レンズは、少な
くとも一面が非球面であり、回折面で球面収差をアンダ
ーに補正し、非球面で球面収差をオーバーに補正するこ
とによって上記の性能を持たせることができる。
As described in the claims below, it is preferable that the diffractive surface is formed on both surfaces of the objective lens, and the diffracted light is a first-order diffracted light. The diffractive surface is formed in an annular shape around the optical axis of the objective lens, and the phase function representing the position of the annular zone includes a coefficient of a term other than the square of a power series. It may or may not include coefficients for the series squared term. Further, it is preferable that the diffractive surface has the maximum diffraction efficiency of diffracted light at the wavelengths at both ends or an intermediate band with respect to each of the first light source, the second light source, and the third light source. Further, the objective lens has at least one aspherical surface, and the above-mentioned performance can be provided by correcting spherical aberration to be under on a diffractive surface and over-correcting spherical aberration by an aspheric surface.
【0259】また、請求項246の光ピックアップ装置
は、前記回折面は、前記対物レンズの両面に形成したこ
とを特徴とする。
In the optical pickup device of the present invention, the diffraction surface is formed on both surfaces of the objective lens.
【0260】また、請求項247の光ピックアップ装置
は、前記同一次数の回折光は、1次回折光であることを
特徴とする。
[0260] In the optical pickup device of the present invention, the diffracted light of the same order is a first-order diffracted light.
【0261】また、請求項248の光ピックアップ装置
は、前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯
状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の
2乗以外の項の係数を含むことを特徴とする。
In the optical pickup device of the invention, the diffractive surface is formed in an annular shape centered on the optical axis of the objective lens, and the phase function representing the position of the annular zone is other than the square of the power series. Is characterized by including the coefficient of the term.
【0262】また、請求項249の光ピックアップ装置
は、前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯
状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の
2乗の項の係数を含むことを特徴とする。
Further, in the optical pickup device according to claim 249, the diffraction surface is formed in an annular shape centered on the optical axis of the objective lens, and a phase function representing a position of the annular zone is a power series square. It is characterized by including the coefficient of the term.
【0263】また、請求項250の光ピックアップ装置
は、前記回折面は、対物レンズの光軸を中心とした輪帯
状に形成され、輪帯の位置を表す位相関数が、冪級数の
2乗の項の係数を含まないことを特徴とする。
In the optical pickup device of claim 250, the diffractive surface is formed in an annular shape around the optical axis of the objective lens, and the phase function representing the position of the annular zone is a power series square. It does not include the coefficient of the term.
【0264】また、請求項251の光ピックアップ装置
は、前記第1光源、第2光源、第3光源各々に対し、そ
の両端若しくは中間域の波長において、回折光の回折効
率が最大であることを特徴とする。
An optical pickup device according to claim 251 is characterized in that the first light source, the second light source, and the third light source each have a maximum diffraction efficiency of the diffracted light at the wavelengths at both ends or an intermediate band. Features.
【0265】また、請求項252の光ピックアップ装置
は、前記対物レンズの少なくとも一つが非球面であり、
回折面で球面収差をアンダーに補正し、非球面で球面収
差をオーバーに補正したことを特徴とする。
[0265] In the optical pickup device according to claim 252, at least one of the objective lenses is aspheric.
The spherical aberration is corrected to be under on the diffraction surface, and the spherical aberration is corrected to be over on the aspherical surface.
【0266】また、請求項253に係る発明は、前記第
1光源、第2光源、第3光源を有する請求項244〜2
52のいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載した
ことを特徴とする音声および/または画像の記録、およ
び/または、音声および/または画像の再生装置であ
る。
In the invention according to claim 253, there are provided the first light source, the second light source and the third light source.
52. An apparatus for recording audio and / or images and / or reproducing audio and / or images, comprising the optical pickup device according to any one of 52.
【0267】また、請求項254の対物レンズは、光源
から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明
基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異な
った第1光情報記録媒体を記録/再生する波長λ1の第
1光源、第2光情報記録媒体を記録/再生する波長λ2
の第2光源、第3光情報記録媒体を記録/再生する波長
λ3の第3光源とを有し、光情報記録媒体の記録/再生
を行う光ピックアップ装置に使用される対物レンズおい
て、前記対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録
媒体に対してある同一次数の回折光により回折限界とほ
ぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正した回折面
を形成したことを特徴とする。
In the objective lens of the invention, the light beam emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate of the optical information recording medium by the condensing optical system, and the first light beams having different wavelengths from each other. A first light source having a wavelength λ1 for recording / reproducing an information recording medium, and a wavelength λ2 for recording / reproducing a second optical information recording medium.
An objective lens used in an optical pickup device for recording / reproducing an optical information recording medium, comprising: a second light source having a wavelength λ3 for recording / reproducing a third optical information recording medium. On at least one surface of the objective lens, a diffractive surface whose spherical aberration is corrected to approximately the same as or less than the diffraction limit by diffracted light of the same order for each optical information recording medium is formed.
【0268】また、請求項255の対物レンズは、光源
から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒体の透明
基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波長の異な
った第1光情報記録媒体を記録/再生する波長λ1の第
1光源、第2光情報記録媒体を記録/再生する波長λ2
の第2光源、第3光情報記録媒体を記録/再生する波長
λ3の第3光源とを有し、光情報記録媒体の記録/再生
を行う光ピックアップ装置に使用される対物レンズおい
て、対物レンズの少なくとも片面に、各光情報記録媒体
に対してある同一次数の回折光を使用し、少なくとも一
つの光情報記録媒体に対して、実使用上の開口までを回
折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差を補正
し、その外側の部分については収差をフレアとしたこと
を特徴とする。
In the objective lens of the invention, the light beam emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate of the optical information recording medium by the condensing optical system, and the first light beams having different wavelengths from each other. A first light source having a wavelength λ1 for recording / reproducing an information recording medium, and a wavelength λ2 for recording / reproducing a second optical information recording medium.
And a third light source having a wavelength λ3 for recording / reproducing the third optical information recording medium, and an objective lens used in an optical pickup device for recording / reproducing the optical information recording medium. For at least one surface of the lens, diffracted light of the same order for each optical information recording medium is used. In the following, the spherical aberration is corrected, and the portion outside the spherical aberration is flared.
【0269】また、請求項256の光ピックアップ装置
は、光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒
体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波
長の異なった第1光情報記録媒体を記録/再生する波長
λ1の第1光源、第2光情報記録媒体を記録/再生する
波長λ2の第2光源、第3光情報記録媒体を記録/再生
する波長λ3の第3光源とを有し、光情報記録媒体の記
録/再生を行う光ピックアップ装置において、集光光学
系の少なくとも一面に、各光情報記録媒体に対してある
同一次数の回折光により回折限界とほぼ同程度あるいは
それ以下に球面収差を補正した回折面を形成したことを
特徴とする。
In the optical pickup device according to claim 256, the light beam emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate of the optical information recording medium by the condensing optical system, and the first light beams having different wavelengths from each other. A first light source having a wavelength λ1 for recording / reproducing an optical information recording medium, a second light source having a wavelength λ2 for recording / reproducing a second optical information recording medium, and a third light source having a wavelength λ3 for recording / reproducing a third optical information recording medium. In an optical pickup device having a light source and performing recording / reproducing of an optical information recording medium, at least one surface of a condensing optical system is almost the same as a diffraction limit by diffracted light of the same order for each optical information recording medium. It is characterized in that a diffractive surface whose spherical aberration is corrected to a degree or less is formed.
【0270】また、請求項257の光ピックアップ装置
は、光源から出射した光束を集光光学系で光情報記録媒
体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、互いに波
長の異なった第1光情報記録媒体を記録/再生する波長
λ1の第1光源、第2光情報記録媒体を記録/再生する
波長λ2の第2光源、第3光情報記録媒体を記録/再生
する波長λ3の第3光源とを有し、光情報記録媒体の記
録/再生を行う光ピックアップ装置に使用される光ピッ
クアップ装置において、集光光学系の少なくとも一面
に、各光情報記録媒体に対してある同一次数の回折光を
使用し、少なくとも一つの光情報記録媒体に対して、実
使用上の開口までを回折限界とほぼ同程度あるいはそれ
以下とし、その外側の部分については収差をフレアとし
た回折面を設けたことを特徴とする。
In the optical pickup device of claim 257, the light beam emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate of the optical information recording medium by the condensing optical system, and the first light beams having different wavelengths from each other. A first light source having a wavelength λ1 for recording / reproducing an optical information recording medium, a second light source having a wavelength λ2 for recording / reproducing a second optical information recording medium, and a third light source having a wavelength λ3 for recording / reproducing a third optical information recording medium. An optical pickup device having a light source and used for an optical pickup device for recording / reproducing an optical information recording medium, wherein at least one surface of a condensing optical system has a diffraction of the same order for each optical information recording medium. Using light, at least one optical information recording medium is provided with a diffraction surface with a flare of aberration on the outer part of the optical information recording medium up to the aperture in practical use, which is almost equal to or less than the diffraction limit, and the outer part thereof is provided. thing And it features.
【0271】また、請求項258の光ピックアップ装置
は、波長λ1の第1の光源と、波長λ2(λ2≠λ1)
の第2の光源と、少なくとも1つの面に回折パターンを
有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情
報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、
前記第1の光源および第2の光源からの出射光束の光情
報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、
前記第1の光源からの光束の前記対物レンズの回折パタ
ーンからのm次回折光(但し、mは0を除く1つの整
数)を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さ
がt1の第1光情報記録媒体を記録および/または再生
し、前記第2の光源からの光束の前記対物レンズの回折
パターンからのn次回折光(但し、n=m)を少なくと
も利用することにより、透明基板の厚さがt2(ただ
し、t2≠t1)の第2光情報記録媒体を記録および/
または再生する。
The optical pickup device of claim 258 further comprises a first light source having a wavelength λ1 and a wavelength λ2 (λ2 ≠ λ1).
A second light source, an objective lens having a diffraction pattern on at least one surface, and condensing a light flux from each light source on the information recording surface of the optical information recording medium via a transparent substrate;
A photodetector that receives reflected light of the light flux emitted from the first light source and the second light source from the optical information recording medium,
By using at least the m-th order diffracted light (where m is an integer other than 0) of the light beam from the first light source from the diffraction pattern of the objective lens, the first light having a thickness of the transparent substrate of t1 is used. By recording and / or reproducing the information recording medium and utilizing at least the n-th order diffracted light (where n = m) of the light beam from the second light source from the diffraction pattern of the objective lens, the thickness of the transparent substrate Records the second optical information recording medium of t2 (where t2 ≠ t1) and / or
Or to play.
【0272】また、請求項259の光ピックアップ装置
は、前記第1および第2の光源の波長λ1、λ2がλ1
<λ2であり、前記透明基板の厚さt1、t2がt1<
t2の関係で使用される光ピックアップ装置であって、
前記m次およびn次回折光は共に+1次回折光であるこ
とを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 259, wherein the wavelengths λ1, λ2 of the first and second light sources are λ1
<Λ2, and the thicknesses t1 and t2 of the transparent substrate are t1 <
An optical pickup device used in the relationship of t2,
The m-order and n-order diffracted lights are both + 1st-order diffracted lights.
【0273】また、請求項260の光ピックアップ装置
は、前記第1および第2の光源の波長λ1、λ2がλ1
<λ2であり、前記透明基板の厚さt1、t2がt1>
t2の関係で使用される光ピックアップ装置であって、
前記m次およびn次回折光は共に−1次回折光であるこ
とを特徴とする。
In the optical pickup device of claim 260, the wavelengths λ1 and λ2 of the first and second light sources are λ1 and λ2.
<Λ2, and the thicknesses t1 and t2 of the transparent substrate are t1>
An optical pickup device used in the relationship of t2,
The m-order and n-order diffracted lights are both -1st-order diffracted lights.
【0274】また、請求項261の光ピックアップ装置
は、請求項258の装置において、透明基板の厚さがt
1の第1光情報記録媒体を波長λ1の第1の光源で記録
および/または再生するために必要な前記対物レンズの
光情報記録媒体側の必要開口数をNA1、透明基板の厚
さがt2(ただし、t2>t1)の第2光情報記録媒体
を波長λ2(ただし、λ2>λ1)の第2の光源で記録
および/または再生するために必要な前記対物レンズの
光情報記録媒体側の必要開口数をNA2(ただし、NA
2<NA1)としたとき、前記対物レンズの少なくとも
1つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転
対称であり、前記第1の光源からの光束の前記対物レン
ズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの+1
次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がNAH1の光
束に変換され、前記第1の光源からの光束の前記対物レ
ンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの+1次回
折光は、光情報記録媒体側の開口数がNAL1の光束に
変換され、 NAH1 < NA1 0 ≦ NAL1 ≦ NA2 の条件を満足することを特徴とする。
An optical pickup device according to claim 261 is the device according to claim 258, wherein the thickness of the transparent substrate is t.
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproducing the first optical information recording medium with the first light source of wavelength λ1 is NA1, and the thickness of the transparent substrate is t2. (Where t2> t1) a second optical information recording medium having a wavelength λ2 (where λ2> λ1), which is necessary for recording and / or reproducing information on and from the optical information recording medium side of the objective lens. Set the required numerical aperture to NA2 (however, NA
When 2 <NA1), the diffraction pattern provided on at least one surface of the objective lens is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the light beam from the first light source has the most diffraction pattern of the objective lens. +1 from the circumference away from the optical axis
The next-order diffracted light is converted into a luminous flux having a numerical aperture on the optical information recording medium side of NAH1, and the + 1st-order diffracted light from the circumference closest to the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens of the luminous flux from the first light source is: The numerical aperture on the optical information recording medium side is converted into a light beam of NAL1, and the condition NAH1 <NA10 ≦ NAL1 ≦ NA2 is satisfied.
【0275】また、請求項262の光ピックアップ装置
は、請求項258の装置において、透明基板の厚さがt
1の第1光情報記録媒体を波長λ1の第1の光源で記録
および/または再生するために必要な前記対物レンズの
光情報記録媒体側の必要開口数をNA1、透明基板の厚
さがt2(ただし、t2>t1)の第2光情報記録媒体
を波長λ2(ただし、λ2>λ1)の第2の光源で記録
および/または再生するために必要な前記対物レンズの
光情報記録媒体側の必要開口数をNA2(ただし、NA
2>NA1)としたとき、前記対物レンズの少なくとも
1つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転
対称であり、前記第1の光源からの光束の前記対物レン
ズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの+1
次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がNAH1の光
束に変換され、前記第1の光源からの光束の前記対物レ
ンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの+1次回
折光は、光情報記録媒体側の開口数がNAL1の光束に
変換され、 NAH1 < NA2 0 ≦ NAL1 ≦ NA1 の条件を満足することを特徴とする。
The optical pickup device of claim 262 is the device of claim 258, wherein the thickness of the transparent substrate is t.
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproducing the first optical information recording medium with the first light source of wavelength λ1 is NA1, and the thickness of the transparent substrate is t2. (Where t2> t1) a second optical information recording medium having a wavelength λ2 (where λ2> λ1), which is necessary for recording and / or reproducing information on and from the optical information recording medium side of the objective lens. Set the required numerical aperture to NA2 (however, NA
2> NA1), the diffraction pattern provided on at least one surface of the objective lens is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the light beam from the first light source has the most diffraction pattern of the objective lens. +1 from the circumference away from the optical axis
The next-order diffracted light is converted into a luminous flux having a numerical aperture on the optical information recording medium side of NAH1, and the + 1st-order diffracted light from the circumference closest to the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens of the luminous flux from the first light source is: The numerical aperture on the side of the optical information recording medium is converted into a light flux of NAL1, and the condition NAH1 <NA20 ≦ NAL1 ≦ NA1 is satisfied.
【0276】また、請求項263の光ピックアップ装置
は、請求項258の装置において、透明基板の厚さがt
1の第1光情報記録媒体を波長λ1の第1の光源で記録
および/または再生するために必要な前記対物レンズの
光情報記録媒体側の必要開口数をNA1、透明基板の厚
さがt2(ただし、t2<t1)の第2光情報記録媒体
を波長λ2(ただし、λ2>λ1)の第2の光源で記録
および/または再生するために必要な前記対物レンズの
光情報記録媒体側の必要開口数をNA2(ただし、NA
2<NA1)としたとき、前記対物レンズの少なくとも
1つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転
対称であり、前記第1の光源からの光束の前記対物レン
ズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−1
次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がNAH1の光
束に変換され、前記第1の光源からの光束の前記対物レ
ンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−1次回
折光は、光情報記録媒体側の開口数がNAL1の光束に
変換され、 NAH1 < NA1 0 ≦ NAL1 ≦ NA2 の条件を満足することを特徴とする。
The optical pickup device of claim 263 is the device of claim 258, wherein the thickness of the transparent substrate is t.
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproducing the first optical information recording medium with the first light source of wavelength λ1 is NA1, and the thickness of the transparent substrate is t2. (Where t2 <t1) the objective lens necessary for recording and / or reproducing the second optical information recording medium with a second light source having a wavelength λ2 (where λ2> λ1) on the optical information recording medium side. Set the required numerical aperture to NA2 (however, NA
When 2 <NA1), the diffraction pattern provided on at least one surface of the objective lens is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the light beam from the first light source has the most diffraction pattern of the objective lens. -1 from the circumference away from the optical axis
The next-order diffracted light is converted into a light flux having a numerical aperture of NAH1 on the optical information recording medium side, and a -1st-order diffracted light of the light flux from the first light source from the circumference closest to the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens is The numerical aperture on the optical information recording medium side is converted to a light flux of NAL1, and the condition NAH1 <NA10 ≦ NAL1 ≦ NA2 is satisfied.
【0277】また、請求項265の光ピックアップ装置
は、請求項258の装置において、透明基板の厚さがt
1の第1光情報記録媒体を波長λ1の第1の光源で記録
および/または再生するために必要な前記対物レンズの
光情報記録媒体側の必要開口数をA1、透明基板の厚さ
がt2(ただし、t2<t1)の第2光情報記録媒体を
波長λ2(ただし、λ2>λ1)の第2の光源で記録お
よび/または再生するために必要な前記対物レンズの光
情報記録媒体側の必要開口数をNA2(ただし、NA2
>NA1)としたとき、前記対物レンズの少なくとも1
つの面に設けられた回折パターンは光軸に対して回転対
称であり、前記第1の光源からの光束の前記対物レンズ
の回折パターンの最も光軸から離れた円周からの−1次
回折光は、光情報記録媒体側の開口数がNAH1の光束
に変換され、前記第1の光源からの光束の前記対物レン
ズの回折パターンの最も光軸側の円周からの−1次回折
光は、光情報記録媒体側の開口数がNAL1の光束に変
換され、 NAH1 < NA2 0 ≦ NAL1 ≦ NA1 の条件を満足することを特徴とする。
An optical pickup device according to claim 265 is the device according to claim 258, wherein the thickness of the transparent substrate is t.
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproducing the first optical information recording medium with the first light source of wavelength λ1 is A1, and the thickness of the transparent substrate is t2. (Where t2 <t1) the objective lens necessary for recording and / or reproducing the second optical information recording medium with a second light source having a wavelength λ2 (where λ2> λ1) on the optical information recording medium side. The required numerical aperture is NA2 (NA2
> NA1), at least one of the objective lenses
The diffraction patterns provided on the two surfaces are rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the -1st-order diffracted light of the light beam from the first light source from the circumference farthest from the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens is , The numerical aperture on the optical information recording medium side is converted to a light flux of NAH1, and the -1st-order diffracted light of the light flux from the first light source from the circumference closest to the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens is optical information. The numerical aperture on the recording medium side is converted into a luminous flux of NAL1, and satisfies the condition of NAH1 <NA20 ≦ NAL1 ≦ NA1.
【0278】また、請求項265の光ピックアップ装置
は、請求項261の装置において、前記第1の光源から
の光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数が
NA1以下で回折パターンを通らない光束の集光位置
と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しい
ことを特徴とする。
An optical pickup device according to claim 265 is the device according to claim 261, wherein the numerical aperture of the light beam from the first light source when passing through the objective lens is equal to or smaller than NA1 and passes through the diffraction pattern. It is characterized in that the condensing position of the non-existent light beam and the condensing position of the light beam passing through the diffraction pattern are substantially equal.
【0279】また、請求項266の光ピックアップ装置
は、請求項262の装置において、前記第2の光源から
の光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数が
NA2以下で回折パターンを通らない光束の集光位置
と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しい
ことを特徴とする。
[0279] The optical pickup device according to claim 266 is the device according to claim 262, wherein the numerical aperture of the light beam from the second light source when passing through the objective lens is equal to or less than NA2 and passes through the diffraction pattern. It is characterized in that the condensing position of the non-existent light beam and the condensing position of the light beam passing through the diffraction pattern are substantially equal.
【0280】また、請求項267の光ピックアップ装置
は、請求項263の装置において、前記第1の光源から
の光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数が
NA1以下で回折パターンを通らない光束の集光位置
と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しい
ことを特徴とする。
[0280] In the optical pickup device according to the invention, the numerical aperture of the light beam from the first light source when passing through the objective lens is equal to or smaller than NA1 and passes through the diffraction pattern. It is characterized in that the condensing position of the non-existent light beam and the condensing position of the light beam passing through the diffraction pattern are substantially equal.
【0281】また、請求項268の光ピックアップ装置
は、請求項264の装置において、前記第2の光源から
の光束のうち、前記対物レンズを通ったときの開口数が
NA2以下で回折パターンを通らない光束の集光位置
と、回折パターンを通った光束の集光位置がほぼ等しい
ことを特徴とする。
In the optical pickup device of the invention, the numerical aperture of the light beam from the second light source when passing through the objective lens is equal to or smaller than NA2 and passes through the diffraction pattern. It is characterized in that the condensing position of the non-existent light beam and the condensing position of the light beam passing through the diffraction pattern are substantially equal.
【0282】また、請求項269の光ピックアップ装置
は、請求項265の装置において、前記第2の光源から
の光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から
離れた円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の
開口数がNAH2の光束に変換され、前記第2の光源か
らの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側
の円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の開口
数がNAL2の光束に変換され、前記第1の光源からの
光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNA1
以下の光束を利用し第1光情報記録媒体の記録および/
または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒
体の情報記録面上に集光させ、前記第2の光源からの光
束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNAH2
以下の光束を利用し第2光情報記録媒体の記録および/
または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒
体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通
った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 269 is the device according to claim 265, wherein the luminous flux from the second light source is a + 1st-order diffracted light from the circumference farthest from the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens. Is converted into a luminous flux whose numerical aperture on the optical information recording medium side is NAH2, and the + 1st-order diffracted light of the luminous flux from the second light source from the circumference closest to the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens is the optical information The numerical aperture on the recording medium side is converted into a light flux of NAL2, and the numerical aperture of the light flux from the first light source when passing through the objective lens is NA1.
The following light flux is used to record and / or record on the first optical information recording medium.
Alternatively, a spot capable of reproducing is focused on the information recording surface of the optical information recording medium, and the numerical aperture of the light flux from the second light source when passing through the objective lens is NAH2.
The following light flux is used to record on the second optical information recording medium and / or
Alternatively, the spherical aberration of the light beam passing through the objective lens is set so that a spot enabling reproduction can be focused on the information recording surface of the optical information recording medium.
【0283】また、請求項270の光ピックアップ装置
は、請求項266の装置において、前記第2の光源から
の光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から
離れた円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の
開口数がNAH2の光束に変換され、前記第2の光源か
らの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側
の円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の開口
数がNAL2の光束に変換され、前記第1の光源からの
光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNAH
1以下の光束を利用し第1光情報記録媒体の記録および
/または再生が可能となるようなスポットを光情報記録
媒体の情報記録面上に集光させ、前記第2の光源からの
光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNA2
以下の光束を利用し第2光情報記録媒体の記録および/
または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒
体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通
った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 270 is the device according to claim 266, wherein the luminous flux from the second light source is a + 1st-order diffracted light from the circumference farthest from the optical axis of the diffraction pattern of the diffraction pattern of the objective lens. Is converted into a luminous flux whose numerical aperture on the optical information recording medium side is NAH2, and the + 1st-order diffracted light of the luminous flux from the second light source from the circumference closest to the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens is the optical information The numerical aperture on the recording medium side is converted into a light flux of NAL2, and the numerical aperture of the light flux from the first light source when passing through the objective lens is NAH.
A spot that enables recording and / or reproduction of the first optical information recording medium using the light flux of 1 or less is condensed on the information recording surface of the optical information recording medium, and the light flux from the second light source is Of which, the numerical aperture through the objective lens is NA2
The following light flux is used to record on the second optical information recording medium and / or
Alternatively, the spherical aberration of the light beam passing through the objective lens is set so that a spot enabling reproduction can be focused on the information recording surface of the optical information recording medium.
【0284】また、請求項271の光ピックアップ装置
は、請求項267の装置において、前記第2の光源から
の光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から
離れた円周からの−1次回折光は、光情報記録媒体側の
開口数がNAH2の光束に変換され、前記第2の光源か
らの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側
の円周からの−1次回折光は、光情報記録媒体側の開口
数がNAL2の光束に変換され、前記第1の光源からの
光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNA1
以下の光束を利用し第1光情報記録媒体の記録および/
または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒
体の情報記録面上に集光させ、前記第2の光源からの光
束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNAH2
以下の光束を利用し第2光情報記録媒体の記録および/
または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒
体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通
った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
[0284] In the optical pickup apparatus according to the twenty-seventh aspect, in the apparatus according to the twenty-sixth aspect, the light beam from the second light source is -1st time from the circumference farthest from the optical axis of the diffraction pattern of the diffraction pattern of the objective lens. The folded light is converted into a light flux whose numerical aperture on the optical information recording medium side is NAH2, and the -1st-order diffracted light from the circumference closest to the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens of the light flux from the second light source is: The numerical aperture on the optical information recording medium side is converted into a light flux of NAL2, and the numerical aperture of the light flux from the first light source when passing through the objective lens is NA1.
The following light flux is used to record and / or record on the first optical information recording medium.
Alternatively, a spot capable of reproducing is focused on the information recording surface of the optical information recording medium, and the numerical aperture of the light flux from the second light source when passing through the objective lens is NAH2.
The following light flux is used to record on the second optical information recording medium and / or
Alternatively, the spherical aberration of the light beam passing through the objective lens is set so that a spot enabling reproduction can be focused on the information recording surface of the optical information recording medium.
【0285】また、請求項272の光ピックアップ装置
は、請求項268の装置において、前記第2の光源から
の光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から
離れた円周からの−1次回折光は、光情報記録媒体側の
開口数がNAH2の光束に変換され、前記第2の光源か
らの光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側
の円周からの−1次回折光は、光情報記録媒体側の開口
数がNAL2の光束に変換され、前記第1の光源からの
光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNAH
1以下の光束を利用し第1光情報記録媒体の記録および
/または再生が可能となるようなスポットを光情報記録
媒体の情報記録面上に集光させ、前記第2の光源からの
光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNA2
以下の光束を利用し第2光情報記録媒体の記録および/
または再生が可能となるようなスポットを光情報記録媒
体の情報記録面上に集光させるように、対物レンズを通
った光束の球面収差を設定したことを特徴とする。
[0285] In the optical pickup apparatus of the present invention, in the apparatus of the present invention, the light beam from the second light source is -1st time from the circumference farthest from the optical axis of the diffraction pattern of the diffraction pattern of the objective lens. The folded light is converted into a light flux whose numerical aperture on the optical information recording medium side is NAH2, and the -1st-order diffracted light from the circumference closest to the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens of the light flux from the second light source is: The numerical aperture on the optical information recording medium side is converted into a light flux of NAL2, and the numerical aperture of the light flux from the first light source when passing through the objective lens is NAH.
A spot that enables recording and / or reproduction of the first optical information recording medium using the light flux of 1 or less is condensed on the information recording surface of the optical information recording medium, and the light flux from the second light source is Of which, the numerical aperture through the objective lens is NA2
The following light flux is used to record on the second optical information recording medium and / or
Alternatively, the spherical aberration of the light beam passing through the objective lens is set so that a spot enabling reproduction can be focused on the information recording surface of the optical information recording medium.
【0286】また、請求項273の光ピックアップ装置
は、請求項269の装置において、前記第1の光源から
の光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNA
1以下の光束が、第1光情報記録媒体の透明基板を介し
た最良像点における波面収差が0.07λrms以下で
あり、前記第2の光源からの光束のうち、対物レンズを
通ったときの開口数がNAH2以下の光束が第2光情報
記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差
が0.07λrms以下であることを特徴とする。
[0286] In the optical pickup device of the present invention, the numerical aperture of the light beam from the first light source when passing through the objective lens is NA.
When the light flux of 1 or less has a wavefront aberration of 0.07 λrms or less at the best image point via the transparent substrate of the first optical information recording medium, and when the light flux from the second light source passes through the objective lens, A light beam having a numerical aperture of NAH2 or less has a wavefront aberration of 0.07 λrms or less at the best image point via the transparent substrate of the second optical information recording medium.
【0287】また、請求項274の光ピックアップ装置
は、請求項270の装置において、前記第1の光源から
の光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNA
H1以下の光束が、第1光情報記録媒体の透明基板を介
した最良像点における波面収差が0.07λrms以下
であり、前記第2の光源からの光束のうち、対物レンズ
を通ったときの開口数がNA2以下の光束が第2光情報
記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差
が0.07λrms以下であることを特徴とする。
[0287] Also, in the optical pickup device of the present invention, the numerical aperture of the light beam from the first light source when passing through an objective lens is NA.
When the light flux of H1 or less has a wavefront aberration of 0.07 λrms or less at the best image point through the transparent substrate of the first optical information recording medium, and when the light flux from the second light source passes through the objective lens, A light beam having a numerical aperture of 2 or less has a wavefront aberration of 0.07 λrms or less at the best image point via the transparent substrate of the second optical information recording medium.
【0288】また、請求項275の光ピックアップ装置
は、請求項271の装置において、前記第1の光源から
の光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNA
1以下の光束が、第1光情報記録媒体の透明基板を介し
た最良像点における波面収差が0.07λrms以下で
あり、前記第2の光源からの光束のうち、対物レンズを
通ったときの開口数がNAH2以下の光束が第2光情報
記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差
が0.07λrms以下であることを特徴とする。
[0288] In the optical pickup device of the present invention, the numerical aperture of the light beam from the first light source when passing through an objective lens is NA.
When the light flux of 1 or less has a wavefront aberration of 0.07 λrms or less at the best image point via the transparent substrate of the first optical information recording medium, and when the light flux from the second light source passes through the objective lens, A light beam having a numerical aperture of NAH2 or less has a wavefront aberration of 0.07 λrms or less at the best image point via the transparent substrate of the second optical information recording medium.
【0289】また、請求項276の光ピックアップ装置
は、請求項272の装置において、前記第1の光源から
の光束のうち、対物レンズを通ったときの開口数がNA
H1以下の光束が、第1光情報記録媒体の透明基板を介
した最良像点における波面収差が0.07λrms以下
であり、前記第2の光源からの光束のうち、対物レンズ
を通ったときの開口数がNA2以下の光束が第2光情報
記録媒体の透明基板を介した最良像点における波面収差
が0.07λrms以下であることを特徴とする。
[0289] In the optical pickup device of the invention, the numerical aperture of the light beam from the first light source when passing through an objective lens may be NA.
When the light flux of H1 or less has a wavefront aberration of 0.07 λrms or less at the best image point through the transparent substrate of the first optical information recording medium, and when the light flux from the second light source passes through the objective lens, A light beam having a numerical aperture of 2 or less has a wavefront aberration of 0.07 λrms or less at the best image point via the transparent substrate of the second optical information recording medium.
【0290】また、請求項277の光ピックアップ装置
は、請求項258〜276の何れか1項の装置におい
て、第1の光源と対物レンズの間および第2の光源と対
物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、第
1の光源から対物レンズに入射する光束および第2の光
源から対物レンズに入射する光束が、それぞれ平行光で
あることを特徴とする。
An optical pickup device according to claim 277 is the device according to any one of claims 258 to 276, wherein at least one optical pickup device is provided between the first light source and the objective lens and between the second light source and the objective lens. And a luminous flux incident on the objective lens from the first light source and a luminous flux incident on the objective lens from the second light source are parallel lights.
【0291】また、請求項278の光ピックアップ装置
は、請求項277の装置において、第1の光源からの光
束に関しての対物レンズの近軸焦点位置と第2の光源か
らの光束に関しての対物レンズの近軸焦点位置がほぼ一
致することを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 278 is the device according to claim 277, wherein the paraxial focal position of the objective lens with respect to the light beam from the first light source and the objective lens with respect to the light beam from the second light source. It is characterized in that paraxial focal positions substantially coincide.
【0292】また、請求項279の光ピックアップ装置
は、請求項265,269または273の装置におい
て、前記回折パターンの外側に、第2の回折パターンが
配設され、前記第1光源からの光束に対しての第2の回
折パターンの+1次回折光は前記集光位置に集光され、
前記第2光源からの光束は第2回折パターンでは回折さ
れないように第2の回折パターンを設定したことを特徴
とする。
[0292] Also, in the optical pickup device according to claim 279, in the device according to claim 265, 269 or 273, a second diffraction pattern is provided outside the diffraction pattern, and a light beam from the first light source is provided. On the other hand, the + 1st-order diffracted light of the second diffraction pattern is condensed at the condensing position,
The second diffraction pattern is set so that the light beam from the second light source is not diffracted by the second diffraction pattern.
【0293】また、請求項280の光ピックアップ装置
は、請求項266,270または274の装置におい
て、前記回折パターンの外側に、第2の回折パターンが
配設され、前記第1光源からの光束は、第2の回折パタ
ーンでは主に+1次回折光となり、前記第2光源からの
光束は第2回折パターンを透過し、前記集光位置に集光
されるように、前記第2の回折パターンを設定したこと
を特徴とする。
[0293] In the optical pickup device according to claim 280, in the device according to claim 266, 270 or 274, a second diffraction pattern is provided outside the diffraction pattern, and a light beam from the first light source is provided. , The second diffraction pattern is mainly + 1st-order diffraction light, and the second diffraction pattern is set so that the light flux from the second light source passes through the second diffraction pattern and is condensed at the light condensing position. It is characterized by having done.
【0294】また、請求項281の光ピックアップ装置
は、請求項267,271または275の装置におい
て、前記回折パターンの外側に、第2の回折パターンが
配設され、前記第1光源からの光束に対しての第2の回
折パターンの−1次回折光は前記集光位置に集光され、
前記第2光源からの光束は第2回折パターンでは回折さ
れないように第2の回折パターンを設定したことを特徴
とする。
[0294] In the optical pickup device of the present invention, a second diffraction pattern is provided outside the diffraction pattern in the device of the 267, 271 or 275, so that the light beam from the first light source is On the other hand, the -1st-order diffracted light of the second diffraction pattern is condensed at the condensing position,
The second diffraction pattern is set so that the light beam from the second light source is not diffracted by the second diffraction pattern.
【0295】また、請求項282の光ピックアップ装置
は、請求項268,272または276の装置におい
て、前記回折パターンの外側に、第2の回折パターンが
配設され、前記第1光源からの光束は第2の回折パター
ンでは主に−1次回折光となり、前記第2光源からの光
束は第2回折パターンを透過し、前記集光位置に集光さ
れるように、前記第2の回折パターンを設定したことを
特徴とする。
[0295] Further, in the optical pickup apparatus according to claim 282, in the apparatus according to claim 268, 272 or 276, a second diffraction pattern is provided outside the diffraction pattern, and the light beam from the first light source is In the second diffraction pattern, the second diffraction pattern is mainly set to -1st order diffracted light, and the light flux from the second light source is transmitted through the second diffraction pattern and condensed at the condensing position. It is characterized by having done.
【0296】また、請求項283の光ピックアップ装置
は、請求項265,269または273の装置におい
て、前記回折パターンの外側に第2の回折パターンが配
設され、前記第1光源からの光束に対しての第2の回折
パターンの透過光は前記集光位置に集光され、前記第2
光源からの光束は第2の回折パターンでは主に−1次回
折光となるように第2の回折パターンを設定したことを
特徴とする。
In the optical pickup device according to the present invention, a second diffraction pattern is provided outside the diffraction pattern in order to prevent a light beam from the first light source from being transmitted. The transmitted light of all the second diffraction patterns is condensed at the condensing position, and the second
It is characterized in that the second diffraction pattern is set so that the light beam from the light source mainly becomes -1st-order diffracted light in the second diffraction pattern.
【0297】また、請求項284の光ピックアップ装置
は、請求項266,270または274の装置におい
て、前記回折パターンの外側に、第2の回折パターンが
配設され、前記第1光源からの光束は第2の回折パター
ンを透過し、前記第2光源からの光束は第2回折パター
ンで−1次光となり、前記集光位置に集光されるよう
に、前記第2の回折パターンを設定したことを特徴とす
る。
[0297] Further, in the optical pickup device according to claim 284, in the device according to claim 266, 270 or 274, a second diffraction pattern is provided outside the diffraction pattern, and a light beam from the first light source is provided. The second diffraction pattern is set so that it passes through a second diffraction pattern, and the luminous flux from the second light source becomes -1st-order light in the second diffraction pattern and is condensed at the condensing position. It is characterized by.
【0298】また、請求項285の光ピックアップ装置
は、請求項267,271または275の装置におい
て、前記回折パターンの外側に第2の回折パターンが配
設され、前記第1光源からの光束に対しての第2の回折
パターンの透過光は前記集光位置に集光され、前記第2
光源からの光束は第2の回折パターンでは主に+1次回
折光となるように第2の回折パターンを設定したことを
特徴とする。
[0298] Also, in the optical pickup device according to claim 285, in the device according to claim 267, 271 or 275, a second diffraction pattern is provided outside the diffraction pattern, and a light beam from the first light source is provided. The transmitted light of all the second diffraction patterns is condensed at the condensing position, and the second
The second diffraction pattern is characterized in that the light beam from the light source is mainly + 1st-order diffracted light in the second diffraction pattern.
【0299】また、請求項286の光ピックアップ装置
は、請求項268,272または276の装置におい
て、前記回折パターンの外側に、第2の回折パターンが
配設され、前記第1光源からの光束は第2の回折パター
ンを透過し、前記第2光源からの光束は第2回折パター
ンで+1次光となり、前記集光位置に集光されるよう
に、前記第2の回折パターンを設定したことを特徴とす
る。
In the optical pickup device of claim 286, in the device of claim 268, 272 or 276, a second diffraction pattern is provided outside the diffraction pattern, and the light flux from the first light source is The second diffraction pattern is set so that it passes through the second diffraction pattern, the luminous flux from the second light source becomes + 1st-order light in the second diffraction pattern, and is collected at the light collection position. Features.
【0300】また、請求項287の光ピックアップ装置
は、請求項265,267,269,271,273ま
たは275の装置において、前記第1の光源からの出射
光束と、前記第2の光源からの出射光束とを合波するこ
との出来る光合波手段とを含み、前記合波手段と光情報
記録媒体との間に、第1光源からの光束は透過し、第2
光源からの光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反
対側の領域を通過する光束を透過させない開口制限手段
を有することを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 287 is the optical pickup device according to claim 265, 267, 269, 271, 273 or 275, wherein the light beam emitted from the first light source and the light beam emitted from the second light source are emitted. An optical multiplexing means capable of multiplexing a light beam, wherein a light beam from the first light source is transmitted between the multiplexing means and the optical information recording medium;
It is characterized by having aperture limiting means that does not transmit a light beam that passes through a region of the light beam from the light source that is opposite to the optical axis of the diffraction pattern.
【0301】また、請求項288の光ピックアップ装置
は、請求項266,268,270,274または27
6の装置において、前記第1の光源からの出射光束と、
前記第2の光源からの出射光束とを合波することの出来
る光合波手段とを含み、前記合波手段と光情報記録媒体
との間に、第2光源からの光束は透過し、第1光源から
の光束のうち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領
域を通過する光束を透過させない開口制限手段を有する
ことを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 288 is the same as the optical pickup device according to claim 266, 268, 270, 274 or 27.
6. The device according to 6, wherein the light flux emitted from the first light source is:
An optical multiplexing unit capable of multiplexing the emitted light beam from the second light source; a light beam from the second light source is transmitted between the multiplexing unit and the optical information recording medium; It is characterized by having aperture limiting means that does not transmit a light beam that passes through a region of the light beam from the light source that is opposite to the optical axis of the diffraction pattern.
【0302】また、請求項289の光ピックアップ装置
は、請求項287の装置において、前記開口制限手段
は、第1光源からの光束は透過し、第2光源の光束のう
ち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過す
る光束を反射または吸収する輪帯フィルタであることを
特徴とする。
289. The optical pickup device of claim 287, wherein in the device of claim 287, the aperture limiting means transmits the light beam from the first light source and the light of the diffraction pattern out of the light beam of the second light source. It is an annular filter that reflects or absorbs a light beam passing through a region opposite to the axis.
【0303】また、請求項290の光ピックアップ装置
は、請求項288の装置において、第2光源からの光束
は透過し、第1光源の光束のうち、前記回折パターンの
光軸とは反対側の領域を通過する光束を反射または吸収
する輪帯フィルタであることを特徴とする。
In the optical pickup device of the present invention, the light beam from the second light source is transmitted, and the light beam of the first light source on the side opposite to the optical axis of the diffraction pattern. It is an annular filter that reflects or absorbs a light beam passing through the region.
【0304】また、請求項291の光ピックアップ装置
は、請求項287の装置において、前記開口制限手段
は、第1光源からの光束は透過し、第2光源の光束のう
ち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過す
る光束を回折させる輪帯フィルタであることを特徴とす
る。
The optical pickup device according to claim 291 is the device according to claim 287, wherein the aperture limiting means transmits the light beam from the first light source and the light of the diffraction pattern among the light beams of the second light source. It is an annular filter for diffracting a light beam passing through a region opposite to the axis.
【0305】また、請求項292の光ピックアップ装置
は、請求項288の装置において、前記開口制限手段
は、第2光源からの光束は透過し、第1光源の光束のう
ち、前記回折パターンの光軸とは反対側の領域を通過す
る光束を回折させる輪帯フィルタであることを特徴とす
る。
In the optical pickup device of the present invention, the aperture limiting means transmits the light beam from the second light source, and the light beam of the diffraction pattern among the light beams of the first light source. It is an annular filter for diffracting a light beam passing through a region opposite to the axis.
【0306】また、請求項293の光ピックアップ装置
は、請求項258〜292の何れか1項の装置におい
て、光検出器は、第1の光源と第2の光源に対して共通
であることを特徴とする。
An optical pickup device according to claim 293 is the device according to any one of claims 258 to 292, wherein the photodetector is common to the first light source and the second light source. Features.
【0307】また、請求項294の光ピックアップ装置
は、請求項258〜292の何れか1項の装置におい
て、光検出器は、第1の光源用の第1の光検出器と第2
の光源用の第2の光検出器とを各別に備え、それぞれ空
間的に離れた位置にあることを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 294 is the device according to any one of claims 258 to 292, wherein the photodetectors are a first photodetector for a first light source and a second photodetector.
And a second photodetector for the light source are separately provided, and are located at spatially separated positions.
【0308】また、請求項295の光ピックアップ装置
は、請求項294の装置において、少なくとも、第1の
光源と第1の光検出器もしくは第2の光源と第2の光検
出器の一対がユニット化されていることを特徴とする。
In the optical pickup apparatus according to the present invention, at least one of the first light source and the first light detector or the pair of the second light source and the second light detector is a unit. It is characterized by having been made.
【0309】また、請求項296の光ピックアップ装置
は、請求項293の装置において、前記第1の光源、第
2の光源および共通の光検出器(単一の光検出器)と
は、ユニット化されていることを特徴とする。
In the optical pickup device according to the present invention, the first light source, the second light source and a common light detector (single light detector) are unitized. It is characterized by having been done.
【0310】また、請求項297の光ピックアップ装置
は、請求項294の装置は、光検出器は、第1の光源用
の第1の光検出器と第2の光源用の第2の光検出器とが
別であり、第1の光源と第2の光源と第1の光検出器と
第2の光検出器は、ユニット化されていることを特徴と
する。
The optical pickup device according to claim 297 is the device according to claim 294, wherein the photodetector is a first photodetector for a first light source and a second photodetector for a second light source. The first light source, the second light source, the first light detector, and the second light detector are unitized.
【0311】また、請求項298の光ピックアップ装置
は、請求項258〜297の何れか1項の装置におい
て、さらに光ディスクからの透過光を検出する光検出器
を設けたことを特徴とする。
[0311] Further, the optical pickup device of the present invention is characterized in that, in the device of any one of claims 258 to 297, a photodetector for detecting transmitted light from an optical disk is further provided.
【0312】また、請求項299の光ピックアップ装置
は、波長λ1の第1の光源と、波長λ2(ただし、λ1
≠λ2)の第2の光源と、前記第1の光源からの出射光
束と、前記第2の光源からの出射光束とを合波すること
の出来る合波手段と、少なくとも一つの面に回折パター
ンを有する回折光学素子と、それぞれの光源からの光束
を光情報記録媒体の情報記録面に透明基板を介して集光
させる対物レンズと、前記第1の光源および第2の光源
からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光す
る光検出器とを備え、前記第1の光源からの光束の前記
対物レンズの回折パターンからのm次回折光(但し、m
は0を除く1つの整数)を少なくとも利用することによ
り、透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体を記録
および/または再生し、前記第2の光源からの光束の前
記対物レンズの回折パターンからのn次回折光(ただ
し、n=m)を少なくとも利用することにより、透明基
板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)の第2光情報記
録媒体を記録および/または再生することを特徴とす
る。
The optical pickup device according to claim 299 is characterized in that the first light source having the wavelength λ1 and the wavelength λ2 (where λ1
≠ λ2) a second light source, multiplexing means capable of multiplexing the light beam emitted from the first light source and the light beam emitted from the second light source, and a diffraction pattern on at least one surface. And an objective lens for condensing a light beam from each light source on the information recording surface of the optical information recording medium via a transparent substrate, and a diffractive optical element having a light beam emitted from the first light source and the second light source. A photodetector that receives reflected light from the optical information recording medium, and m-th order diffracted light (where m
Is at least one integer other than 0), thereby recording and / or reproducing the first optical information recording medium having the transparent substrate having a thickness of t1, and transmitting the light flux from the second light source to the objective lens. Recording and / or reproducing a second optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t2 (where t2 ≠ t1) by utilizing at least an nth-order diffracted light (where n = m) from a diffraction pattern. It is characterized by.
【0313】また、請求項300の光ピックアップ装置
は、請求項299の装置において、前記第1および第2
の光源の波長λ1、λ2がλ1<λ2であり、前記透明
基板の厚さt1、t2がt1<t2の関係で使用される
光ピックアップ装置であって、前記m次およびn次回折
光は共に+1次回折光であることを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 300 is the device according to claim 299, wherein the first and second optical pickup devices are different from each other.
Wherein the wavelengths λ1 and λ2 of the light source are λ1 <λ2, and the thicknesses t1 and t2 of the transparent substrate are used in a relationship of t1 <t2. It is a second-order diffracted light.
【0314】また、請求項301の光ピックアップ装置
は、請求項299の装置において、前記第1および第2
の光源の波長λ1、λ2がλ1<λ2であり、前記透明
基板の厚さt1、t2がt1>t2の関係で使用される
光ピックアップ装置であって、前記m次およびn次回折
光は共に−1次回折光であることを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 301 is the device according to claim 299, wherein the first and second optical pickup devices are different from each other.
Wherein the wavelengths λ1, λ2 of the light source are λ1 <λ2, and the thicknesses t1, t2 of the transparent substrate are used in a relationship of t1> t2, wherein the m-order and n-order diffracted lights are both − It is a first-order diffracted light.
【0315】また、請求項302の光ピックアップ装置
は、請求項299,300または301の装置におい
て、前記回折光学素子と対物レンズは一体に駆動される
ことを特徴とする。
[0315] Further, the optical pickup device of the present invention is characterized in that, in the optical pickup device of the present invention, the diffractive optical element and the objective lens are driven integrally.
【0316】また、請求項303の光ピックアップ装置
は、請求項258〜302の装置において、第1の回折
パターンの光軸方向の深さは、2μm以下であることを
特徴とする。
The optical pickup device according to claim 303 is the device according to claims 258 to 302, wherein the depth of the first diffraction pattern in the optical axis direction is 2 μm or less.
【0317】また、請求項304の光ピックアップ装置
用対物レンズは、少なくとも1つの面に回折パターンを
有し、波長λ1の光束が入射した際には、少なくとも前
記回折パターンからのm次回折光(ただし、mは0を除
く1つの整数)が第1の集光位置に集光され、波長λ2
(ただし、λ2≠λ1)の光束が入射した際には、少な
くとも前記回折パターンからのn次回折光(ただし、n
=m)が前記第1の集光位置と異なる第2の集光位置に
集光されることを特徴とする。
Further, the objective lens for an optical pickup device according to claim 304 has a diffraction pattern on at least one surface, and when a light beam of wavelength λ1 enters, at least an m-th order diffracted light from the diffraction pattern (however, , M is one integer other than 0) is collected at the first collection position, and the wavelength λ2
When a light beam of (λ2 ≠ λ1) is incident, at least the n-th order diffracted light (where n
= M) is collected at a second light collection position different from the first light collection position.
【0318】また、請求項305の光ピックアップ装置
用対物レンズは、前記波長λ1、λ2がλ1<λ2であ
り、前記第1の集光位置が透明基板の厚さt1の第1光
情報記録媒体に対する集光位置であり、前記第2の集光
位置が透明基板の厚さt2の第2光情報記録媒体に対す
る集光位置であり、前記透明基板の厚さt1、t2がt
1<t2の関係であるとき、前記m次およびn次回折光
は共に+1次回折光であることを特徴とする。
305. The objective lens for an optical pickup device according to claim 305, wherein the wavelengths λ1 and λ2 are λ1 <λ2, and the first light-condensing position is a first optical information recording medium having a thickness t1 of a transparent substrate. And the second light condensing position is a light condensing position on the second optical information recording medium having a thickness t2 of the transparent substrate, and the thicknesses t1 and t2 of the transparent substrate are t2 and t3.
When 1 <t2, the m-order and n-order diffracted lights are both + 1st-order diffracted lights.
【0319】また、請求項306の光ピックアップ装置
用対物レンズは、前記波長λ1、λ2がλ1<λ2であ
り、前記第1の集光位置が透明基板の厚さt1の第1光
情報記録媒体に対する集光位置であり、前記第2の集光
位置が透明基板の厚さt2の第2光情報記録媒体に対す
る集光位置であり、前記透明基板の厚さt1、t2がt
1>t2の関係であるとき、前記m次およびn次回折光
は共に−1次回折光であることを特徴とする。
The object lens for an optical pickup device according to claim 306, wherein said wavelengths λ1 and λ2 are λ1 <λ2, and said first light condensing position is a first optical information recording medium having a thickness t1 of a transparent substrate. And the second light condensing position is a light condensing position on the second optical information recording medium having a thickness t2 of the transparent substrate, and the thicknesses t1 and t2 of the transparent substrate are t2 and t3.
When 1> t2, the m-order and n-order diffracted lights are both -1st-order diffracted lights.
【0320】また、請求項307の光ピックアップ装置
用対物レンズは、少なくとも1つの面に回折パターンを
有し、波長λ1の光束が入射した際には、少なくとも前
記回折パターンからのm次回折光(ただし、mは0を除
く1つの整数)が透明基板の厚さt1の第1光情報記録
媒体を記録および/または再生することに利用される集
光位置を有し、波長λ2(ただし、λ2≠λ1)の光束
が入射した際には、少なくとも前記回折パターンからの
n次回折光(ただし、n=m)が透明基板の厚さt2
(ただし、t2≠t1)の第2光情報記録媒体を記録お
よび/または再生することに利用される集光位置を有す
ることを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 307 has a diffraction pattern on at least one surface, and when a light beam of wavelength λ1 is incident, at least an m-th order diffracted light from the diffraction pattern (however, , M is one integer other than 0) has a light-condensing position used for recording and / or reproducing the first optical information recording medium having the thickness t1 of the transparent substrate, and has a wavelength λ2 (where λ2 ≠). When the light beam of λ1) is incident, at least the nth-order diffracted light (where n = m) from the diffraction pattern has a thickness t2 of the transparent substrate.
(Where t2 ≠ t1) is characterized by having a condensing position used for recording and / or reproducing the second optical information recording medium.
【0321】また、請求項308の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項307の対物レンズにおいて、
前記波長λ1、λ2がλ1<λ2であり、前記透明基板
の厚さt1、t2がt1<t2の関係であるとき、前記
m次およびn次回折光は共に+1次回折光であることを
特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 308 is the object lens according to claim 307, wherein
When the wavelengths λ1 and λ2 satisfy λ1 <λ2 and the thicknesses t1 and t2 of the transparent substrate satisfy the relationship of t1 <t2, the m-order and n-order diffracted lights are both + 1st-order diffracted lights. .
【0322】または、請求項309の光ピックアップ装
置用対物レンズは、請求項307の対物レンズにおい
て、前記波長λ1、λ2がλ1<λ2であり、前記透明
基板の厚さt1、t2がt1>t2の関係であるとき、
前記m次およびn次回折光は共に−1次回折光であるこ
とを特徴とする。
Alternatively, in the objective lens for an optical pickup device according to claim 309, in the objective lens of claim 307, the wavelengths λ1 and λ2 are λ1 <λ2, and the thicknesses t1 and t2 of the transparent substrate are t1> t2. When the relationship is
The m-order and n-order diffracted lights are both -1st-order diffracted lights.
【0323】また、請求項310の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項308の対物レンズにおいて、
透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体を波長λ1
の第1の光源で記録および/または再生するために必要
な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をN
A1、透明基板の厚さがt2(ただし、t2>t1)の
第2光情報記録媒体を波長λ2(ただし、λ2>λ1)
の第2の光源で記録および/または再生するために必要
な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をN
A2(ただし、NA2<NA1)としたとき、前記対物
レンズの少なくとも1つの面に設けられた回折パターン
は光軸に対して回転対称であり、前記第1の光源からの
光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離
れた円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の開
口数がNAH1の光束に変換され、前記第1の光源から
の光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の
円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の開口数
がNAL1の光束に変換され、 NAH1 < NA1 0 ≦ NAL1 ≦ NA2 の条件を満足することを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 310 is the object lens according to claim 308, wherein
The first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1 has a wavelength of λ1
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproduction with the first light source is N
A1, a second optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t2 (where t2> t1) has a wavelength of λ2 (where λ2> λ1).
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproduction with the second light source is N
When A2 (where NA2 <NA1), the diffraction pattern provided on at least one surface of the objective lens is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the light flux from the first light source is reflected by the objective lens. The + 1st-order diffracted light from the circumference of the diffraction pattern that is farthest from the optical axis is converted into a light flux whose numerical aperture on the optical information recording medium side is NAH1, and the diffraction pattern of the diffraction pattern of the objective lens of the light flux from the first light source is obtained. The + 1st-order diffracted light from the circumference closest to the optical axis is converted into a light flux having a numerical aperture on the optical information recording medium side of NAL1, and satisfies the condition of NAH1 <NA10 ≦ NAL1 ≦ NA2.
【0324】また、請求項311の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項308の対物レンズにおいて、
透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体を波長λ1
の第1の光源で記録および/または再生するために必要
な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をN
A1、透明基板の厚さがt2(ただし、t2>t1)の
第2光情報記録媒体を波長λ2(ただし、λ2>λ1)
の第2の光源で記録および/または再生するために必要
な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をN
A2(ただし、NA2>NA1)としたとき、前記対物
レンズの少なくとも1つの面に設けられた回折パターン
は光軸に対して回転対称であり、前記第1の光源からの
光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離
れた円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の開
口数がNAH1の光束に変換され、前記第1の光源から
の光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の
円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の開口数
がNAL1の光束に変換され、 NAH1 < NA2 0 ≦ NAL1 ≦ NA1 の条件を満足することを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 311 is the object lens according to claim 308, wherein
The first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1 has a wavelength of λ1
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproduction with the first light source is N
A1, a second optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t2 (where t2> t1) has a wavelength of λ2 (where λ2> λ1).
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproduction with the second light source is N
When A2 (where NA2> NA1), the diffraction pattern provided on at least one surface of the objective lens is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the light flux from the first light source is reflected by the objective lens. The + 1st-order diffracted light from the circumference of the diffraction pattern that is farthest from the optical axis is converted into a light flux whose numerical aperture on the optical information recording medium side is NAH1, and the diffraction pattern of the diffraction pattern of the objective lens of the light flux from the first light source is obtained. The + 1st-order diffracted light from the circumference closest to the optical axis is converted into a light flux having a numerical aperture on the optical information recording medium side of NAL1 and satisfies the condition of NAH1 <NA20 ≦ NAL1 ≦ NA1.
【0325】また、請求項312の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項309の対物レンズにおいて、
透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体を波長λ1
の第1の光源で記録および/または再生するために必要
な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をN
A1、透明基板の厚さがt2(ただし、t2<t1)の
第2光情報記録媒体を波長λ2(ただし、λ2>λ1)
の第2の光源で記録および/または再生するために必要
な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をN
A2(ただし、NA2<NA1)としたとき、前記対物
レンズの少なくとも1つの面に設けられた回折パターン
は光軸に対して回転対称であり、前記第1の光源からの
光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離
れた円周からの−1次回折光は、光情報記録媒体側の開
口数がNAH1の光束に変換され、前記第1の光源から
の光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の
円周からの−1次回折光は、光情報記録媒体側の開口数
がNAL1の光束に変換され、 NAH1 < NA1 0 ≦ NAL1 ≦ NA2 の条件を満足することを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 312 is the object lens according to claim 309, wherein
The first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1 has a wavelength of λ1
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproduction with the first light source is N
A1, a second optical information recording medium with a transparent substrate having a thickness of t2 (where t2 <t1) has a wavelength of λ2 (where λ2> λ1).
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproduction with the second light source is N
When A2 (where NA2 <NA1), the diffraction pattern provided on at least one surface of the objective lens is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the light flux from the first light source is reflected by the objective lens. The -1st-order diffracted light from the circumference of the diffraction pattern that is the most distant from the optical axis is converted into a light flux whose numerical aperture on the optical information recording medium side is NAH1, and the diffraction pattern of the light flux from the first light source is reflected by the objective lens. Is converted into a luminous flux having a numerical aperture on the optical information recording medium side of NAL1 and satisfies the condition of NAH1 <NA10.ltoreq.NAL1.ltoreq.NA2. .
【0326】また、請求項313の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項309の対物レンズにおいて、
透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体を波長λ1
の第1の光源で記録および/または再生するために必要
な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をN
A1、透明基板の厚さがt2(ただし、t2<t1)の
第2光情報記録媒体を波長λ2(ただし、λ2>λ1)
の第2の光源で記録および/または再生するために必要
な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をN
A2(ただし、NA2>NA1)としたとき、前記対物
レンズの少なくとも1つの面に設けられた回折パターン
は光軸に対して回転対称であり、前記第1の光源からの
光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離
れた円周からの−1次回折光は、光情報記録媒体側の開
口数がNAH1の光束に変換され、前記第1の光源から
の光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の
円周からの−1次回折光は、光情報記録媒体側の開口数
がNAL1の光束に変換され、 NAH1 < NA2 0 ≦ NAL1 ≦ NA1 の条件を満足することを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 313 is the object lens according to claim 309, wherein
The first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1 has a wavelength of λ1
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproduction with the first light source is N
A1, a second optical information recording medium with a transparent substrate having a thickness of t2 (where t2 <t1) has a wavelength of λ2 (where λ2> λ1).
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and / or reproduction with the second light source is N
When A2 (where NA2> NA1), the diffraction pattern provided on at least one surface of the objective lens is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the light flux from the first light source is reflected by the objective lens. The -1st-order diffracted light from the circumference of the diffraction pattern that is the most distant from the optical axis is converted into a light flux whose numerical aperture on the optical information recording medium side is NAH1, and the diffraction pattern of the light flux from the first light source is reflected by the objective lens. -1st order diffracted light from the circumference closest to the optical axis is converted into a light flux having a numerical aperture on the optical information recording medium side of NAL1, and satisfies the condition of NAH1 <NA2O ≦ NAL1 ≦ NA1. .
【0327】また、請求項314の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項304〜313の何れか1項の
対物レンズにおいて、光学面が回折パターン部と屈折部
とを含み、回折部と屈折部の境界が5μm以上の段差を
含むことを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 314 is the objective lens according to any one of claims 304 to 313, wherein the optical surface includes a diffraction pattern portion and a refraction portion, and the diffraction portion and the refraction portion. Is characterized by including a step of 5 μm or more.
【0328】また、請求項315の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項304〜313の何れか1項の
対物レンズにおいて、最も光軸側の回折部の回折パター
ンの平均深さが2μm以下であることを特徴とする。
In the objective lens for an optical pickup device according to the present invention, the average depth of the diffraction pattern of the diffraction portion closest to the optical axis is 2 μm or less. There is a feature.
【0329】また、請求項316の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項315の対物レンズにおいて、
最も光軸側の回折部の回折パターンの平均深さが2μm
以下であり、最も光軸とは離れた側の回折部の回折パタ
ーンの平均深さは2μm以上であることを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 316 is the object lens according to claim 315, wherein
The average depth of the diffraction pattern of the diffraction part closest to the optical axis is 2 μm
The average depth of the diffraction pattern of the diffraction portion farthest from the optical axis is 2 μm or more.
【0330】また、請求項317の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項304〜316の何れか1項の
対物レンズにおいて、光学面の回折パターンは、光軸部
分を含むことを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 317 is characterized in that, in the objective lens according to any one of claims 304 to 316, the diffraction pattern on the optical surface includes an optical axis portion.
【0331】また、請求項318の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項304〜316の何れか1項の
対物レンズにおいて、光学面の光軸部分は回折パターン
を設けず、屈折面であることを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 318 is the objective lens according to any one of claims 304 to 316, wherein the optical axis portion of the optical surface is a refraction surface without providing a diffraction pattern. It is characterized by.
【0332】また、請求項319の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項304,305,307,30
8または310の対物レンズにおいて、光源波長650
nmで0.6mmの厚さの透明基板を介して情報記録面
に所定の結像倍率で結像させたとき、少なくとも開口数
0.6まで回折限界性能を有し、光源波長780nmで
1.2mmの透明基板を介して、所定の結像倍率で結像
させたとき、少なくとも開口数0.45まで回折限界性
能を有することを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 319 is the one according to claims 304, 305, 307, 30.
For an 8 or 310 objective lens, a light source wavelength of 650
When an image is formed at a predetermined imaging magnification on an information recording surface through a transparent substrate having a thickness of 0.6 mm in nm, it has diffraction-limited performance at least up to a numerical aperture of 0.6, and a light source wavelength of 780 nm. When an image is formed at a predetermined imaging magnification through a 2 mm transparent substrate, it has a diffraction-limited performance up to at least a numerical aperture of 0.45.
【0333】また、請求項320の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項319の対物レンズにおいて、
回折パターンのステップ数は、15以下であることを特
徴とする。
The objective lens for an optical pickup device of claim 320 is the object lens of claim 319, wherein
The number of steps of the diffraction pattern is 15 or less.
【0334】また、請求項321の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項304〜320の何れか1項の
対物レンズにおいて、回折パターンを設ける光学面は、
凸面であることを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 321 is the objective lens according to any one of claims 304 to 320, wherein the optical surface on which the diffraction pattern is provided is:
It is characterized by being convex.
【0335】また、請求項322の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項321の対物レンズにおいて、
上記回折パターンを設けた光学面の屈折部が非球面であ
ることを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 322 is the object lens according to claim 321, wherein
The refraction portion of the optical surface provided with the diffraction pattern is aspheric.
【0336】また、請求項323の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項322の対物レンズにおいて、
上記回折パターンは、少なくとも1つの非球面屈折部を
含むことを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 323 is the object lens according to claim 322, wherein
The diffraction pattern includes at least one aspheric refraction part.
【0337】また、請求項324の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項304〜323の何れか1項の
対物レンズにおいて、前記対物レンズが単レンズからな
ることを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to the present invention is characterized in that, in the objective lens according to any one of claims 304 to 323, the objective lens is a single lens.
【0338】また、請求項325の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項324の対物レンズにおいて、
前記単レンズの一方の光学面のみに前記回折パターンが
設けられていることを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 325 is the object lens according to claim 324, wherein
The diffraction pattern is provided only on one optical surface of the single lens.
【0339】また、請求項326の光ピックアップ装置
用対物レンズは、請求項324の対物レンズにおいて、
前記単レンズの一方の光学面に前記回折パターンが設け
られ、他方の光学面は非球面であることを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup device according to claim 326 is the object lens according to claim 324, wherein
The diffraction pattern is provided on one optical surface of the single lens, and the other optical surface is aspheric.
【0340】上述のような対物レンズに第1の光源から
無収差の平行光束が入射し、第1の光情報記録媒体の透
明基板(厚さt1)を通して無収差で収束するように設
計された専用対物レンズを使って、この対物レンズに第
2の光源から無収差の平行光が入射し、第2の光情報記
録媒体の透明基板(厚さt2 ただし、t2>t1)を
通った場合について検討する。
The objective lens as described above is designed such that a parallel light beam having no aberration is incident from the first light source and converges without aberration through the transparent substrate (thickness t1) of the first optical information recording medium. Using a special objective lens, a case where parallel light having no aberration is incident on the objective lens from the second light source and passes through a transparent substrate (thickness t2, where t2> t1) of the second optical information recording medium consider.
【0341】入射した平行光に対して、基板のないと
き、波長λ1のときのバックフォーカスをfB1、波長
λ2(ただし、λ2>λ1)のときのバックフォーカス
をfB2とする。
With respect to the incident parallel light, when there is no substrate, the back focus at the wavelength λ1 is fB1, and the back focus at the wavelength λ2 (where λ2> λ1) is fB2.
【0342】このとき、近軸の色収差ΔfBを ΔfB=fB2−fB1 ・・・(1) で定義すると、対物レンズが屈折型の非球面単レンズの
場合、ΔfB>0である。
At this time, if the paraxial chromatic aberration ΔfB is defined by ΔfB = fB2−fB1 (1), ΔfB> 0 when the objective lens is a refractive aspheric single lens.
【0343】また、波長λ2のとき第2の光情報記録媒
体の透明基板を介して収束したときの近軸焦点位置を基
準とした球面収差は、以下の要因によって0とはならな
い。 波長がλ1からλ2に変わったことによる対物レンズ
の屈折率の波長依存性に起因する球面収差。 第1の光情報記録媒体の透明基板厚t1と第2の光情
報記録媒体の透明基板厚t2の差により発生する球面収
差。 第1の光情報記録媒体の透明基板屈折率nd1(λ
1)と第2の光情報記録媒体の透明基板屈折率nd2
(λ2)の差異に起因する球面収差。
In addition, the spherical aberration based on the paraxial focal position when the light converges via the transparent substrate of the second optical information recording medium at the wavelength λ2 does not become zero due to the following factors. Spherical aberration caused by the wavelength dependence of the refractive index of the objective lens when the wavelength changes from λ1 to λ2. Spherical aberration caused by the difference between the transparent substrate thickness t1 of the first optical information recording medium and the transparent substrate thickness t2 of the second optical information recording medium. The refractive index of the transparent substrate of the first optical information recording medium nd1 (λ
1) and the refractive index nd2 of the transparent substrate of the second optical information recording medium
Spherical aberration caused by the difference of (λ2).
【0344】対物レンズが屈折型の非球面単レンズの場
合、の要因による球面収差はオーバーとなる。の要
因による球面収差もオーバーとなる。また、nd2<n
d11であり、の要因による球面収差もオーバーとな
る。
In the case where the objective lens is a refraction type aspherical single lens, the spherical aberration caused by the factor becomes excessive. The spherical aberration due to the above factor is also over. Also, nd2 <n
d11, and the spherical aberration due to the factor is also over.
【0345】〜の要因により発生するオーバーな球
面収差は、の要因によるものがほとんどで、がそれ
に次いでいる。についてはほとんど無視できる。
Most of the excessive spherical aberration caused by the factor (1) is caused by the factor (2), followed by that. Can be almost ignored.
【0346】前記の前提は、例えば、第1の光情報記録
媒体をDVD、第1の光源の波長λ1が650nm、第
2の光情報記録媒体をCD、第2の光源の波長λ2が7
80nmとした場合に相当し、DVD(厚さt1=0.
6mm)とCD(t2=1.2mm)とでは、透明基板
の材質は同じであるが厚さが異なる。
The above premise is, for example, that the first optical information recording medium is a DVD, the first light source has a wavelength λ1 of 650 nm, the second optical information recording medium is a CD, and the second light source has a wavelength λ2 of 7.
This corresponds to the case where the thickness is set to 80 nm, and the DVD (thickness t1 = 0.
6 mm) and a CD (t2 = 1.2 mm), the material of the transparent substrate is the same, but the thickness is different.
【0347】次に、光軸に対して回転対称な回折パター
ンの+1次回折光について見れば、図113(a)に示
すように、+1次光は、波長が長くなると回折角が大き
くなり、より光軸側に回折され、光はよりアンダー側に
曲げられることになる。すなわち、+1次回折光は、波
長がλ1の第1の光源からの無収差の平行光束が入射し
た場合と比較して、波長がλ2の第2の光源からの無収
差の平行光束が入射した場合、近軸の色収差、球面収差
をアンダーにする作用を有する。この作用を利用し、波
長λ2で第2の光情報記録媒体の透明基板を介したとき
の球面収差と、波長λ1で第1の光情報記録媒体の透明
基板を介したときの球面収差との差を、回転対称の回折
パターンを導入し、その+1次回折光を利用して少なく
することができる。
Next, looking at the + 1st-order diffracted light having a diffraction pattern rotationally symmetric with respect to the optical axis, as shown in FIG. 113 (a), the + 1st-order light has a larger diffraction angle as the wavelength becomes longer, and The light is diffracted toward the optical axis, and the light is bent further to the under side. That is, the + 1st-order diffracted light is a case where a stigmatic parallel light beam from the second light source having a wavelength of λ2 is incident as compared with a case where a stigmatic parallel light beam from a first light source having a wavelength of λ1 is incident. Has the effect of reducing paraxial chromatic aberration and spherical aberration. Utilizing this effect, the spherical aberration when passing through the transparent substrate of the second optical information recording medium at the wavelength λ2 and the spherical aberration when passing through the transparent substrate of the first optical information recording medium at the wavelength λ1 are used. The difference can be reduced by introducing a rotationally symmetric diffraction pattern and utilizing its + 1st order diffracted light.
【0348】第1光情報記録媒体の基板の厚さt1が第
2光情報記録媒体の透明基板厚さt2よりも大であると
きは、前記の要因による球面収差はアンダーとなり、
同図(b)のように、生じる近軸の色収差、球面収差が
オーバーになる作用を持つ−1次回折光を利用すること
によって収差を少なくすることができる。
When the thickness t1 of the substrate of the first optical information recording medium is larger than the thickness t2 of the transparent substrate of the second optical information recording medium, the spherical aberration due to the above-mentioned factors becomes under, and
As shown in FIG. 3B, the aberration can be reduced by using the −1st-order diffracted light having the effect of overcoming the paraxial chromatic aberration and spherical aberration that occur.
【0349】本発明において、+1次回折光を利用した
場合、波長がλ1のときの対物レンズ素材の屈折率をn
(λ1)、波長がλ2のときの対物レンズ素材の屈折率
をn(λ2)としたとき、回折パターンの深さはλ1/
{n(λ1)−1}ないしλ2/{n(λ2)−1}と
なり、屈折率の比較的小さいプラスチック素材を使った
としても、2μm以下であるので、上述の従来のホログ
ラム光学素子やホログラム型リングレンズより、回折パ
ターンを一体化した対物レンズの製造が容易である。
In the present invention, when the + 1st-order diffracted light is used, the refractive index of the objective lens material when the wavelength is λ1 is n
(Λ1), when the refractive index of the objective lens material when the wavelength is λ2 is n (λ2), the depth of the diffraction pattern is λ1 /
{N (λ1) -1} or λ2 / {n (λ2) -1}, which is 2 μm or less even when a plastic material having a relatively small refractive index is used. It is easier to manufacture an objective lens with an integrated diffraction pattern than a mold ring lens.
【0350】また、請求項327の光ピックアップ装置
は、波長λ1の第1の光源と、波長λ2(λ1≠λ2)
の第2の光源と、少なくとも1つの面に回折パターンを
有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情
報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、
前記第1の光源及び第2の光源からの出射光束の光情報
記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前
記第1の光源からの光束の前記対物レンズの回折パター
ンからのm次回折光(但し、mは0を除く1つの整数)
を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがt
1の第1の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生
の少なくともいずれか一方を行い、前記第2の光源から
の光束の前記対物レンズの回折パターンからのn次光
(但し、n=m)を少なくとも利用することにより、透
明基板の厚さがt2(t2≠t1)の第2の光情報記録
媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか
一方を行う光ピックアップ装置であって、前記対物レン
ズはプラスチック材料からなり、前記プラスチック材料
は温度変化ΔT(℃)があったときの屈折率の変化量を
Δnとしたときに、 −0.0002/℃<Δn/ΔT<−0.00005/
℃ の関係を満たし、前記第1の光源は、温度変化ΔT
(℃)があったときの発振波長の変化量をΔλ1(n
m)としたときに、 0.05nm/℃<Δλ1/ΔT<0.5nm/℃ の関係を満たすことを特徴とする。
In the optical pickup device according to the present invention, the first light source having the wavelength λ1 and the wavelength λ2 (λ1 ≠ λ2)
A second light source, an objective lens having a diffraction pattern on at least one surface, and condensing a light flux from each light source on the information recording surface of the optical information recording medium via a transparent substrate;
A light detector for receiving reflected light of the light flux emitted from the first light source and the second light source from the optical information recording medium, wherein the light flux from the first light source is reflected from a diffraction pattern of the objective lens. m-th order diffracted light (where m is one integer except 0)
At least, the thickness of the transparent substrate becomes t
(1) performing at least one of recording and reproduction of information on the first optical information recording medium, and n-th order light (where n = m) of a light beam from the second light source from a diffraction pattern of the objective lens; An optical pickup device that performs at least one of recording and reproduction of information on and from a second optical information recording medium having a transparent substrate with a thickness of t2 (t2 に よ り t1) by utilizing at least Is made of a plastic material, and the plastic material has a change in refractive index when a temperature change ΔT (° C.) occurs, where Δn is −0.0002 / ° C. <Δn / ΔT <−0.00005 /
° C, and the first light source has a temperature change ΔT
(° C.), the change amount of the oscillation wavelength is Δλ1 (n
m), the relationship of 0.05 nm / ° C <Δλ1 / ΔT <0.5 nm / ° C is satisfied.
【0351】請求項327によれば、プラスチックの対
物レンズにおける屈折率の温度変化による光ピックアッ
プ装置の特性変動と光源における波長の温度変化による
光ピックアップ装置の特性変動とが打ち消しあう方向に
作用し、補償効果を得ることができ、温度変動に対して
極めて強い光ピックアップ装置を得ることができる。
According to claim 327, the characteristic fluctuation of the optical pickup device due to the temperature change of the refractive index of the plastic objective lens and the characteristic fluctuation of the optical pickup device due to the temperature change of the wavelength at the light source act in such a direction as to cancel each other, A compensation effect can be obtained, and an optical pickup device extremely resistant to temperature fluctuation can be obtained.
【0352】また、請求項328の光ピックアップ装置
は、波長λ1の第1の光源と、波長λ2(λ1≠λ2)
の第2の光源と、少なくとも1つの面に回折パターンを
有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情
報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、
前記第1の光源及び第2の光源からの出射光束の光情報
記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前
記第1の光源からの光束の前記対物レンズの回折パター
ンからのm次回折光(但し、mは0を除く1つの整数)
を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがt
1の第1の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生
の少なくともいずれか一方を行い、前記第2の光源から
の光束の前記対物レンズの回折パターンからのn次光
(但し、n=m)を少なくとも利用することにより、透
明基板の厚さがt2(t2≠t1)の第2の光情報記録
媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか
一方を行う光ピックアップ装置であって、前記波長λ
1,λ2及び前記透明基板の厚さt1,t2は、 λ2>λ1 t2>t1 の関係にあり、前記第1の光情報記録媒体を前記第1の
光源で記録及び/または再生するために必要な前記対物
レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をNA1とし、
前記波長λ1(mm)のときの前記対物レンズの焦点距
離をf1(mm)とし、環境温度変化がΔT(℃)あっ
たときに、第1の情報記録媒体の情報記録面に集光され
る光束の波面収差の3次球面収差成分の変化量をΔWS
A3(λ1rms)としたときに、 0.2×10-6/℃<ΔWSA3・λ1/{f・(NA
1)4・ΔT}<2.2×10-6/℃ の関係を満たすことを特徴とする。
The optical pickup device of claim 328 is characterized in that the first light source having the wavelength λ1 and the wavelength λ2 (λ1 ≠ λ2)
A second light source, an objective lens having a diffraction pattern on at least one surface, and condensing a light flux from each light source on the information recording surface of the optical information recording medium via a transparent substrate;
A light detector for receiving reflected light of the light flux emitted from the first light source and the second light source from the optical information recording medium, wherein the light flux from the first light source is reflected from a diffraction pattern of the objective lens. m-th order diffracted light (where m is one integer except 0)
At least, the thickness of the transparent substrate becomes t
(1) performing at least one of recording and reproduction of information on the first optical information recording medium, and n-th order light (where n = m) of a light beam from the second light source from a diffraction pattern of the objective lens; An optical pickup device that performs at least one of recording and reproduction of information on and from a second optical information recording medium having a transparent substrate with a thickness of t2 (t2 ≠ t1) by utilizing at least
1, λ2 and the thicknesses t1, t2 of the transparent substrate are in a relation of λ2> λ1 t2> t1, and are necessary for recording and / or reproducing the first optical information recording medium with the first light source. The required numerical aperture of the objective lens on the optical information recording medium side is NA1,
The focal length of the objective lens at the wavelength λ1 (mm) is f1 (mm), and when the environmental temperature change is ΔT (° C.), the light is focused on the information recording surface of the first information recording medium. The amount of change of the third-order spherical aberration component of the wavefront aberration of the light beam is represented by ΔWS
When A3 (λ1 rms), 0.2 × 10 −6 / ° C <ΔWSA3 · λ1 / {f · (NA
1) It is characterized by satisfying a relationship of 4 · ΔT} <2.2 × 10 −6 / ° C.
【0353】請求項328によれば、上述の関係式にお
いて上限以下であると、環境温度が変化しても光ピック
アップ装置としての特性を維持することが容易であり、
また下限以上であると、波長だけ変化した場合でも光ピ
ックアップ装置としての特性を維持することが容易であ
る。
According to claim 328, if the above relational expression is not more than the upper limit, it is easy to maintain the characteristics as an optical pickup device even if the environmental temperature changes.
In addition, when the value is equal to or more than the lower limit, it is easy to maintain the characteristics as the optical pickup device even when the wavelength is changed.
【0354】また、請求項329の光ピックアップ装置
は、請求項327または328において、前記第1の光
源と前記対物レンズの間および前記第2の光源と前記対
物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを含み、前
記第1の光源から前記対物レンズに入射する光束および
前記第2の光源から前記対物レンズに入射する光束が、
それぞれ略平行光であることを特徴とする。
In the optical pickup device according to the present invention, at least one collimator is provided between the first light source and the objective lens and between the second light source and the objective lens. A light beam incident on the objective lens from the first light source and a light beam incident on the objective lens from the second light source,
Each is characterized by substantially parallel light.
【0355】また、請求項330の光ピックアップ装置
は、請求項327,328または329において、前記
t1が0.55mmから0.65mm、前記t2が1.
1mmから1.3mmであり、前記λ1が630nmか
ら670nmであり、前記λ2が760nmから820
nmであることを特徴とする。
In the optical pickup device of claim 330, in claim 327, 328 or 329, the t1 is 0.55 mm to 0.65 mm, and the t2 is 1.05 mm.
1 mm to 1.3 mm, λ1 is 630 nm to 670 nm, and λ2 is 760 nm to 820 nm.
nm.
【0356】また、請求項331の光ピックアップ装置
は、波長λ1の第1の光源と、波長λ2(λ2≠λ1)
の第2の光源と、少なくとも1つの面に回折パターンを
有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情
報記録面に透明基板を介して集光される対物レンズと、
前記第1の光源および第2の光源からの出射光束の光情
報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、
前記第1の光源からの光束の前記対物レンズの回折パタ
ーンからのm次回折光(但し、mは0を除く1つの整
数)を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さ
がt1の第1の光情報記録媒体に対する情報の記録及び
再生の少なくともいずれか一方を行い、前記第2の光源
からの光束の前記対物レンズの回折パターンからのn次
回折光(但し、n=m)を少なくとも利用することによ
り、透明基板の厚さがt2(但し、t2≠t1)の第2
の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生の少なく
ともいずれか一方を行う光ピックアップ装置であって、
前記第1及び第2の光源の少なくとも一方の光源から前
記対物レンズへ入射する光束の発散度を補正する補正手
段を有することを特徴とする。
In the optical pickup device according to claim 331, the first light source having the wavelength λ1 and the wavelength λ2 (λ2 ≠ λ1)
A second light source, an objective lens having a diffraction pattern on at least one surface, and condensing a light beam from each light source on the information recording surface of the optical information recording medium via a transparent substrate;
A photodetector that receives reflected light of the light flux emitted from the first light source and the second light source from the optical information recording medium,
By utilizing at least the m-th order diffracted light (where m is an integer other than 0) of the light beam from the first light source from the diffraction pattern of the objective lens, the first transparent substrate has a thickness of t1. At least one of recording and reproduction of information on an optical information recording medium is performed, and at least n-th order diffracted light (where n = m) of a light beam from the second light source from a diffraction pattern of the objective lens is used. As a result, the second thickness of the transparent substrate is t2 (where t2 ≠ t1).
An optical pickup device that performs at least one of recording and reproduction of information on the optical information recording medium,
The image processing apparatus further includes a correction unit configured to correct a divergence of a light beam incident on the objective lens from at least one of the first and second light sources.
【0357】請求項331によれば、対物レンズへ入射
する光束の発散度を補正することにより、対物レンズを
含む光学系全体の3次の球面収差を設計値通りに修正す
ることができる。
According to claim 331, by correcting the divergence of the light beam incident on the objective lens, the third-order spherical aberration of the entire optical system including the objective lens can be corrected as designed.
【0358】また、請求項332の光ピックアップ装置
は、請求項331において前記第1の光源と前記対物レ
ンズの間および前記第2の光源と前記対物レンズの間に
少なくとも一つのコリメータを含み、また、請求項33
3の光ピックアップ装置は、前記補正手段による発散度
の補正は、前記第1及び/または第2の光源と前記少な
くとも1つのコリメータとの距離を変えることにより行
われることを特徴とする前記補正手段による発散度の補
正は、前記第1及び/または第2の光源と前記少なくと
も1つのコリメータとの距離を変えることにより行われ
ることを特徴とする。前記光源と前記コリメータとの距
離を変えることにより前記少なくとも一つの光源から前
記対物レンズへ入射する光速の発散度を補正することが
できる。
[0358] Further, the optical pickup device of claim 332 includes at least one collimator between the first light source and the objective lens and between the second light source and the objective lens in claim 331. Claim 33
The optical pickup device according to claim 3, wherein the correction of the divergence by the correction unit is performed by changing a distance between the first and / or second light source and the at least one collimator. Is corrected by changing the distance between the first and / or second light source and the at least one collimator. By changing the distance between the light source and the collimator, the divergence of the speed of light incident on the objective lens from the at least one light source can be corrected.
【0359】また、請求項334の光ピックアップ装置
は、波長λ1の第1の光源と、波長λ2(λ1≠λ2)
の第2の光源と、少なくとも1つの面に回折パターンを
有し、それぞれの光源からの光束を光情報記録媒体の情
報記録面に透明基板を介して集光させる対物レンズと、
前記第1の光源及び第2の光源からの出射光束の光情報
記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前
記第1の光源からの光束の前記対物レンズの回折パター
ンからのm次回折光(但し、mは0を除く1つの整数)
を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがt
1の第1の光情報記録媒体に対する情報の記録及び再生
の少なくともいずれか一方を行い、前記第2の光源から
の光束の前記対物レンズの回折パターンからのn次光
(但し、n=m)を少なくとも利用することにより、透
明基板の厚さがt2(t2≠t1)の第2の光情報記録
媒体に対する情報の記録及び再生の少なくともいずれか
一方を行う光ピックアップ装置であって、前記第1の光
源及び第2の光源から出力される異なる2つの波長
(λ)の光のそれぞれに対して、結像面上での波面収差
が、前記対物レンズの像側の最大開口数内では0.07
λrms以下であることを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 334, further comprising: a first light source having a wavelength λ1 and a wavelength λ2 (λ1 ≠ λ2).
A second light source, an objective lens having a diffraction pattern on at least one surface, and condensing a light flux from each light source on the information recording surface of the optical information recording medium via a transparent substrate;
A light detector for receiving reflected light of the light flux emitted from the first light source and the second light source from the optical information recording medium, wherein the light flux from the first light source is reflected from a diffraction pattern of the objective lens. m-th order diffracted light (where m is one integer except 0)
At least, the thickness of the transparent substrate becomes t
(1) performing at least one of recording and reproduction of information on the first optical information recording medium, and n-th order light (where n = m) of a light beam from the second light source from a diffraction pattern of the objective lens; An optical pickup device that performs at least one of recording and reproduction of information on a second optical information recording medium having a transparent substrate with a thickness of t2 (t21t1) by utilizing at least For each of two different wavelengths (λ) of light output from the light source and the second light source, the wavefront aberration on the image plane is within 0.1 mm within the maximum numerical aperture on the image side of the objective lens. 07
λrms or less.
【0360】請求項334によれば、第1及び第2の情
報記録媒体の記録および/または再生において各情報記
録面及び光検出器上でフレアがなく、光ピックアップ装
置の特性が良好なものとなる。
According to claim 334, in the recording and / or reproduction of the first and second information recording media, there is no flare on each information recording surface and the photodetector, and the characteristics of the optical pickup device are excellent. Become.
【0361】また、請求項335の光ピックアップ装置
は、請求項258〜292,334のいずれか1項に、
前記第1の光源と前記第2の光源とがユニット化され、
前記光検出器は、前記第1の光源及び前記第2の光源に
対し共通であることを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 335 is the same as any one of claims 258 to 292, 334,
The first light source and the second light source are unitized,
The light detector is common to the first light source and the second light source.
【0362】[0362]
【発明の実施の形態】以下、本発明の、特に請求項13
7〜335に係わる好適な実施の形態について、図面を
参照しつつ説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention, particularly, Claim 13 will be described.
Preferred embodiments according to 7 to 335 will be described with reference to the drawings.
【0363】本発明の第1の実施の形態の光学系は、基
本的には両面非球面の単玉レンズであり、一方の非球面
上には回折輪帯(輪帯状の回折面)を設けてある。一般
に非球面屈折面では、ある主波長光に対して球面収差を
補正した場合、主波長光より短い波長光に対しては球面
収差がアンダー(補正不足)となる。これとは逆に、回
折面を有するレンズれある回折レンズでは、ある主波長
光で球面収差を補正した場合、主波長光より短い波長で
球面収差をオーバー(補正過剰)とすることが可能であ
る。従って、屈折による非球面レンズの非球面係数と、
回折レンズの位相差関数の係数を適当に選んで、屈折パ
ワーと回折パワーとを組み合わせることにより、異なる
2波長光の両方で、球面収差を良好に補正することが可
能である。
The optical system according to the first embodiment of the present invention is basically a single lens having two aspheric surfaces, and a diffractive orbicular zone (annular diffractive surface) is provided on one aspherical surface. It is. Generally, when spherical aberration is corrected for a certain main wavelength light on an aspheric refraction surface, the spherical aberration is under (undercorrection) for light having a shorter wavelength than the main wavelength light. Conversely, in a diffractive lens having a diffractive surface, when spherical aberration is corrected with a certain main wavelength light, the spherical aberration can be over-corrected at a wavelength shorter than the main wavelength light. is there. Therefore, the aspheric coefficient of the aspheric lens due to refraction,
By appropriately selecting the coefficient of the phase difference function of the diffractive lens and combining the refracting power and the diffractive power, it is possible to satisfactorily correct the spherical aberration for both different two-wavelength lights.
【0364】また、一般に、回折輪帯のピッチは、後述
の実施例で詳述する位相差関数若しくは光路差関数を使
って定義される。具体的には、位相差関数ΦBは単位を
ラジアンとして以下の〔数1〕で表され、光路差関数Φ
bは単位をmmとして〔数2〕で表わされる。
In general, the pitch of a diffraction ring zone is defined by using a phase difference function or an optical path difference function which will be described in detail in the embodiments described later. Specifically, the phase difference function ΦB is expressed by the following [Equation 1] with the unit being radian, and the optical path difference function ΦB
b is represented by [Equation 2] in mm.
【0365】[0365]
【数1】 (Equation 1)
【数2】 これら2つの表現方法は、単位が異なるが、回折輪帯の
ピッチを表わす意味では同等である。即ち、主波長λ
(単位mm)に対し、位相差関数の係数Bに、λ/2π
を掛ければ光路差関数の係数bに換算でき、また逆に光
路差関数の係数bに、2π/λを掛ければ位相差関数の
係数Bに換算できる。
(Equation 2) Although these two expression methods have different units, they are equivalent in terms of expressing the pitch of the diffraction ring zone. That is, the main wavelength λ
(Unit mm), the coefficient B of the phase difference function is λ / 2π
Can be converted to the coefficient b of the optical path difference function, and conversely, the coefficient b of the optical path difference function can be converted to the coefficient B of the phase difference function by multiplying by 2π / λ.
【0366】今、説明を簡単にする為、1次回折光を用
いる回折レンズについて述べることにすると、光路差関
数なら、関数値が主波長λの整数倍を超える毎に輪帯が
刻まれ、位相差関数なら、関数値が2πの整数倍を超え
る毎に輪帯が刻まれることになる。
Now, for the sake of simplicity, a diffractive lens using first-order diffracted light will be described. In the case of an optical path difference function, an annular zone is engraved every time the function value exceeds an integral multiple of the principal wavelength λ. In the case of a phase difference function, a ring zone is carved every time the function value exceeds an integral multiple of 2π.
【0367】例えば、屈折パワーのない円筒状の両平面
の物体側面に回折輪帯を刻んだレンズを想定し、主波長
を0.5μ=0.0005mm、光路差関数の2次係数
(2乗項)を−0.05(位相差関数の2次係数に換算
すると−628.3)、他の次数の係数を全て零とする
と、第1輪帯の半径はh=0.1mmであり、第2輪帯
の半径はh=0.141mmということになる。また、
この回折レンズの焦点距離fについては、光路差関数の
2次係数b2=−0.05に対して、f=−1/(2・
b2)=10mmとなることが知られている。
For example, assuming a lens in which a diffractive annular zone is engraved on the object side surface of both cylindrical surfaces having no refracting power, the principal wavelength is 0.5 μ = 0.0005 mm, and the quadratic coefficient (square) Term) is -0.05 (-628.3 when converted to a second order coefficient of the phase difference function), and all the coefficients of the other orders are set to zero, the radius of the first annular zone is h = 0.1 mm, The radius of the second annular zone is h = 0.141 mm. Also,
Regarding the focal length f of this diffractive lens, f = −1 / (2 ·
It is known that b2) = 10 mm.
【0368】今、上記の定義を基にした場合、位相差関
数若しくは光路差関数の2次係数を零でない値とするこ
とにより、光軸に近い、いわゆる近軸領域での色収差を
補正することができる。また、位相差関数若しくは光路
差関数の2次以外の係数、例えば、4次係数、6次係
数、8次係数、10次係数等を零でない値とすることに
より、2波長間での球面収差を制御することができる。
尚、ここで、制御するということは、2波長間で、球面
収差の差を極めて小さくすることもできるし、光学的仕
様に必要な差を設けることも可能であるということを意
味する。
Now, based on the above definition, it is possible to correct chromatic aberration in the so-called paraxial region close to the optical axis by setting the secondary coefficient of the phase difference function or the optical path difference function to a non-zero value. Can be. Further, by setting non-zero coefficients other than the second-order coefficients of the phase difference function or the optical path difference function, for example, the fourth-order coefficient, the sixth-order coefficient, the eighth-order coefficient, and the tenth-order coefficient, to spherical aberration between two wavelengths. Can be controlled.
Here, controlling means that the difference in spherical aberration between the two wavelengths can be made extremely small, and that a difference required for optical specifications can be provided.
【0369】上記の具体的な適用としては、波長の違う
2光源からのコリメート光(平行光)を同時に対物レン
ズに入射させ、光ディスク上に結像させるときは、ま
ず、位相差関数若しくは光路差関数の2次係数を使って
近軸の軸上色収差を補正するとともに、位相差関数若し
くは光路差関数の4次以降の係数を使って球面収差の2
波長間での差を許容内になるよう小さくするのがよい。
As a specific application of the above, when collimated light (parallel light) from two light sources having different wavelengths is simultaneously made incident on the objective lens to form an image on an optical disk, first, a phase difference function or an optical path difference is used. The paraxial axial chromatic aberration is corrected using the quadratic coefficient of the function, and the spherical aberration is calculated using the fourth and subsequent coefficients of the phase difference function or the optical path difference function.
Preferably, the difference between the wavelengths is made small so as to be within an allowable range.
【0370】また、別の例として、波長の違う2光源か
らの光を一つの対物レンズを使い、一方の波長の光に対
しては、t1の厚み(透明基板の厚み)のディスクに対
して収差が補正されるようにし、もう一方の波長の光に
対しては、t2の厚みのディスクに対して収差が補正さ
れるようにする仕様の場合について考えてみる。この場
合、主に位相差関数若しくは光路差関数の4次以降の係
数を使うことにより、球面収差の2波長間での差を設
け、それぞれの厚みに対しては、それぞれの波長で球面
収差が補正されるようにすることができる。また、いず
れの場合にも屈折面は球面であるよりも非球面であるほ
うが、2波長間での収差補正をし易い。
As another example, light from two light sources having different wavelengths is used by one objective lens, and light of one wavelength is applied to a disk having a thickness of t1 (the thickness of the transparent substrate). Consider a case where the aberration is corrected, and the aberration is corrected for a disk having a thickness of t2 for light of the other wavelength. In this case, the difference between the two wavelengths of the spherical aberration is provided mainly by using the fourth or higher order coefficient of the phase difference function or the optical path difference function, and for each thickness, the spherical aberration is reduced at each wavelength. It can be made to be corrected. Further, in any case, it is easier to correct aberrations between two wavelengths if the refracting surface is an aspheric surface than a spherical surface.
【0371】上記の非球面屈折面は、異なる波長に対し
てはそれぞれ屈折力が異なり、集光点が異なるので、そ
れぞれの集光点をそれぞれ基板厚の異なる光ディスクに
対応させることができる。この場合、短い方の光源波長
は700nm以下であり、長い方の光源波長は600n
m以上であり、その波長差が80nm以上であることが
好ましい。また、その波長差が400nm以下であるこ
とがより好ましく、更に好ましくは、その波長差が10
0nm以上200nm以下である、そして、回折面は、
異なる2波長光に対し、ほぼその中間の波長で回折効率
が最大であることが望ましいが、どちらか一方の波長で
最大の回折効率を有するものであってもよい。
The aspheric refracting surface has different refractive powers and different light converging points for different wavelengths, so that each light converging point can correspond to an optical disc having a different substrate thickness. In this case, the shorter light source wavelength is 700 nm or less, and the longer light source wavelength is 600 nm.
m or more, and the wavelength difference is preferably 80 nm or more. Further, the wavelength difference is more preferably 400 nm or less, and further preferably, the wavelength difference is 10 nm or less.
0 nm or more and 200 nm or less, and the diffraction surface is:
For two different wavelengths of light, it is desirable that the diffraction efficiency is maximized at a wavelength substantially between the two wavelengths. However, the light having the maximum diffraction efficiency at one of the wavelengths may be used.
【0372】上記球面収差の補正と同一の作用を利用す
ることにより、光学面上に回折輪帯レンズを設け、異な
る2波長の光源の各々に対して、ある1つの同次数の回
折光により軸上色収差を補正することができる。すなわ
ち、異なる2波長の光源の光に対する軸上色収差を±λ
/(2NA2)の範囲に補正することができる。ただ
し、λは2波長のうち長いほうの波長、NAは長いほう
の波長に対応する像側開口数とする。
By utilizing the same action as the above-described correction of spherical aberration, a diffractive orbicular zone lens is provided on the optical surface, and each of two different light sources having different wavelengths is subjected to one axis of diffracted light of the same order. The upper chromatic aberration can be corrected. That is, the axial chromatic aberration with respect to the light of the two different wavelength light sources is ± λ.
/ (2NA2). Here, λ is the longer wavelength of the two wavelengths, and NA is the image-side numerical aperture corresponding to the longer wavelength.
【0373】また、上記異なる2波長の光源の波長差が
80nm以上であり、対物レンズの硝材のアッベ数をν
dとしたとき、 νd > 50 ・・・(1) を満足することが望ましい。上記条件(1)は、異なる
2波長の光源に対して軸上色収差を補正した場合に、2
次スペクトルを小さくするための条件である。
The wavelength difference between the two different wavelength light sources is 80 nm or more, and the Abbe number of the glass material of the objective lens is ν.
When d is satisfied, it is desirable to satisfy νd> 50 (1). The above condition (1) is satisfied when axial chromatic aberration is corrected for light sources of two different wavelengths.
This is a condition for reducing the next spectrum.
【0374】次に、薄肉単玉レンズの一方の面に回折面
が設けられている場合に、単玉レンズ全体を、回折レリ
ーフを外したベースとなる屈折レンズと回折面との合成
と考えてこの合成レンズの色収差について検討する。あ
る波長λx と波長λy (λx<λy )とでの色消し条件
は次式となる。
Next, when a diffractive surface is provided on one surface of a thin single lens, the entire single lens is considered as a combination of a diffractive surface serving as a base with the diffractive relief removed and a diffractive surface. Consider the chromatic aberration of this synthetic lens. The achromatic condition at a certain wavelength λx and wavelength λy (λx <λy) is as follows.
【0375】fR ・νR +fD ・νD =0 ただし、fR 、fD :それぞれ屈折レンズ、回折面の焦
点距離 νR 、νD :それぞれ屈折レンズ、回折面のアッベ数
で、次式で定まる。 νR =(n0−1)/(nx −ny ) νD =λ0/(λx −λy )
FR · νR + fD · νD = 0 where fR and fD are the refractive lenses and the focal lengths of the diffractive surfaces νR and νD are the Abbe numbers of the refractive lens and the diffractive surface, respectively, and are determined by the following equations. νR = (n0−1) / (nx−ny) νD = λ0 / (λx−λy)
【0376】ただし、n0:基準波長での屈折率、λ0:
基準波長
Where n0: refractive index at the reference wavelength, λ0:
Reference wavelength
【0377】このとき、ある波長λz に対する色収差δ
fは次式となる。 δf=f(θR −θD )/(νR −νD ) ・・・(2) ただし、θR 、θD :それぞれ屈折レンズ、回折面の部
分分散比で次式で定まる。
At this time, the chromatic aberration δ for a certain wavelength λz
f is given by the following equation. .delta.f = f (.theta.R-.theta.D) / (. nu.R-.nu.D) (2) where .theta.R and .theta.D are respectively determined by the following formulas based on the partial dispersion ratio of the refractive lens and the diffractive surface.
【0378】θR =(nx −nz )/(nx −ny )ΘR = (nx−nz) / (nx−ny)
【0379】θD =(λx −λz )/(λx −λy ) ただし、nz :波長λz での屈折率ΘD = (λx−λz) / (λx−λy) where nz: refractive index at wavelength λz
【0380】例として、λ0=λx =635nm、λy
=780nm、λz =650nmとし、ベースとなる屈
折レンズの硝材をホーヤ社BSC7(νd=64.2)
としてみると、νR=134.5, νD=−4.38,
θR=0.128, θD=0.103となり、δf=
0.18×10-3fとなる。
As an example, λ0 = λx = 635 nm, λy
= 780 nm and λz = 650 nm, and the glass material of the base refractive lens is BSC7 of Hoya (νd = 64.2).
ΝR = 134.5, νD = -4.38,
θR = 0.128, θD = 0.103, and δf =
0.18.times.10@-3 f.
【0381】また、ベースとなる屈折レンズの硝材をホ
ーヤ社E−FD1(νd=29.5)に変えてみると、
νR=70.5, θR=0.136 となり、 δf=
0.44×10-3fとなる。
Further, when the glass material of the base refractive lens is changed to Hoya E-FD1 (νd = 29.5),
νR = 70.5, θR = 0.136, and δf =
0.44 × 10 −3 f.
【0382】このように式(2)においては、右辺分母
(νR −νD )は|νD|が|νR|より十分小さいた
め、屈折レンズの硝材を変えることによる色収差δfの
変化にとっては、屈折レンズのアッベ数νRの変化が支
配的である。一方、θR とθDとは波長によってのみ定
まり、右辺分子(θR −θD )は、その変化の寄与が右
辺分母(νR −νD )に比べて小さい。
As described above, in the equation (2), the denominator on the right side (νR−νD) is such that | νD | is sufficiently smaller than | νR |. Is dominant in the change of Abbe number νR. On the other hand, .theta.R and .theta.D are determined only by the wavelength, and the right side numerator (.theta.R -.theta.D) has a smaller contribution than the right side denominator (.nu.R -.nu.D).
【0383】上記により、回折面を有するレンズにおい
ては、2次スペクトルδfを小さく抑えるには、屈折レ
ンズの材料としてアッベ数νRの大きい材料を選ぶこと
が有効であることがわかる。条件式(1)は光源の波長
変化などに対応できるよう、2次スペクトルを抑えるの
に有効な限界を示す。
From the above, it can be seen that in a lens having a diffractive surface, it is effective to select a material having a large Abbe number νR as the material of the refractive lens in order to keep the secondary spectrum δf small. Conditional expression (1) indicates an effective limit for suppressing the secondary spectrum so as to cope with a change in the wavelength of the light source.
【0384】また、回折面を使用せずに、2種類の材料
の屈折レンズを貼合わせて色消しを行う場合は、それぞ
れの材料について、θR =a+b・νR +△θR
(a,bは定数)と表したとき、△θR は小さく、異常
分散性が無いならば2次スペクトルδfは2つの屈折レ
ンズのアッベ数νR にはよらない。したがって、式
(1)は回折光学系に特有の条件であることがわかる。
When achromatism is performed by bonding two types of refractive lenses without using a diffractive surface, for each material, θR = a + b · νR + △ θR
When (a and b are constants), △ θR is small, and if there is no anomalous dispersion, the secondary spectrum δf does not depend on the Abbe numbers νR of the two refractive lenses. Therefore, it is understood that the equation (1) is a condition unique to the diffractive optical system.
【0385】本実施の形態の回折レンズを簡易に製造す
るためには、対物レンズをプラスチック材料で構成する
ことが望ましい。条件式(1)を満たすプラスチック材
料としては、アクリル系、ポリオレフィン系が用いられ
るが、耐湿性、耐熱性などから、ポリオレフィン系が好
ましい。
In order to easily manufacture the diffractive lens of the present embodiment, it is desirable that the objective lens is made of a plastic material. As the plastic material satisfying the conditional expression (1), an acryl-based or polyolefin-based material is used, and a polyolefin-based material is preferable from the viewpoint of moisture resistance, heat resistance and the like.
【0386】次に、本発明の第2の実施の形態の対物レ
ンズおよびこれを備えた光ピックアップ装置の構成を具
体的に説明する。
Next, the configuration of the objective lens according to the second embodiment of the present invention and the configuration of an optical pickup device having the objective lens will be described in detail.
【0387】図48に、本実施の形態の光ピックアップ
装置の概略構成図を示す。光ピックアップ装置により情
報記録および/または再生する光情報記録媒体である光
ディスク20は、透明基板の厚さt1の第1光ディスク
(例えばDVD)及び第2光ディスク(例えば青色レー
ザ使用次世代高密度光ディスク)と、t1とは異なる透
明基板の厚さt2を有する第3光ディスク(例えばC
D)の3種であるとして説明する。ここでは、透明基板
の厚さt1=0.6mm、t2=1.2mmである。
FIG. 48 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device according to the present embodiment. An optical disc 20 which is an optical information recording medium for recording and / or reproducing information by an optical pickup device includes a first optical disc (for example, DVD) and a second optical disc (for example, next-generation high-density optical disc using a blue laser) having a thickness t1 of a transparent substrate. And a third optical disc (for example, C2) having a transparent substrate thickness t2 different from t1.
The following description is based on the three types D). Here, the thickness t1 of the transparent substrate is 0.6 mm, and t2 is 1.2 mm.
【0388】図示の光ピックアップ装置は、光源として
第1光源である第1半導体レーザ11(波長λ1=61
0nm〜670nm)と、第2光源である青色レーザ1
2(波長λ2=400nm〜440nm)と、第3光源
である第2半導体レーザ13(波長λ3=740nm〜
870nm)とを有しているとともに、光学系の一部と
して対物レンズ1を有している。第1光源、第2光源及
び第3光源は、情報を記録および/または再生する光デ
ィスクに応じて選択使用される。
The illustrated optical pickup device has a first semiconductor laser 11 (wavelength λ 1 = 61) as a first light source.
0 nm to 670 nm) and a blue laser 1 as a second light source.
2 (wavelength λ 2 = 400 nm to 440 nm) and a second semiconductor laser 13 (wavelength λ 3 = 740 nm to
870 nm) and the objective lens 1 as a part of the optical system. The first light source, the second light source, and the third light source are selectively used according to an optical disc on which information is recorded and / or reproduced.
【0389】第1半導体レーザ11、青色レーザ12あ
るいは第2半導体レーザ13から出射された発散光束
は、ビームスプリッタ19および絞り3を介し、光ディ
スク20の透明基板21を透過して、対物レンズ1によ
ってそれぞれの情報記録面22上に集光され、スポット
を形成する。
The divergent light beam emitted from the first semiconductor laser 11, the blue laser 12, or the second semiconductor laser 13 passes through the transparent substrate 21 of the optical disk 20 via the beam splitter 19 and the stop 3, and is transmitted by the objective lens 1. The light is condensed on each information recording surface 22 to form a spot.
【0390】各レーザからの入射光は、情報記録面22
上の情報ピットによって変調された反射光となり、ビー
ムスプリッタ18、トーリックレンズ29を介して共通
の光検出器30に入射し、その出力信号を用いて、光デ
ィスク20に記録された情報の読み取り信号、合焦検出
信号やトラック検出信号が得られる。
[0390] Incident light from each laser is applied to the information recording surface 22.
The reflected light is modulated by the above information pits, enters the common photodetector 30 via the beam splitter 18 and the toric lens 29, and uses the output signal to read a signal for reading information recorded on the optical disc 20; A focus detection signal and a track detection signal are obtained.
【0391】また、光路内に設けられている絞り3は、
この例においては固定の開口数(NA0.65)を有す
る絞りであり、余分な機構を必要とせず、低コスト化を
実現できるものである。なお、第3光ディスクの記録お
よび/または再生時には不要光(NA0.45以上)を
除去できるように、絞り3の開口数を可変としてもよ
い。
The stop 3 provided in the optical path is
In this example, the diaphragm has a fixed numerical aperture (NA 0.65), and does not require an extra mechanism, and can realize cost reduction. The numerical aperture of the stop 3 may be variable so that unnecessary light (NA 0.45 or more) can be removed during recording and / or reproduction of the third optical disc.
【0392】対物レンズ1の光学面に実使用開口の外側
の一部の光束を遮蔽するように輪帯状のフィルターを一
体に形成することで、実使用開口の外側のフレア光を安
価な構成で容易に除去することも可能である。
By forming an annular filter integrally on the optical surface of the objective lens 1 so as to block a part of the light beam outside the actually used aperture, the flare light outside the actually used aperture can be reduced inexpensively. It can also be easily removed.
【0393】本実施の形態のように有限共役型の光学系
を用いる場合には、集光性能を維持するため、光源と集
光光学系との関係を一定に保つ必要があり、合焦やトラ
ッキングのための移動は、光源11、12、13と対物
レンズ1とを1つのユニットとして行うことが望まし
い。
When a finite conjugate type optical system is used as in this embodiment, it is necessary to maintain a constant relationship between the light source and the condensing optical system in order to maintain the light condensing performance. It is desirable that the movement for tracking be performed with the light sources 11, 12, and 13 and the objective lens 1 as one unit.
【0394】次に、本発明の第3の実施の形態の対物レ
ンズおよびこれを含む光ピックアップ装置の構成を具体
的に説明する。
Next, the configuration of the objective lens and the optical pickup device including the same according to the third embodiment of the present invention will be described in detail.
【0395】図49に、本実施の形態の光ピックアップ
装置の概略構成図を示す。図49の光ピックアップ装置
はレーザー、光検出器およびホログラムをユニット化し
たレーザ/検出器集積ユニット40を用いた例であり、
図48と同じ構成要素は同じ符号で示す。この光ピック
アップ装置においては、第1半導体レーザ11、青色レ
ーザ12、第1の光検出手段31、第2の光検出手段3
2、ホログラムビームスプリッタ23がレーザ/検出器
集積ユニット40としてユニット化されている。
FIG. 49 shows a schematic configuration diagram of an optical pickup device of the present embodiment. The optical pickup device of FIG. 49 is an example using a laser / detector integrated unit 40 in which a laser, a photodetector, and a hologram are unitized.
The same components as those in FIG. 48 are denoted by the same reference numerals. In this optical pickup device, the first semiconductor laser 11, the blue laser 12, the first light detecting means 31, and the second light detecting means 3
2. The hologram beam splitter 23 is unitized as a laser / detector integrated unit 40.
【0396】第1光ディスクを再生する場合、第1半導
体レーザ11から出射された光束は、ホログラムビーム
スプリッタ23を透過し、絞り3によって絞られ、対物
レンズ1により第1光ディスク20の透明基板21を介
して情報記録面22に集光される。そして、情報記録面
22で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再
び対物レンズ1、絞り3を介してホログラムビームスプ
リッタ23のディスク側の面で回折され、第1半導体レ
ーザ11に対応した第1の光検出器31上へ入射する。
そして、第1の光検出器31の出力信号を用いて、第1
光ディスク20に記録された情報の読み取り信号、合焦
検出信号やトラック検出信号が得られる。
When reproducing the first optical disk, the light beam emitted from the first semiconductor laser 11 passes through the hologram beam splitter 23, is stopped down by the stop 3, and passes through the transparent substrate 21 of the first optical disk 20 by the objective lens 1. The light is condensed on the information recording surface 22 via the optical disc. The light flux modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 22 is diffracted again by the disk-side surface of the hologram beam splitter 23 via the objective lens 1 and the stop 3, and the second light beam corresponding to the first semiconductor laser 11. The light enters the first photodetector 31.
Then, using the output signal of the first photodetector 31, the first
A read signal, a focus detection signal, and a track detection signal of information recorded on the optical disc 20 are obtained.
【0397】第2光ディスクを再生する場合、青色レー
ザ12から出射された光束は、ホログラムビームスプリ
ッタ23のレーザ側の面で回折され、上記の第1半導体
レーザ11からの光束と同じ光路を取る。すなわち、こ
のホログラムビームスプリッタ23の半導体レーザ側の
面は、光合成手段としての機能を果たす。さらに絞り
3、対物レンズ1を介して第2光ディスク20の透明基
板21を介して情報記録面22に集光される。そして、
情報記録面22で情報ピットにより変調されて反射した
光束は、再び対物レンズ1、絞り3を介して、ホログラ
ムビームスプリッタ23のディスク側の面で回折されて
青色レーザ12対応した第2の光検出器32上へ入射す
る。そして、第2の光検出器32の出力信号を用いて、
第2光ディスク20に記録された情報の読み取り信号、
合焦検出信号やトラック検出信号が得られる。
When reproducing the second optical disc, the light beam emitted from the blue laser 12 is diffracted by the laser-side surface of the hologram beam splitter 23 and follows the same light path as the light beam from the first semiconductor laser 11. That is, the surface of the hologram beam splitter 23 on the semiconductor laser side functions as a light combining unit. Further, the light is condensed on the information recording surface 22 via the aperture 3 and the objective lens 1 via the transparent substrate 21 of the second optical disc 20. And
The light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 22 is again diffracted by the disk-side surface of the hologram beam splitter 23 through the objective lens 1 and the aperture 3 and the second light detection corresponding to the blue laser 12 is performed. Incident on the vessel 32. Then, using the output signal of the second photodetector 32,
A signal for reading information recorded on the second optical disc 20,
A focus detection signal and a track detection signal are obtained.
【0398】さらに、第3光ディスクを再生する場合、
第2半導体レーザ13、第3の光検出手段33、および
ホログラムビームスプリッタ24がユニット化されたレ
ーザ/検出器集積ユニット41が使用される。第2半導
体レーザ13から出射された光束は、ホログラムビーム
スプリッタ24を透過し、出射光の合成手段であるビー
ムスプリッタ19で反射し、絞り3によって絞られ、対
物レンズ1により光ディスク20の透明基板21を介し
て情報記録面22に集光される。そして、情報記録面2
2で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び
対物レンズ1、絞り3、ビームスプリッタ19を介して
ホログラムビームスプリッタ24で回折されて第3の光
検出器33上へ入射する。そして、第3の光検出機33
の出力信号を用いて、第3光ディスク20に記録された
情報の読み取り信号、合焦検出信号やトラック検出信号
が得られる。
Further, when reproducing the third optical disk,
A laser / detector integrated unit 41 in which the second semiconductor laser 13, the third light detecting means 33, and the hologram beam splitter 24 are unitized is used. The light beam emitted from the second semiconductor laser 13 passes through the hologram beam splitter 24, is reflected by the beam splitter 19, which is a combining means of the emitted light, is stopped down by the stop 3, and is transmitted by the objective lens 1 to the transparent substrate 21 of the optical disc 20. Is focused on the information recording surface 22 via the. And the information recording surface 2
The light flux modulated and reflected by the information pit in 2 is diffracted again by the hologram beam splitter 24 via the objective lens 1, the aperture 3 and the beam splitter 19, and enters the third photodetector 33. Then, the third photodetector 33
The read signal, the focus detection signal and the track detection signal of the information recorded on the third optical disc 20 are obtained by using the output signal of the third optical disk 20.
【0399】第2および第3の実施の形態の光ピックア
ップ装置においては、対物レンズ1の非球面屈折面に光
軸4と同心の輪帯状回折面が構成されている。一般に非
球面屈折面だけで対物レンズを構成すると、ある波長λ
aに対して球面収差を補正した場合、λaよりも短い波
長λbに対しては球面収差がアンダーとなる。一方回折
面を使用すると、ある波長λaに対して球面収差を補正
した場合、λaよりも短い波長λbに対しては球面収差
がオーバーとなる。従って、屈折面による非球面光学設
計と、回折面の位相差関数の係数を適当に選んで、屈折
パワーと回折パワーとを組み合わせることにより、異な
る波長間での球面収差を補正することが可能となる。ま
た、非球面屈折面では、波長が異なると屈折力も変化し
集光位置も異なる。よって、非球面屈折面を適当に設計
することで、異なる波長に対しても各透明基板21の情
報記録面22に集光させることができる。
In the optical pickup devices of the second and third embodiments, an aspherical refracting surface of the objective lens 1 is provided with an annular diffraction surface concentric with the optical axis 4. In general, when an objective lens is composed of only an aspherical refracting surface, a certain wavelength λ
When the spherical aberration is corrected for a, the spherical aberration is under for the wavelength λb shorter than λa. On the other hand, when the diffraction surface is used, when the spherical aberration is corrected for a certain wavelength λa, the spherical aberration becomes excessive for a wavelength λb shorter than λa. Therefore, it is possible to correct the spherical aberration between different wavelengths by combining the refracting power and the diffractive power by appropriately selecting the coefficient of the phase difference function of the diffractive surface and the aspherical optical design using the refracting surface. Become. In the aspherical refraction surface, when the wavelength is different, the refracting power is changed, and the light condensing position is also different. Therefore, by appropriately designing the aspherical refraction surface, it is possible to converge even the different wavelengths on the information recording surface 22 of each transparent substrate 21.
【0400】また、第2および第3の実施の形態の対物
レンズ1では、非球面屈折面と輪帯状回折面の位相差関
数とを適当に設計することで、第1半導体レーザ11、
青色レーザ12あるいは第2半導体レーザ13から出射
した各光束に対して、光ディスク20の透明基板21厚
さの違いにより発生する球面収差を補正している。さら
に、輪帯状回折面において、輪帯の位置を表す位相差関
数が、冪級数の4乗以降の項の係数を用いると球面収差
の色収差を補正することが可能となる。なお、第3光デ
ィスク(CD)については実使用上の開口はNA0.4
5であり、第3光ディスクではNA0.45以内で球面
収差を補正し、NA0.45より外側の領域の球面収差
をフレアとしている。これらの補正により各光ディスク
20に対して、情報記録面22上の集光スポットの収差
が回折限界(0.07λrms)とほぼ同程度あるいは
それ以下になっている。
In the objective lenses 1 of the second and third embodiments, by appropriately designing the phase difference function between the aspherical refraction surface and the orbicular diffraction surface, the first semiconductor laser 11,
For each light beam emitted from the blue laser 12 or the second semiconductor laser 13, the spherical aberration generated due to the difference in the thickness of the transparent substrate 21 of the optical disk 20 is corrected. Further, when the phase difference function representing the position of the orbicular zone in the orbicular diffractive surface uses the coefficient of the fourth or higher power series term, the chromatic aberration of spherical aberration can be corrected. For the third optical disc (CD), the aperture in practical use is NA 0.4.
In the third optical disc, the spherical aberration is corrected within the NA of 0.45, and the spherical aberration in the area outside the NA of 0.45 is regarded as flare. As a result of these corrections, the aberration of the condensed spot on the information recording surface 22 of each optical disc 20 is substantially equal to or less than the diffraction limit (0.07 λrms).
【0401】上記のような第2および第3の実施の形態
の光ピックアップ装置は、例えばCD、CD−R、CD
−RW、CD−Video、CD−ROM、DVD、D
VD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD−
RW、MD等の、任意の異なる2つまたはそれ以上の複
数の光情報記録媒体に対して、コンパチブルなプレー
ヤ、またはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだA
V機器、パソコン、その他の情報端末等、の音声および
/または画像の記録、および/または、音声および/ま
たは画像の再生装置に搭載することができる。
The optical pickup devices of the second and third embodiments as described above include, for example, CDs, CD-Rs, and CDs.
-RW, CD-Video, CD-ROM, DVD, D
VD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-
A player or drive compatible with any two or more different optical information recording media such as RW and MD, or an A incorporating the same.
It can be installed in a device for recording audio and / or images and / or reproducing audio and / or images in V equipment, personal computers, other information terminals, and the like.
【0402】次に、本発明の第4の実施の形態の対物レ
ンズおよびこれを含む光ピックアップ装置の構成を具体
的に説明する。
Next, the structure of an objective lens and an optical pickup device including the same according to a fourth embodiment of the present invention will be described in detail.
【0403】図67は本実施の形態の光ピックアップ装
置10の概略構成図である。図67においては、第2お
よび第3の実施の形態と共通の部材については同じ符号
を用いることがある。図67において光ピックアップ装
置10は、光情報記録媒体である複数の光ディスク20
を記録/再生するものである。以下、この複数の光ディ
スク20は、透明基板の厚さt1の第1光ディスク(D
VD)および第2光ディスク(青色レーザ使用次世代高
密度光ディスク)と、t1とは異なる透明基板の厚さt
2を有する第3光ディスク(CD)として説明する。こ
こでは、透明基板の厚さt1=0.6mm、t2=1.
2mmである。
FIG. 67 is a schematic configuration diagram of the optical pickup device 10 of the present embodiment. In FIG. 67, the same reference numerals may be used for members common to the second and third embodiments. In FIG. 67, an optical pickup device 10 includes a plurality of optical discs 20 as optical information recording media.
Is recorded / reproduced. Hereinafter, the plurality of optical disks 20 will be referred to as a first optical disk (D) having a transparent substrate thickness t1.
VD) and the second optical disk (next-generation high-density optical disk using a blue laser) and a thickness t of a transparent substrate different from t1
2 as a third optical disk (CD). Here, the thickness of the transparent substrate t1 = 0.6 mm, t2 = 1.
2 mm.
【0404】光ピックアップ装置10は、光源として第
1光源である第1半導体レーザ11(波長λ1=610
nm〜670nm)と第2光源である青色レーザ12
(波長λ2=400nm〜440nm)及び第3光源で
ある第2半導体レーザ13(波長λ3=740nm〜8
70nm)とを有している。これら第1光源、第2光源
及び第3光源は、記録/再生する光ディスクに応じて排
他的に使用される。
The optical pickup device 10 includes a first semiconductor laser 11 (wavelength λ 1 = 610) as a first light source.
nm to 670 nm) and a blue laser 12 as a second light source.
(Wavelength λ 2 = 400 nm to 440 nm) and the second semiconductor laser 13 (wavelength λ 3 = 740 nm to 8
70 nm). The first light source, the second light source, and the third light source are exclusively used depending on an optical disc on which recording / reproduction is performed.
【0405】集光光学系5は、第1半導体レーザ11、
青色レーザ12あるいは第2半導体レーザ13から出射
された光束を、光ディスク20の透明基板21を介し
て、それぞれの情報記録面22上に集光させ、スポット
を形成する手段である。本実施の形態では、集光光学系
5として、光源から出射された光束を平行光(略平行で
よい)に変換するコリメータレンズ2と、コリメータレ
ンズ2によって平行光とされた光束を集光させる対物レ
ンズ1とを有している。
The condensing optical system 5 includes a first semiconductor laser 11,
This is a means for converging a light beam emitted from the blue laser 12 or the second semiconductor laser 13 on the respective information recording surfaces 22 via the transparent substrate 21 of the optical disk 20 to form spots. In the present embodiment, a collimator lens 2 that converts a light beam emitted from a light source into parallel light (which may be substantially parallel) and a light beam that has been converted into parallel light by the collimator lens 2 are condensed as a light collection optical system 5. And an objective lens 1.
【0406】対物レンズ1の両面には、光軸4と同心の
輪帯状回折面が構成されている。一般に非球面屈折面だ
けで集光光学系5を構成すると、ある波長λaに対して
球面収差を補正した場合、λaよりも短い波長λbに対
しては球面収差がアンダーとなる。一方、回折面を使用
すると、ある波長λaに対して球面収差を補正した場
合、λaよりも短い波長λbに対しては球面収差がオー
バーとなる。従って、屈折面による非球面光学設計と、
回折面の位相関数の係数を適当に選んで、屈折パワーと
回折パワーとを組み合わせることにより、異なる波長間
での球面収差を補正することが可能となる。また非球面
屈折面では、波長が異なると屈折力も変化し集光位置も
異なる。よって、非球面屈折面を適当に設計すること
で、異なる波長に対しても各透明基板の情報記録面22
に集光させることができる。
[0406] On both surfaces of the objective lens 1, an annular diffraction surface concentric with the optical axis 4 is formed. In general, when the condensing optical system 5 is configured only with the aspherical refraction surface, when the spherical aberration is corrected for a certain wavelength λa, the spherical aberration is under for a wavelength λb shorter than λa. On the other hand, when the diffraction surface is used, when the spherical aberration is corrected for a certain wavelength λa, the spherical aberration becomes excessive for a wavelength λb shorter than λa. Therefore, aspherical optical design with a refractive surface,
By appropriately selecting the coefficient of the phase function of the diffractive surface and combining the refractive power and the diffractive power, it becomes possible to correct spherical aberration between different wavelengths. On the aspherical refraction surface, if the wavelength is different, the refracting power changes and the light condensing position is also different. Therefore, by appropriately designing the aspheric refraction surface, the information recording surface 22 of each transparent substrate can be used even for different wavelengths.
Can be collected.
【0407】上記の輪帯状回折面では、第1半導体レー
ザ11、青色レーザ12あるいは第2半導体レーザ13
から出射した各光束に対して1次回折光を利用して収差
補正を行っている。同次数の回折光を対応させると、異
なる次数の回折光を対応させる場合に比べて光量損出が
少なく、さらに、高次の回折光を対応させるよりも、1
次回折光を用いると光量損出が少ない。したがって、本
実施の形態の対物レンズ1は、DVD−RAMなどの高
密度な情報を記録する光ディスクに情報を記録する光ピ
ックアップ装置において有効となる。また、回折面は、
異なる3つの波長光に対し、その中間の波長で回折効率
が最大であることが望ましいが、両端の波長で最大の回
折効率を有するものであってもよい。
On the above annular diffraction surface, the first semiconductor laser 11, the blue laser 12, or the second semiconductor laser 13
The aberration correction is performed on each light beam emitted from the lens using the first-order diffracted light. Corresponding to the diffracted light of the same order, the loss of the light amount is smaller than in the case of responding to the diffracted light of a different order, and moreover, it is 1 more than corresponding to the diffracted light of the higher order.
When the second-order diffracted light is used, the loss of light quantity is small. Therefore, the objective lens 1 of the present embodiment is effective in an optical pickup device that records information on an optical disc that records high-density information, such as a DVD-RAM. The diffraction surface is
For three different wavelengths of light, it is desirable that the diffraction efficiency is maximum at the intermediate wavelength, but it may be that having the maximum diffraction efficiency at the wavelengths at both ends.
【0408】また、非球面屈折面と輪帯状回折面の位相
差関数とを適当に設計することで、第1半導体レーザ1
1、青色レーザ12あるいは第2半導体レーザ13から
出射した各光束に対して、光ディスク20の透明基板2
1厚さの違いにより発生する球面収差を補正している。
さらに、対物レンズ1に形成された輪帯の位置を表す位
相差関数において、冪級数の4乗以降の項の係数を用い
ると球面収差の色収差を補正することが可能となる。な
お、第3光ディスク(CD)については実使用上の開口
はNA0.45であり、NA0.45以内で球面収差を
補正し、NA0.45より外側の領域の球面収差をフレ
アとしている。NA0.45以内の領域を通過する光束
が情報記録面で光スポットを形成し、NA0.45の外
側を通るフレア光は、悪影響を与えないように情報記録
面で光スポットから間隔を隔てたところを通る。これら
の補正により各光ディスク20に対して、情報記録面2
2上の集光スポットの収差が回折限界(0.07λrm
s)とほぼ同程度あるいはそれ以下になっている。
Also, by appropriately designing the phase difference function between the aspherical refracting surface and the orbicular diffraction surface, the first semiconductor laser 1
1. For each light beam emitted from the blue laser 12 or the second semiconductor laser 13, the transparent substrate 2 of the optical disk 20
1. The spherical aberration generated due to the difference in thickness is corrected.
Further, in the phase difference function indicating the position of the orbicular zone formed in the objective lens 1, the chromatic aberration of the spherical aberration can be corrected by using the coefficient of the fourth or higher term of the power series. In the third optical disc (CD), the aperture in practical use is NA 0.45, and the spherical aberration is corrected within NA 0.45, and the spherical aberration in a region outside NA 0.45 is defined as flare. A light beam passing through an area within NA 0.45 forms a light spot on the information recording surface, and a flare light passing outside NA 0.45 is separated from the light spot on the information recording surface so as not to have an adverse effect. Pass through. With these corrections, the information recording surface 2
2 is the diffraction limit (0.07λrm)
s) is almost the same or lower.
【0409】本実施の形態では、光路内に設けられた絞
り3は固定の開口数(NA0.65)を有しており、余
分な機構を必要とせず、低コスト化を実現できるもので
ある。なお、第3光ディスクの記録/再生時には不要光
(NA0.45以上)を除去できるように、絞り3の開
口数を可変としてもよい。また、ビームスプリッタ6、
7は、各レーザ光の光軸を合わせるためのものである。
光検出器(図示せず)は、周知のように、各光源ごとに
それぞれ設けても良く、1つの光検出器で3つの光源1
1、12、13に対応する反射光を受光するようにして
も良い。
In this embodiment, the stop 3 provided in the optical path has a fixed numerical aperture (NA 0.65), does not require an extra mechanism, and can realize low cost. . Note that the numerical aperture of the stop 3 may be variable so that unnecessary light (NA 0.45 or more) can be removed during recording / reproduction of the third optical disc. Also, the beam splitter 6,
Numeral 7 is for adjusting the optical axis of each laser beam.
As is well known, a photodetector (not shown) may be provided for each light source, and one light detector may be used for three light sources 1.
The reflected light corresponding to 1, 12, and 13 may be received.
【0410】次に、本発明の第5の実施の形態の対物レ
ンズについて説明する。
Next, an objective lens according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
【0411】本実施の形態では、対物レンズの輪帯状回
折面において、輪帯の位置を表す位相差関数が冪級数の
2乗の項の係数を用いる点のみにおいて、上述した第4
の実施の形態の対物レンズと異なっており、これによっ
て軸上色収差をも補正することが可能となっている。ま
た、本実施の形態の対物レンズによると、第4の実施の
形態と同様に各光ディスク20に対して、情報記録面2
2上の集光スポットの収差が回折限界(0.07λrm
s)とほぼ同程度あるいはそれ以下となっている。
[0411] In the present embodiment, only the point that the phase difference function indicating the position of the orbicular zone uses the coefficient of the square of the power series on the orbicular diffractive surface of the objective lens is described in the fourth embodiment.
This is different from the objective lens of the first embodiment, whereby it is also possible to correct axial chromatic aberration. Further, according to the objective lens of the present embodiment, the information recording surface 2 is applied to each optical disc 20 similarly to the fourth embodiment.
2 is the diffraction limit (0.07λrm)
s) is almost the same or less.
【0412】次に、本発明の第6の実施の形態の光ピッ
クアップ装置について説明する。
Next, an optical pickup device according to a sixth embodiment of the present invention will be described.
【0413】本実施の形態の光ピックアップ装置では、
第1光ディスク(例えばDVD)と第2光ディスク(例
えば、青色レーザ使用次世代高密度光ディスク)に対し
ては、光源から射出された光束をカップリングレンズに
よって平行光とし、第3光ディスク(例えばCD)に対
しては、光源から射出された光束をカップリングレンズ
によって発散光とし、それぞれ対物レンズによって集光
させる。第1および第2光ディスクの透明基板21の厚
さは0.6mmであり、第3光ディスクの透明基板21
の厚さは1.2mmである。
[0413] In the optical pickup device of the present embodiment,
For a first optical disk (for example, DVD) and a second optical disk (for example, next-generation high-density optical disk using a blue laser), a light beam emitted from a light source is converted into parallel light by a coupling lens, and a third optical disk (for example, CD) , The light beam emitted from the light source is diverged by the coupling lens, and is condensed by the objective lens. The thickness of the transparent substrate 21 of the first and second optical disks is 0.6 mm, and the thickness of the transparent substrate 21 of the third optical disk is
Has a thickness of 1.2 mm.
【0414】本実施の形態では、第1光ディスクと第2
光ディスクとの両方の球面収差を回折面の効果により回
折限界以内に補正し、また、第3光ディスクに対しては
第1および第2光ディスクよりディスク厚が大きいこと
によって生じる球面収差を主として対物レンズに発散光
束が入射することによって生じる球面収差によって打ち
消し、第3光ディスクの記録/再生に必要な所定の開口
数NA、例えばNA0.5或いはNA0.45以下にお
ける球面収差を回折限界以内に補正するようにしてい
る。
In the present embodiment, the first optical disc and the second
The spherical aberration of both the optical disc and the optical disc is corrected within the diffraction limit by the effect of the diffractive surface, and the spherical aberration caused by the disc thickness being larger than that of the first and second optical discs is mainly applied to the objective lens for the third optical disc. The spherical aberration caused by the incidence of the divergent light beam is canceled out, and the spherical aberration at a predetermined numerical aperture NA required for recording / reproducing of the third optical disc, for example, NA 0.5 or NA 0.45 or less is corrected within the diffraction limit. ing.
【0415】従って、λ1、λ2、λ3(λ1<λ2<λ3
の各波長に対応する光情報記録媒体に対して、記録/再
生を行うのに必要な所定の開口数をNA1、NA2、N
A3とするとき、それぞれの波長に対して、NA1の範
囲で波面収差のRMSを0.07λ1以下、NA2の範
囲で0.07λ2以下、NA3の範囲で0.07λ2以下
に補正することができる。
Therefore, λ 1 , λ 2 , λ 3123 )
The predetermined numerical apertures required for performing recording / reproducing with respect to the optical information recording medium corresponding to each wavelength of NA1, NA2, N
When the A3, for each wavelength, 0.07λ 1 an RMS wavefront aberration in the range of NA1 or less, 0.07λ 2 below, in the range of NA2, be corrected to 0.07Ramuda 2 below, in the range of NA3 Can be.
【0416】また、第3光ディスクに対しては、所定の
開口数NAよりも大きい開口数NAの光束によってビー
ムスポット径が小さくなり過ぎることは好ましくない。
そのため、第4の実施の形態と同様に必要な開口数より
も大きな開口数では球面収差をフレアとすることが好ま
しい。
For the third optical disc, it is not preferable that the beam spot diameter becomes too small due to a light beam having a numerical aperture NA larger than a predetermined numerical aperture NA.
Therefore, as in the fourth embodiment, it is preferable that the spherical aberration be flare at a numerical aperture larger than the required numerical aperture.
【0417】上記のような異なる波長光の3光源を有す
る第4〜第6の実施の形態の光ピックアップ装置は、例
えばCD、CD−R、CD−RW、CD−Video、
CD−ROM、DVD、DVD−ROM、DVD−RA
M、DVD−R、DVD−RW、MD等の、任意の異な
る2つ以上の複数の光情報記録媒体に対して、コンパチ
ブルなプレーヤ、またはドライブ等、あるいはそれらを
組み込んだAV機器、パソコン、その他の情報端末等、
の音声および/または画像の記録、および/または、音
声および/または画像の再生装置に搭載することができ
る。
The optical pickup devices according to the fourth to sixth embodiments having the three light sources having different wavelengths as described above include, for example, CD, CD-R, CD-RW, CD-Video,
CD-ROM, DVD, DVD-ROM, DVD-RA
Players or drives compatible with two or more different optical information recording media such as M, DVD-R, DVD-RW, MD, etc., or AV devices, personal computers, etc. incorporating them. Information terminals, etc.
Recording of audio and / or images, and / or audio and / or image reproducing apparatus.
【0418】[0418]
【実施例】以下、本発明の対物レンズについての実施例
について説明する。 〈実施例1〜8〉
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the objective lens according to the present invention will be described below. <Examples 1 to 8>
【0419】実施例1〜8の対物レンズは、第1の実施
の形態に係る対物レンズの具体例であり、次の〔数3〕
で表される非球面形状を屈折面に有している。
[0419] The objective lenses of Examples 1 to 8 are specific examples of the objective lens according to the first embodiment.
The refractive surface has an aspherical shape represented by
【0420】[0420]
【数3】 ただし、Zは光軸方向の軸、hは光軸と垂直方向の軸
(光軸からの高さ:光の進行方向を正とする)、R0は
近軸曲率半径、κは円錐係数、Aは非球面係数、2iは
非球面のべき数である。また、実施例1〜3、6〜8で
は回折面が単位をラジアンとした位相差関数ΦBとして
〔数1〕で表され、同様に実施例4,5では回折面が単
位をmmとした光路差関数Φbとして〔数2〕で表わさ
れる。
(Equation 3) Here, Z is an axis in the optical axis direction, h is an axis perpendicular to the optical axis (height from the optical axis: the traveling direction of light is defined as positive), R0 is a paraxial radius of curvature, κ is a cone coefficient, and A Is an aspheric coefficient, and 2i is a power number of the aspheric surface. Further, in Examples 1 to 3 and 6 to 8, the diffractive surface is represented by [Equation 1] as a phase difference function ΦB in radians, and similarly, in Examples 4 and 5, the optical path in which the diffractive surface is in mm is used. It is represented by [Equation 2] as a difference function Φb.
【0421】[0421]
【数1】 (Equation 1)
【数2】 (実施例1)(Equation 2) (Example 1)
【0422】図1に、実施例1の対物レンズである回折
光学レンズ(回折面を有する対物レンズ)の光路図を示
す。また、図2に、実施例1の回折光学レンズについて
のλ=635nmに対する開口数0.60までの球面収
差図を示す。また、図3および図4に、実施例1の回折
光学レンズについての波長λ=780nmに対する開口
数0.45および0.60までの球面収差図をそれぞれ
示す。なお、図1の回折光学レンズは、レンズ全面にブ
レーズド型の同心円状の輪帯回折部を有しているが、図
面において回折部のレリーフ形状は省略されている。ま
た、以降の多くの図面においても、回折部のレリーフ形
状は省略されている。
FIG. 1 shows an optical path diagram of a diffractive optical lens (objective lens having a diffractive surface) which is the objective lens of the first embodiment. FIG. 2 shows a spherical aberration diagram of the diffractive optical lens of Example 1 with respect to λ = 635 nm up to a numerical aperture of 0.60. FIGS. 3 and 4 show spherical aberration diagrams of the diffractive optical lens of Example 1 with respect to a wavelength λ = 780 nm up to numerical apertures 0.45 and 0.60, respectively. Although the diffractive optical lens of FIG. 1 has a blazed concentric ring-shaped diffractive portion on the entire surface of the lens, the relief shape of the diffractive portion is omitted in the drawing. In many of the drawings that follow, the relief shape of the diffractive portion is omitted.
【0423】実施例1の回折光学レンズによると、図2
に示すように、波長λ=635nmに対してはNA0.
60までの全開口がほぼ無収差である。また、図3に示
すように、波長λ=780nmに対しては、実使用範囲
であるNA0.45までがほぼ無収差である。その外側
のNA0.45〜0.60の部分については、図4に示
すように球面収差は大きくアンダーとされ、フレアとな
っている。これによって、波長λ=780nmについ
て、適正なスポット径を得ることが可能となっている。
According to the diffractive optical lens of Embodiment 1, FIG.
As shown in FIG.
All apertures up to 60 are almost stigmatic. Further, as shown in FIG. 3, for the wavelength λ = 780 nm, there is almost no aberration up to NA 0.45 which is the actual use range. As for the outer part of NA 0.45 to 0.60, the spherical aberration is largely under, as shown in FIG. 4, resulting in flare. This makes it possible to obtain an appropriate spot diameter for the wavelength λ = 780 nm.
【0424】図5、図6に、実施例1の回折光学レンズ
についてのλ=635nmおよび波長λ=780nmに
対する波面収差図をそれぞれ示す。これらの図から分か
るように、実施例1の回折光学レンズによると、いずれ
の波長に対しても、光軸上ではほぼ無収差となり、像高
0.03mmにおいても、実用上無収差に近いレベルと
なっている。
FIGS. 5 and 6 show wavefront aberration diagrams for the diffractive optical lens of Example 1 with respect to λ = 635 nm and wavelength λ = 780 nm, respectively. As can be seen from these figures, according to the diffractive optical lens of Example 1, there is almost no aberration on the optical axis for any wavelength, and even at an image height of 0.03 mm, the level is practically close to no aberration. It has become.
【0425】以下、実施例1のレンズデータを示す。
〔表1〕中、Rは曲率半径、dは面間隔、nは主波長で
の屈折率、νはアッベ数を示す。
The following shows the lens data of the first embodiment.
In Table 1, R is the radius of curvature, d is the surface spacing, n is the refractive index at the main wavelength, and ν is the Abbe number.
【0426】実施例1Example 1
【0427】 光源波長λ1=635nmのとき 焦点距離f1=3.34 開口数NA1=0.60 無限仕様When light source wavelength λ1 = 635 nm Focal length f1 = 3.34 Numerical aperture NA1 = 0.60 Infinite specification
【0428】 光源波長λ2=780nmのとき 焦点距離f2=3.36 開口数NA2=0.45 無限仕様When the light source wavelength is λ2 = 780 nm, focal length f2 = 3.36, numerical aperture NA2 = 0.45, infinite specification
【0429】本実施例は、λ1の光束において+1次回
折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ2の
光束においても、+1次回折光を他の次数の回折光に比
して多く発生させる。λ1に対する+1次回折光の回折
効率を100%とすれば、λ2に対する回折効率は84
%となる。また、λ2に対する+1次回折光の回折効率
を100%とすれば、λ1に対する回折効率は89%と
なる。
In this embodiment, the + 1st order diffracted light is generated more in the λ1 light beam than the other orders, and the + 1st order diffracted light is also generated in the λ2 light beam in the λ1 light beam. Generate a lot. Assuming that the diffraction efficiency of the + 1st-order diffracted light with respect to λ1 is 100%, the diffraction efficiency with respect to λ2 is 84%.
%. Assuming that the diffraction efficiency of the + 1st-order diffracted light with respect to λ2 is 100%, the diffraction efficiency with respect to λ1 is 89%.
【0430】[0430]
【表1】 非球面係数 非球面1 非球面2 κ =−0.17021 κ =−11.653 A4 =−0.0032315 A4 = 0.038456 A6 =−0.00058160 A6 = −0.020800 A8 =−4.6316×10-5 A8 = 0.0078648 A10=−3.79858×10-5 A10= −0.0019431 A12=−6.0308×10-6 A12= 0.00024343[Table 1] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 Aspherical surface 2 κ = -0.17021 κ = -11.653 A4 = -0.00003215 A4 = 0.038456 A6 = -0.0058160 A6 = -0.020800 A8 = -4.6316 × 10 −5 A8 = 0.00007864 A10 = −3.798858 × 10 −5 A10 = −0.000019431 A12 = −6.0308 × 10 −6 A12 = 0.00024343
【0431】 回折面係数 B2 =−96.766 B4 = −2.9950 B6 = 2.1306 B8 = −0.12614 B10= −0.095285Diffraction surface coefficient B2 = -96.766 B4 = -2.9950 B6 = 2.1306 B8 = -0.161414 B10 = -0.095285
【0432】(実施例2、実施例3)(Examples 2 and 3)
【0433】次に、実施例2、実施例3について説明す
る。図7および図8に、実施例2の対物レンズである回
折光学レンズのλ=405nmおよび635nmに対す
る光路図をそれぞれ示す。また、図9および図10に、
実施例2の回折光学レンズについてのλ=405nmお
よび635nmに対する開口数0.60までの球面収差
図をそれぞれ示す。また、図11および図12に、実施
例2の回折光学レンズについての波長λ=405nmお
よび635nmに対する波面収差図をそれぞれ示す。
Next, Embodiments 2 and 3 will be described. 7 and 8 show optical path diagrams of the diffractive optical lens, which is the objective lens of the second embodiment, at λ = 405 nm and 635 nm, respectively. 9 and FIG.
9 shows spherical aberration diagrams of the diffractive optical lens of Example 2 for λ = 405 nm and 635 nm up to a numerical aperture of 0.60, respectively. FIGS. 11 and 12 show wavefront aberration diagrams for the diffractive optical lens of Example 2 at wavelengths λ = 405 nm and 635 nm, respectively.
【0434】また、図13および図14に、実施例3の
対物レンズである回折光学レンズのλ=405nmおよ
び635nmに対する光路図をそれぞれ示す。また、図
15および図16に、実施例3の回折光学レンズについ
てのλ=405nmおよび635nmに対する開口数
0.60までの球面収差図をそれぞれ示す。また、図1
7および図18に、実施例3の回折光学レンズについて
の波長λ=405nmおよび635nmに対する波面収
差図をそれぞれ示す。
FIGS. 13 and 14 show optical path diagrams of the diffractive optical lens, which is the objective lens of the third embodiment, at λ = 405 nm and 635 nm, respectively. FIGS. 15 and 16 show spherical aberration diagrams of the diffractive optical lens of Example 3 at λ = 405 nm and 635 nm up to a numerical aperture of 0.60, respectively. FIG.
7 and 18 show wavefront aberration diagrams for the diffractive optical lens of Example 3 for wavelengths λ = 405 nm and 635 nm, respectively.
【0435】実施例2、3においては、波長λ=405
nmおよび波長λ=635nmに対し、基板厚は共に
0.6mm、NAは0.60であり、波面収差は光軸上
はほぼ無収差、像高0.03mmにおいても、実用上無
収差に近いレベルとなっている。
In Examples 2 and 3, the wavelength λ = 405
For nm and wavelength λ = 635 nm, both the substrate thickness is 0.6 mm and the NA is 0.60, and the wavefront aberration is almost no aberration on the optical axis and practically close to no aberration even at an image height of 0.03 mm. Level.
【0436】以下、実施例2、3のレンズデータを示
す。
Hereinafter, lens data of Examples 2 and 3 will be shown.
【0437】実施例2Example 2
【0438】 光源波長λ1=405nmのとき 焦点距離f1=3.23 開口数NA1=0.60 無限仕様When light source wavelength λ1 = 405 nm, focal length f1 = 3.23, numerical aperture NA1 = 0.60, infinite specification
【0439】 光源波長λ2=635nmのとき 焦点距離f2=3.34 開口数NA2=0.60 無限仕様When the light source wavelength λ2 = 635 nm Focal length f2 = 3.34 Numerical aperture NA2 = 0.60 Infinite specification
【0440】本実施例は、λ1の光束において+1次回
折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ2の
光束においても、+1次回折光を他の次数の回折光に比
して多く発生させる。
In this embodiment, the + 1st order diffracted light is generated more in the λ1 light beam than the other order diffracted light, and the + 1st order diffracted light is also generated in the λ2 light beam in comparison with the other order diffracted light. Generate a lot.
【0441】[0441]
【表2】 非球面係数 非球面1 非球面2 κ =−0.15079 κ =−3.8288 A4 =−0.0021230 A4 = 0.036962 A6 =−0.00076528 A6 =−0.020858 A8 =−8.84957×10-5 A8 = 0.0079732 A10=−3.49803×10-5 A10=−0.0018713 A12=−2.38916×10-6 A12= 0.00022504[Table 2] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 Aspherical surface 2 κ = -0.15079 κ = -3.8288 A4 = -0.0021230 A4 = 0.036962 A6 = -0.0076528 A6 = -0.020858 A8 = -8.848557 × 10 -5 A8 = 0.0097732 A10 = -3.49803 x 10 -5 A10 = -0.00001813 A12 = -2.38916 x 10 -6 A12 = 0.0002504
【0442】 回折面係数 B2 = 0.0 B4 =−6.7169 B6 = 2.0791 B8 =−0.31970 B10= 0.00016708Diffraction surface coefficient B2 = 0.0 B4 = −6.7169 B6 = 2.0791 B8 = −0.3970 B10 = 0.00016708
【0443】実施例3Embodiment 3
【0444】 光源波長λ1=405nmのとき 焦点距離f1=3.31 開口数NA1=0.60 無限仕様When light source wavelength λ 1 = 405 nm Focal length f 1 = 3.31 Numerical aperture NA 1 = 0.60 Infinite specification
【0445】 光源波長λ2=635nmのとき 焦点距離f2=3.34 開口数NA2=0.60 無限仕様When light source wavelength λ2 = 635 nm Focal length f2 = 3.34 Numerical aperture NA2 = 0.60 Infinite specification
【0446】本実施例は、λ1の光束において+1次回
折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ2の
光束においても、+1次回折光を他の次数の回折光に比
して多く発生させる。
In this embodiment, the + 1st order diffracted light is generated more in the λ1 light beam than the other orders, and the + 1st order diffracted light is also generated in the λ2 light beam in the λ1 light beam. Generate a lot.
【0447】[0447]
【表3】 非球面係数 非球面1 非球面2 κ =−0.19029 κ = 6.4430 A4 = 0.00030538 A4 = 0.037045 A6 =−0.0010619 A6 =−0.021474 A8 =−7.5747×10-5 A8 = 0.0078175 A10=−6.7599×10-5 A10=−0.0016064 A12=−3.3788×10-6 A12= 0.00014332[Table 3] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 Aspherical surface 2 κ = -0.10929 κ = 6.4430 A4 = 0.0030538 A4 = 0.037045 A6 = -0.00001019 A6 = -0.021474 A8 = -7.5747 × 10 -5 A8 = 0.00007875 A10 = -6.7599 × 10 -5 A10 = -0.00001664 A12 = -3.3788 x 10 -6 A12 = 0.00014332
【0448】 回折面係数 B2 =−96.766 B4 = −2.9950 B6 = −0.25560 B8 = −0.08789 B10= 0.014562Diffraction surface coefficient B2 = −96.766 B4 = −2.9950 B6 = −0.2560 B8 = −0.08789 B10 = 0.014562
【0449】(実施例4、実施例5)(Examples 4 and 5)
【0450】次に、色収差補正を行った実施例4、実施
例5について説明する。図19に、実施例4の対物レン
ズである回折光学レンズの光路図をそれぞれ示す。ま
た、図20に、実施例4の回折光学レンズについてのλ
=635nm、650nmおよび780nmに対する開
口数0.50までの球面収差図をそれぞれ示す。また、
図21に、実施例5の対物レンズである回折光学レンズ
の光路図をそれぞれ示す。また、図22に、実施例5の
回折光学レンズについてのλ=635nm、650nm
および780nmに対する開口数0.50までの球面収
差図をそれぞれ示す。
Next, Embodiments 4 and 5 in which chromatic aberration correction is performed will be described. FIG. 19 shows an optical path diagram of the diffractive optical lens which is the objective lens of the fourth embodiment. FIG. 20 shows λ of the diffractive optical lens of the fourth embodiment.
= Spherical aberration diagrams up to numerical aperture 0.50 for 635 nm, 650 nm and 780 nm, respectively. Also,
FIG. 21 shows an optical path diagram of the diffractive optical lens which is the objective lens of the fifth embodiment. FIG. 22 shows λ = 635 nm and 650 nm for the diffractive optical lens of Example 5.
And spherical aberration diagrams up to a numerical aperture of 0.50 for 780 nm and 780 nm, respectively.
【0451】図20および図22から分かるように、実
施例4、5の回折光学レンズによると、波長λ=635
nm、波長λ=780nmに対しては、ほぼ完全に色に
よるずれは補正され、波長λ=650nmに対しても、
実用上全く問題はない程度に補正されている。
As can be seen from FIGS. 20 and 22, according to the diffractive optical lenses of Examples 4 and 5, the wavelength λ = 635.
nm and wavelength λ = 780 nm, the color shift is almost completely corrected, and for wavelength λ = 650 nm,
It has been corrected to such an extent that there is no practical problem.
【0452】以下、実施例4、5のレンズデータを示
す。
The lens data of Examples 4 and 5 are shown below.
【0453】実施例4Embodiment 4
【0454】 光源波長λ1=635nmのとき 焦点距離f1=3.40 開口数NA1=0.50 無限仕様When light source wavelength λ1 = 635 nm Focal length f1 = 3.40 Numerical aperture NA1 = 0.50 Infinite specification
【0455】 光源波長λ2=780nmのとき 焦点距離f2=3.41 開口数NA2=0.50 無限仕様When light source wavelength λ2 = 780 nm, focal length f2 = 3.41 numerical aperture NA2 = 0.50 infinite specification
【0456】本実施例は、λ1の光束において+1次回
折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ2の
光束においても、+1次回折光を他の次数の回折光に比
して多く発生させる。
In this embodiment, the + 1st order diffracted light is generated more in the λ1 light beam than the other order diffracted light, and the + 1st order diffracted light is also generated in the λ2 light beam in comparison with the other order diffracted light. Generate a lot.
【0457】[0457]
【表4】 非球面係数 非球面1 非球面2 κ =−0.53245 κ = 7.3988 A4 = 0.24033×10-2 A4 = 0.90408×10-2 A6 =−0.91472×10-3 A6 =−0.18704×10-2 A8 = 0.15590×10-4 A8 =−0.47368×10-3 A10=−0.11131×10-3 A10= 0.16891×10-3 [Table 4] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 Aspherical surface 2 κ = −0.53245 κ = 7.3988 A4 = 0.24033 × 10 −2 A4 = 0.9408 × 10 −2 A6 = −0.9147 × 10 −3 A6 = −0.1704 × 10 −2 A8 = 0.15590 × 10 −4 A8 = −0.47368 × 10 −3 A10 = −0.11311 × 10 −3 A10 = 0.16891 × 10 −3
【0458】 回折面係数 b2 =−0.36764×10-2 b4 =−0.91727×10-4 b6 =−0.34903×10-4 b8 = 0.77485×10-5 b10=−0.15750×10-5 Diffraction surface coefficient b 2 = −0.36764 × 10 −2 b 4 = −0.9127 × 10 −4 b 6 = −0.3903 × 10 −4 b 8 = 0.7785 × 10 −5 b 10 = −0. 15750 × 10 -5
【0459】実施例5Embodiment 5
【0460】 光源波長λ1=635nmのとき 焦点距離f1=3.40 開口数NA1=0.50 無限仕様When light source wavelength λ1 = 635 nm, focal length f1 = 3.40, numerical aperture NA1 = 0.50, infinite specification
【0461】 光源波長λ2=780nmのとき 焦点距離f2=3.40 開口数NA2=0.50 無限仕様When light source wavelength λ2 = 780 nm, focal length f2 = 3.40, numerical aperture NA2 = 0.50, infinite specification
【0462】本実施例は、λ1の光束において+1次回
折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、λ2の
光束においても、+1次回折光を他の次数の回折光に比
して多く発生させる。
In this embodiment, the + 1st order diffracted light is generated more in the λ1 light beam than the other orders, and the + 1st order diffracted light is also generated in the λ2 light beam in comparison with the other orders. Generate a lot.
【0463】[0463]
【表5】 非球面係数 非球面1 非球面2 κ =−0.17006 κ =−40.782 A4 =−0.30563×10-2 A4 = 0.73447×10-2 A6 =−0.45199×10-3 A6 = 0.85177×10-3 A8 = 0.58811×10-5 A8 = −0.82795×10-3 A10=−0.13002×10-4 A10= 0.23029×10-3 [Table 5] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 Aspherical surface 2 κ = -0.17066 κ = -400.782 A4 = -0.3563 × 10 -2 A4 = 0.73447 × 10 -2 A6 = -0.445199 × 10 -3 A6 = 0.85177 × 10 −3 A8 = 0.58811 × 10 −5 A8 = −0.82795 × 10 −3 A10 = −0.1302 × 10 −4 A10 = 0.23029 × 10 −3
【0464】 回折面係数 b2 =−0.74461×10-2 b4 = 0.11193×10-2 b6 =−0.85257×10-3 b8 = 0.50517×10-3 b10=−0.11242×10-3 Diffraction surface coefficient b 2 = −0.74461 × 10 −2 b 4 = 0.1193 × 10 −2 b 6 = −0.8825 × 10 −3 b 8 = 0.550517 × 10 −3 b 10 = −0.1242 × 10 -3
【0465】(実施例6〜8)(Examples 6 to 8)
【0466】次に、実施例6〜8について説明する。図
23、図30および図37に、実施例6〜8の対物レン
ズである回折光学レンズのλ=650nmに対する光路
図をそれぞれ示す。また、図24、図31および図38
に、実施例6〜8の回折光学レンズのλ=780nm
(NA=0.5)に対する光路図をそれぞれ示す。ま
た、図25、図32および図39に、実施例6〜8の回
折光学レンズについてのλ=650±10nmに対する
開口数0.60までの球面収差図をそれぞれ示す。ま
た、図26、図33および図40に、実施例6〜8の回
折光学レンズについてのλ=780±10nmに対する
開口数0.50までの球面収差図をそれぞれ示す。ま
た、図27、図34および図41に、実施例6〜8の回
折光学レンズについてのλ=780nmに対する開口数
0.60までの球面収差図をそれぞれ示す。
Next, Examples 6 to 8 will be described. FIGS. 23, 30 and 37 show optical path diagrams with respect to λ = 650 nm of the diffractive optical lenses which are the objective lenses of Examples 6 to 8, respectively. 24, 31, and 38.
Λ = 780 nm of the diffractive optical lenses of Examples 6 to 8
The optical path diagrams for (NA = 0.5) are shown respectively. 25, 32, and 39 show spherical aberration diagrams of the diffractive optical lenses of Examples 6 to 8 up to a numerical aperture of 0.60 with respect to λ = 650 ± 10 nm, respectively. 26, 33, and 40 show spherical aberration diagrams of the diffractive optical lenses of Examples 6 to 8 with respect to λ = 780 ± 10 nm up to a numerical aperture of 0.50, respectively. 27, 34, and 41 show spherical aberration diagrams of the diffractive optical lenses of Examples 6 to 8 with respect to λ = 780 nm up to a numerical aperture of 0.60, respectively.
【0467】また、図28、図35および図42に、実
施例6〜8の回折光学レンズについてのλ=650nm
に対する波面収差rms図をそれぞれ示す。また、図2
9、図36および図43に、実施例6〜8の回折光学レ
ンズについてのλ=780nmに対する波面収差rms
図をそれぞれ示す。また、図44、図45および図46
に、実施例6〜8の回折光学レンズについての回折輪帯
数と光軸からの高さとの関係を示すグラフをそれぞれ示
す。ここで、回折輪帯数は、位相差関数を2πで割った
値として定義される。
FIGS. 28, 35 and 42 show that λ = 650 nm for the diffractive optical lenses of Examples 6 to 8.
Respectively show wavefront aberration rms diagrams. FIG.
9, FIG. 36 and FIG. 43 show the wavefront aberration rms for the diffractive optical lenses of Examples 6 to 8 with respect to λ = 780 nm.
The figures are shown respectively. 44, 45 and 46.
7 shows graphs showing the relationship between the number of diffraction zones and the height from the optical axis for the diffractive optical lenses of Examples 6 to 8, respectively. Here, the number of diffraction zones is defined as a value obtained by dividing the phase difference function by 2π.
【0468】実施例6〜8では、球面収差図に示された
とおり、波長λ=650nmに対してはNA0.60ま
での全開口がほぼ無収差となっている。また、波長λ=
780nmに対しては、実使用範囲であるNA0.50
までがほぼ無収差となっているが、その外側のNA0.
50〜0.60の部分については球面収差が大きく、フ
レアとなっている。これによって、波長λ=780nm
について、適正なスポット径を得ることが可能となって
いる。
In Examples 6 to 8, as shown in the spherical aberration diagram, for a wavelength λ = 650 nm, all apertures up to NA 0.60 are almost free of aberration. Also, the wavelength λ =
For 780 nm, the practical use range of NA 0.50
Are almost aberration-free, but NA0.
The portion between 50 and 0.60 has large spherical aberration and is flare. Thereby, the wavelength λ = 780 nm
With regard to (1), it is possible to obtain an appropriate spot diameter.
【0469】以下、実施例6〜8のレンズデータを示
す。〔表6〕〜〔表8〕、更に〔表15〕〜〔表18〕
中、STOは絞り、IMAは像面を表しており、絞りを
含めた形で表現している。また、OBJは、物点(光
源)を表しており、以下の各表においても同じである。
Hereinafter, lens data of Examples 6 to 8 will be shown. [Table 6] to [Table 8] and further [Table 15] to [Table 18]
In the figure, STO denotes an aperture and IMA denotes an image plane, which is expressed in a form including the aperture. OBJ represents an object point (light source), and is the same in each of the following tables.
【0470】実施例6Example 6
【0471】 光源波長λ=650nmのとき 焦点距離f=3.33 像側開口数NA=0.60 無限仕様When the wavelength of the light source is λ = 650 nm, the focal length f = 3.33, the image-side numerical aperture NA = 0.60, infinite specification
【0472】 光源波長λ=780nmのとき 焦点距離f=3.37 像側開口数NA=0.50(NA=0.60) 無限 仕様 w(780nmの光束の結像面での13.5%強度のビーム径)=1.20μmWhen light source wavelength λ = 780 nm Focal length f = 3.37 Image side numerical aperture NA = 0.50 (NA = 0.60) Infinity specification w (13.5% of light beam of 780 nm on image plane) Intensity beam diameter) = 1.20 μm
【0473】本実施例は、図44に見るように、λ1の
光束においても、λ2の光束においても、光軸からの高
さが有効径のおよそ半分以下の中心部では、−1次回折
光を他の次数の回折光に比して多く発生させ、光軸から
の高さが有効径のおよそ半分以上の周辺部では、+1次
回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させる。た
だし、本実施例において、輪帯ピッチを整数倍して、±
1次回折光ではなく、高次の同次回折光を発生させるよ
うにしてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 44, the -1st-order diffracted light is not reflected at the center of the luminous flux of λ1 or λ2 at the center where the height from the optical axis is about half or less of the effective diameter. More diffracted light of other orders is generated, and in the peripheral portion where the height from the optical axis is about half or more of the effective diameter, more + 1st-order diffracted light is generated than diffracted light of other orders. However, in the present embodiment, the orbicular zone pitch is multiplied by an integer to obtain ±
Instead of first-order diffracted light, higher-order same-order diffracted light may be generated.
【0474】また、本実施例において、図27に示され
るように、第2の光情報記録媒体では、NA1=0.6
のとき、球面収差は+29μmであり、NA2=0.5
のとき、球面収差は+1μmである。また、本実施例に
おいて、開口数(NA)0.4における回折部のピッチ
は14μmである。
In this embodiment, as shown in FIG. 27, in the second optical information recording medium, NA1 = 0.6
, The spherical aberration is +29 μm, and NA2 = 0.5
In this case, the spherical aberration is +1 μm. Further, in the present embodiment, the pitch of the diffraction portions at a numerical aperture (NA) of 0.4 is 14 μm.
【0475】[0475]
【表6】 非球面係数 非球面1 非球面2 κ=−1.07952 κ=−3.452929 A4 =0.51919725×10-2 A4 =0.15591292×10-1 A6 =0.10988861×10-2 A6 =−0.44528738×10-2 A8 =−0.44386519×10-3 A8 =0.65423404×10-3 A10=5.4053137×10-5 A10=−4.7679992×10-5 [Table 6] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 Aspherical surface 2 κ = -1.07952 κ = -3.4452929 A4 = 0.519125 × 10 -2 A4 = 0.15912992 × 10 -1 A6 = 0.1988861 × 10 -2 A6 = −0.444528738 × 10 −2 A8 = −0.444386519 × 10 −3 A8 = 0.6543404 × 10 −3 A10 = 5.40513737 × 10 −5 A10 = −4.776799 × 10 −5
【0476】 回折面係数 B2 =29.443104 B4 =−14.403683 B6 =3.9425951 B8 =−2.1471955 B10=0.31859248Diffraction surface coefficient B2 = 29.443104 B4 = -14.403683 B6 = 3.9425951 B8 = −2.1471955 B10 = 0.31859248
【0477】実施例7Example 7
【0478】 光源波長λ=650nmのとき 焦点距離f=3.33 像側開口数NA=0.60 無限仕様When light source wavelength λ = 650 nm Focal length f = 3.33 Image side numerical aperture NA = 0.60 Infinite specification
【0479】 光源波長λ=780nmのとき 焦点距離f=3.37 像側開口数NA=0.50(NA=0.60) 有限 仕様When Light Source Wavelength λ = 780 nm Focal Length f = 3.37 Image Side Numerical Value NA = 0.50 (NA = 0.60) Finite Specification
【0480】本実施例は、図45に見るように、λ1の
光束においても、λ2の光束においても、全面的に、+
1次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生させ
る。ただし、本実施例において、輪帯ピッチを整数倍し
て、+1次回折光ではなく、高次の同次回折光を発生さ
せるようにしてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 45, the light beam of λ1 and the light beam of λ2
The first-order diffracted light is generated more than the other-order diffracted lights. However, in the present embodiment, the orbicular zone pitch may be multiplied by an integer to generate a higher-order homogenous diffracted light instead of the + 1st-order diffracted light.
【0481】[0481]
【表7】 非球面係数 非球面1 非球面2 κ=−1.801329 κ=−8.871647 A4 =0.1615422×10-1 A4 =0.1492511×10-1 A6 =−0.4937969×10-3 A6 =−0.4447445×10-2 A8 =0.11038322×10-3 A8 =0.60067143×10-3 A10=−2.1823306×10-5 A10=−3.4684206×10-5 [Table 7] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 Aspherical surface 2 κ = -1.801329 κ = −8.871647 A4 = 0.615422 × 10 −1 A4 = 0.14925111 × 10 −1 A6 = −0.4937969 × 10 -3 A6 = −0.444445 × 10 −2 A8 = 0.11038322 × 10 −3 A8 = 0.60067143 × 10 −3 A10 = −2.1823306 × 10 −5 A10 = −3.4684206 × 10 −5
【0482】 回折面係数 B2 =−17.150237 B4 =−4.1227045 B6 =1.1902249 B8 =−0.26202222 B10=0.018845315Diffraction surface coefficient B2 = −17.150237 B4 = −4.127045 B6 = 1.1902249 B8 = −0.262022222 B10 = 0.188845315
【0483】実施例8Example 8
【0484】 光源波長λ=650nmのとき 焦点距離f=3.33 像側開口数NA=0.60 無限仕様When the light source wavelength is λ = 650 nm Focal length f = 3.33 Image side numerical aperture NA = 0.60 Infinite specification
【0485】 光源波長λ=780nmのとき 焦点距離f=3.35 像側開口数NA=0.50(NA=0.60) 無限 仕様 w(780nmの光束の結像面での13.5%強度のビーム径)=1.27μmWhen light source wavelength λ = 780 nm Focal length f = 3.35 Image side numerical aperture NA = 0.50 (NA = 0.60) Infinity specification w (13.5% of light beam of 780 nm on image plane) Beam diameter of intensity) = 1.27 μm
【0486】本実施例は、図46に見るように、λ1の
光束においても、λ2の光束においても、ごく周辺部の
み−1次回折光を他の次数の回折光に比して多く発生さ
せ、他は+1次回折光を他の次数の回折光に比して多く
発生させる。ただし、本実施例において、輪帯ピッチを
整数倍して、±1次回折光ではなく、高次の同次回折光
を発生させるようにしてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 46, in the luminous flux of λ1 and the luminous flux of λ2, the −1st-order diffracted light is generated more in the very peripheral portion than in the diffracted lights of other orders. Others generate + 1st-order diffracted light more than diffracted lights of other orders. However, in the present embodiment, the annular zone pitch may be multiplied by an integer to generate higher-order same-order diffracted light instead of ± 1st-order diffracted light.
【0487】また、本実施例において、図41に示され
るように、第2の光情報記録媒体では、NA1=0.6
のとき、球面収差は+68μmであり、NA2=0.5
のとき、球面収差は+9μmである。
In this embodiment, as shown in FIG. 41, in the second optical information recording medium, NA1 = 0.6
, The spherical aberration is +68 μm, and NA2 = 0.5
In this case, the spherical aberration is +9 μm.
【0488】また、本実施例において、開口数(NA)
0.4におけるピッチは61μmである。
In the present embodiment, the numerical aperture (NA)
The pitch at 0.4 is 61 μm.
【0489】[0489]
【表8】 非球面係数 非球面1 非球面2 κ=−1.2532 κ=−9.151362 A4 =0.1007×10-1 A4 =0.133327×10-1 A6 =−0.85849×10-3 A6 =−0.378682×10-2 A8 =−1.5773×10-5 A8 =0.3001×10-3 A10=3.2855×10-5 A10=4.02221×106 [Table 8] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 Aspherical surface 2 κ = -1.2532 κ = −9.151362 A4 = 0.107 × 10 −1 A4 = 0.133327 × 10 −1 A6 = −0.885849 × 10 -3 A6 = −0.378862 × 10 −2 A8 = −1.5773 × 10 −5 A8 = 0.3001 × 10 −3 A10 = 3.2855 × 10 −5 A10 = 4.02211 × 10 6
【0490】 回折面係数 B2 =3.4251×10-21 B4 =0.0763977 B6 =−5.5386 B8 =0.05938 B10=0.2224 ここで、実施例6〜8に基づいて、レンズに入射する半
導体レーザの波長の変動要因について考察する。半導体
レーザの波長の個体ばらつきは、±2から3nm程度、
多モード発振の幅が±2nm程度、書き込み時のモード
ホップが2nm程度と考えられる。これらの要因による
半導体レーザの波長変動に伴う、レンズの球面収差の変
動を考慮した場合について説明する。
Diffraction surface coefficient B 2 = 3.4251 × 10 −21 B 4 = 0.076977 B 6 = −5.5386 B 8 = 0.05938 B 10 = 0.2224 Here, based on Examples 6 to 8, Consider the cause of the fluctuation of the wavelength of the incident semiconductor laser. The individual variation of the wavelength of the semiconductor laser is about ± 2 to 3 nm,
It is considered that the width of the multimode oscillation is about ± 2 nm and the mode hop at the time of writing is about 2 nm. A case will be described in which a change in the spherical aberration of the lens due to a change in the wavelength of the semiconductor laser due to these factors is considered.
【0491】つまり、異なる2波長の光源に対し、光デ
ィスクの透明基板の厚みがそれぞれで異なる場合、実施
例6に関するデータから理解されるように、異なる2波
長の光源からの無限光(平行光束)に対して無収差に補
正したレンズでは、1つの光源での波長10nm程度の
変化に対し、球面収差変動が比較的大きい。実施例6で
は、650nmの波長においては波面収差が0.001
λrmsであるが、640nmおよび660nmの波長
においては、波面収差が0.035λrms程度に劣化
する。もちろん、レーザの波長がよく管理された光学系
に対しては、実施例6も十分実用に供することができ
る。これに対し、実施例7のレンズのように、どちらか
一方の光源からの無限光に対してほぼ無収差で、もう一
方の波長の光源からの有限光(非平行光束)に対してほ
ぼ無収差に補正したレンズでは、1つの光源の波長10
nm程度の変化に対し、球面収差変動を極めて小さく抑
えることが可能となる。
That is, when the thickness of the transparent substrate of the optical disk is different for each of the two different light sources, as can be understood from the data relating to the sixth embodiment, the infinite light (parallel light flux) from the different two wavelength light sources is understood. In a lens corrected to have no aberration, the variation in spherical aberration is relatively large with respect to a change of a wavelength of about 10 nm by one light source. In the sixth embodiment, the wavefront aberration is 0.001 at the wavelength of 650 nm.
Although it is λrms, at the wavelengths of 640 nm and 660 nm, the wavefront aberration deteriorates to about 0.035 λrms. As a matter of course, the sixth embodiment can be sufficiently used for an optical system in which the wavelength of the laser is well controlled. On the other hand, as in the lens of Example 7, there is almost no aberration for infinite light from one of the light sources, and almost no aberration for finite light (non-parallel light flux) from the other wavelength light source. For a lens corrected for aberration, the wavelength of one light source is 10
For a change of about nm, it is possible to suppress the fluctuation of the spherical aberration to a very small value.
【0492】次に、本実施の形態の回折光学系(回折光
学レンズを有する光学系)の性能の温度変化について考
察する。まず、半導体レーザの波長は、温度が30℃上
昇すると6nm程度伸びる傾向がある。これに対し、回
折光学系がプラスチックレンズで構成されている場合、
30℃温度が上昇すると、屈折率が0.003ないし
0.004程度減少する傾向がある。実施例6のよう
な、2つの波長のどちらの無限光に対しても無収差に補
正したレンズでは、半導体レーザの波長の温度変化によ
る要因とプラスチックレンズの屈折率の温度変化による
要因とが補償効果を起こし、温度変化に極めて強い光学
系を作り出すことができる。また、実施例6において、
素材がガラスである場合も、温度変化に対し許容幅のあ
る光学系にすることは可能である。また、実施例7にお
いても、実施例6には及ばないものの、30℃の温度変
化で、波面収差の劣化は0.035λrms程度であ
り、実用上充分な温度補償ができている。
Next, the temperature change of the performance of the diffractive optical system (optical system having a diffractive optical lens) of the present embodiment will be considered. First, the wavelength of a semiconductor laser tends to increase by about 6 nm when the temperature rises by 30 ° C. On the other hand, if the diffractive optical system is composed of a plastic lens,
When the temperature rises by 30 ° C., the refractive index tends to decrease by about 0.003 to 0.004. In the lens which is corrected to have no aberration for infinite light of both wavelengths as in the sixth embodiment, the factor due to the temperature change of the wavelength of the semiconductor laser and the factor due to the temperature change of the refractive index of the plastic lens are compensated. An effect can be produced, and an optical system that is extremely resistant to temperature changes can be created. In Example 6,
Even when the material is glass, it is possible to make the optical system tolerable to temperature changes. Also in the seventh embodiment, although it is not as good as the sixth embodiment, the deterioration of the wavefront aberration is about 0.035 λrms at a temperature change of 30 ° C., and sufficient temperature compensation for practical use is achieved.
【0493】上述の温度変化の補償効果について更に説
明する。波長の異なる2つの光源により、透明基板の厚
さが異なる2種類の光情報記録媒体の記録及び/または
再生する場合において、回折パターンを有する対物レン
ズを用いることにより、それぞれの光ディスクの情報記
録面に必要とされる開口数ないしそれ以上の開口数にお
いても波面収差のrms値がそれぞれの波長の0.07
以下とすることができるので、専用の対物レンズと同等
の結像特性を得ることができる。低価格でコンパクトな
光ピックアップ装置とするために、光源には半導体レー
ザが用いられ、対物レンズにはプラスチックレンズが用
いられることが多い。
[0493] The effect of compensating for the above-mentioned temperature change will be further described. When recording and / or reproducing two types of optical information recording media having different thicknesses of the transparent substrate by two light sources having different wavelengths, the information recording surface of each optical disc is used by using an objective lens having a diffraction pattern. The rms value of the wavefront aberration is 0.07 of each wavelength even at the numerical aperture required for
Since the following can be achieved, it is possible to obtain an imaging characteristic equivalent to that of a dedicated objective lens. In order to provide a low-cost and compact optical pickup device, a semiconductor laser is used as a light source and a plastic lens is often used as an objective lens.
【0494】レンズ用のプラスチック材料には種々のも
のがあるが、屈折率の温度変化や線膨張係数がガラスに
比べて大きい。特に、屈折率の温度変化がレンズの諸特
性に影響を及ぼす。25℃近傍の屈折率の温度変化とし
ては、光ピックアップの光学素子として用いられるプラ
スチック材料では、−0.0002/℃ないし−0.0
0005/℃である。さらに、低複屈折材料は−0.0
001/℃のものが多い。また、レンズ用の熱硬化性プ
ラスチックはさらに温度変化に対して屈折率の変化が大
きく、上記範囲を外れるものもある。
There are various types of plastic materials for lenses, and the change in refractive index with temperature and the coefficient of linear expansion are larger than those of glass. In particular, temperature changes in the refractive index affect various characteristics of the lens. The temperature change of the refractive index in the vicinity of 25 ° C. is from −0.0002 / ° C. to −0.02 for a plastic material used as an optical element of an optical pickup.
0005 / ° C. Further, the low birefringence material is -0.0
Most are 001 / ° C. Further, some thermosetting plastics for lenses have a large change in the refractive index with respect to a change in temperature, and some of them are out of the above range.
【0495】半導体レーザに関しても、現在の技術で製
作されるものについては、発振波長に温度依存性があ
り、25℃近傍の発振波長の温度変化は、0.05nm
/℃ないし0.5nm/℃である。
As for a semiconductor laser manufactured by the current technology, the oscillation wavelength has a temperature dependence, and the temperature change of the oscillation wavelength near 25 ° C. is 0.05 nm.
/ ° C to 0.5 nm / ° C.
【0496】光情報記録媒体の情報を再生または光情報
記録媒体に情報を記録するための光束の波面収差が温度
により変化しrms値が波長の0.07以上となると光
ピックアップ装置としての特性を維持することが困難で
あり、特に、より高密度の光情報媒体において波面収差
の温度変化について留意する必要がある。プラスチック
レンズの温度変化による波面収差の変化では焦点ズレと
球面収差の変化の双方が起こっているが、前者は光ピッ
クアップ装置において焦点制御を行うので、後者が重要
である。ここで、プラスチック材料は温度変化ΔT
(℃)があったときの屈折率の変化量をΔnとしたとき
に、 −0.0002/℃<Δn/ΔT<−0.00005/
℃ の関係を満たし、半導体レーザは、温度変化ΔTがあっ
たときの発振波長の変化量をΔλ1としたときに、 0.05nm/℃<Δλ1/ΔT<0.5nm/℃ の関係を満たすと、プラスチックレンズの屈折率の温度
変化による波面収差の変動と、半導体レーザ光源の波長
の温度変化とによる波面収差の変動とが打ち消しあう方
向に作用し、補償効果を得ることができる。
When the wavefront aberration of a light beam for reproducing information on an optical information recording medium or recording information on the optical information recording medium changes with temperature and the rms value becomes 0.07 or more of the wavelength, the characteristics as an optical pickup device are reduced. It is difficult to maintain, and in particular, it is necessary to pay attention to the temperature change of the wavefront aberration in a higher density optical information medium. In the change of the wavefront aberration due to the temperature change of the plastic lens, both the defocus and the change of the spherical aberration occur. However, the former is important because the focus is controlled in the optical pickup device. Here, the plastic material has a temperature change ΔT
When the amount of change in the refractive index when (° C.) occurs is Δn, −0.0002 / ° C. <Δn / ΔT <−0.00005 /
And the semiconductor laser satisfies the relationship of 0.05 nm / ° C <Δλ1 / ΔT <0.5 nm / ° C, where Δλ1 is the change amount of the oscillation wavelength when there is a temperature change ΔT. In addition, the fluctuation of the wavefront aberration caused by the temperature change of the refractive index of the plastic lens and the fluctuation of the wavefront aberration caused by the temperature change of the wavelength of the semiconductor laser light source cancel each other, so that a compensation effect can be obtained.
【0497】また、環境温度変化が△T(℃)あったと
きに、波面収差の3次の球面収差成分の変化量を△WS
A3(λrms)とすると、これは対物レンズを通過す
る光束の対物レンズの光情報媒体側の開口数(NA)の
4乗に比例し、プラスチックレンズの焦点距離f(m
m)に比例し、波面収差を波長単位で評価しているので
光源の波長λ(mm)に反比例する。したがって、次式
が成立する。 △WSA3=k・(NA)4・f・△T/λ (a1) ここで、kは対物レンズの種類に依存する量である。ち
なみに、プラスチック製の両面非球面対物レンズで、焦
点距離3.36mm、光情報媒体側の開口数が0.6で
入射光束が平行光の場合に最適化されているものが、MO
C/GRIN'97 Techical Digest C5 p40-p43、"The Tempera
ture characteristics of a new optical system with
quasi-finite conjugate plastic objective for high
density optical disk use"に記載されているが、この
文献の中のグラフから、30℃の温度変化でWSA3が
0.045λrmsだけ変化しており、DVD用途であ
ることから、波長は、λ=650nmと考えられる。以
上のデータを式(a1)に代入すると、k=2.2×1
-6が得られる。また、温度変化による波長変化の影響
に関しては記載がないが、発振波長の温度変化が小さい
場合、回折を使用しない対物レンズについては、温度に
よる屈折率変化の影響のほうが大きい。
When the environmental temperature change is ΔT (° C.), the change amount of the third-order spherical aberration component of the wavefront aberration is expressed by ΔWS
If A3 (λrms), this is proportional to the fourth power of the numerical aperture (NA) of the light beam passing through the objective lens on the optical information medium side of the objective lens, and the focal length f (m
m), and is inversely proportional to the wavelength λ (mm) of the light source because the wavefront aberration is evaluated in wavelength units. Therefore, the following equation is established. ΔWSA3 = k · (NA) 4 · f · ΔT / λ (a1) where k is an amount depending on the type of the objective lens. Incidentally, a plastic double-sided aspherical objective lens which is optimized when the focal length is 3.36 mm, the numerical aperture on the optical information medium side is 0.6, and the incident light beam is parallel light, is MO.
C / GRIN'97 Technical Digest C5 p40-p43, "The Tempera
ture characteristics of a new optical system with
quasi-finite conjugate plastic objective for high
Density optical disk use ", the graph in this document shows that WSA3 changes by 0.045λrms at a temperature change of 30 ° C., and since it is used for DVD, the wavelength is λ = 650 nm. By substituting the above data into equation (a1), k = 2.2 × 1
0 -6 is obtained. Although there is no description about the effect of wavelength change due to temperature change, when the temperature change of the oscillation wavelength is small, the effect of refractive index change due to temperature is greater for an objective lens that does not use diffraction.
【0498】DVDについて記録及び/または再生する
光ピックアッブ装置に関しては、kが上記値以下である
ことが必要となる。透明基板の厚さが異なる2種類の光
情報記録媒体の記録及び/または再生する場合に、回折
パターンを有する対物レンズにおいて、温度変化による
波長変化の影響も無視することはできなくなる。特にk
に関し、焦点距離、プラスチック材料の屈折率の温度変
化、透明基板の厚さの差、二つの光源の発振波長の差等
によりkの値は異なるが、実施例6においては、半導体
レーザの波長の温度変化による要因とプラスチックレン
ズの屈折率の温度変化による要因とが補償効果を起こ
し、対物レンズがプラスチックレンズであっても温度変
化による波面収差の変化は少なくシミュレーションによ
ると、 k=2.2×10-6/℃、k=0.4×10-6/℃ となる。
For an optical pickup device for recording and / or reproducing data on a DVD, k must be equal to or less than the above value. When recording and / or reproducing information on two types of optical information recording media having different thicknesses of the transparent substrate, the influence of a wavelength change due to a temperature change cannot be neglected in an objective lens having a diffraction pattern. Especially k
The value of k differs depending on the focal length, the temperature change of the refractive index of the plastic material, the difference in the thickness of the transparent substrate, the difference in the oscillation wavelengths of the two light sources, and the like. A factor due to the temperature change and a factor due to the temperature change in the refractive index of the plastic lens cause a compensation effect. Even if the objective lens is a plastic lens, the change in the wavefront aberration due to the temperature change is small, and according to the simulation, k = 2.2 × the 10 -6 /℃,k=0.4×10 -6 / ℃.
【0499】kとしては、0.3<k<2.2の範囲を
取ることができる。したがって、式(a1)より、
As k, the range of 0.3 <k <2.2 can be taken. Therefore, from equation (a1),
【0500】 k=ΔWSA3・λ/{f・(NA1)4・ΔT(NA)} (a2) であるから、 0.3×10-6/℃<ΔWSA3・λ/{f・(NA1)4・ΔT}< 2.2×10-6/℃ (a3) となる。式(a3)において、kの値が上限を越える
と、温度変化により光ピックアップ装置としての特牲を
維持することが困難となり易く、また、下限を越える
と、温度変化に対しての変動は少ないが、波長たけが変
化した場合において光ピックアップ装置としての特性を
維持することが困難となり易い。
Since k = ΔWSA3 · λ / {f · (NA1) 4 · ΔT (NA)} (a2), 0.3 × 10 −6 / ° C <ΔWSA3 · λ / {f · (NA1) 4 ΔT} <2.2 × 10 −6 / ° C. (a3) In the equation (a3), if the value of k exceeds the upper limit, it becomes difficult to maintain the characteristics of the optical pickup device due to the temperature change, and if the value of k exceeds the lower limit, the change with respect to the temperature change is small. However, it is likely to be difficult to maintain the characteristics of the optical pickup device when the wavelength changes.
【0501】また、実施例8においては、実施例6と比
較して、一方の波長、即ち、780nmの波長の性能を
許容範囲内でやや悪くすることにより、もう一方の波
長、即ち、650nmの波長近傍±10nmでの球面収
差変動を小さくすることができる。実施例6において
は、波長640nm若しくは660nmでの波面収差は
0.035λrms程度であるが、実施例8において
は、波長640nm若しくは660nmでの波面収差は
0.020λrms程度に向上させることができる。こ
の二つの要因はトレードオフの関係があるが、バランス
を保つことが重要であり、0.07λrmsを超える
と、レンズ性能が悪化し、光ディスク用光学系として用
いることは困難となってくる。
In the eighth embodiment, as compared with the sixth embodiment, the performance of one wavelength, that is, the wavelength of 780 nm is slightly degraded within the allowable range, so that the other wavelength, that is, the wavelength of 650 nm is reduced. Variations in spherical aberration in the vicinity of the wavelength ± 10 nm can be reduced. In the sixth embodiment, the wavefront aberration at the wavelength of 640 nm or 660 nm is about 0.035 λrms, but in the eighth embodiment, the wavefront aberration at the wavelength of 640 nm or 660 nm can be improved to about 0.020 λrms. Although these two factors have a trade-off relationship, it is important to maintain a balance. If the ratio exceeds 0.07 λrms, the lens performance deteriorates, and it becomes difficult to use the optical system as an optical system for optical disks.
【0502】次に、実施例6に基づいて、波長変化に対
する、マージナル光線の球面収差の変化量と軸上色収差
の変化量との関係について説明する。実施例6のように
透明基板の厚さが薄い方の情報記録媒体には短い方の波
長の光束を使用し、透明基板の厚さが厚い方の情報記録
媒体には長い方の波長の光束を使用する一つの光ピック
アップ装置で、それら光束に使用される対物レンズで
は、回折面の作用によって、或る波長に対して波長が長
くなった場合に球面収差をアンダー側に変位させること
で、透明基板厚の差によって生じる球面収差を補正する
ことができる。
Next, the relationship between the amount of change in the spherical aberration of the marginal ray and the amount of change in the axial chromatic aberration with respect to the change in wavelength will be described based on Example 6. As in the sixth embodiment, a light beam having a shorter wavelength is used for an information recording medium having a thin transparent substrate, and a light beam having a longer wavelength is used for an information recording medium having a thick transparent substrate. In one optical pickup device using the above, in the objective lens used for the light flux, by the action of the diffraction surface, when the wavelength becomes longer for a certain wavelength, by displacing the spherical aberration to the under side, The spherical aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrate can be corrected.
【0503】この対物レンズにおいて、少なくとも一方
の光源の使用波長の微小な変化に対する、マージナル光
線の球面収差の変化量と軸上色収差の変化量とを、それ
ぞれ△SA、△CAとすれば、 −1<△SA/△CA<−0.2 を満たすことが望ましい。この式は使用波長が変化した
時の、マージナル光線の球面収差の変化量と軸上色収差
の変化量との比を示し、この条件式の下限を上回ること
で、回折輪帯の間隔を大きくでき、回折効率の高い回折
面が製造し易く、条件式の上限を下回ることで、回折面
が負で大きな屈折力を持つことを抑制でき、また軸上色
収差の波長変化が過大にならず、モードポップ等の波長
変化に対して焦点位置の変動を抑えることができる。な
お、波長の微小な変化とは、10nm以下程度の変化を
意味する。実施例6では図25に見るように、波長65
0nmにおいて△SA/△CAの値は−0.7である。
In this objective lens, if the amount of change in the spherical aberration and the amount of axial chromatic aberration of the marginal ray with respect to a minute change in the wavelength used by at least one of the light sources are △ SA and △ CA, respectively: It is desirable to satisfy 1 <△ SA / △ CA <−0.2. This equation shows the ratio between the amount of change in the spherical aberration of the marginal ray and the amount of change in the axial chromatic aberration when the wavelength used changes.By exceeding the lower limit of this conditional expression, the spacing between the diffraction zones can be increased. It is easy to manufacture a diffractive surface with high diffraction efficiency, and by falling below the upper limit of the conditional expression, it can be suppressed that the diffractive surface has a negative and large refracting power. It is possible to suppress a change in the focal position with respect to a wavelength change such as pop. Note that a minute change in wavelength means a change of about 10 nm or less. In the sixth embodiment, as shown in FIG.
At 0 nm, the value of △ SA / △ CA is -0.7.
【0504】ここで、回折パワーとレンズ形状との関係
について説明する。図47に、回折パワーとレンズ形状
との関係を模式的に示す。図47(a)は回折パワーが
すべての部分で正のレンズ形状を示す図であり、図47
(b)は回折パワーがすべての部分で負のレンズ形状を
示す図である。実施例6のレンズは、図47(c)に示
すように、回折パワーが光軸付近では負のパワーであ
り、途中で正のパワーに切り替わるように設計されてい
る。これにより、回折輪帯のピッチが細かくなりすぎな
いようにすることができる。また、実施例8のように、
レンズの周辺部付近で回折パワーが、正のパワーから負
のパワーに切り替わるように設計することにより、2波
長間で、良好な収差を得ることもできる。図47(d)
のように、例えば、回折パワーが光軸付近では正のパワ
ーであり、途中で負のパワーに切り替わるようにでき
る。
Here, the relationship between the diffraction power and the lens shape will be described. FIG. 47 schematically shows the relationship between the diffraction power and the lens shape. FIG. 47 (a) is a diagram showing a positive lens shape in which the diffraction power is all parts, and FIG.
(B) is a figure which shows the lens shape where diffraction power is negative in all parts. As shown in FIG. 47 (c), the lens of Example 6 is designed such that the diffraction power is negative near the optical axis, and switches to a positive power halfway. This makes it possible to prevent the pitch of the diffraction zones from becoming too fine. Also, as in Example 8,
By designing the diffraction power to switch from positive power to negative power near the periphery of the lens, good aberration can be obtained between two wavelengths. FIG. 47 (d)
For example, the diffraction power is positive near the optical axis, and can be switched to negative power halfway.
【0505】図47(c)では、回折面はブレーズ化さ
れた複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪帯で
はその段差部が光軸から離れた側に位置し、光軸から離
れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸に近い側に位置
している。また、図47(d)では、回折面はブレーズ
化された複数の回折輪帯を有し、光軸に近い側の回折輪
帯ではその段差部が光軸に近い側に位置し、光軸から離
れた側の回折輪帯ではその段差部が光軸から離れた側に
位置している。
In FIG. 47 (c), the diffraction surface has a plurality of blazed diffraction zones, and in the diffraction zone near the optical axis, the step is located on the side far from the optical axis. In the diffraction ring zone away from the optical axis, the step is located closer to the optical axis. In FIG. 47 (d), the diffraction surface has a plurality of blazed diffraction zones, and in the diffraction zone near the optical axis, the step is located on the side near the optical axis. In the diffraction ring zone away from the optical axis, the step portion is located on the side away from the optical axis.
【0506】〈実施例9、10〉<Examples 9 and 10>
【0507】実施例9、10の対物レンズは、上述した
〔数3〕で表される非球面形状を屈折面に有しており、
実施例9は2光源対応の有限共役型、実施例10は、第
2の実施の形態に係る対物レンズの具体例であり、3光
源対応の有限共役型である。また、実施例9、10では
回折面が単位をラジアンとした位相差関数ΦBとして上
述の〔数1〕で表される。
The objective lenses of the ninth and tenth embodiments have the aspherical shape represented by the above-mentioned [Equation 3] on the refracting surface.
Example 9 is a finite conjugate type corresponding to two light sources, and Example 10 is a specific example of the objective lens according to the second embodiment, which is a finite conjugate type corresponding to three light sources. In the ninth and tenth embodiments, the diffractive surface is represented by the above-described [Equation 1] as the phase difference function ΦB in radians.
【0508】図50および図51に、実施例9の対物レ
ンズのλ=650nmおよびλ=780nmにおける光
路図を示す。また、図52に、実施例9の対物レンズに
ついてのλ=650nmに対する開口数0.60までの
球面収差図を示す。また、図53および図54に、実施
例9の対物レンズについての波長λ=780nmに対す
る開口数0.45および0.60までの球面収差図をそ
れぞれ示す。また、図55、図56に、実施例9の対物
レンズについてのλ=650nmおよび波長λ=780
nmに対する波面収差図をそれぞれ示す。
FIGS. 50 and 51 are optical path diagrams at λ = 650 nm and λ = 780 nm of the objective lens of the ninth embodiment. FIG. 52 shows a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 9 with respect to λ = 650 nm up to a numerical aperture of 0.60. 53 and 54 show spherical aberration diagrams of the objective lens of Example 9 with respect to a wavelength λ = 780 nm up to numerical apertures 0.45 and 0.60, respectively. 55 and 56 show λ = 650 nm and wavelength λ = 780 for the objective lens of the ninth embodiment.
Wavefront aberration diagrams for nm are shown.
【0509】図57〜図59に、実施例10の対物レン
ズのλ=650nm、λ=400nmおよびλ=780
nmにおける光路図を示す。また、図61、図61に、
実施例10の対物レンズについてのλ=650nmおよ
びλ=400nmに対する開口数0.65までの球面収
差図を示す。また、図62および図63に、実施例10
の対物レンズについての波長λ=780nmに対する開
口数0.45および0.65までの球面収差図をそれぞ
れ示す。また、図64〜図66に、実施例10の対物レ
ンズについてのλ=650nm、λ=400nmおよび
波長λ=780nmに対する波面収差図をそれぞれ示
す。
FIGS. 57 to 59 show that the objective lens of Example 10 has λ = 650 nm, λ = 400 nm, and λ = 780.
The optical path diagram in nm is shown. 61 and 61.
FIG. 14 shows a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 10 for λ = 650 nm and λ = 400 nm up to a numerical aperture of 0.65. 62 and 63 show Example 10.
FIG. 3 shows spherical aberration diagrams up to numerical apertures 0.45 and 0.65 with respect to a wavelength λ = 780 nm for the objective lens of FIG. FIGS. 64 to 66 show wavefront aberration diagrams for the objective lens of Example 10 with respect to λ = 650 nm, λ = 400 nm, and wavelength λ = 780 nm, respectively.
【0510】実施例9、10の対物レンズによると、何
れの実施例でも、780nm波長光に対しては、実使用
上のNA0.45を超える光束では大きな球面収差を生
じ、フレアとして情報の記録および/または再生には寄
与しない。
According to the objective lenses of the ninth and tenth embodiments, in each of the embodiments, a large spherical aberration occurs for a 780 nm wavelength light when the light flux exceeds NA of 0.45 in practical use, and information is recorded as a flare. And / or does not contribute to regeneration.
【0511】以下、実施例9、10のレンズデータを示
す。〔表9〕、〔表10〕中、rはレンズの曲率半径、
dは面間隔、nは各波長での屈折率、νはアッベ数を示
す。また、参考として、d線(λ=587.6nm)で
の屈折率と、νd(アッベ数)を記す。また、面No.の
数字は、絞りを含めて表示しており、また、本実施例で
は、便宜上、光ディスクの透明基板に相当する部分の前
後2か所に空気間隔を分けて表現している。
The lens data of Examples 9 and 10 are shown below. In Table 9 and Table 10, r is the radius of curvature of the lens,
d is the surface spacing, n is the refractive index at each wavelength, and ν is the Abbe number. For reference, the refractive index at d-line (λ = 587.6 nm) and νd (Abbe number) are described. In addition, the number of the surface No. is displayed including the aperture, and in the present embodiment, for convenience, the air gap is expressed in two places before and after the portion corresponding to the transparent substrate of the optical disc. .
【0512】 実施例9 f=3.33 像側 NA 0.60 倍率 -0.194 (波長λ=650nmのとき) f=3.35 像側 NA 0.45(NA 0.60) 倍率 -0.195 (波長λ=780nmのとき)Example 9 f = 3.33 Image side NA 0.60 magnification -0.194 (when wavelength λ = 650 nm) f = 3.35 Image side NA 0.45 (NA 0.60) Magnification -0.195 (when wavelength λ = 780 nm)
【0513】[0513]
【表9】 非球面1 κ =-0.1295292 回折面1 B2 = 0 A4 =-0.0045445253 B4 =-7.6489594 A6 =-0.0011967305 B6 = 0.9933123 A8 =-0.00011777995 B8 =-0.28305522 A10=-5.3843777×10-5 B10= 0.011289605 A12=-9.0807729×10-6 [Table 9] Aspheric surface 1 κ = -0.1295292 Diffraction surface 1 B2 = 0 A4 = -0.0045445253 B4 = -7.6489594 A6 = -0.0011967305 B6 = 0.9933123 A8 = -0.00011777995 B8 = -0.28305522 A10 = -5.3843777 × 10 -5 B10 = 0.011289605 A12 =- 9.0807729 × 10 -6
【0514】 非球面2 κ =-5.161871 A4 = 0.019003845 A6 =-0.010002187 A8 = 0.004087239 A10=-0.00085994626 A12= 7.5491556×10-5 Aspherical surface 2 κ = -5.161871 A4 = 0.019003845 A6 = -0.010002187 A8 = 0.004087239 A10 = -0.00085994626 A12 = 7.5491556 x 10 -5
【0515】 実施例10 f=3.31 像側 NA 0.65 倍率 -0.203 (波長λ=650nmのとき) f=3.14 像側 NA 0.65 倍率 -0.190 (波長λ=400nmのとき) f=3.34 像側 NA 0.45(NA 0.65) 倍率 -0.205 (波長λ=780nmのとき)Example 10 f = 3.31 Image side NA 0.65 magnification -0.203 (when wavelength λ = 650 nm) f = 3.14 Image side NA 0.65 magnification -0.190 (when wavelength λ = 400 nm) f = 3.34 Image side NA 0.45 ( NA 0.65) Magnification -0.205 (when wavelength λ = 780nm)
【0516】[0516]
【表10】 非球面1 κ =-0.08796008 回折面1 B2 = 0 A4 =-0.010351744 B4 =-61.351934 A6 = 0.0015514472 B6 = 5.9668445 A8 =-0.00043894535 B8 = -1.2923244 A10= 5.481801×10-5 B10= 0.041773541 A12=-4.2588508×10-6 [Table 10] Aspheric surface 1 κ = -0.08796008 Diffraction surface 1 B2 = 0 A4 = -0.010351744 B4 = -61.351934 A6 = 0.0015514472 B6 = 5.9668445 A8 = -0.00043894535 B8 = -1.2923244 A10 = 5.481801 × 10 -5 B10 = 0.041773541 A12 = -4.2588508 × 10 -6
【0517】 非球面2 κ =-302.6352 回折面2 B2 = 0 A4 = 0.002 B4 = 341.19136 A6 = -0.0014 B6 =-124.16233 A8 = 0.0042 B8 = 49.877242 A10= -0.0022 B10= -5.9599182 A12= 0.0004Aspheric surface 2 κ = -302.6352 Diffraction surface 2 B2 = 0 A4 = 0.002 B4 = 341.19136 A6 = -0.0014 B6 = -124.16233 A8 = 0.0042 B8 = 49.877242 A10 = -0.0022 B10 = -5.9599182 A12 = 0.0004
【0518】なお、上記実施例10の対物レンズの具体
例は、第3の実施の形態にも同様に適用できる。
[0518] The specific example of the objective lens of Example 10 can be similarly applied to the third embodiment.
【0519】〈実施例11〜14〉<Examples 11 to 14>
【0520】実施例11〜14の対物レンズは、上述し
た〔数3〕で表される非球面形状を屈折面に有してお
り、また、実施例11〜13では回折面が単位をラジア
ンとした位相差関数ΦBとして上述の〔数1〕で表さ
れ。実施例14では回折面が単位をmmとした光路差関
数Φbとして上述の〔数2〕で表わされる。
The objective lenses of Examples 11 to 14 have the aspherical shape represented by the above-mentioned [Equation 3] on the refraction surface. In Examples 11 to 13, the diffraction surface has a unit of radian. It is expressed by the above [Equation 1] as the obtained phase difference function ΦB. In the fourteenth embodiment, the diffraction surface is represented by the above-mentioned [Equation 2] as the optical path difference function Φb with the unit being mm.
【0521】これら実施例11〜14の対物レンズ特性
を得るに当たって、第1光ディスク(DVD)用の光源
波長を650nm、第2光ディスク(青色レーザ使用次
世代高密度光ディスク)用の光源波長を400nmと
し、第1および第2光ディスクの透明基板厚さt1は共
にt1=0.6mmである。また、t1とは異なる透明
基板の厚さt2=1.2mmを有する第3光ディスク
(CD)用の光源波長は780nmとした。また、光源
波長400nm、650nm、780nmに対応する開
口数NAとして、0.65、0.65、0.5をそれぞ
れ想定している。
In obtaining the objective lens characteristics of Examples 11 to 14, the light source wavelength for the first optical disk (DVD) was 650 nm, and the light source wavelength for the second optical disk (next generation high-density optical disk using a blue laser) was 400 nm. The thickness t1 of the transparent substrate of each of the first and second optical disks is t1 = 0.6 mm. The light source wavelength for the third optical disk (CD) having a transparent substrate thickness t2 = 1.2 mm different from t1 was 780 nm. Further, 0.65, 0.65, and 0.5 are assumed as the numerical apertures NA corresponding to the light source wavelengths of 400 nm, 650 nm, and 780 nm, respectively.
【0522】(実施例11)(Example 11)
【0523】実施例11は、第4の実施の形態に係わる
対物レンズの具体例であり、対物レンズには平行光が入
射するように構成されている。この実施例では、回折面
の位相差関数の係数に2乗項が含まれず(B2=0)、
2乗項以外の項の係数だけを使用している。
Example 11 is a specific example of the objective lens according to the fourth embodiment, and is configured so that parallel light enters the objective lens. In this embodiment, the coefficient of the phase difference function of the diffraction surface does not include the square term (B2 = 0), and
Only the coefficients of terms other than the squared term are used.
【0524】図68〜図70に、実施例11の対物レン
ズのλ=650nm、λ=400nmおよびλ=780
nmにおける光路図を示す。また、図71および図72
に、実施例11の対物レンズについてのλ=650nm
およびλ=400nmに対する開口数0.65までの球
面収差図を示す。また、図73および図74に、実施例
11の対物レンズについての波長λ=780nmに対す
る開口数0.45および0.65までの球面収差図をそ
れぞれ示す。また、図75〜図77に、実施例11の対
物レンズについてのλ=650nm、λ=400nmお
よびλ=780nmに対する波面収差図をそれぞれ示
す。
FIGS. 68 to 70 show that the objective lens of Example 11 has λ = 650 nm, λ = 400 nm, and λ = 780.
The optical path diagram in nm is shown. FIG. 71 and FIG.
Λ = 650 nm for the objective lens of Example 11
And spherical aberration diagrams up to a numerical aperture of 0.65 for λ = 400 nm. FIGS. 73 and 74 show spherical aberration diagrams of the objective lens of Example 11 up to a numerical aperture of 0.45 and 0.65 with respect to a wavelength λ = 780 nm, respectively. FIGS. 75 to 77 show wavefront aberration diagrams for the objective lens of Example 11 with respect to λ = 650 nm, λ = 400 nm, and λ = 780 nm, respectively.
【0525】以下、実施例11のレンズデータを示す。
〔表11〕中、rはレンズの曲率半径、dは面間隔、n
は各波長での屈折率を示す。また、面No.の数字は、絞
りを含めて表示している。
[0525] The lens data of Example 11 is shown below.
In Table 11, r is the radius of curvature of the lens, d is the surface spacing, and n
Indicates the refractive index at each wavelength. Also, the numbers of the surface numbers are displayed including the aperture.
【0526】 実施例11 f=3.33 像側 NA 0.65 (波長λ=650nmのとき) f=3.15 像側 NA 0.65 (波長λ=400nmのとき) f=3.37 像側 NA 0.45(NA 0.65) (波長λ=780nmのとき)Example 11 f = 3.33 Image-side NA 0.65 (when wavelength λ = 650 nm) f = 3.15 Image-side NA 0.65 (when wavelength λ = 400 nm) f = 3.37 Image-side NA 0.45 (NA 0.65) (wavelength λ (When = 780nm)
【0527】[0527]
【表11】 非球面1 κ =-0.1847301 回折面1 B2 = 0 A4 =-0.0090859227 B4 =-69.824562 A6 = 0.0016821871 B6 = 0.35641549 A8 =-0.00071180761 B8 = 0.6877372 A10= 0.00012406905 B10= -0.18333885 A12=-1.4004589×10-5 [Table 11] Aspheric surface 1 κ = -0.1847301 Diffraction surface 1 B2 = 0 A4 = -0.0090859227 B4 = -69.824562 A6 = 0.0016821871 B6 = 0.35641549 A8 = -0.00071180761 B8 = 0.6877372 A10 = 0.00012406905 B10 = -0.18333885 A12 = -1.4004589 × 10 -5
【0528】 非球面2 κ =-186.4056 回折面2 B2 = 0 A4 = 0.002 B4 = 745.72117 A6 = -0.0014 B6 =-334.75078 A8 = 0.0042 B8 = 81.232224 A10= -0.0022 B10= -5.3410176 A12= 0.0004Aspherical surface 2 κ = -186.4056 Diffraction surface 2 B2 = 0 A4 = 0.002 B4 = 745.72117 A6 = -0.0014 B6 = -334.75078 A8 = 0.0042 B8 = 81.232224 A10 = -0.0022 B10 = -5.3410176 A12 = 0.0004
【0529】実施例11(および後述する実施例12)
のような対物レンズと3つの光源とを有する光ピックア
ップ装置において、非球面係数及び位相差関数の係数を
適当に設計することで、透明基板厚さの違いにより発生
する球面収差及び波長の違いにより発生する球面収差の
色収差を各ディスクともに補正することが可能である。
また、図74から明らかなように、第3光ディスクでは
実使用上の開口数NA0.45の外側をフレアとしてい
る。
Example 11 (and Example 12 to be described later)
In an optical pickup device having an objective lens and three light sources as described above, by appropriately designing the aspheric coefficient and the coefficient of the phase difference function, the spherical aberration and the wavelength caused by the difference in the thickness of the transparent substrate can be used. The chromatic aberration of the generated spherical aberration can be corrected for each disk.
As is clear from FIG. 74, in the third optical disc, the outside of the numerical aperture NA of 0.45 in practical use is a flare.
【0530】(実施例12)(Example 12)
【0531】また、実施例12の対物レンズは、有限距
離からの発散光が入射するように構成されている。この
実施例では、回折面の位相差関数の係数に2乗項が含ま
れず(B2=0)、2乗項以外の項の係数だけを使用し
ている。
The objective lens of the twelfth embodiment is configured so that divergent light from a finite distance enters. In this embodiment, the coefficient of the phase difference function of the diffractive surface does not include the square term (B2 = 0), and only the coefficient of the term other than the square term is used.
【0532】図78〜図80に、実施例12の対物レン
ズのλ=650nm、λ=400nmおよびλ=780
nmにおける光路図を示す。また、図81および図82
に、実施例12の対物レンズについてのλ=650nm
およびλ=400nmに対する開口数0.65までの球
面収差図を示す。また、図83および図84に、実施例
12の対物レンズについての波長λ=780nmに対す
る開口数0.45および0.65までの球面収差図をそ
れぞれ示す。また、図85〜図87に、実施例12の対
物レンズについてのλ=650nm、λ=400nmお
よびλ=780nmに対する波面収差図をそれぞれ示
す。
FIGS. 78 to 80 show that the objective lens of Example 12 has λ = 650 nm, λ = 400 nm, and λ = 780.
The optical path diagram in nm is shown. 81 and 82.
Λ = 650 nm for the objective lens of Example 12
And spherical aberration diagrams up to a numerical aperture of 0.65 for λ = 400 nm. FIGS. 83 and 84 show spherical aberration diagrams of the objective lens of Example 12 with respect to the wavelength λ = 780 nm up to numerical apertures 0.45 and 0.65, respectively. FIGS. 85 to 87 show wavefront aberration diagrams for the objective lens of Example 12 with respect to λ = 650 nm, λ = 400 nm, and λ = 780 nm, respectively.
【0533】以下、実施例12のレンズデータを示す。The following shows the lens data of the twelfth embodiment.
【0534】 実施例12 f=3.31 像側 NA 0.65 倍率 -0.203 (波長λ=650nmのとき) f=3.14 像側 NA 0.65 倍率 -0.190 (波長λ=400nmのとき) f=3.34 像側 NA 0.45(NA 0.65) 倍率 -0.205 (波長λ=780nmのとき)Example 12 f = 3.31 Image side NA 0.65 magnification -0.203 (when wavelength λ = 650 nm) f = 3.14 Image side NA 0.65 magnification -0.190 (when wavelength λ = 400 nm) f = 3.34 Image side NA 0.45 ( NA 0.65) Magnification -0.205 (when wavelength λ = 780nm)
【0535】[0535]
【表12】 非球面1 κ =-0.08796008 回折面1 B2 = 0 A4 =-0.010351744 B4 =-61.351934 A6 = 0.0015514472 B6 = 5.9668445 A8 =-0.00043894535 B8 = -1.2923244 A10= 5.481801×10-5 B10= 0.041773541 A12=-4.2588508×10-6 [Table 12] Aspheric surface 1 κ = -0.08796008 Diffraction surface 1 B2 = 0 A4 = -0.010351744 B4 = -61.351934 A6 = 0.0015514472 B6 = 5.9668445 A8 = -0.00043894535 B8 = -1.2923244 A10 = 5.481801 × 10 -5 B10 = 0.041773541 A12 = -4.2588508 × 10 -6
【0536】 非球面2 κ =-302.6352 回折面2 B2 = 0 A4 = 0.002 B4 = 341.19136 A6 = -0.0014 B6 =-124.16233 A8 = 0.0042 B8 = 49.877242 A10= -0.0022 B10= -5.9599182 A12= 0.0004Aspheric surface 2 κ = -302.6352 Diffraction surface 2 B2 = 0 A4 = 0.002 B4 = 341.19136 A6 = -0.0014 B6 = -124.16233 A8 = 0.0042 B8 = 49.877242 A10 = -0.0022 B10 = -5.9599182 A12 = 0.0004
【0537】実施例12のような対物レンズと3つの光
源とを有する光ピックアップ装置において、透明基板厚
さの違いにより発生する球面収差及び波長の違いにより
発生する球面収差の色収差について各ディスクともに補
正することが可能である。また、図84から明らかなよ
うに、第3光ディスクでは実使用上の開口数NA0.4
5の外側をフレアとしている。
In the optical pickup device having the objective lens and the three light sources as in the twelfth embodiment, each disk is corrected for the spherical aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrate and the chromatic aberration of the spherical aberration caused by the difference in the wavelength. It is possible to As is apparent from FIG. 84, the third optical disc has a numerical aperture NA of 0.4 in actual use.
The outside of 5 is a flare.
【0538】(実施例13)(Example 13)
【0539】また、実施例13の対物レンズは、第4の
実施の形態に係わる対物レンズの他の具体例であり、無
限距離からの平行光が入射するように構成されている。
この実施例では、回折面の位相差関数の係数として2乗
項および2乗項以外の項が使用されている。
The objective lens of Example 13 is another specific example of the objective lens according to the fourth embodiment, and is configured so that parallel light from an infinite distance enters.
In this embodiment, a square term and terms other than the square term are used as coefficients of the phase difference function of the diffraction surface.
【0540】図88〜図90に、実施例13の対物レン
ズのλ=650nm、λ=400nmおよびλ=780
nmにおける光路図を示す。また、図91および図92
に、実施例13の対物レンズについてのλ=650nm
およびλ=400nmに対する開口数0.60までの球
面収差図を示す。また、図93および図94に、実施例
13の対物レンズについての波長λ=780nmに対す
る開口数0.45および0.60までの球面収差図をそ
れぞれ示す。また、図95〜図97に、実施例13の対
物レンズについてのλ=650nm、λ=400nmお
よびλ=780nmに対する波面収差図をそれぞれ示
す。
FIGS. 88 to 90 show that the objective lens of Example 13 has λ = 650 nm, λ = 400 nm, and λ = 780.
The optical path diagram in nm is shown. 91 and 92.
Λ = 650 nm for the objective lens of Example 13
FIG. 4 shows spherical aberration diagrams up to a numerical aperture of 0.60 for λ = 400 nm. FIGS. 93 and 94 show spherical aberration diagrams of the objective lens of Example 13 up to a numerical aperture of 0.45 and 0.60 with respect to a wavelength λ = 780 nm, respectively. FIGS. 95 to 97 show wavefront aberration diagrams for the objective lens of Example 13 with respect to λ = 650 nm, λ = 400 nm, and λ = 780 nm, respectively.
【0541】以下、実施例13のレンズデータを示す。The following shows the lens data of the thirteenth embodiment.
【0542】 実施例13 f=3.31 像側 NA 0.60 (波長λ=650nmのとき) f=3.14 像側 NA 0.60 (波長λ=400nmのとき) f=3.34 像側 NA 0.45(NA 0.60) (波長λ=780nmのとき)Example 13 f = 3.31 Image side NA 0.60 (when wavelength λ = 650 nm) f = 3.14 Image side NA 0.60 (when wavelength λ = 400 nm) f = 3.34 Image side NA 0.45 (NA 0.60) (wavelength λ (When = 780nm)
【0543】[0543]
【表13】 非球面1 κ =-0.3363369 回折面1 B2 =-177.66083 A4 =-0.0025421455 B4 = -46.296284 A6 =-0.0010660122 B6 = -6.8014831 A8 = 4.7189743×10-5 B8 = 1.6606499 A10= 1.5406396×10-6 B10= -0.39075825 A12=-7.0004876×10-6 [Table 13] Aspheric surface 1 κ = -0.3363369 Diffraction surface 1 B2 = -177.66083 A4 = -0.0025421455 B4 = -46.296284 A6 = -0.0010660122 B6 = -6.8014831 A8 = 4.7189743 x 10 -5 B8 = 1.6606499 A10 = 1.5406396 x 10 -6 B10 =- 0.39075825 A12 = -7.0004876 × 10 -6
【0544】 非球面2 κ =43.44262 回折面2 B2 = 241.52445 A4 = 0.002 B4 = 402.41974 A6 =-0.0014 B6 =-191.87213 A8 = 0.0042 B8 = 64.779696 A10=-0.0022 B10= -8.6741764 A12= 0.0004Aspheric surface 2 κ = 43.44262 Diffraction surface 2 B2 = 241.52445 A4 = 0.002 B4 = 402.41974 A6 = -0.0014 B6 = -191.87213 A8 = 0.0042 B8 = 64.779696 A10 = -0.0022 B10 = -8.6741764 A12 = 0.0004
【0545】本実施例では、回折面の位相差関数の係数
として2乗項および2乗項以外の項が使用されているた
めに、透明基板厚さの違いにより発生する球面収差及び
波長の違いにより発生する球面収差の色収差と軸上色収
差について各ディスクともに補正することが可能となっ
ている。また、図94から明らかなように、第3光ディ
スクでは実使用上の開口数NA0.45の外側をフレア
としている。
In this embodiment, since the square term and terms other than the square term are used as the coefficients of the phase difference function of the diffractive surface, the difference in spherical aberration and wavelength caused by the difference in the thickness of the transparent substrate. It is possible to correct the chromatic aberration of the spherical aberration and the axial chromatic aberration generated by each of the disks. In addition, as is apparent from FIG. 94, in the third optical disk, the outer side of the numerical aperture NA of 0.45 in practical use is a flare.
【0546】(実施例14)(Example 14)
【0547】実施例14の対物レンズは、第6の実施の
形態に係わる対物レンズの具体例であり、無限距離から
波長400nmと650nmの平行光が入射し、有限距
離から波長780nmの発散光が入射するように構成さ
れている。この実施例では、回折面の光路差関数の係数
として2乗項および2乗項以外の項が使用されている。
The objective lens of Example 14 is a specific example of the objective lens according to the sixth embodiment. Parallel light having wavelengths of 400 nm and 650 nm is incident from an infinite distance, and divergent light having a wavelength of 780 nm is incident from a finite distance. It is configured to be incident. In this embodiment, a square term and terms other than the square term are used as coefficients of the optical path difference function of the diffraction surface.
【0548】図98に、実施例14の対物レンズのλ=
400nmにおける光路図を示す。また、図99および
図101に、実施例14の対物レンズについてのλ=4
00nm±10nm、λ=650nm±10nmおよび
λ=780nm±10nmに対する開口数0.65まで
の球面収差図を示す。
FIG. 98 shows that the λ =
The optical path diagram at 400 nm is shown. FIGS. 99 and 101 show that the objective lens of Example 14 has λ = 4.
FIG. 4 shows spherical aberration diagrams up to a numerical aperture of 0.65 for 00 nm ± 10 nm, λ = 650 nm ± 10 nm, and λ = 780 nm ± 10 nm.
【0549】以下、実施例14のレンズデータを示す。Hereinafter, the lens data of the fourteenth embodiment will be shown.
【0550】 実施例14 f= 像側 NA 0.65 (波長λ=650nmのとき) f= 像側 NA 0.65 (波長λ=400nmのとき) f= 像側 NA 0.45(NA 0.65) (波長λ=780nmのとき)Example 14 f = Image side NA 0.65 (when wavelength λ = 650 nm) f = Image side NA 0.65 (when wavelength λ = 400 nm) f = Image side NA 0.45 (NA 0.65) (wavelength λ = 780 nm) When)
【0551】[0551]
【表14】 非球面1 κ =-2.0080 回折面 b2 =-0.51589×10-3 A4 = 0.18168×10-1 b4 =-0.24502×10-3 A6 =-0.91791×10-3 b6 = 0.49557×10-4 A8 = 0.16455×10-3 b8 =-0.14497×10-4 A10=-0.11115×10-4 [Table 14] Aspheric surface 1 κ = -2.080 Diffraction surface b2 = -0.51589 × 10-3 A4 = 0.18168 × 10 -1 b4 = -0.24502 × 10 -3 A6 = -0.91791 × 10 -3 b6 = 0.49557 × 10 -4 A8 = 0.16455 × 10 -3 b8 = -0.14497 × 10 -4 A10 = -0.11115 × 10 -4
【0552】 非球面2 κ =3.1831 A4 = 0.14442×10-1 A6 = -0.17506×10-2 A8 = 0.21593×10-4 A10= 0.12534×10-4 Aspheric surface 2 κ = 3.1831 A4 = 0.14442 × 10 -1 A6 = -0.17506 × 10 -2 A8 = 0.21593 × 10 -4 A10 = 0.12534 × 10 -4
【0553】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。回折を対物レンズの両面に形成したが、光
ピックアップ装置の光学系内の光学素子のある一面に設
けてもよい。また輪帯状回折面をレンズ面全体に形成し
たが、部分的に回折面を形成しても良い。さらに、青色
レーザ使用次世代高密度光ディスクとして、光源波長4
00nm、透明基板の厚さ0.6mmと仮定して光学設
計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに関し
ても本発明は適用が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment. Although the diffraction is formed on both surfaces of the objective lens, it may be provided on one surface of an optical element in the optical system of the optical pickup device. Further, although the orbicular diffraction surface is formed on the entire lens surface, the diffraction surface may be partially formed. Furthermore, as a next-generation high-density optical disk using a blue laser, a light source wavelength of 4
Although the optical design was advanced on the assumption that the thickness of the transparent substrate was 00 nm and the thickness of the transparent substrate was 0.6 mm, the present invention can be applied to an optical disc having other specifications.
【0554】次に、本発明の第7の実施の形態について
説明する。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
【0555】図117は、本実施の形態の対物レンズ及
びこれを含む光ピックアップ装置の概略構成である。図
117のように、第1の半導体レーザ111と第2の半
導体レーザ112が光源としてユニット化されている。
コリメータ13と対物レンズ16との間にビームスプリ
ッタ120が配置され、コリメータ13でほぼ平行にさ
れた光がビームスプリッタ120を通過し対物レンズ1
6へ向かう。また、情報記録面22から反射した光束が
光路変更手段としてのビームスプリッタ120で光検出
器30に向かうように光路を変える。対物レンズ16は
その外周にフランジ部16aを有し、このフランジ部1
6aにより対物レンズ16を光ピックアップ装置に容易
に取り付けることができる。また、フランジ部16aは
対物レンズ16の光軸に対し略垂直方向に延びた面を有
するから、更に精度の高い取付が容易にできる。
FIG. 117 is a schematic configuration of the objective lens and the optical pickup device including the same according to the present embodiment. As shown in FIG. 117, a first semiconductor laser 111 and a second semiconductor laser 112 are unitized as light sources.
A beam splitter 120 is disposed between the collimator 13 and the objective lens 16, and the light substantially collimated by the collimator 13 passes through the beam splitter 120 and passes through the objective lens 1.
Go to 6. Further, the optical path is changed so that the light flux reflected from the information recording surface 22 is directed to the photodetector 30 by the beam splitter 120 as an optical path changing means. The objective lens 16 has a flange 16a on its outer periphery.
6a allows the objective lens 16 to be easily attached to the optical pickup device. Further, since the flange portion 16a has a surface extending in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the objective lens 16, mounting with higher accuracy can be easily performed.
【0556】第1の光ディスクを再生する場合、第1半
導体レーザ111から出射された光束は、コリメータ1
3を透過し平行光束となる。さらにビームスプリッタ1
20を経て絞り17によって絞られ、対物レンズ16に
より第1の光ディスク20の透明基板21を介して情報
記録面22に集光される。そして、情報記録面22で情
報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レ
ンズ16、絞り17を介して、ビームスプリッタ120
で反射され、シリンドリカルレンズ180により非点収
差が与えられ、凹レンズ50を経て、光検出器30上ヘ
入射し、光検出器30から出カされる信号を用いて、第
1の光ディスク20に記録された情報の読み取り信号が
得られる。
[0556] When reproducing the first optical disk, the light beam emitted from the first semiconductor laser 111 is reflected by the collimator 1
3 and becomes a parallel light flux. Furthermore, beam splitter 1
After passing through 20, the aperture 17 stops down, and the light is focused on the information recording surface 22 by the objective lens 16 via the transparent substrate 21 of the first optical disc 20. Then, the light flux modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 22 passes through the objective lens 16 and the aperture 17 again and passes through the beam splitter 120.
Is reflected by the cylindrical lens 180, is given astigmatism by the cylindrical lens 180, passes through the concave lens 50, is incident on the photodetector 30, and is recorded on the first optical disc 20 using a signal output from the photodetector 30. A read signal of the obtained information is obtained.
【0557】また、光検出器30上でのスポットの形状
変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出や
トラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチ
ュエータ150が第1の半導体レーザ111からの光束
を第1の光ディスク20の情報記録面22上に結像する
ように対物レンズ16を移動させるとともに、第1の半
導体レ―ザ111からの光束を所定のトラックに結像す
るように対物レンズ16を移動させる。
Also, a change in the light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 30 is detected, and focus detection and track detection are performed. Based on this detection, the two-dimensional actuator 150 moves the objective lens 16 so that the light beam from the first semiconductor laser 111 forms an image on the information recording surface 22 of the first optical disk 20, and the first semiconductor laser Moving the objective lens 16 so that the light beam from the laser 111 is focused on a predetermined track;
【0558】次に、第2の光ディスクを再生する場合、
第2の半導体レーザ112から出射された光束は、コリ
メータ13を透過し平行光束となる。さらにビームスプ
リッタ120を経て絞り17によって絞られ、対物レン
ズ16により第2の光ディスク20の透明基板21を介
して情報記録面22に集光される。そして、情報記録面
22で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再
び対物レンズ16、絞り17を介して、ビームスプリッ
タ120で反射され、シリンドリカルレンズ180によ
り非点収差が与えられ、凹レンズ50を経て、光検出器
30上ヘ入射し、光検出器30から出力される信号を用
いて、第2の光ディスク20に記録された情報の読み取
り信号が得られる。また、光検出器30上でのスポット
の形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦
検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元
アクチュエータ15か第1の半導体レーザ112からの
光束を第2光ディスク20の情報記録面22上に結像す
るように対物レンズ16を移動させるとともに、第2の
半導体レーサ112からの光束を所定のトラックに結像
するように対物レンズ16を移動させる。
Next, when reproducing the second optical disk,
The light beam emitted from the second semiconductor laser 112 passes through the collimator 13 and becomes a parallel light beam. Further, the light is stopped down by the stop 17 through the beam splitter 120, and is condensed by the objective lens 16 on the information recording surface 22 via the transparent substrate 21 of the second optical disc 20. The light flux modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 22 is reflected again by the beam splitter 120 via the objective lens 16 and the aperture 17, is given astigmatism by the cylindrical lens 180, and is given a concave lens 50. After that, the signal is incident on the photodetector 30 and a signal for reading information recorded on the second optical disc 20 is obtained using a signal output from the photodetector 30. Further, a change in the light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 30 is detected, and focus detection and track detection are performed. Based on this detection, the objective lens 16 is moved so that the light beam from the two-dimensional actuator 15 or the first semiconductor laser 112 is focused on the information recording surface 22 of the second optical disc 20, and the second semiconductor laser 112 is moved. The objective lens 16 is moved so that the light flux from the lens is focused on a predetermined track.
【0559】対物レンズ(回折レンズ)16は、第1の
光ディスク、第2の光ディスクの記録及び/または再生
に必要な開口数のうち大きい方の開口数(最大開口数)
まで、それぞれの半導体レーザからの入射光に対して、
それぞれの波長(λ)に対して0.07λrms以下で
あるように設計されている。このため、それぞれの光束
の結像面上の波面収差は、0.07λrms以下となっ
ている。従って、結像面上及び検出器30上でどちらの
光ディスクの記録及び/または再生時にフレアがなく、
合焦誤差検出やトラック誤差検出の特性が良好となる。
The objective lens (diffraction lens) 16 has a larger numerical aperture (maximum numerical aperture) among the numerical apertures required for recording and / or reproducing the first optical disc and the second optical disc.
Up to the incident light from each semiconductor laser,
It is designed to be 0.07 λrms or less for each wavelength (λ). For this reason, the wavefront aberration of each light beam on the image plane is 0.07λrms or less. Therefore, there is no flare during recording and / or reproduction of either optical disk on the imaging surface and on the detector 30.
The characteristics of focusing error detection and track error detection are improved.
【0560】なお、第1の光ディスクをDVD(光源波
長650nm)、第2の光ディスクをCD(光源波長7
80nm)とするケースや、第1の光ディスクを次世代
高密度光ディスク(光源波長400nm)、第2の光デ
ィスクをDVD(光源波長650nm)のケースが想定
されるが、特に、それぞれの光ディスクの必要開口数に
大きな差がある場合には、上記のような場合には、必要
なスポット径に比較してスポットが小さすぎる場合もあ
る。このときは本明細書の他の箇所で説明している開口
制限手段を導入し、所望のスポット径とすればよい。
The first optical disk is a DVD (light source wavelength 650 nm), and the second optical disk is a CD (light source wavelength 7
80 nm), the first optical disk may be a next-generation high-density optical disk (light source wavelength 400 nm), and the second optical disk may be a DVD (light source wavelength 650 nm). If there is a large difference in the number, in the above case, the spot may be too small compared to the required spot diameter. In this case, the aperture limiting means described elsewhere in this specification may be introduced to obtain a desired spot diameter.
【0561】以下、第7の実施の形態に係わる対物レン
ズの具体例として、球面収差補正レンズの実施例15、
16,17,18を説明する。各実施例で波面収差が、
最大開口数に対し0.07λrms以下に補正されてい
る。なお、以下において像側とは光情報記録媒体側の意
味である。
Hereinafter, as a specific example of the objective lens according to the seventh embodiment, a practical example of a spherical aberration correcting lens,
16, 17, and 18 will be described. The wavefront aberration in each embodiment is
The maximum numerical aperture is corrected to 0.07λrms or less. In the following, the image side means the optical information recording medium side.
【0562】〈実施例15〉<Example 15>
【0563】図118に、実施例15の対物レンズであ
る回折光学レンズ(回折面を有する対物レンズ)の光路
図を示す。また、図119に、実施例15の回折光学レ
ンズについての波長(λ)=640,650,660n
mに対する開口数0.60までの球面収差図を示す。ま
た、図120は光情報記録媒体の透明基板が図118よ
り厚い場合の実施例15の回折光学レンズの光路図を示
す。図121に、図120の場合の回折光学レンズにつ
いての波長λ=770,780,790nmに対する開
口数0.60までの球面収差図をそれぞれ示す。
FIG. 118 shows an optical path diagram of the diffractive optical lens (objective lens having a diffractive surface) which is the objective lens of the fifteenth embodiment. FIG. 119 shows the wavelength (λ) of the diffractive optical lens of Example 15 = 640, 650, 660n.
FIG. 4 shows spherical aberration diagrams up to a numerical aperture of 0.60 with respect to m. FIG. 120 shows an optical path diagram of the diffractive optical lens of Example 15 when the transparent substrate of the optical information recording medium is thicker than that in FIG. FIG. 121 shows spherical aberration diagrams of the diffractive optical lens in the case of FIG. 120 up to a numerical aperture of 0.60 for wavelengths λ = 770, 780, and 790 nm, respectively.
【0564】実施例15の回折光学レンズによると、図
119に示すように、波長λ=650nmに対してはN
A0.60までの全開口がほぼ無収差である。また、図
120、図121に示すように、透明基板が厚い場合
で、波長λ=780nmに対しては、NA0.60まで
がほぼ無収差である。なお、λ=780nmのときの所
定開口数は0.45である。
According to the diffractive optical lens of Embodiment 15, as shown in FIG. 119, for a wavelength λ = 650 nm, N
All apertures up to A0.60 are almost stigmatic. Further, as shown in FIGS. 120 and 121, when the transparent substrate is thick, there is almost no aberration up to NA 0.60 for a wavelength λ = 780 nm. Note that the predetermined numerical aperture when λ = 780 nm is 0.45.
【0565】以上のように、実施例15では、実施例
1,6,8と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く
波長が780nmの場合の球面収差を透明基板がこれよ
りも薄く波長が650nmの場合と同じ開口数(NA
0.60)まで補正できる。
As described above, in the fifteenth embodiment, the spherical aberration in the case where the transparent substrate of the optical information recording medium is thick and the wavelength is 780 nm is smaller in the transparent substrate than in the first, sixth and eighth embodiments. Is the same as the numerical aperture (NA
0.60).
【0566】以下、実施例15のレンズデータを示す。[0566] The lens data of Example 15 is shown below.
【0567】 光源波長λ=650nmのとき 焦点距離f=3.33 像側開口数 NA=0.60 無限仕様(平行光束入射 )When light source wavelength λ = 650 nm Focal length f = 3.33 Image side numerical aperture NA = 0.60 Infinite specification (parallel light beam incidence)
【0568】 光源波長λ=780nmのとき 焦点距離f=3.38 像側開口数 NA=0.60 無限仕様When light source wavelength λ = 780 nm, focal length f = 3.38, image side numerical aperture NA = 0.60, infinite specification
【0569】[0569]
【表15】 非球面係数 非球面1 K=−1.0358 A4=4.8632×10-36=5.3832×10-48=−1.5773×10-410=3.8683×10-7 [Table 15] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 K = −1.0358 A 4 = 4.8632 × 10 −3 A 6 = 5.3833 × 10 −4 A 8 = −1.5773 × 10 −4 A 10 = 3.8683 × 10 -7
【0570】非球面2 K=−9.256352 A4=1.5887×10-26=−5.97422×10-38=1.11613×10-310=−9.39682×10-5 Aspherical surface 2 K = −9.256352 A 4 = 1.5887 × 10 −2 A 6 = −5.97242 × 10 −3 A 8 = 1.11313 × 10 −3 A 10 = −9.33962 × 10 -5
【0571】回折面係数(基準波長650nm) b2=6.000×10-34=−1.317×10-36=1.5274×10-48=−6.5757×10-510=6.221×10-6 Diffraction surface coefficient (reference wavelength: 650 nm) b 2 = 6.00 × 10 −3 b 4 = −1.317 × 10 −3 b 6 = 1.5274 × 10 −4 b 8 = −6.5575 × 10 -5 b 10 = 6.221 × 10 -6
【0572】〈実施例16〉<Example 16>
【0573】図122に、実施例16の対物レンズであ
る回折光学レンズ(回折面を有する対物レンズ)の光路
図を示す。また、図123に、実施例16の回折光学レ
ンズについての波長(λ)=640,650,660n
mに対する開口数0.60までの球面収差図を示す。ま
た、図124は光情報記録媒体の透明基板が図122よ
り厚い場合の実施例16の回折光学レンズの光路図を示
す。図125に、図124の場合の回折光学レンズにつ
いての波長λ=770,780,790nmに対する開
口数0.60までの球面収差図をそれぞれ示す。
FIG. 122 shows an optical path diagram of the diffractive optical lens (objective lens having a diffractive surface) which is the objective lens of the sixteenth embodiment. FIG. 123 shows the wavelength (λ) of the diffractive optical lens of Example 16 = 640, 650, 660n.
FIG. 4 shows spherical aberration diagrams up to a numerical aperture of 0.60 with respect to m. FIG. 124 shows an optical path diagram of the diffractive optical lens of Example 16 when the transparent substrate of the optical information recording medium is thicker than FIG. FIG. 125 shows spherical aberration diagrams of the diffractive optical lens in the case of FIG. 124 up to a numerical aperture of 0.60 for wavelengths λ = 770, 780, and 790 nm, respectively.
【0574】実施例16の回折光学レンズによると、図
123に示すように、波長λ=650nmに対してはN
A0.60までの全開口がほぼ無収差である。また、図
124、図125に示すように、透明基板が厚い場合
で、波長λ=780nmに対しては、NA0.60まで
がほぼ無収差である。なお、λ=780nmのときの所
定開口数は0.45である。
According to the diffractive optical lens of Embodiment 16, as shown in FIG. 123, for a wavelength λ = 650 nm, N
All apertures up to A0.60 are almost stigmatic. As shown in FIGS. 124 and 125, when the transparent substrate is thick, there is almost no aberration up to NA 0.60 for a wavelength λ = 780 nm. Note that the predetermined numerical aperture when λ = 780 nm is 0.45.
【0575】以上のように、実施例16では、実施例
1,6,8と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く
波長が780nmの場合の球面収差を透明基板がこれよ
りも薄く波長が650nmの場合と同じ開口数(NA
0.60)まで補正できる。なお、実施例15,16で
は、透明基板の厚さの差による球面収差をNA0.6ま
で補正するために、回折による球面収差の補正作用が強
いことが必要であるが、このため輪帯ピッチが狭くなる
が、回折の近軸パワーを負にしてピッチの減少を緩和し
ている。
As described above, in the sixteenth embodiment, the spherical aberration in the case where the transparent substrate of the optical information recording medium is thick and the wavelength is 780 nm is smaller in the transparent substrate than in the first, sixth and eighth embodiments. Is the same as the numerical aperture (NA
0.60). In Examples 15 and 16, in order to correct the spherical aberration due to the difference in the thickness of the transparent substrate to NA of 0.6, it is necessary that the spherical aberration due to diffraction has a strong correcting action. Is narrowed, but the paraxial power of diffraction is made negative to alleviate the decrease in pitch.
【0576】以下、実施例16のレンズデータを示す。[0576] The lens data of Example 16 is shown below.
【0577】 光源波長λ=650nmのとき 焦点距離f=3.33 像側開口数 NA=0.60 無限仕様When light source wavelength λ = 650 nm Focal length f = 3.33 Image side numerical aperture NA = 0.60 Infinite specification
【0578】 光源波長λ=780nmのとき 焦点距離f=3.36 像側開口数 NA=0.60 無限仕様When light source wavelength λ = 780 nm, focal length f = 3.36, image side numerical aperture NA = 0.60, infinite specification
【0579】[0579]
【表16】 非球面係数 非球面1 K=−1.1331 A4=4.5375×10-36=1.2964×10-38=−3.6164×10-410=2.0765×10-5 [Table 16] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 K = −1.1331 A 4 = 4.5375 × 10 −3 A 6 = 1.2964 × 10 −3 A 8 = −3.6164 × 10 −4 A 10 = 2.0765 × 10 -5
【0580】非球面2 K=−4.356298 A4=1.57427×10-26=−4.91198×10-38=7.72605×10-410=−5.75456×10-5 Aspheric surface 2 K = −4.356298 A 4 = 1.57427 × 10 −2 A 6 = −4.91198 × 10 −3 A 8 = 7.72605 × 10 −4 A 10 = −5.775456 × 10 -5
【0581】回折面係数(基準波長650nm) b2=2.1665×10-34=−2.0272×10-36=5.5178×10-48=−1.8391×10-410=1.8148×10-5 Diffraction surface coefficient (reference wavelength: 650 nm) b 2 = 2.1665 × 10 −3 b 4 = −2.0272 × 10 −3 b 6 = 5.5178 × 10 −4 b 8 = −1.8391 × 10 -4 b 10 = 1.8148 × 10 -5
【0582】〈実施例17〉<Example 17>
【0583】図126に、実施例17の対物レンズであ
る回折光学レンズ(回折面を有する対物レンズ)の光路
図を示す。また、図127に、実施例17の回折光学レ
ンズについての波長(λ)=640,650,660n
mに対する開口数0.60までの球面収差図を示す。ま
た、図128は光情報記録媒体の透明基板が図126よ
り厚い場合の実施例17の回折光学レンズの光路図を示
す。図129に、図128の場合の回折光学レンズにつ
いての波長λ=770,780,790nmに対する開
口数0.60までの球面収差図をそれぞれ示す。
FIG. 126 shows an optical path diagram of the diffractive optical lens (objective lens having a diffractive surface) which is the objective lens of the seventeenth embodiment. FIG. 127 shows the wavelength (λ) of the diffractive optical lens of Example 17 = 640, 650, 660n.
FIG. 4 shows spherical aberration diagrams up to a numerical aperture of 0.60 with respect to m. FIG. 128 shows an optical path diagram of the diffractive optical lens of Example 17 when the transparent substrate of the optical information recording medium is thicker than that of FIG. FIG. 129 shows spherical aberration diagrams of the diffractive optical lens in the case of FIG. 128 up to a numerical aperture of 0.60 for wavelengths λ = 770, 780, and 790 nm, respectively.
【0584】実施例17の回折光学レンズによると、図
127に示すように、波長λ=650nmに対してはN
A0.60までの全開口がほぼ無収差である。また、図
128、図129に示すように、透明基板が厚い場合
で、波長λ=780nmに対しては、NA0.60まで
がほぼ無収差である。なお、λ=780nmのときの所
定開口数は0.45である。また、実施例15〜17は
軸上色収差が異なり、また、輪帯ピッチも変わってい
る。
According to the diffractive optical lens of the seventeenth embodiment, as shown in FIG. 127, for a wavelength λ = 650 nm, N
All apertures up to A0.60 are almost stigmatic. Further, as shown in FIGS. 128 and 129, when the transparent substrate is thick, there is almost no aberration up to NA 0.60 for a wavelength λ = 780 nm. Note that the predetermined numerical aperture when λ = 780 nm is 0.45. In Examples 15 to 17, the axial chromatic aberration is different, and the ring pitch is also different.
【0585】以上のように、実施例17では、実施例
1,6,8と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く
波長が780nmの場合の球面収差を透明基板がこれよ
りも薄く波長が650nmの場合と同じ開口数(NA
0.60)まで補正できる。
As described above, in the seventeenth embodiment, the spherical aberration in the case where the transparent substrate of the optical information recording medium is thick and the wavelength is 780 nm is smaller than that in the first, sixth and eighth embodiments. Is the same as the numerical aperture (NA
0.60).
【0586】以下、実施例17のレンズデータを示す。[0586] The lens data of Example 17 is shown below.
【0587】 光源波長λ=650nmのとき 焦点距離f=3.33 像側開口数 NA=0.60 無限仕様When light source wavelength λ = 650 nm Focal length f = 3.33 Image side numerical aperture NA = 0.60 Infinite specification
【0588】 光源波長λ=780nmのとき 焦点距離f=3.34 像側開口数 NA=0.60 無限仕様When light source wavelength λ = 780 nm, focal length f = 3.34, image side numerical aperture NA = 0.60, infinite specification
【0589】[0589]
【表17】 非球面係数 非球面1 K=−1.0751 A4=5.0732×10-36=4.3722×10-48=−1.4774×10-410=9.6694×10-7 [Table 17] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 K = −1.0751 A 4 = 5.0732 × 10 −3 A 6 = 4.3722 × 10 −4 A 8 = −1.4774 × 10 −4 A 10 = 9.6694 × 10 -7
【0590】非球面2 K=−10.41411 A4=1.59463×10-26=−6.02963×10-38=1.11268×10-310=−9.3151×10-5 Aspheric surface 2 K = -10.41111 A 4 = 1.59463 × 10 −2 A 6 = −6.0293 × 10 −3 A 8 = 1.11268 × 10 −3 A 10 = −9.3151 × 10 -5
【0591】回折面係数(基準波長650nm) b2=−2.000×10-34=−1.4462×10-36=1.1331×10-48=−6.6211×10-510=6.8220×10-6 Diffraction surface coefficient (reference wavelength 650 nm) b 2 = −2.000 × 10 −3 b 4 = −1.4462 × 10 −3 b 6 = 1.1331 × 10 −4 b 8 = −6.6621 × 10 -5 b 10 = 6.8220 × 10 -6
【0592】〈実施例18〉<Embodiment 18>
【0593】図130に、実施例18の対物レンズであ
る回折光学レンズ(回折面を有する対物レンズ)の光路
図を示す。また、図131に、実施例18の回折光学レ
ンズについての波長(λ)=390,400,410n
mに対する開口数0.70までの球面収差図を示す。ま
た、図132は光情報記録媒体の透明基板が図130よ
り厚い場合の実施例18の回折光学レンズの光路図を示
す。図133に、図132の場合の回折光学レンズにつ
いての波長λ=640,650,660nmに対する開
口数0.70までの球面収差図をそれぞれ示す。
FIG. 130 shows an optical path diagram of the diffractive optical lens (objective lens having a diffractive surface) which is the objective lens of the eighteenth embodiment. FIG. 131 shows the wavelength (λ) of the diffractive optical lens of Example 18 = 390, 400, 410n.
FIG. 4 shows a spherical aberration diagram for a numerical aperture up to 0.70. FIG. 132 shows an optical path diagram of the diffractive optical lens of Example 18 when the transparent substrate of the optical information recording medium is thicker than FIG. FIG. 133 shows spherical aberration diagrams of the diffractive optical lens in the case of FIG. 132 up to a numerical aperture of 0.70 for wavelengths λ = 640, 650, and 660 nm, respectively.
【0594】実施例18の回折光学レンズによると、図
131に示すように、波長λ=400nmに対してはN
A0.70までの全開口がほぼ無収差である。また、図
132、図133に示すように、透明基板が厚い場合
で、波長λ=650nmに対しては、NA0.70まで
がほぼ無収差である。
According to the diffractive optical lens of Example 18, as shown in FIG.
All apertures up to A0.70 are almost stigmatic. Further, as shown in FIGS. 132 and 133, when the transparent substrate is thick, there is almost no aberration up to NA 0.70 for a wavelength λ = 650 nm.
【0595】以上のように、実施例17では、実施例
1,6,8と比べて、光情報記録媒体の透明基板が厚く
波長が650nmの場合の球面収差を透明基板がこれよ
りも薄く波長が400nmの場合と同じ開口数(NA
0.70)まで補正できる。
As described above, in the seventeenth embodiment, the spherical aberration in the case where the transparent substrate of the optical information recording medium is thick and the wavelength is 650 nm is smaller in the transparent substrate than in the first, sixth and eighth embodiments. Is the same numerical aperture (NA
0.70).
【0596】以下、実施例18のレンズデータを示す。Hereinafter, the lens data of Example 18 will be shown.
【0597】 光源波長λ=400nmのとき 焦点距離f=3.33 像側開口数 NA=0.70 無限仕様When light source wavelength λ = 400 nm, focal length f = 3.33, image side numerical aperture NA = 0.70, infinite specification
【0598】 光源波長λ=650nmのとき 焦点距離f=3.43 像側開口数 NA=0.70 無限仕様When light source wavelength λ = 650 nm Focal length f = 3.43 Image side numerical aperture NA = 0.70 Infinite specification
【0599】[0599]
【表18】 非球面係数 非球面1 K=0.0 A4=−7.9616×10-46=−5.7265×10-48=8.3209×10-510=−4.1599×10-5 [Table 18] Aspherical surface coefficient Aspherical surface 1 K = 0.0 A 4 = −7.9616 × 10 −4 A 6 = −5.7265 × 10 −4 A 8 = 8.3209 × 10 −5 A 10 = −4.1599 × 10 -5
【0600】非球面2 K=0.0 A4=3.11131×10-26=−1.18548×10-28=1.63937×10-310=−6.60514×10-5 Aspherical surface 2 K = 0.0 A 4 = 3.11131 × 10 -2 A 6 = −1.18548 × 10 −2 A 8 = 1.63937 × 10 −3 A 10 = −6.60514 × 10 -5
【0601】回折面係数(基準波長400nm) b2=−1.4046×10-34=−8.6959×10-46=2.3488×10-48=−5.2455×10-510=3.6385×10-6 Diffraction surface coefficient (reference wavelength: 400 nm) b 2 = −1.4046 × 10 −3 b 4 = −8.6959 × 10 −4 b 6 = 2.3488 × 10 −4 b 8 = −5.2455 × 10 -5 b 10 = 3.6385 × 10 -6
【0602】次に、上述の実施例1〜3,14〜18の
各回折光学レンズの複数の輪帯のピッチについて説明す
る。複数の輪帯は光軸を中心としたほぼ同心円状に形成
されており、レンズの像側の最大開口数に対応する輪帯
のピッチPf(mm)、最大開口数の1/2の開口数に
対応する輪帯のピッチPh(mm)、及び((Ph/P
f)−2)の各値を表19に示す。
Next, the pitch of a plurality of annular zones of each of the diffractive optical lenses of Examples 1 to 3 and 14 to 18 will be described. The plurality of orbicular zones are formed substantially concentrically around the optical axis, and have a pitch Pf (mm) of the orbicular zones corresponding to the maximum numerical aperture on the image side of the lens, and a numerical aperture of の of the maximum numerical aperture. The pitches of the annular zones Ph (mm) and ((Ph / P
Table 19 shows each value of f) -2).
【0603】[0603]
【表19】 0.4≦|(Ph/Pf)−2|≦25 (b1)[Table 19] 0.4 ≦ | (Ph / Pf) −2 | ≦ 25 (b1)
【0604】本発明者らの更なる検討によれば、上述の
式(b1)が成立すると、即ち、この式の下限以上であ
ると、高次の球面収差を補正する回折の作用が弱まるこ
とがなく、従って、透明基板の厚さが異なることによっ
て生じる2波長間の球面収差の差を回折の作用で補正で
き、また、上限以下であると、回折輪帯のピッチが過小
となる箇所が生じ難くなり、回折効率の高いレンズを製
造することが可能となることが判明した。
According to a further study by the present inventors, when the above-mentioned expression (b1) is satisfied, that is, when the value is equal to or more than the lower limit of this expression, the effect of diffraction for correcting high-order spherical aberration is weakened. Therefore, the difference in spherical aberration between the two wavelengths caused by the difference in the thickness of the transparent substrate can be corrected by the effect of diffraction. If the difference is less than the upper limit, the pitch of the diffraction ring zone becomes too small. It has been found that it is difficult to produce such a lens, and it becomes possible to manufacture a lens having high diffraction efficiency.
【0605】また、上記関係式は、次の式(b2)が好
ましく、式(b3)が更に好ましい。
The above relational expression is preferably the following expression (b2), and more preferably expression (b3).
【0606】 0.8≦|(Ph/Pf)−2|≦6.0 (b2)0.8 ≦ | (Ph / Pf) −2 | ≦ 6.0 (b2)
【0607】 1.2≦|(Ph/Pf)−2|≦2.0 (b3)1.2 ≦ | (Ph / Pf) −2 | ≦ 2.0 (b3)
【0608】次に、本発明の第8の実施の形態について
説明する。
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.
【0609】波長650nmの光源を使ってのDVDの
記録再生に必要な対物レンズの光情報記録媒体側の必要
開口数NA1は0.6程度であり、波長780nmの光
源を使ってのCDの再生に必要な対物レンズの光情報記
録媒体側の必要開口数NA2は0.45程度(記録のと
きは0.5程度)である。したがって、上述の収差補正
のための回折パターンは、開口数NA1までは必須では
ない。
The required numerical aperture NA1 on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording and reproducing a DVD using a light source having a wavelength of 650 nm is about 0.6, and reproducing a CD using a light source having a wavelength of 780 nm. The required numerical aperture NA2 of the objective lens on the optical information recording medium side required for the recording is about 0.45 (about 0.5 for recording). Therefore, the above-mentioned diffraction pattern for aberration correction is not essential up to the numerical aperture NA1.
【0610】さらに、光軸近傍は焦点深度が深く、球面
収差量も少ないので、回折パターンは必須ではない。
Further, since the depth of focus is large near the optical axis and the amount of spherical aberration is small, the diffraction pattern is not essential.
【0611】必要最低限の部分に回折パターンを形成
し、残りの部分を屈折面とすることで、金型加工時のツ
ールの損傷、成形時の離型性の向上、CD側で必要以上
に集光スポットが絞られることに起因するディスクの厚
みに誤差があるときや、ディスクが傾いたときの性能劣
化を防ぐことができる。
[0611] By forming a diffraction pattern on the minimum necessary portion and using the remaining portion as a refracting surface, damage to the tool at the time of mold processing, improvement in mold releasability at the time of molding, unnecessarily on the CD side It is possible to prevent performance degradation when there is an error in the thickness of the disc due to the focusing spot being narrowed or when the disc is tilted.
【0612】このためには、対物レンズの回折パターン
は光軸に対して回転対称であり、前記第1の光源からの
光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離
れた円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体の開口
数がNAH1の光束に変換され、前記第1の光源からの
光束の前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円
周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の開口数が
NAL1の光束に変換されるとき、下記の条件を満足す
れば良い。 NAH1 < NA1 0 ≦ NAL1 ≦ NA2
For this purpose, the diffraction pattern of the objective lens is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the luminous flux from the first light source is reflected from the circumference of the diffraction pattern of the objective lens that is most distant from the optical axis. The + 1st-order diffracted light is converted into a luminous flux whose numerical aperture of the optical information recording medium is NAH1, and the + 1st-order diffracted light of the luminous flux from the first light source from the circumference closest to the optical axis of the diffraction pattern of the diffraction pattern of the objective lens is: When the numerical aperture on the optical information recording medium side is converted into a light beam of NAL1, the following condition may be satisfied. NAH1 <NA1 0 ≤ NAL1 ≤ NA2
【0613】第1の光情報記録媒体がDVDで、第1の
光源の波長λ1が650nm、第2の光情報記録媒体が
CDで第2の光源の波長λ2か780nmの場合、 NAH1は0.43から0.55 NAL1は0.10から0.40 であることが好ましい。
If the first optical information recording medium is a DVD, the wavelength λ1 of the first light source is 650 nm, and the second optical information recording medium is a CD, the wavelength λ2 of the second light source or 780 nm, NAH1 is 0. 43 to 0.55 NAL1 is preferably 0.10 to 0.40.
【0614】回折パターンを有する部分についての対物
レンズの光学設計は、第1の光源から対物レンズに入射
する光束の+1次回折光がほぼ無収差の集光スポットと
なるように行われる。一方、回折パターンのない部分に
ついての対物レンズの光学設計は、第1の光源から対物
レンズに入射する光束がほぼ無収差の集光スポットとな
るように行われる。
The optical design of the objective lens for the portion having the diffraction pattern is performed so that the + 1st-order diffracted light of the light beam incident on the objective lens from the first light source becomes an almost aberration-free condensed spot. On the other hand, the optical design of the objective lens with respect to the portion having no diffraction pattern is performed such that the light beam incident on the objective lens from the first light source becomes a substantially aberration-free focused spot.
【0615】両者の集光位置は、ほぼ一致する必要があ
る。さらに、それぞれの光束の位相も揃っていることが
重要である。なお、位相に関しては、kを小さな整数と
したとき、2kπずれていても、設計波長での集光特性
は殆ど変わらないが、|k|の絶対値が大きくなると、
波長変動に弱くなってしまう。|k|は1〜10である
ことが好ましい。
[0615] The light condensing positions of both need to be substantially coincident. Furthermore, it is important that the phases of the respective light beams are also aligned. Regarding the phase, when k is a small integer, even if the phase shifts by 2kπ, the light-collecting characteristics at the design wavelength hardly change, but when the absolute value of | k |
It becomes vulnerable to wavelength fluctuation. | K | is preferably 1 to 10.
【0616】このとき、第2の光源からの光束のうち、
対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周か
らの+1次回折光は光情報記録媒体側の開口数がNAH
2の光束に変換され、同時に回折パターンの最も光軸側
の円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の開口
数がNAL2の光束に変換され、
At this time, of the luminous flux from the second light source,
The + 1st-order diffracted light from the circumference farthest from the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens has a numerical aperture of NAH on the optical information recording medium side.
2, and at the same time, the + 1st-order diffracted light from the circumference of the diffraction pattern closest to the optical axis is converted into a light flux whose numerical aperture on the optical information recording medium side is NAL2,
【0617】第2光情報記録媒体の記録再生が可能とな
るようなスポットを、第2の光源からの光束のうち、対
物レンズを通ったときの開口数がNAH2以下の光束を
利用して光情報記録媒体の情報記録面上に形成するよう
に、回折パターンを有する部分からの光束と、回折パタ
ーンのない部分からの光束との集光位置と位相差が最適
となるように、対物レンズを通った光束の球面収差の設
定がなされている。
[0617] A spot enabling recording and reproduction on the second optical information recording medium is illuminated by using a light flux having a numerical aperture of NAH2 or less when passing through the objective lens among the light flux from the second light source. The objective lens is formed such that the light-condensing position and the phase difference between the light beam from the portion having the diffraction pattern and the light beam from the portion without the diffraction pattern are optimal, so as to be formed on the information recording surface of the information recording medium. The spherical aberration of the transmitted light beam is set.
【0618】実際には、前記第1の光源からの光束のう
ち、対物レンズを通ったときの開口数がNA1以下の光
束が第1光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点に
おける波面収差が0.07λrms以下であり、かつ、
前記第2の光源からの光束のうち、対物レンズを通った
ときの開口数がNAH2以下の光束が第2光情報記録媒
体の透明基板を介した最良像点における波面収差が0.
07λrms以下であることが望ましい。
Actually, among the light beams from the first light source, the light beam having a numerical aperture of not more than NA1 when passing through the objective lens is the wavefront at the best image point through the transparent substrate of the first optical information recording medium. The aberration is 0.07λrms or less, and
Of the luminous flux from the second light source, the luminous flux having a numerical aperture of not more than NAH2 when passing through the objective lens has a wavefront aberration of 0. 0 at the best image point through the transparent substrate of the second optical information recording medium.
It is desirable to be not more than 07λrms.
【0619】なお、特に、第1の光源からの光束のう
ち、対物レンズを通ったときの開口数がNA1以下の光
束が、第1光情報記録媒体の透明基板を介した最良像点
における波面収差の球面収差成分は0.05λrms以
下であることが望ましい。
In particular, among the light beams from the first light source, the light beam having a numerical aperture of not more than NA1 when passing through the objective lens is the wavefront at the best image point through the transparent substrate of the first optical information recording medium. It is desirable that the spherical aberration component of the aberration is 0.05 λrms or less.
【0620】第1の光源と対物レンズの間および第2の
光源と対物レンズの間に少なくとも一つのコリメータを
含み、第1の光源から対物レンズに入射する光束および
第2の光源から対物レンズに入射する光束が、それぞれ
平行光であるような光ピックアップ装置とすることで、
ピックアップの調整が容易となる。
At least one collimator is provided between the first light source and the objective lens and between the second light source and the objective lens, and a light beam incident on the objective lens from the first light source and from the second light source to the objective lens By using an optical pickup device in which incident light beams are parallel lights,
Adjustment of the pickup becomes easy.
【0621】また、第1の光源からの光束と第2の光源
からの光束に対してコリメータを共通にすることで、光
ピックアップ装置のコストダウンを図ることができる。
Also, by using a common collimator for the light beam from the first light source and the light beam from the second light source, the cost of the optical pickup device can be reduced.
【0622】なお、第1の光源と第2の光源が別のパッ
ケージである場合、コリメータに対してそれぞれの光源
の位置を対物レンズに入射する光束がそれぞれ平行光と
なるように設定すれば良い。
When the first light source and the second light source are separate packages, the positions of the respective light sources with respect to the collimator may be set such that the light beams incident on the objective lens become parallel lights. .
【0623】また、第1の光源と第2の光源とが同じパ
ッケージである場合、それぞれの光源の位置の光軸方向
の差を適切に設定して、対物レンズへの入射光がそれぞ
れ平行光となるようにしても良いし、その調整ができな
い場合、コリメータの色収差が最適化されたものを用い
て対物レンズへの入射光がそれぞれ平行光になるように
しても良い。
When the first light source and the second light source are in the same package, the difference between the positions of the respective light sources in the direction of the optical axis is appropriately set so that the light incident on the objective lens is parallel light. Alternatively, when the adjustment cannot be performed, the collimator whose chromatic aberration is optimized may be used so that the light incident on the objective lens becomes parallel light.
【0624】さらに、対物レンズに入射する光束が、収
束光束であっても発散光束であっても良く、特に第1の
光源から対物レンズに入射する光束よりも第2の光源か
ら対物レンズに入射する光束をより発散度の強いものと
することによって、発散度の差によるアンダーの球面収
差が発生し、回折パターンで補正する球面収差量を減ら
すことができる。
Further, the light beam incident on the objective lens may be a convergent light beam or a divergent light beam. In particular, the light beam incident on the objective lens from the second light source rather than the light beam incident on the objective lens from the first light source. By making the luminous flux having a higher divergence, under spherical aberration occurs due to the difference in the divergence, and the amount of spherical aberration corrected by the diffraction pattern can be reduced.
【0625】図114は、開口数NAH2、NAL2が
同じであり、近軸色収差を補正しない場合とした場合
(ΔfB=0)に、第2光源からの光束について、第2
光情報記録媒体(CD)の透明基板を通過した光束の球
面収差を表す模式図である。
FIG. 114 shows a case where the numerical apertures NAH2 and NAL2 are the same and paraxial chromatic aberration is not corrected (ΔfB = 0).
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating spherical aberration of a light beam that has passed through a transparent substrate of an optical information recording medium (CD).
【0626】NAH2以下の第2光情報記録媒体の再生
に寄与する光束の収束位置は、回折パターンによって補
正されていない場合、B点にあるが、回折パターンによ
って補正され、ΔfBをほぼ0にされてA点に収束す
る。しかし、NAH2より外側では回折パターンによっ
て補正されず、その収差は屈折面のみによる収差曲線S
を示すことになる。
The convergence position of the luminous flux contributing to the reproduction of the second optical information recording medium of NAH2 or less is at point B when not corrected by the diffraction pattern, but is corrected by the diffraction pattern, and ΔfB is made substantially zero. To converge on point A. However, the aberration is not corrected by the diffraction pattern outside NAH2, and the aberration is represented by the aberration curve S due to only the refraction surface.
Will be shown.
【0627】図から明らかなように、光束の収束点とN
AH2における球面収差の跳びは、近軸色収差の補正量
ΔfBだけ大きくなり、NAH2からNA1までのフレ
ア成分が収束する位置は、NAH2以下の第2光情報記
録媒体の再生に寄与する光束の収束位置と大きく離れる
ため、光検出器上においてフレア成分の影響が小さくな
る。
As is clear from the figure, the convergence point of the light beam and N
The jump of the spherical aberration in AH2 increases by the correction amount ΔfB of the paraxial chromatic aberration, and the position where the flare component from NAH2 to NA1 converges is the convergence position of the light beam contributing to the reproduction of the second optical information recording medium of NAH2 or lower. And the influence of the flare component on the photodetector is reduced.
【0628】また、λ1とλ2で近軸色収差を補正する
ことで、λ1近傍とλ2近傍においても、近軸色収差は
小さくなり、光情報記録媒体への情報記録時に、レーザ
のパワー変動で発振波長が変化しても、焦点ずれが起き
にくくなり、高速記録が可能となる。
Also, by correcting the paraxial chromatic aberration at λ1 and λ2, the paraxial chromatic aberration is reduced near λ1 and λ2, and when recording information on the optical information recording medium, the oscillation wavelength is changed due to laser power fluctuation. Does not easily occur, and high-speed recording becomes possible.
【0629】前述のようにNAH2からNA1までのフ
レア成分の収束位置とNAH2以下の光束の収束位置と
を離れたものとするためには、前記の回折パターンの外
側に、第2の回折パターンを配設し、第1光源からの光
束に対しては第2の回折パターンの+1次回折光が前記
の収束位置に集光され、第2光源からの光束は第2の回
折パターンでは回折されずに透過するように第2の回折
パターンを設計することによって、図115に示す収差
補正状況にすることができる。
As described above, in order to keep the convergence position of the flare component from NAH2 to NA1 and the convergence position of the light beam equal to or smaller than NAH2, the second diffraction pattern must be placed outside the diffraction pattern. The + 1st-order diffracted light of the second diffraction pattern is converged on the convergence position for the light beam from the first light source, and the light beam from the second light source is not diffracted by the second diffraction pattern. By designing the second diffraction pattern so as to transmit the light, the aberration correction situation shown in FIG. 115 can be obtained.
【0630】すなわち、同図(a)は第1光源からの光
束の収差補正状況を示し、NAH1以上においても以下
においても、比較的大きく設定された屈折面による収差
は、+1次回折光の補正効果により、無収差で収束位置
に集光されている。しかし、同図(b)のように、第2
光源からの光束は、NAH2より外側の回折パターン部
分を通過する光束では、回折作用を受けない0次光とな
るので、その収差補正状況は回折パターンによる補正を
受けない収差がそのまま表れるため、NAH2における
球面収差の跳びが大きくなり、フレア成分の収束位置と
情報の再生に寄与する光束の収束位置が大きく離れるた
め、光検出器上においてフレア成分の影響が小さくな
る。
[0630] That is, Fig. 60A shows the state of correction of the aberration of the light beam from the first light source, and the aberration due to the relatively large refraction surface is equal to or less than the NAH1. As a result, the light is focused on the convergence position without aberration. However, as shown in FIG.
The light beam from the light source is a zero-order light beam that does not undergo a diffraction effect when the light beam passes through a diffraction pattern portion outside the NAH2. Therefore, the aberration correction state shows an aberration that is not corrected by the diffraction pattern. , The convergence position of the flare component and the convergence position of the luminous flux contributing to the reproduction of information are largely separated, so that the influence of the flare component on the photodetector is reduced.
【0631】また、この第2の回折パターンでは、第1
の光源からの光束は回折されず、第2の光源からの光束
は、主に−1次回折光となるように第2の回折パターン
を設計しても良い。これにより、図113で見るよう
に、NAH2からNA1までの光束の、回折による球面
収差をよりオーバーにすることによって、第2の光源に
ついて、対物レンズを通ったときの開口数がNAH2以
下の光束の第2光情報記録媒体の透明基板を通ったとき
の球面収差は良好に補正され、一方、NAH2より外側
の光束のオーバーの球面収差を大きくすることが出来
る。その結果、図116(b)に見るように、NAH2
における球面収差の跳びが大きくなり、フレア成分の収
束位置と情報の再生に寄与する光束の収束位置が大きく
離れるため、光検出器上においてフレア成分の影響が小
さくなる。
In this second diffraction pattern, the first diffraction pattern
The second diffraction pattern may be designed so that the light beam from the light source is not diffracted, and the light beam from the second light source mainly becomes -1st-order diffracted light. As a result, as shown in FIG. 113, the spherical aberration due to the diffraction of the light beams from NAH2 to NA1 is made to be more excessive, so that the second light source has a light beam having a numerical aperture of not more than NAH2 when passing through the objective lens. The spherical aberration when passing through the transparent substrate of the second optical information recording medium is well corrected, while the spherical aberration of the light beam outside the NAH2 can be increased. As a result, as shown in FIG.
, The convergence position of the flare component and the convergence position of the luminous flux contributing to the reproduction of information are largely separated, so that the influence of the flare component on the photodetector is reduced.
【0632】同様に、光源から対物レンズまでの光路中
に第1光源からの光束は透過し、第2光源の光束のう
ち、前記第1の回折パターンの光軸とは反対側の領域を
通過する光束を透過させない開口制限手段を設け、光検
出器上へ到達するフレア成分を減ずることで、その影響
を小さくすることができる。
Similarly, the light beam from the first light source is transmitted in the optical path from the light source to the objective lens, and passes through the region of the light beam of the second light source opposite to the optical axis of the first diffraction pattern. By providing an aperture limiting means that does not allow the transmitted light flux to pass, and reducing the flare component reaching the photodetector, the effect can be reduced.
【0633】この開口制限手段は、第1の光源からの出
射光束と、第2光源からの出射光束とを光合波手段によ
り合波した後の光路中に、第1光源からの光束は透過
し、第2光源の光束のうち、前記第1の回折パターンの
光軸とは反対側の領域を通過する光束を反射または吸収
する輪帯フィルターを配設すれば良い。
The aperture restricting means transmits the light beam from the first light source through the optical path after the light beam emitted from the first light source and the light beam emitted from the second light source are combined by the light combining means. An annular filter that reflects or absorbs a light beam that passes through a region of the light beam of the second light source that is opposite to the optical axis of the first diffraction pattern may be provided.
【0634】このようなフィルターには、例えば多層膜
を利用したダイクロイックフィルターを利用することが
できる。勿論、対物レンズのいずれかの面に、上述のフ
ィルター効果を持たせることもできる。
As such a filter, for example, a dichroic filter using a multilayer film can be used. Of course, any of the surfaces of the objective lens can have the above-described filter effect.
【0635】また、この開口制限手段は、第1光源から
の光束は透過し、第2光源の光束のうち、前記回折パタ
ーンの光軸とは反対側の領域を通過する光束を回折させ
る輪帯フィルターであっても良い。
[0635] Also, the aperture limiting means is an orbicular zone that transmits a light beam from the first light source and diffracts a light beam of the second light source that passes through a region opposite to the optical axis of the diffraction pattern. It may be a filter.
【0636】以下、図面を参照して本発明の第8の実施
の形態にかかるる第1〜第7の光ピックアップ装置を具
体的に説明する。
Hereinafter, first to seventh optical pickup devices according to an eighth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0637】図102に示す第1の光ピックアップ装置
は、第1の光ディスクの再生用の第1光源である半導体
レーザ111と、第2の光ディスク再生用の半導体レー
ザ112とを有している。
The first optical pickup device shown in FIG. 102 has a semiconductor laser 111 as a first light source for reproducing a first optical disk and a semiconductor laser 112 for reproducing a second optical disk.
【0638】まず第1の光ディスクを再生する場合、第
1半導体レーザ111からビームを出射し、出射された
光束は、両半導体レーザ111、112からの出射光の
合成手段であるビームスプリッタ190を透過し、偏光
ビームスプリッタ120、コリメータ130、1/4波
長版14を透過して円偏光の平行光束となる。この光束
は絞り170によって絞られ、対物レンズ160により
第1の光ディスク200の透明基板210を介して情報
記録面220に集光される。
First, when reproducing the first optical disk, a beam is emitted from the first semiconductor laser 111, and the emitted light beam passes through the beam splitter 190, which is a means for combining the light emitted from both semiconductor lasers 111 and 112. Then, the light passes through the polarization beam splitter 120, the collimator 130, and the quarter-wave plate 14, and becomes a parallel light beam of circular polarization. This light beam is stopped down by the stop 170, and is focused on the information recording surface 220 via the transparent substrate 210 of the first optical disc 200 by the objective lens 160.
【0639】そして情報記録面220で情報ビットによ
り変調されて反射した光束は、再び対物レンズ160、
絞り170、1/4波長板140、コリメータ130を
透過して、偏光ビームスプリッタ120に入射し、ここ
で反射してシリンドリカルレンズ18により非点収差が
与えられ、光検出器300上へ入射し、その出力信号を
用いて、第1の光ディスク200に記録された情報の読
み取り信号が得られる。
[0639] The light flux modulated and reflected by the information bit on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 160,
The light passes through the stop 170, the quarter-wave plate 140, and the collimator 130, enters the polarization beam splitter 120, is reflected there, is given astigmatism by the cylindrical lens 18, and is incident on the photodetector 300. Using the output signal, a signal for reading information recorded on the first optical disc 200 is obtained.
【0640】また、光検出器300上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アク
チュエータ150が第1の半導体レーザ111からの光
束を第1の光ディスク200の記録面220上に結像す
るように対物レンズ160を移動させると共に、半導体
レーザ111からの光束を所定のトラックに結像するよ
うに対物レンズ160を移動させる。
Also, by detecting a change in the light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 300, focus detection and track detection are performed. Based on this detection, the two-dimensional actuator 150 moves the objective lens 160 so that the light beam from the first semiconductor laser 111 forms an image on the recording surface 220 of the first optical disc 200, and the light beam from the semiconductor laser 111 The objective lens 160 is moved so that is imaged on a predetermined track.
【0641】第2の光ディスクを再生する場合、第2半
導体レーザ112からビームを出射し、出射された光束
は、光合成手段であるビームスプリッタ190で反射さ
れ、上記第1半導体111からの光束と同様、偏光ビー
ムスプリッタ120、コリメータ130、1/4波長板
140、絞り170、対物レンズ160を介して第2の
光ディスク200の透明基板210を介して情報記録面
220に集光される。
In reproducing the second optical disk, a beam is emitted from the second semiconductor laser 112, and the emitted light beam is reflected by a beam splitter 190 which is a light combining means, and is emitted in the same manner as the light beam from the first semiconductor 111. The light is condensed on the information recording surface 220 via the transparent substrate 210 of the second optical disc 200 via the polarizing beam splitter 120, the collimator 130, the quarter-wave plate 140, the stop 170, and the objective lens 160.
【0642】そして、情報記録面220で情報ピットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16
0、絞り170、1/4波長板140、コリメータ13
0、偏光ビームスプリッタ120、シリンドリカルレン
ズ180を介して、光検出器300上へ入射し、その出
力信号を用いて、第2の光ディスク200に記録された
情報の読み取り信号が得られる。
[0641] The light flux modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 16.
0, stop 170, quarter-wave plate 140, collimator 13
0, the light enters the photodetector 300 via the polarizing beam splitter 120 and the cylindrical lens 180, and a read signal of information recorded on the second optical disc 200 is obtained using the output signal.
【0643】また、第1の光ディスクの場合と同様、光
検出器300上でのスポットの形状変化、位置変化によ
る光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行
い、2次元アクチュエータ150により、合焦、トラッ
キングのために対物レンズ160を移動させる。
Also, as in the case of the first optical disk, a change in the light amount due to a change in the shape or position of the spot on the photodetector 300 is detected, focus detection and track detection are performed, and the two-dimensional actuator 150 The objective lens 160 is moved for focusing and tracking.
【0644】図103の第2の光ピックアップ装置は、
記録再生用の光学系に適した構成であるが、再生の場合
について説明する。なお、以下の実施例において、図1
02の光ピックアップ装置と同一部材は同一符号で示
す。
[0644] The second optical pickup device shown in FIG.
Although the configuration is suitable for an optical system for recording and reproduction, the case of reproduction will be described. In the following embodiment, FIG.
The same members as those of the optical pickup device 02 are denoted by the same reference numerals.
【0645】第1の光ディスクを再生する場合、第1半
導体レーザ111からビームを出射し、出射された光束
は、偏光ビームスプリッタ121で反射され、コリメー
タ131、1/4波長板141を透過して円偏光の平行
光となる。さらに、光合成手段であるビームスプリッタ
190を透過し、絞り170によって絞られ、対物レン
ズ160により第1の光ディスク200の透明基板21
0を介して情報記録面220に集光される。
When reproducing the first optical disk, a beam is emitted from the first semiconductor laser 111, and the emitted light beam is reflected by the polarization beam splitter 121, and passes through the collimator 131 and the quarter-wave plate 141. It becomes parallel light of circular polarization. Further, the light passes through a beam splitter 190 as a light synthesizing means, is stopped down by a stop 170, and is transmitted through a transparent substrate 21 of the first optical disc 200 by an objective lens 160.
The light is condensed on the information recording surface 220 through 0.
【0646】そして情報記録面220で情報ビットによ
り変調されて反射した光束は、再び対物レンズ160、
絞り170を介して、さらにビームスプリッタ190、
1/4波長板141、コリメータ131を透過して、偏
光ビームスプリッタ121に入射し、ここを透過して非
点収差が与えられ、光検出器301上へ入射し、その出
力信号を用いて、第1の光ディスク200に情報記録さ
れた情報の読み取り信号が得られる。
[0646] The light flux modulated and reflected by the information bit on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 160,
Via an aperture 170, a beam splitter 190,
The light passes through the 波長 wavelength plate 141 and the collimator 131, enters the polarization beam splitter 121, passes through it, is given astigmatism, enters the photodetector 301, and uses the output signal to A read signal of information recorded on the first optical disc 200 is obtained.
【0647】また、光検出器301上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アク
チュエータ150が第1の半導体レーザ111からの光
束を第2の光ディスク200の記録面220上に結像す
るように対物レンズ160を移動させると共に、半導体
レーザ111からの光束を所定のトラックに結像するよ
うに対物レンズ160を移動させる。
[0647] Further, by detecting a change in the light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 301, focus detection and track detection are performed. Based on this detection, the two-dimensional actuator 150 moves the objective lens 160 so that the light beam from the first semiconductor laser 111 forms an image on the recording surface 220 of the second optical disc 200, and the light beam from the semiconductor laser 111 The objective lens 160 is moved so that is imaged on a predetermined track.
【0648】第2の光ディスクを再生する場合、第2半
導体レーザ112からビームを出射し、出射された光束
は、偏光ビームスプリッタ122で反射され、コリメー
タ132、1/4波長板142を透過して円偏光の平行
光となる。さらに、光合成手段であるビームスプリッタ
190で反射され、絞り170、対物レンズ160によ
り第2の光ディスク200の透明基板210を介して情
報記録面220に集光される。
When reproducing the second optical disc, a beam is emitted from the second semiconductor laser 112, and the emitted light beam is reflected by the polarization beam splitter 122, passes through the collimator 132, and passes through the quarter-wave plate 142. It becomes parallel light of circular polarization. Further, the light is reflected by a beam splitter 190 which is a light combining means, and is condensed on an information recording surface 220 via a transparent substrate 210 of the second optical disc 200 by a stop 170 and an objective lens 160.
【0649】そして情報記録面220で情報ビットによ
り変調されて反射した光束は、再び対物レンズ160、
絞り170を介してビームスプリッタ190で反射さ
れ、1/4波長板142、コリメータ132を透過し
て、偏光ビームスプリッタ122に入射し、ここを透過
して非点収差が与えられ、光検出器302上へ入射し、
その出力信号を用いて、第2の光ディスク200に情報
記録された情報の読み取り信号が得られる。
The light flux modulated and reflected by the information bits on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 160 and
The light is reflected by the beam splitter 190 via the stop 170, passes through the 波長 wavelength plate 142 and the collimator 132, enters the polarization beam splitter 122, passes therethrough, is given astigmatism, and is given a photodetector 302. Incident on it,
Using the output signal, a read signal of information recorded on the second optical disc 200 is obtained.
【0650】また、光検出器302上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アク
チュエータ150が第2の半導体レーザ112からの光
束を第1の光ディスク200の記録面220上に結像す
るように対物レンズ160を移動させると共に、半導体
レーザ112からの光束を所定のトラックに結像するよ
うに対物レンズ160を移動させることは同様である。
[0650] Also, by detecting a change in the light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 302, focus detection and track detection are performed. Based on this detection, the two-dimensional actuator 150 moves the objective lens 160 so that the light beam from the second semiconductor laser 112 forms an image on the recording surface 220 of the first optical disc 200, and the light beam from the semiconductor laser 112 Moving the objective lens 160 so as to form an image on a predetermined track is the same.
【0651】図104の第3の光ピックアップ装置は、
記録再生用の光学系に適した構成であるが、再生の場合
について説明する。
The third optical pickup device shown in FIG.
Although the configuration is suitable for an optical system for recording and reproduction, the case of reproduction will be described.
【0652】第1の光ディスクを再生する場合、第1半
導体レーザ111からビームを出射し、発散光束の発散
度を小さくするカップリングリングレンズ60、光合成
手段であるビームスプリッタ190、ビームスプリッタ
120を透過し、さらにコリメータ130、1/4波長
板140を透過して円偏光の平行光となる。さらに、絞
り170によって絞られ、対物レンズ160により第1
の光ディスク200の透明基板210を介して情報記録
面220に集光される。
In reproducing the first optical disk, a beam is emitted from the first semiconductor laser 111 and transmitted through the coupling lens 60 for reducing the degree of divergence of the divergent light beam, the beam splitter 190 as a light combining means, and the beam splitter 120. Then, the light passes through the collimator 130 and the quarter-wave plate 140 to become circularly polarized parallel light. Further, the aperture is stopped down by the stop 170 and the first
Is focused on the information recording surface 220 via the transparent substrate 210 of the optical disc 200.
【0653】そして情報記録面220で情報ビットによ
り変調されて反射した光束は、再び対物レンズ160、
絞り170を介して、1/4波長板140、コリメータ
130を透過して、ビームスプリッタ120に入射し、
ここで反射され、シリンドリカルレンズ180で非点収
差が与えられ、凹レンズ50を介して光検出器301上
へ入射し、その出力信号を用いて、第1の光ディスク2
00に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
The light flux modulated and reflected by the information bit on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 160,
The light passes through the 波長 wavelength plate 140 and the collimator 130 via the stop 170 and is incident on the beam splitter 120.
Here, the reflected light is given astigmatism by the cylindrical lens 180, enters the photodetector 301 via the concave lens 50, and uses the output signal thereof to generate the first optical disc 2.
A read signal of the information recorded at 00 is obtained.
【0654】また、光検出器301上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アク
チュエータ150が第1の半導体レーザ111からの光
束を第1光ディスク200の記録面220上に結像する
ように対物レンズ160を移動させると共に、半導体レ
ーザ111からの光束を所定のトラックに結像するよう
に対物レンズ160を移動させる。
Also, a change in light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 301 is detected, and focus detection and track detection are performed. Based on this detection, the two-dimensional actuator 150 moves the objective lens 160 so that the light beam from the first semiconductor laser 111 is focused on the recording surface 220 of the first optical disc 200, and the light beam from the semiconductor laser 111 is The objective lens 160 is moved so that an image is formed on a predetermined track.
【0655】第2の光ディスクを再生するための第2半
導体レーザ112は、レーザ/検出器集積ユニット40
0に光検出器302およびホログラム230とユニット
化されている。「ユニット」あるいは「ユニット化」と
は、ユニット化されている部材や手段が一体となって光
ピックアップ装置に組込ができるようになっていること
を意味し、装置の組立て時には1部品として組付けるこ
とができる上タイトされている。
[0655] The second semiconductor laser 112 for reproducing the second optical disk is a laser / detector integrated unit 40.
At 0, the light detector 302 and the hologram 230 are unitized. “Unit” or “unitization” means that the members and means that are unitized can be integrated into an optical pickup device, and are assembled as one part when assembling the device. Can be put on is tight.
【0656】第2半導体レーザ112から出射された光
束は、ホログラム230を透過し、光合成手段であるビ
ームスプリッタ190で反射され、ビームスプリッタ1
20、コリメータ130、1/4波長板140を透過し
平行光束となる。さらに絞り170、対物レンズ160
を介して第2の光ディスク200の透明基板210を介
して情報記録面220に集光される。
[0656] The light beam emitted from the second semiconductor laser 112 passes through the hologram 230, is reflected by the beam splitter 190 as a light combining means, and is reflected by the beam splitter 1.
20, a collimator 130, and a quarter-wave plate 140 to become a parallel light flux. Further, aperture 170, objective lens 160
Is focused on the information recording surface 220 via the transparent substrate 210 of the second optical disc 200.
【0657】そして、情報記録面220で情報ピットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16
0、絞り170を介し、1/4波長板140、コリメー
タ130、ビームスプリッタ120を透過し、ビームス
プリッタ190で反射され、ホログラム230で回折さ
れて光検出器302上へ入射し、その出力信号を用い
て、第2光ディスク200に記録された情報の読み取り
信号が得られる。
[0657] The light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 16.
0, the light passes through the quarter-wave plate 140, the collimator 130, and the beam splitter 120 via the stop 170, is reflected by the beam splitter 190, is diffracted by the hologram 230, and is incident on the photodetector 302. Thus, a read signal of information recorded on the second optical disc 200 is obtained.
【0658】また、光検出器302上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行い、2次元アクチュエータ150に
より、合焦、トラッキングのために対物レンズ160を
移動させる。
[0658] Also, a change in the light amount due to a change in the shape or position of the spot on the photodetector 302 is detected, focus detection or track detection is performed, and a two-dimensional actuator 150 is used for focusing and tracking. The lens 160 is moved.
【0659】図105の第4の光ピックアップ装置にお
いては、第1の光ディスクを再生する場合、第1半導体
レーザ111は、レーザ/検出器集積ユニット410に
光検出器301およびホログラム231とユニット化さ
れ、第1半導体レーザ111から出射された光束は、ホ
ログラム231を透過し、光合成手段であるビームスプ
リッタ190、コリメータ130を透過し平行光束とな
る。さらに絞り170によって絞られ、対物レンズ16
0により第1の光ディスク200の透明基板210を介
して情報記録面220に集光される。
In the fourth optical pickup device of FIG. 105, when reproducing the first optical disk, the first semiconductor laser 111 is unitized with the photodetector 301 and the hologram 231 by the integrated laser / detector unit 410. The light beam emitted from the first semiconductor laser 111 passes through the hologram 231 and passes through the beam splitter 190 and the collimator 130, which are light combining means, to become a parallel light beam. It is further stopped down by the stop 170, and the objective lens 16
By 0, the light is focused on the information recording surface 220 via the transparent substrate 210 of the first optical disc 200.
【0660】そして、情報記録面220で情報ピットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16
0、絞り170を介して、コリメータ130、ビームス
プリッタ190を透過し、ホログラム231で回折され
て光検出器301上へ入射し、その出力信号を用いて、
第1光ディスク200に記録された情報の読み取り信号
が得られる。
[0660] The light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 16.
0, the light passes through the collimator 130 and the beam splitter 190 via the stop 170, is diffracted by the hologram 231 and is incident on the photodetector 301.
A read signal of information recorded on the first optical disc 200 is obtained.
【0661】また、光検出器302上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行い、2次元アクチュエータ150に
より、合焦、トラッキングのために対物レンズ160を
移動させる。
Also, a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 302 is detected, and focus detection and track detection are performed. The two-dimensional actuator 150 is used for focusing and tracking. The lens 160 is moved.
【0662】第2の光ディスクを再生する場合、第2半
導体レーザ112は、レーザ/検出器集積ユニット42
に光検出器302およびホログラム232とユニット化
され、第2半導体レーザ112から出射された光束は、
ホログラム232を透過し、光合成手段であるビームス
プリッタ190で反射され、コリメータ130を透過し
て平行光束となる。さらに絞り170、対物レンズ16
0を介して第2の光ディスク200の透明基板210を
介して情報記録面220に集光される。
When reproducing the second optical disk, the second semiconductor laser 112 is controlled by the laser / detector integrated unit 42.
The light beam emitted from the second semiconductor laser 112 is unitized with the photodetector 302 and the hologram 232.
The light passes through the hologram 232, is reflected by the beam splitter 190 that is a light combining unit, passes through the collimator 130, and becomes a parallel light flux. Further, aperture 170, objective lens 16
The light is condensed on the information recording surface 220 via the transparent substrate 210 of the second optical disc 200 via the optical disc 200.
【0663】そして、情報記録面220で情報ピットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16
0、絞り170を介して、コリメータ130を透過し、
ビームスプリッタ190で反射され、ホログラム232
で回折されて光検出器302上へ入射し、その出力信号
を用いて、第2光ディスク200に記録された情報の読
み取り信号が得られる。
The light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 16.
0, transmitted through the collimator 130 through the aperture 170,
The hologram 232 is reflected by the beam splitter 190,
The light is diffracted by the light source and is incident on the photodetector 302, and a read signal of information recorded on the second optical disc 200 is obtained using the output signal.
【0664】また、光検出器302上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行い、この検出に基づいて2次元アク
チュエータ150により、合焦、トラッキングのために
対物レンズ160を移動させる。
Also, a change in the amount of light due to a change in the shape or position of the spot on the photodetector 302 is detected, and focus detection or track detection is performed. The objective lens 160 is moved for tracking.
【0665】図106の第5の光ピックアップ装置にお
いては、第1半導体レーザ111、第2半導体レーザ1
12、光検出手段30、ホログラム230がレーザ/検
出器集積ユニット430としてユニット化されている。
In the fifth optical pickup device shown in FIG. 106, the first semiconductor laser 111 and the second semiconductor laser 1
12, the light detecting means 30 and the hologram 230 are unitized as a laser / detector integrated unit 430.
【0666】第1の光ディスクを再生する場合、第1半
導体レーザ111から出射された光束は、ホログラム2
30、コリメータ130を透過し平行光束となる。さら
に絞り170によって絞られ、対物レンズ160により
第1の光ディスク200の透明基板210を介して情報
記録面220に集光される。
When reproducing the first optical disk, the light beam emitted from the first semiconductor laser 111 is reflected on the hologram 2
30, the light passes through the collimator 130 and becomes a parallel light flux. Further, the aperture is stopped down by the stop 170, and the light is focused on the information recording surface 220 by the objective lens 160 via the transparent substrate 210 of the first optical disc 200.
【0667】そして、情報記録面220で情報ピットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16
0、絞り170を介して、コリメータ130を透過し、
ホログラム230で回折されて光検出器300上へ入射
し、その出力信号を用いて、第1光ディスク200に記
録された情報の読み取り信号が得られる。
The light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 220 is again
0, transmitted through the collimator 130 through the aperture 170,
The light is diffracted by the hologram 230 and is incident on the photodetector 300, and a read signal of information recorded on the first optical disc 200 is obtained using the output signal.
【0668】また、光検出器300上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行い、2次元アクチュエータ150に
より、合焦、トラッキングのために対物レンズ160を
移動させる。
Also, by detecting a change in the light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 300, focus detection and track detection are performed, and a two-dimensional actuator 150 is used for focusing and tracking. The lens 160 is moved.
【0669】第2の光ディスクを再生する場合、第2半
導体レーザ112から出射された光束は、ホログラム2
30、コリメータ130を透過してほぼ平行光束とな
る。さらに絞り170、対物レンズ160を介して第2
の光ディスク200の透明基板210を介して情報記録
面220に集光される。
When reproducing the second optical disk, the light beam emitted from the second semiconductor laser 112 is reflected by the hologram 2
30, the light passes through the collimator 130 and becomes a substantially parallel light flux. Further, the second light passes through an aperture 170 and an objective lens 160.
Is focused on the information recording surface 220 via the transparent substrate 210 of the optical disc 200.
【0670】そして、情報記録面220で情報ピットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16
0、絞り170を介して、コリメータ130を透過し、
ホログラム230で回折されて光検出器300上へ入射
し、その出力信号を用いて、第2の光ディスク200に
記録された情報の読み取り信号が得られる。
[0670] The light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 16.
0, transmitted through the collimator 130 through the aperture 170,
The light is diffracted by the hologram 230 and is incident on the photodetector 300, and a read signal of information recorded on the second optical disc 200 is obtained using the output signal.
【0671】また、光検出器300上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行い、この検出に基づいて2次元アク
チュエータ150により、合焦、トラッキングのために
対物レンズ160を移動させる。
Also, a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 300 is detected, and focus detection and track detection are performed. The objective lens 160 is moved for tracking.
【0672】図107の第6の光ピックアップ装置にお
いては、第1半導体レーザ111、第2半導体レーザ1
12、第1の光検出手段301、第2の光検出手段30
2、ホログラム230がレーザ/検出器集積ユニット4
30としてユニット化されている。
In the sixth optical pickup device shown in FIG. 107, the first semiconductor laser 111 and the second semiconductor laser 1
12. First light detecting means 301, second light detecting means 30
2. Hologram 230 is laser / detector integrated unit 4
It is unitized as 30.
【0673】第1の光ディスクを再生する場合、第1半
導体レーザ111から出射された光束は、ホログラム2
30のディスク側の面、コリメータ130を透過し平行
光束となる。さらに絞り170によって絞られ、対物レ
ンズ160により第1の光ディスク200の透明基板2
10を介して情報記録面220に集光される。
When reproducing the first optical disk, the luminous flux emitted from the first semiconductor laser 111 is the hologram 2
The light is transmitted through the collimator 130 on the surface of the disk 30 on the disk side and becomes a parallel light flux. Further, the aperture is stopped down by the stop 170, and the transparent substrate 2 of the first optical disc 200 is stopped by the objective lens 160.
The light is condensed on the information recording surface 220 via.
【0674】そして、情報記録面220で情報ピットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16
0、絞り170を介して、コリメータ130を透過し、
ホログラム230のディスク側の面で回折され、第1の
光源に対応した光検出器301上へ入射し、その出力信
号を用いて、第1の光ディスク200に記録された情報
の読み取り信号が得られる。
The light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 16.
0, transmitted through the collimator 130 through the aperture 170,
The light is diffracted by the surface of the hologram 230 on the disk side, enters the photodetector 301 corresponding to the first light source, and a read signal of information recorded on the first optical disk 200 is obtained using the output signal. .
【0675】また、光検出器301上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行い、2次元アクチュエータ150に
より、合焦、トラッキングのために対物レンズ160を
移動させる。
Also, by detecting a change in the light amount due to a change in the shape or position of the spot on the photodetector 301, focus detection or track detection is performed, and a two-dimensional actuator 150 is used for focusing and tracking. The lens 160 is moved.
【0676】第2の光ディスクを再生する場合、第2半
導体レーザ112から出射された光束は、ホログラム2
30の半導体レーザ側の面で回折され、、コリメータ1
30を透過してほぼ平行光束となる。このホログラムの
半導体レーザ側の面は、光合成手段としての機能を果た
す。さらに絞り170、対物レンズ160を介して第2
の光ディスク200の透明基板210を介して情報記録
面220に集光される。
When reproducing the second optical disk, the light beam emitted from the second semiconductor laser 112 is reflected by the hologram 2
30 is diffracted by the surface on the semiconductor laser side, and the collimator 1
The light passes through 30 and becomes a substantially parallel light beam. The surface of the hologram on the semiconductor laser side functions as a light combining means. Further, the second light passes through an aperture 170 and an objective lens 160.
Is focused on the information recording surface 220 via the transparent substrate 210 of the optical disc 200.
【0677】そして、情報記録面220で情報ピットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16
0、絞り170を介して、コリメータ130を透過し、
ホログラム230のディスク側の面で回折されて第2の
光源対応した光検出器302上へ入射し、その出力信号
を用いて、第2の光ディスク200に記録された情報の
読み取り信号が得られる。
[0677] The light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 16.
0, transmitted through the collimator 130 through the aperture 170,
The light is diffracted on the disk-side surface of the hologram 230 and is incident on the photodetector 302 corresponding to the second light source, and a read signal of information recorded on the second optical disk 200 is obtained using the output signal.
【0678】また、光検出器302上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行い、この検出に基づいて2次元アク
チュエータ150により、合焦、トラッキングのために
対物レンズ160を移動させる。
Also, a change in the light amount due to a change in the shape or position of the spot on the photodetector 302 is detected, and focus detection or track detection is performed. The objective lens 160 is moved for tracking.
【0679】図108の第7の光ピックアップ装置は、
記録再生用の光学系に適した構成であるが、再生の場合
について説明する。
The seventh optical pickup device shown in FIG.
Although the configuration is suitable for an optical system for recording and reproduction, the case of reproduction will be described.
【0680】第1の光ディスクを再生する場合、第1半
導体レーザ111からビームを出射し、発散光束の発散
度を小さくするカップリングリングレンズ60、光合成
手段であるビームスプリッタ190、ビームスプリッタ
120を透過し、さらにコリメータ130、1/4波長
板140を透過して円偏光の平行光となる。さらに、絞
り170によって絞られ、対物レンズ160により第1
の光ディスク200の透明基板210を介して情報記録
面220に集光される。
When reproducing the first optical disk, a beam is emitted from the first semiconductor laser 111 and transmitted through the coupling lens 60 for reducing the degree of divergence of the divergent light beam, the beam splitter 190 as a light combining means, and the beam splitter 120. Then, the light passes through the collimator 130 and the quarter-wave plate 140 to become circularly polarized parallel light. Further, the aperture is stopped down by the stop 170 and the first
Is focused on the information recording surface 220 via the transparent substrate 210 of the optical disc 200.
【0681】そして情報記録面220で情報ビットによ
り変調されて反射した光束は、再び対物レンズ160、
絞り170を介して、1/4波長板140、コリメータ
130を透過して、ビームスプリッタ120に入射し、
ここで反射され、シリンドリカルレンズ180で非点収
差が与えられ、凹レンズ50を介して光検出器301上
へ入射し、その出力信号を用いて、第1の光ディスク2
00に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
The light flux modulated and reflected by the information bits on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 160,
The light passes through the 波長 wavelength plate 140 and the collimator 130 via the stop 170 and is incident on the beam splitter 120.
Here, the reflected light is given astigmatism by the cylindrical lens 180, enters the photodetector 301 via the concave lens 50, and uses the output signal thereof to generate the first optical disc 2.
A read signal of the information recorded at 00 is obtained.
【0682】また、光検出器301上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アク
チュエータ150が第1の半導体レーザ111からの光
束を第1光ディスク200の記録面220上に結像する
ように対物レンズ160を移動させると共に、半導体レ
ーザ111からの光束を所定のトラックに結像するよう
に対物レンズ160を移動させる。
Also, by detecting a change in light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 301, focus detection and track detection are performed. Based on this detection, the two-dimensional actuator 150 moves the objective lens 160 so that the light beam from the first semiconductor laser 111 is focused on the recording surface 220 of the first optical disc 200, and the light beam from the semiconductor laser 111 is The objective lens 160 is moved so that an image is formed on a predetermined track.
【0683】第2の光ディスクを再生するための第2半
導体レーザ112は、レーザ/検出器集積ユニット40
0に光検出器302およびホログラム230とユニット
化されている。
The second semiconductor laser 112 for reproducing the second optical disk is the laser / detector integrated unit 40.
At 0, the light detector 302 and the hologram 230 are unitized.
【0684】第2半導体レーザ112から出射された光
束は、ホログラム230を透過し、光合成手段であるビ
ームスプリッタ190で反射され、ビームスプリッタ1
20、コリメータ130、1/4波長板140を透過し
平行光束となる。さらに絞り170、対物レンズ160
を介して第2の光ディスク200の透明基板210を介
して情報記録面220に集光される。
[0684] The light beam emitted from the second semiconductor laser 112 passes through the hologram 230, is reflected by the beam splitter 190 which is a light combining means, and is reflected by the beam splitter 1.
20, a collimator 130, and a quarter-wave plate 140 to become a parallel light flux. Further, aperture 170, objective lens 160
Is focused on the information recording surface 220 via the transparent substrate 210 of the second optical disc 200.
【0685】そして、情報記録面220で情報ピットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16
0、絞り170を介し、1/4波長板140、コリメー
タ130、ビームスプリッタ120を透過し、ビームス
プリッタ190で反射され、ホログラム230で回折さ
れて光検出器302上へ入射し、その出力信号を用い
て、第2光ディスク200に記録された情報の読み取り
信号が得られる。
[0686] The light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 220 is again reflected by the objective lens 16
0, the light passes through the quarter-wave plate 140, the collimator 130, and the beam splitter 120 via the stop 170, is reflected by the beam splitter 190, is diffracted by the hologram 230, and is incident on the photodetector 302. Thus, a read signal of information recorded on the second optical disc 200 is obtained.
【0686】また、光検出器302上でのスポットの形
状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出
やトラック検出を行い、2次元アクチュエータ150に
より、合焦、トラッキングのために対物レンズ160を
移動させる。
Also, a change in the light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 302 is detected to detect focus and track, and a two-dimensional actuator 150 is used to detect an object for focusing and tracking. The lens 160 is moved.
【0687】透明基板の厚さt1が第1の光ディスクと
ほぼ同じで、波長λ1の第1の光源で記録再生するため
に必要な前記対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口
数NAも第1の光ディスクと同程度の第3のSuper
RENS方式のディスクを記録再生する場合について
説明する。
The thickness t1 of the transparent substrate is almost the same as that of the first optical disc, and the required numerical aperture NA of the objective lens on the optical information recording medium side required for recording and reproducing with the first light source having the wavelength λ1 is also the same. A third Super equivalent to one optical disc
A case of recording and reproducing a RENS type disc will be described.
【0688】Super RENS方式のディスクは、
現在精力的に検討が進められているもので、その構成の
1例を図109に示す。その記録再生は近接場光学に基
づき、再生信号としては反射光を利用する方式と透過光
を利用する方式があり、本実施例の構成は透過光を利用
して再生信号を得る方式を示す。
[0688] The disc of the Super RENS system is
Currently being studied energetically, an example of the configuration is shown in FIG. The recording / reproduction is based on near-field optics, and there are a method using reflected light and a method using transmitted light as a reproduction signal. The configuration of this embodiment shows a method for obtaining a reproduction signal using transmitted light.
【0689】Super RENS方式の第3のディス
クを記録再生する場合には、第1半導体レーザ111か
らビームを出射し、発散光束の発散度を小さくするカッ
プリングレンズ60、光合成手段であるビームスプリッ
タ190、ビームスプリッタ120を透過し、さらにコ
リメータ130、1/4波長板140を透過し平行光束
となる。さらに絞り170によって絞られ、対物レンズ
160により第1の光ディスク200の透明基板21
0、第1の保護膜240を介して非線形光学膜250に
集光される。非線形光学膜250には、微小な開口が形
成され、第2の保護膜260を介して情報記録層上の情
報記録面220にエネルギーが伝達される。そして、情
報記録面220で情報ピットにより変調されて透過した
光は、第3の保護膜270を透過し、対物レンズとは反
対側の集光レンズ90で集められ、光検出器305に到
達し、その出力信号により、第3の光ディスク200に
情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
When recording / reproducing a third disc of the Super RENS system, a beam is emitted from the first semiconductor laser 111 to reduce the degree of divergence of a divergent light beam, and the beam splitter 190 is a light combining means. , Through the beam splitter 120, and further through the collimator 130 and the 波長 wavelength plate 140 to become a parallel light flux. Further, the aperture is stopped down by the stop 170 and the transparent substrate 21 of the first optical disc 200 is stopped by the objective lens 160.
0, the light is condensed on the nonlinear optical film 250 via the first protective film 240. A minute opening is formed in the nonlinear optical film 250, and energy is transmitted to the information recording surface 220 on the information recording layer via the second protective film 260. The light modulated by the information pits and transmitted through the information recording surface 220 passes through the third protective film 270, is collected by the condenser lens 90 on the side opposite to the objective lens, and reaches the photodetector 305. The read signal of the information recorded on the third optical disc 200 is obtained from the output signal.
【0690】一方、非線形光学膜250から反射された
光束は、再び対物レンズ160、絞り170を介して、
1/4波長板140、コリメータ130を透過して、ビ
ームスプリッタ120に入射し、ここで反射され、シリ
ンドリカルレンズ180で非点収差が与えられ、凹レン
ズ50を介して光検出器301上へに入射する。光検出
器301上でのスポットの形状変化、位置変化による光
量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。こ
の検出に基づいて2次元アクチュエータ150が第1の
半導体レーザ111からの光束を第1の光ディスク20
0の非線形光学膜250上に結像する用に対物レンズ1
60を移動させると共に、半導体レーザ111からの光
束を所定のトラックに結像するように対物レンズ160
を移動させる。
On the other hand, the light beam reflected from the nonlinear optical film 250 passes through the objective lens 160 and the stop 170 again,
The light passes through the quarter-wave plate 140 and the collimator 130, enters the beam splitter 120, is reflected there, is given astigmatism by the cylindrical lens 180, and is incident on the photodetector 301 via the concave lens 50. I do. By detecting a change in the light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 301, focus detection and track detection are performed. Based on this detection, the two-dimensional actuator 150 converts the light beam from the first semiconductor laser 111 into the first optical disc 20.
Objective lens 1 to form an image on the non-linear optical film 250
The objective lens 160 is moved so that the light beam from the semiconductor laser 111 is focused on a predetermined track.
To move.
【0691】前述の光ピックアップ装置の対物レンズと
して、第1の光源から無収差の平行光束が入射し、DV
Dの透明基板を通して無収差のスポットを形成するよう
に設計された専用対物レンズを使って、対物レンズに第
2の光源から無収差の平行光が入射し、CDの透明基板
を通ってスポットを形成した場合、 対物レンズの屈折率の波長依存性 光情報記録媒体の透明基板厚みの差 透明基板屈折率の波長依存性 により球面収差が発生するが、によるものがほとんど
であることは既に述べた。
As an objective lens of the above-described optical pickup device, a stray aberration-free parallel light beam enters from the first light source,
Using a special objective lens designed to form an aberration-free spot through the transparent substrate of D, parallel light having no aberration from the second light source is incident on the objective lens, and the spot is passed through the transparent substrate of the CD. If it is formed, the wavelength dependence of the refractive index of the objective lens causes a difference in the thickness of the transparent substrate of the optical information recording medium.The wavelength dependence of the refractive index of the transparent substrate causes spherical aberration, but it has already been mentioned that this is mostly due to .
【0692】このの要因による球面収差は、CDの記
録再生に必要な開口数NA2において、ほぼ|t2−t
1|および(NA2)4に比例する。図110は、対物
レンズに波長λ1=650nmの平行光束が入射したと
きにDVDの透明基板を通して無収差となるように設計
された専用レンズについて、透明基板がCDの厚さで、
波長λ2=780nmの光源を使用したときの、対物レ
ンズから出射する光束の開口数を0.45としたときの
結像倍率M2と波面収差との関係を示したものである。
結像倍率M2が0の場合は、DVDと同様、対物レンズ
に平行光束が入射する。
The spherical aberration caused by this factor is almost equal to | t2−t at the numerical aperture NA2 required for recording and reproduction of CD.
1 | and (NA2) 4 . FIG. 110 shows a special lens designed to be aberration-free through a transparent substrate of a DVD when a parallel light beam having a wavelength λ1 = 650 nm is incident on the objective lens.
FIG. 9 shows the relationship between the imaging magnification M2 and the wavefront aberration when the numerical aperture of the light beam emitted from the objective lens is 0.45 when a light source having a wavelength λ2 = 780 nm is used.
When the imaging magnification M2 is 0, a parallel light beam enters the objective lens as in the case of DVD.
【0693】図示のように、M2=0のときは、約0.
13λrmsの球面収差が発生し、回折限界性能のマレ
シャルの限界0.07λrmsより大きい。従って、何
らかの手段によりDVD、CD双方とも波面収差がマレ
シャルの限界以下となるように球面収差を設定する必要
が生じる。
As shown, when M2 = 0, about 0.
Spherical aberration of 13λrms occurs, which is larger than the Marechal limit of diffraction-limited performance of 0.07λrms. Therefore, it is necessary to set the spherical aberration by some means so that the wavefront aberration of both DVD and CD is less than Marechal's limit.
【0694】この対物レンズにおいて、結像倍率を負に
して行くと、対物レンズで負の球面収差が発生し、M≒
−0.06のとき極小値となり、マレシャル限界内の値
になる。このように、結像倍率によって、補正しなけれ
ばならない球面収差量は異なり、図示の例においては、
M≒−0.06のときはあえて他の手段によって球面収
差を補正する必要はない。また、CD−Rの情報記録に
必要なNAが0.5のときは、さらに補正する球面収差
は大きくなる。
In this objective lens, when the imaging magnification is made negative, a negative spherical aberration occurs in the objective lens and M ≒
When the value is −0.06, the minimum value is obtained, and the value is within the Marechal limit. As described above, the amount of spherical aberration that must be corrected differs depending on the imaging magnification. In the illustrated example,
When M ≒ −0.06, it is not necessary to correct the spherical aberration by another means. When the NA required for recording information on a CD-R is 0.5, the spherical aberration to be further corrected is large.
【0695】次に、上述の各光ピックアップ装置におい
て、好ましいコリメート調整手段について説明する。説
明を簡単にするために、コリメータと対物レンズからな
る集光光学系を使用した光ピックアップ装置について考
察する。コリメータと光源の距離は、コリメータの光軸
上の焦点位置に光源を配置することで所望の平行光がコ
リメータより出射する。コリメータのバックフォーカ
ス、半導体レーザの取り付け位置と発光点との間隔、コ
リメータや半導体レーザをマウントする光ピックアップ
装置のハウジングの製造バラツキが小さく押さえられて
いるため、半導体レーザとコリメータの間隔を調整しな
くても、実用上間題ない精度の平行光が得られる。
Next, preferred collimating adjusting means in each of the above optical pickup devices will be described. For the sake of simplicity, consider an optical pickup device using a condensing optical system including a collimator and an objective lens. As for the distance between the collimator and the light source, a desired parallel light is emitted from the collimator by arranging the light source at a focal position on the optical axis of the collimator. Since the back focus of the collimator, the distance between the mounting position of the semiconductor laser and the light emitting point, and the manufacturing variation of the housing of the optical pickup device for mounting the collimator and the semiconductor laser are kept small, the distance between the semiconductor laser and the collimator must be adjusted. However, a parallel light with a practically accurate accuracy can be obtained.
【0696】ところで、波長の異なる2つの光源によ
り、透明基板の厚さが異なる2種類の光情報記録媒体の
記録及び/または再生する場合において、回折パターン
を有する対物レンズを用い、さらにそれぞれの光源に対
して0でない同じ次数の回折光を利用する場合におい
て、レーザの発振波長の変動により球面収差の変動が既
存の両面非球面対物レンズと比較して大きい。特に、実
施例6のような対物レンズでは、650nmの波長にお
いては波面収差が0.001λmsであるが波長が±1
0nm変化すると0.035λrms程度に劣化する。
このとき発生するのは球面収差である。半導体レーザに
は発振波長の個体差があり、光ピックアップ装置に個体
差の大きい半導体レーザを適用すると、回折パターンを
有する対物レンズの球面収差の規格が厳しくなるといっ
た問題が生じる。
Incidentally, in the case of recording and / or reproducing two types of optical information recording media having different thicknesses of the transparent substrate by two light sources having different wavelengths, an objective lens having a diffraction pattern is used. When diffracted light of the same order other than 0 is used, the fluctuation of the spherical aberration due to the fluctuation of the oscillation wavelength of the laser is larger than that of the existing double-sided aspheric objective lens. In particular, in the objective lens like Example 6, the wavefront aberration is 0.001λms at the wavelength of 650 nm, but the wavelength is ± 1.
If it changes by 0 nm, it deteriorates to about 0.035 λrms.
What occurs at this time is spherical aberration. Semiconductor lasers have individual differences in oscillation wavelength, and when a semiconductor laser having a large individual difference is applied to an optical pickup device, there arises a problem that the standard of spherical aberration of an objective lens having a diffraction pattern becomes strict.
【0697】光ピックアップ装置に用いられる対物レン
ズでは、入射光束が平行光から発散光になると負の3次
球面収差が増加し、平行光束から収束光になると正の3
次球面収差が増加するのであるが、対物レンズヘの入射
光束の発散度を変えることで、3次の球面収差をコント
ロールすることができる。実施例6のような対物レンズ
においては、半導体レーザの発振波長の個体差で発生す
る球面収差の主成分は3次の球面収差であることから、
対物レンズヘの入射光束の発散度を変えることにより、
集光光学系全体の3次の球面収差を設計値通りにするこ
とができる。
In the objective lens used in the optical pickup device, negative tertiary spherical aberration increases when the incident light beam changes from parallel light to divergent light, and positive third-order aberration increases when the incident light changes from parallel light to convergent light.
Although the secondary spherical aberration increases, the tertiary spherical aberration can be controlled by changing the divergence of the light beam incident on the objective lens. In the objective lens according to the sixth embodiment, the main component of the spherical aberration generated due to the individual difference of the oscillation wavelength of the semiconductor laser is the third-order spherical aberration.
By changing the divergence of the light beam incident on the objective lens,
Third-order spherical aberration of the entire condensing optical system can be set as designed.
【0698】なお、集光光学系にコリメータ等のカップ
リングレンズがあれば、これを光軸方向に動かすこと
で、対物レンズの3次の球面収差をコントロールするこ
とができる。また、コリメータ等のカップリングレンズ
がある場合は、半導体レーザを光軸方向に動かすことで
同様に目的が達成される。もちろん、コリメータ等のカ
ップリングレンズがある場合も、半導体レーザを光軸方
向に動かしてもよい。
If the condensing optical system has a coupling lens such as a collimator, it can be moved in the optical axis direction to control the third-order spherical aberration of the objective lens. In the case where a coupling lens such as a collimator is provided, the object is similarly achieved by moving the semiconductor laser in the optical axis direction. Of course, even when there is a coupling lens such as a collimator, the semiconductor laser may be moved in the optical axis direction.
【0699】〈実施例19〉<Example 19>
【0700】以下、第8の実施の形態に係わる対物レン
ズの具体例として、球面収差補正レンズの実施例19を
図111及び表20,表21に示す。
FIG. 111 and Tables 20 and 21 show Example 19 of the spherical aberration correcting lens as a specific example of the objective lens according to the eighth embodiment.
【0701】表20中、riは屈折面の曲率半径、d
i、di’は面間隔、ni、ni’は主波長での屈折率
を示す。また、面形状式を次の〔数4〕に示す。
In Table 20, ri is the radius of curvature of the refraction surface, d
i and di 'indicate the surface spacing, and ni and ni' indicate the refractive index at the main wavelength. The surface shape equation is shown in the following [Equation 4].
【0702】[0702]
【数4】 但し、Xは光軸方向の軸、hは光軸と垂直方向の軸、光
の進行方向を正とし、rは近軸曲率半径、κは円錐形
数、Ajは非球面係数、Pj(Pi≧3)は非球面べき
数である。
(Equation 4) Here, X is the axis in the optical axis direction, h is the axis perpendicular to the optical axis, and the traveling direction of light is positive, r is the paraxial radius of curvature, κ is the number of cones, Aj is the aspheric coefficient, and Pj (Pi ≧ 3) is an aspheric power.
【0703】また、回折面は光路差関数として数1に示
す通りである。単位はmmとして表している。
The diffraction surface is as shown in Expression 1 as an optical path difference function. The unit is expressed as mm.
【0704】[0704]
【表20】 di,niは、第1光情報記録媒体(t1=0.6m
m)のときの値
[Table 20] di and ni are the first optical information recording medium (t1 = 0.6 m
Value at m)
【0705】di’,ni’は、第2光情報記録媒体
(t2=1.2mm)のときの値
[0705] di 'and ni' are values in the case of the second optical information recording medium (t2 = 1.2 mm).
【0706】[0706]
【表21】 上記実施例のレンズ断面図を図111に、その球面収差
を図112に示す。図111において、第2面S2の光
軸を含む部分S2dは回折パターンを有し、その外側の
部分S2rは非球面屈折面である。図112(a)は波
長635nm、第1光情報記録媒体(t1=0.6m
m)での球面収差図で十分に収差補正されている。同図
(b)は波長780nm、第2光情報記録媒体(t2=
1.2mm)での球面収差図であり、第1分割面S2d
を通る光束は回折の効果により球面収差が補正されてお
り、第2分割面S2rを通る光束はフレア光となり絞り
と同様の効果になっている。
[Table 21] FIG. 111 shows a lens sectional view of the above embodiment, and FIG. 112 shows its spherical aberration. In FIG. 111, a portion S2d including the optical axis of the second surface S2 has a diffraction pattern, and a portion S2r outside the portion is an aspheric refraction surface. FIG. 112A shows a wavelength of 635 nm and a first optical information recording medium (t1 = 0.6 m).
In the spherical aberration diagram at m), the aberration is sufficiently corrected. FIG. 13B shows a wavelength of 780 nm and a second optical information recording medium (t2 =
1.2 mm) is a spherical aberration diagram showing the first split surface S2d.
Are corrected for spherical aberration by the effect of diffraction, and the light beam passing through the second divided surface S2r becomes flare light, which has the same effect as a stop.
【0707】上記実施例のレンズは、NAH2=0.5
とし、NAL2=0の対物レンズである。このレンズの
回折パターン部分は、光軸を中心とした輪帯上のパター
ンとなり、そのステップ数は13程度となる。また、回
折パターン部の最も光軸から離れた円周部分と屈折面と
の境界は、約21μmの段差を持っている。
The lens of the above embodiment has NAH2 = 0.5.
Where NAL2 = 0. The diffraction pattern portion of this lens is a pattern on an annular zone centered on the optical axis, and the number of steps is about thirteen. The boundary between the refraction surface and the circumferential portion of the diffraction pattern that is farthest from the optical axis has a step of about 21 μm.
【0708】NAH2=0.45とした場合において
は、回折パターンのステップ数は9程度で、上記段差量
は13μm程度である。段差量、回折パターンのステッ
プ数は、ほぼNAH2の4乗に比例する。
In the case where NAH2 = 0.45, the number of steps of the diffraction pattern is about 9, and the step amount is about 13 μm. The step amount and the number of steps of the diffraction pattern are almost proportional to the fourth power of NAH2.
【0709】この例のようにNAL2=0の場合には、
補正する球面収差に比例して回折パターンのステップ数
が増加してしまう。
When NAL2 = 0 as in this example,
The number of steps of the diffraction pattern increases in proportion to the spherical aberration to be corrected.
【0710】本発明の対物レンズにおいては、回折パタ
ーンの光軸方向の深さは2μm以下でも良好な効果を得
ることができるが、やはり回折パターンのステップ数が
多いと、金型加工、成形が難しくなるので、できるだけ
ステップ数が少ないことが望ましい。
In the objective lens of the present invention, a good effect can be obtained even when the depth of the diffraction pattern in the optical axis direction is 2 μm or less. Since it becomes difficult, it is desirable that the number of steps is as small as possible.
【0711】これは、CDの結像倍率をDVDの結像
倍率よりやや小さくし、補正すべき球面収差量をあらか
じめ小さくする。好ましくは、mCD(CDの記録・再生時の
倍率)-mDVD(DVDの記録・再生時の倍率)が、-1/15〜0で
あることが好ましい、深度の深い開口数の小さい部分
には回折パターンを設けない、等によって達成できる。
[0711] In this method, the imaging magnification of CD is made slightly smaller than that of DVD, and the amount of spherical aberration to be corrected is reduced in advance. Preferably, mCD (magnification at the time of recording and reproduction of CD)-mDVD (magnification at the time of recording and reproduction of DVD) is preferably -1/15 to 0, in a small part of the numerical aperture deep and deep This can be achieved by not providing a diffraction pattern.
【0712】例えば、DVDの結像倍率を0、CDの結
像倍率を−0.03とすれば補正すべき球面収差は半分
になるので、CD−R対応のため、NAH2を0.5と
しても、ステップ数は7程度で、段差量も11μm程度
となる。
For example, if the imaging magnification of DVD is 0 and the imaging magnification of CD is -0.03, the spherical aberration to be corrected is halved. Therefore, in order to support CD-R, NAH2 is set to 0.5. In this case, the number of steps is about 7, and the step amount is also about 11 μm.
【0713】段差量が小さい場合、段差S2sの形状は
回折パターン部S2dから屈折面部S2rへ滑らかに移
行するものであっても良い。
When the amount of the step is small, the shape of the step S2s may be such that it smoothly transitions from the diffraction pattern portion S2d to the refraction surface portion S2r.
【0714】また、DVDの結像倍率、CDの結像倍率
とも0の場合においては、例えばNAL2=0.36と
すれば、開口数がNAL2以下の光束の波面収差の残留
球面収差成分WSA(NAL2)は約0.053λrm
sである。これに最適な回折パターンを付けることで、
DVDの波面収差をほぼ0にに保ちながらNAH2まで
の波面収差のRMS値を小さくすることができる。
In the case where both the imaging magnification of DVD and the imaging magnification of CD are 0, for example, if NAL2 = 0.36, the residual spherical aberration component WSA of the wavefront aberration of the light beam having a numerical aperture of NAL2 or less is obtained. NAL2) is about 0.053λrm
s. By attaching the optimal diffraction pattern to this,
The RMS value of the wavefront aberration up to NAH2 can be reduced while keeping the wavefront aberration of the DVD at almost zero.
【0715】開口数がNAH2以下の光束の波面収差の
残留球面収差成分WSA(NAH2)は、以下の式で近
似できる。
The residual spherical aberration component WSA (NAH2) of the wavefront aberration of a light beam having a numerical aperture of NAH2 or less can be approximated by the following equation.
【0716】WSA(NAH2)=(NAL2/NAH
2)2×WSA(NAL2) よって、NAH2=0.45のとき、上記値は0.03
4λrms、NAH2=0.5のとき0.027λrm
sとなり、マレシャルの限界値より十分小さい。
WSA (NAH2) = (NAL2 / NAH)
2) 2 × WSA (NAL2) Therefore, when NAH2 = 0.45, the above value is 0.03
0.027λrm when 4λrms and NAH2 = 0.5
s, which is sufficiently smaller than Marechal's limit value.
【0717】このとき、NAL2以下ではオーバーの球
面収差が発生しているため、NAL2からNAH2まで
の球面収差を0とするのではなく、NAL2以下の光束
のベストフォーカスにほぼ一致するようにすれば良い。
このベストフォーカス位置は近軸焦点よりオーバーな位
置であるため、回折パターンで補正する球面収差量は小
さくてすむ。また、NAL2以下の光束に対しては、回
折パターンは不要である。この二つの効果で、NAH2
=0.5のとき、回折パターンのステップ数は約6、N
AH2=0.45のときは回折パターンのステップ数は
4ですむ。
At this time, over spherical aberration occurs below NAL2. Therefore, instead of setting the spherical aberration from NAL2 to NAH2 to 0, it is preferable that the spherical aberration almost matches the best focus of the light beam below NAL2. good.
Since this best focus position is a position beyond the paraxial focus, the amount of spherical aberration corrected by the diffraction pattern can be small. Further, a diffraction pattern is not required for a light beam of NAL2 or less. With these two effects, NAH2
= 0.5, the number of steps in the diffraction pattern is about 6, N
When AH2 = 0.45, the number of steps of the diffraction pattern is four.
【0718】勿論、CDの結像倍率をDVDの結像倍率
より小さくすることで、回折パターンをさらに少なくで
き、最低2ステップあれば、DVDとCDの互換再生が
可能となる。
Of course, by making the imaging magnification of the CD smaller than the imaging magnification of the DVD, the diffraction pattern can be further reduced, and if there are at least two steps, the compatible reproduction of the DVD and the CD becomes possible.
【0719】ところで、透明基板厚が0.1mmの高密
度光情報記録媒体が提案されている。この記録再生には
青色半導体レーザを使用し、2枚玉の対物レンズを用
い、NA1として0.85が必要とされている。一方に
おいて、CD−RWは透明基板厚が1.2mmで波長7
80なのの光源を用い、NA2は0.55とされてい
る。この互換光学系では、DVD、CD−R(NAH2
=0.5)の場合と比較して、NA2が大きく、t1−
t2も大きいため、球面収差の補正量も2.7倍大き
い。そのため、回折パターンのステップ数も35程度に
なる。
Incidentally, a high-density optical information recording medium having a transparent substrate thickness of 0.1 mm has been proposed. For recording and reproduction, a blue semiconductor laser is used, a two-lens objective lens is used, and an NA1 of 0.85 is required. On the other hand, CD-RW has a transparent substrate thickness of 1.2 mm and a wavelength of 7 mm.
80 light sources, and NA2 is set to 0.55. In this compatible optical system, DVD, CD-R (NAH2
= 0.5), NA2 is larger and t1-
Since t2 is also large, the correction amount of the spherical aberration is also 2.7 times larger. Therefore, the number of steps of the diffraction pattern is also about 35.
【0720】さらに、近軸の色収差を補正するには、回
折パターンのステップ数が増加する。またNA1まで近
軸色収差を含めて補正するとなると、数百のステップ数
になる。このような場合、回折パターンを複数の光学面
に施すことも可能である。
Further, in order to correct paraxial chromatic aberration, the number of steps of the diffraction pattern is increased. Further, if the correction including the paraxial chromatic aberration is performed up to NA1, the number of steps is several hundred. In such a case, it is also possible to apply a diffraction pattern to a plurality of optical surfaces.
【0721】また、必要に応じて、NAL2からNAH
2までのある部分を屈折面としても良い。
[0721] If necessary, NAL2 to NAH
A portion up to 2 may be used as a refraction surface.
【0722】さらに、t1>t2である場合には、発生
する球面収差の符号が逆になるので、−1次光を利用す
ることになる。
Further, if t1> t2, the sign of the generated spherical aberration is reversed, so that the -1 order light is used.
【0723】同様に、DVDとCDの場合も、対物レン
ズのCDの結像倍率がDVDの結像倍率よりかなり小さ
くなり、アンダーの球面収差が残る場合も、同様に−1
次光を利用することになる。
Similarly, also in the case of DVD and CD, the imaging magnification of the CD of the objective lens becomes considerably smaller than the imaging magnification of DVD, and when spherical aberration of under remains, similarly, -1.
The next light will be used.
【0724】なお、現在重要関心事であるDVDとCD
について、記録または波長の異なる2つのレーザを使っ
て単一の対物レンズで実施する例について示した。既に
説明したとおり、第1の光源の波長をλ1とし、第2の
光源の波長をλ2(λ2>λ1)とした場合、t1<t
2である場合は+1次回折光を利用し、t1>t2であ
る場合は−1次回折光を利用した第1の回折パターンを
導入するのであるが、DVD(第1の光源を利用)とC
D(第2の光源を利用)の場合は前者である。
[0724] DVDs and CDs, which are currently of major interest, are
The above shows an example in which recording or two lasers having different wavelengths are used and a single objective lens is used. As described above, when the wavelength of the first light source is λ1 and the wavelength of the second light source is λ2 (λ2> λ1), t1 <t
In the case of 2, the + 1st-order diffracted light is used, and in the case of t1> t2, the first diffraction pattern using the -1st-order diffracted light is introduced. DVD (using the first light source) and C
The case of D (using the second light source) is the former.
【0725】ところで、青色半導体レーザ、SHGレー
ザ等、近年様々な波長の光源が実用化され、今後とも多
くの新しい光情報記録媒体が登場すると思われる。この
場合、光情報記録媒体の記録密度から必要となるスポッ
トサイズが決まるが、記録または記録再生に必要なNA
は、使用する光源の波長によって変化する。このため、
光情報記録媒体の透明基板の厚さ、必要NAが2つの光
情報記録媒体にたいして、以下の4つに分類される。 (1) t1<t2, NA1>NA2 (2) t1<t2, NA1<NA2 (3) t1>t2, NA1>NA2 (4) t1>t2, NA1<NA2
Incidentally, light sources of various wavelengths, such as a blue semiconductor laser and an SHG laser, have recently been put to practical use, and it is expected that many new optical information recording media will appear in the future. In this case, the required spot size is determined from the recording density of the optical information recording medium, but the NA required for recording or recording / reproducing is determined.
Varies with the wavelength of the light source used. For this reason,
The thickness of the transparent substrate of the optical information recording medium and the required NA are classified into the following four for the two optical information recording media. (1) t1 <t2, NA1> NA2 (2) t1 <t2, NA1 <NA2 (3) t1> t2, NA1> NA2 (4) t1> t2, NA1 <NA2
【0726】以上の説明においては、特に(1)のケー
スについて使用する第1の回折パターンのそれぞれの光
源に対する回折次数、第1の回折パターンの範囲(NA
H1,NAL1,NAH2,NAL2)、回折パターン
部と透過部が同一位置に集光する必要のある光源の種類
とNA範囲、各光源に対しての球面収差を設定するNA
の範囲、各光源に対して波面収差が0.07λrms以
下である必要性があるNAの範囲、第2の回折パターン
のそれぞれの光源に対する回折次数と第1の回折パター
ンと同一位置に集光させる必要性、開口制限を導入する
場合の、どちらの光源からの光束を制限するかの条件等
について詳述したが、(2)(3)(4)の場合につい
ては、(1)の詳述から容易に遂行しえるので、詳細な
説明は省略した。
In the above description, the diffraction order for each light source of the first diffraction pattern and the range of the first diffraction pattern (NA
H1, NAL1, NAH2, NAL2), the type and NA range of the light source for which the diffraction pattern part and the transmission part need to collect light at the same position, and the NA for setting the spherical aberration for each light source
, The NA where the wavefront aberration needs to be 0.07 λ rms or less for each light source, the diffraction order for each light source of the second diffraction pattern and the same position as the first diffraction pattern. The necessity and the conditions for restricting the luminous flux from which light source when the aperture restriction is introduced have been described in detail. In the case of (2), (3) and (4), the details of (1) are described. Therefore, detailed description is omitted.
【0727】また、レンズの製作時には、回折パターン
を刻んだ金型により、プラスチック材料やガラス材料を
一体成形することも可能であり、ガラスないしプラスチ
ックの母材に紫外線硬化樹脂等により、本発明の回折パ
ターンを含む光学面を形成しても良い。さらに、コーテ
ィングや、直接加工により製作しても良い。
Also, at the time of manufacturing a lens, it is possible to integrally mold a plastic material or a glass material by using a mold having a diffraction pattern cut therein. An optical surface including a diffraction pattern may be formed. Further, it may be manufactured by coating or direct processing.
【0728】上述のように、本発明の効果を持つ光学面
は、対物レンズとは別の光学素子に設け、該光学素子を
対物レンズの光源側ないしは光情報記録媒体側に配設し
ても良い。勿論、コリメータや光合成手段の第一の光源
からの光束と第2の光源からの光束とが共に通過する光
学面に配設しても良い。しかし、トラッキング等で対物
レンズが動く際に、回折パターンの光軸と対物レンズの
光軸とが相対的に移動するため、トラッキングの量が制
限される。
As described above, the optical surface having the effect of the present invention may be provided on an optical element different from the objective lens, and the optical element may be provided on the light source side or the optical information recording medium side of the objective lens. good. Of course, it may be arranged on an optical surface through which both the light beam from the first light source and the light beam from the second light source of the collimator or the light combining means pass. However, when the objective lens moves due to tracking or the like, the optical axis of the diffraction pattern and the optical axis of the objective lens move relatively, so that the amount of tracking is limited.
【0729】また、説明の都合上、回折パターンは光学
軸に対して同心円状としたが、これに制限されるもので
はない。
Also, for convenience of explanation, the diffraction pattern is concentric with the optical axis, but is not limited to this.
【0730】以上の実施例1〜19に具体的に示した対
物レンズは、いずれも単レンズからなる例を挙げたが、
対物レンズが複数のレンズから構成されたものでもよ
く、その少なくとも1つの面に本発明の回折面を有する
場合も本発明に含まれるものである。
[0730] Although the objective lenses specifically shown in the above Examples 1 to 19 have all been described as being composed of single lenses,
The objective lens may be composed of a plurality of lenses, and the case where at least one surface thereof has the diffraction surface of the present invention is also included in the present invention.
【0731】本発明において、特定次数の回折光を選択
的に発生するとは、所定の波長の光に対して、特定次数
の回折光の回折効率がその特定次数以外の他の次数のそ
れぞれの回折光の回折効率よりも高いことをいうことは
上述のとおりであるが、互いに異なる2つの波長のそれ
ぞれの光に対して、その特定次数の回折光の回折効率が
他の次数のそれぞれの回折光の回折効率よりも10%以
上高い効率であることが好ましく、30%以上高い効率
であることが更に好ましく、また、その特定次数の回折
光の回折効率が50%以上であることが好ましく、更に
好ましくは70%以上であることが、光量損失が少な
く、実用上も好ましい。
In the present invention, “selectively generating diffracted light of a specific order” means that the diffraction efficiency of a diffracted light of a specific order is different from that of a predetermined wavelength for light of a predetermined wavelength. As described above, it is higher than the diffraction efficiency of light. However, for each light of two wavelengths different from each other, the diffraction efficiency of the diffraction light of the specific order is different from that of each of the other orders. Is preferably higher than the diffraction efficiency by 10% or more, more preferably higher by 30% or more, and the diffraction efficiency of the diffracted light of the specific order is preferably 50% or more. Preferably, it is 70% or more, since the loss of light amount is small and it is practically preferable.
【0732】また、本発明の回折面は、以上の実施の形
態およびレンズの具体的な実施例にも示されたように、
その回折面があることによって、互いに異なる少なくと
も2つの波長の選択的に発生された特定次数の回折光が
それぞれ焦点を結ぶに際して、その回折面が無い場合す
なわちその回折面のレリーフを包絡した面をシュミレー
ション等により想定した場合に比較して球面収差が改善
されることが望ましい。
The diffractive surface of the present invention can be used as described in the above embodiment and specific examples of the lens.
Due to the presence of the diffractive surface, when diffracted lights of specific orders selectively generated at least two wavelengths different from each other are focused, when there is no diffractive surface, that is, the surface enclosing the relief of the diffractive surface It is desirable that the spherical aberration be improved as compared with a case assumed by simulation or the like.
【0733】また、更に、本発明において、互いに異な
る少なくとも2つの波長のそれぞれの光(波長λ)に対
して、それぞれ選択的に発生する特定次数の回折光は、
その結像面上での波面収差が0.07λrms以下であ
ることが、実用上で有効な所望のスポットを得るうえで
好ましい。なお、上述した実施の態様は本発明の技術的
思想及び範囲から逸脱しないで当業者により変更が可能
である。
Further, in the present invention, diffracted light of a specific order, which is selectively generated with respect to each light (wavelength λ) of at least two different wavelengths, is
It is preferable that the wavefront aberration on the imaging plane be 0.07 λrms or less in order to obtain a practically effective desired spot. It should be noted that the above-described embodiments can be modified by those skilled in the art without departing from the technical idea and scope of the present invention.
【0734】[0734]
【発明の効果】以上のように、本発明によると、回折面
を有する少なくとも1つの光学素子を用いた簡単な構成
で互いに異なる少なくとも2つの波長の光に対して球面
収差および軸上色収差の補正が可能になる光学系、光ピ
ックアップ装置、記録再生装置、レンズ、光学素子、光
ディスク用回折光学系、音声および/または画像の記録
および/または再生装置、および対物レンズを得ること
ができる。また、少なくとも光学系の小型軽量化および
低コスト化を図ることができる。また、光学素子が互い
に異なる少なくとも2つの波長の光に対して同じ次数の
回折光の回折効率を最大とする回折面を有する場合に
は、回折面が異なる次数の回折光の回折効率を最大とす
る場合と比較して光量の損失を少なくすることができ
る。
As described above, according to the present invention, spherical aberration and axial chromatic aberration can be corrected for at least two different wavelengths of light with a simple configuration using at least one optical element having a diffractive surface. , An optical pickup device, a recording / reproducing device, a lens, an optical element, a diffractive optical system for an optical disc, an audio and / or image recording and / or reproducing device, and an objective lens. Further, it is possible to at least reduce the size, weight, and cost of the optical system. When the optical element has a diffraction surface that maximizes the diffraction efficiency of the same order diffracted light with respect to at least two different wavelengths of light, the diffraction surface maximizes the diffraction efficiency of the different order diffracted light. The loss of light amount can be reduced as compared with the case of performing the operation.
【0735】また、特に、請求項208〜224に記載
の発明に関し、屈折面上に回折レンズを設けることによ
り、波長の異なる2つの光源を持つ記録再生用光学系に
用い、それぞれの光源波長に対して光量の損失が少な
く、ほぼ回折限界まで収差の補正された回折光学系を得
ることができる。
[0732] In particular, with regard to the inventions as set forth in claims 208 to 224, by providing a diffractive lens on the refraction surface, the diffractive lens is used in a recording / reproducing optical system having two light sources having different wavelengths. On the other hand, it is possible to obtain a diffractive optical system in which the loss of the light amount is small and the aberration is corrected to almost the diffraction limit.
【0736】また、特に、請求項225〜234に記載
の発明に関し、上記のように、互いに波長の異なる3光
源に対して、1つの対物レンズによって、異なる光ディ
スクに情報を記録および/または情報の再生を可能とす
るだけでなく、コリメーター等のカップリングレンズを
使用していないため、光ピックアップ装置を薄型化する
ことができ、しかもコストが高いといった問題を解消す
ることができる。
[0736] In particular, as for the inventions described in claims 225 to 234, as described above, information is recorded on different optical discs by one objective lens for three light sources having different wavelengths from each other and / or information is recorded. In addition to enabling reproduction, since no coupling lens such as a collimator is used, it is possible to reduce the thickness of the optical pickup device and eliminate the problem of high cost.
【0737】また、特に、請求項235〜248に記載
の発明に関し、異なる波長の3光源を有する光ピックア
ップ装置において、非球面係数及び位相差関数の係数を
適当に設計することで、透明基板厚さの違いにより発生
する球面収差及び波長の違いにより発生する球面収差の
色収差、さらには軸上色収差を補正した光ピックアップ
装置及び対物レンズを提供することができる。
[0732] In the optical pickup apparatus having three light sources of different wavelengths, the aspherical coefficient and the coefficient of the phase difference function are appropriately designed so that the thickness of the transparent substrate can be reduced. It is possible to provide an optical pickup device and an objective lens in which the chromatic aberration of spherical aberration caused by the difference in wavelength and the chromatic aberration of spherical aberration caused by the difference in wavelength, and the axial chromatic aberration are corrected.
【0738】また、特に、請求項249〜317に記載
の発明に関し、対物レンズに複数の分割面を設けて、第
1分割面に回折面を配設することによって、厚さの異な
る透明基板を有する光情報記録媒体に対し、単一の集光
光学系によって、波長の異なる光束によって記録再生す
るのできる光情報記録媒体の記録再生用球面収差補正対
物レンズ及び光ピックアップ装置を提供できる。
[0738] Also, in particular, in the invention as set forth in claims 249 to 317, transparent substrates having different thicknesses can be obtained by providing a plurality of division surfaces on the objective lens and disposing a diffraction surface on the first division surface. It is possible to provide a recording / reproducing spherical aberration correction objective lens and an optical pickup device for an optical information recording medium capable of recording and reproducing with an optical information recording medium using light beams having different wavelengths by a single light condensing optical system.
【0739】更に、光ピックアップ装置用対物レンズ
は、同心円状に分割された複数の輪帯からなり、各輪帯
は、波長の異なる複数の光源、及び/または、記録面の
厚みの異なる透明基板に対してほぼ回折限界に収差補正
され、光検出器に入射するフレア光を減じ、製作の容易
なものにできる。
Further, the objective lens for the optical pickup device comprises a plurality of concentrically divided annular zones, each of which includes a plurality of light sources having different wavelengths and / or a transparent substrate having a different recording surface thickness. , The aberration is corrected to the diffraction limit, and the flare light incident on the photodetector is reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の実施例1の回折光学レンズの光路図で
ある。
FIG. 1 is an optical path diagram of a diffractive optical lens according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例1の回折光学レンズによる波長
λ=635nmに対する球面収差図である。
FIG. 2 is a spherical aberration diagram for a wavelength λ = 635 nm of the diffractive optical lens according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例1の回折光学レンズによる波長
λ=780nmに対するNA0.45までの球面収差図
である。
FIG. 3 is a diagram of spherical aberration up to NA of 0.45 with respect to a wavelength λ = 780 nm by the diffractive optical lens of Example 1 of the present invention.
【図4】本発明の実施例1の回折光学レンズによる波長
λ=780nmに対するNA0.60までの球面収差図
である。
FIG. 4 is a diagram of spherical aberration up to NA 0.60 with respect to a wavelength λ = 780 nm by the diffractive optical lens of Example 1 of the present invention.
【図5】本発明の実施例1の回折光学レンズによる波長
λ=635nmに対する波面収差図である。
FIG. 5 is a wavefront aberration diagram for a wavelength λ = 635 nm by the diffractive optical lens of Example 1 of the present invention.
【図6】本発明の実施例1の回折光学レンズによる波長
λ=780nmに対する波面収差図である。
FIG. 6 is a wavefront aberration diagram for a wavelength λ = 780 nm of the diffractive optical lens according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施例2の回折光学レンズによる波長
λ=405nmに対する光路図である。
FIG. 7 is an optical path diagram for a wavelength λ = 405 nm of the diffractive optical lens according to the second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例2の回折光学レンズによる波長
λ=635nmに対する光路図である。
FIG. 8 is an optical path diagram for a wavelength λ = 635 nm by the diffractive optical lens according to the second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施例2の回折光学レンズによる波長
λ=405nmに対する球面収差図である。
FIG. 9 is a spherical aberration diagram for a wavelength λ = 405 nm of the diffractive optical lens according to the second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施例2の回折光学レンズによる波
長λ=635nmに対する球面収差図である。
FIG. 10 is a spherical aberration diagram for a wavelength λ = 635 nm of the diffractive optical lens according to the second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施例2の回折光学レンズによる波
長λ=405nmに対する波面収差図である。
FIG. 11 is a wavefront aberration diagram for a wavelength λ = 405 nm of the diffractive optical lens according to the second embodiment of the present invention.
【図12】本発明の実施例2の回折光学レンズによる波
長λ=635nmに対する波面収差図である。
FIG. 12 is a wavefront aberration diagram for a wavelength λ = 635 nm of the diffractive optical lens according to the second embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施例3の回折光学レンズによる波
長λ=405nmに対する光路図である。
FIG. 13 is an optical path diagram for a wavelength λ = 405 nm of the diffractive optical lens according to the third embodiment of the present invention.
【図14】本発明の実施例3の回折光学レンズによる波
長λ=635nmに対する光路図である。
FIG. 14 is an optical path diagram for a wavelength λ = 635 nm of the diffractive optical lens according to the third embodiment of the present invention.
【図15】本発明の実施例3の回折光学レンズによる波
長λ=405nmに対する球面収差図である。
FIG. 15 is a spherical aberration diagram for a wavelength λ = 405 nm of the diffractive optical lens according to the third embodiment of the present invention.
【図16】本発明の実施例3の回折光学レンズによる波
長λ=635nmに対する球面収差図である。
FIG. 16 is a spherical aberration diagram for a wavelength λ = 635 nm of the diffractive optical lens according to the third embodiment of the present invention.
【図17】本発明の実施例3の回折光学レンズによる波
長λ=405nmに対する波面収差図である。
FIG. 17 is a wavefront aberration diagram for a wavelength λ = 405 nm of the diffractive optical lens according to the third embodiment of the present invention.
【図18】本発明の実施例3の回折光学レンズによる波
長λ=635nmに対する波面収差図である。
FIG. 18 is a wavefront aberration diagram for a wavelength λ = 635 nm of the diffractive optical lens according to the third embodiment of the present invention.
【図19】本発明の実施例4の回折光学レンズによる光
路図である。
FIG. 19 is an optical path diagram of the diffractive optical lens according to the fourth embodiment of the present invention.
【図20】本発明の実施例4の回折光学レンズによる波
長λ=635nm、650nm、、780nmに対する
球面収差図である。
FIG. 20 is a diagram of spherical aberration with respect to wavelengths λ = 635 nm, 650 nm, and 780 nm by the diffractive optical lens of Example 4 of the present invention.
【図21】本発明の実施例5の回折光学レンズによる光
路図である。
FIG. 21 is an optical path diagram of the diffractive optical lens according to the fifth embodiment of the present invention.
【図22】本発明の実施例5の回折光学レンズによる波
長λ=635nm、650nm、、780nmに対する
球面収差図である。
FIG. 22 is a diagram of spherical aberration with respect to wavelengths λ = 635 nm, 650 nm, and 780 nm obtained by the diffractive optical lens of Example 5 of the present invention.
【図23】本発明の実施例6の回折光学レンズによる波
長λ=650nmに対する光路図である。
FIG. 23 is an optical path diagram for a wavelength λ = 650 nm of the diffractive optical lens according to Example 6 of the present invention.
【図24】本発明の実施例6の回折光学レンズによる波
長λ=780nm(NA=0.5)に対する光路図であ
る。
FIG. 24 is an optical path diagram for a wavelength λ = 780 nm (NA = 0.5) of the diffractive optical lens according to Example 6 of the present invention.
【図25】本発明の実施例6の回折光学レンズによる波
長λ=650±10nmに対する開口数0.60までの
球面収差図である。
FIG. 25 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.60 with respect to a wavelength λ = 650 ± 10 nm by the diffractive optical lens of Example 6 of the present invention.
【図26】本発明の実施例6の回折光学レンズによる波
長λ=780±10nmに対する開口数0.50までの
球面収差図である。
FIG. 26 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.50 with respect to a wavelength λ = 780 ± 10 nm by the diffractive optical lens of Example 6 of the present invention.
【図27】本発明の実施例6の回折光学レンズによる波
長λ=780nmに対する開口数0.60までの球面収
差図である。
FIG. 27 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.60 with respect to a wavelength λ = 780 nm, obtained by the diffractive optical lens of Example 6 of the present invention.
【図28】本発明の実施例6の回折光学レンズによる波
長λ=650nmに対する波面収差rms図である。
FIG. 28 is a wavefront aberration rms diagram for a wavelength λ = 650 nm of the diffractive optical lens according to the sixth embodiment of the present invention.
【図29】本発明の実施例6の回折光学レンズによる波
長λ=780nmに対する波面収差rms図である。
FIG. 29 is a diagram illustrating a wavefront aberration rms with respect to a wavelength λ = 780 nm by the diffractive optical lens according to the sixth example of the present invention.
【図30】本発明の実施例7の回折光学レンズによる波
長λ=650nmに対する光路図である。
FIG. 30 is an optical path diagram for a wavelength λ = 650 nm of the diffractive optical lens according to Example 7 of the present invention.
【図31】本発明の実施例7の回折光学レンズによる波
長λ=780nm(NA=0.5)に対する光路図であ
る。
FIG. 31 is an optical path diagram for a wavelength λ = 780 nm (NA = 0.5) of the diffractive optical lens according to Example 7 of the present invention.
【図32】本発明の実施例7の回折光学レンズによる波
長λ=650±10nmに対する開口数0.60までの
球面収差図である。
FIG. 32 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.60 with respect to a wavelength λ = 650 ± 10 nm by the diffractive optical lens of Example 7 of the present invention.
【図33】本発明の実施例7の回折光学レンズによる波
長λ=780±10nmに対する開口数0.50までの
球面収差図である。
FIG. 33 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.50 with respect to a wavelength λ = 780 ± 10 nm by the diffractive optical lens of Example 7 of the present invention.
【図34】本発明の実施例7の回折光学レンズによる波
長λ=780nmに対する開口数0.60までの球面収
差図である。
FIG. 34 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.60 with respect to a wavelength λ = 780 nm by the diffractive optical lens of Example 7 of the present invention.
【図35】本発明の実施例7の回折光学レンズによる波
長λ=650nmに対する波面収差rms図である。
FIG. 35 is a wavefront aberration rms diagram for a wavelength λ = 650 nm of the diffractive optical lens of Example 7 of the present invention.
【図36】本発明の実施例7の回折光学レンズによる波
長λ=780nmに対する波面収差rms図である。
FIG. 36 is a wavefront aberration rms diagram with respect to a wavelength λ = 780 nm of the diffractive optical lens according to the seventh embodiment of the present invention.
【図37】本発明の実施例8の回折光学レンズによる波
長λ=650nmに対する光路図である。
FIG. 37 is an optical path diagram for a wavelength λ = 650 nm of the diffractive optical lens according to the eighth embodiment of the present invention.
【図38】本発明の実施例8の回折光学レンズによる波
長λ=780nm(NA=0.5)に対する光路図であ
る。
FIG. 38 is an optical path diagram for a wavelength λ = 780 nm (NA = 0.5) of the diffractive optical lens according to Example 8 of the present invention.
【図39】本発明の実施例8の回折光学レンズによる波
長λ=650±10nmに対する開口数0.60までの
球面収差図である。
FIG. 39 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.60 with respect to a wavelength λ = 650 ± 10 nm by the diffractive optical lens of Example 8 of the present invention.
【図40】本発明の実施例8の回折光学レンズによる波
長λ=780±10nmに対する開口数0.50までの
球面収差図である。
FIG. 40 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.50 with respect to a wavelength λ = 780 ± 10 nm by the diffractive optical lens of Example 8 of the present invention.
【図41】本発明の実施例8の回折光学レンズによる波
長λ=780nmに対する開口数0.60までの球面収
差図である。
FIG. 41 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.60 with respect to a wavelength λ = 780 nm by the diffractive optical lens of Example 8 of the present invention.
【図42】本発明の実施例8の回折光学レンズによる波
長λ=650nmに対する波面収差rms図である。
FIG. 42 is a diagram illustrating a wavefront aberration rms with respect to a wavelength λ = 650 nm by the diffractive optical lens according to Example 8 of the present invention.
【図43】本発明の実施例8の回折光学レンズによる波
長λ=780nmに対する波面収差rms図である。
FIG. 43 is a diagram illustrating a wavefront aberration rms with respect to a wavelength λ = 780 nm of the diffractive optical lens according to Example 8 of the present invention.
【図44】本発明の実施例6の回折光学レンズについて
の回折輪帯数と光軸からの高さとの関係を示すグラフで
ある。
FIG. 44 is a graph showing the relationship between the number of diffraction zones and the height from the optical axis for the diffractive optical lens according to Example 6 of the present invention.
【図45】本発明の実施例7の回折光学レンズについて
の回折輪帯数と光軸からの高さとの関係を示すグラフで
ある。
FIG. 45 is a graph showing the relationship between the number of diffraction zones and the height from the optical axis for the diffractive optical lens according to Example 7 of the present invention.
【図46】本発明の実施例8の回折光学レンズについて
の回折輪帯数と光軸からの高さとの関係を示すグラフで
ある。
FIG. 46 is a graph showing the relationship between the number of diffraction zones and the height from the optical axis for the diffractive optical lens according to Example 8 of the present invention.
【図47】本発明の実施例にかかる回折光学レンズにつ
いて、回折レンズパワーとレンズ形状との関係を模式的
に示す図である。
FIG. 47 is a diagram schematically showing a relationship between a diffractive lens power and a lens shape in the diffractive optical lens according to the example of the present invention.
【図48】本発明の第2の実施の形態にかかる光ピック
アップ装置の構成を示す光路図である。
FIG. 48 is an optical path diagram showing a configuration of an optical pickup device according to a second embodiment of the present invention.
【図49】本発明の第3の実施の形態にかかる光ピック
アップ装置の構成を示す光路図である。
FIG. 49 is an optical path diagram showing a configuration of an optical pickup device according to a third embodiment of the present invention.
【図50】本発明の実施例9の対物レンズの波長λ=6
50nmに対する光路図である。
FIG. 50 shows a wavelength λ = 6 of the objective lens according to the ninth embodiment of the present invention.
It is an optical path diagram with respect to 50 nm.
【図51】本発明の実施例9の対物レンズの波長λ=7
80nmに対する光路図である。
FIG. 51 shows a wavelength λ = 7 of the objective lens according to the ninth embodiment of the present invention.
It is an optical path diagram with respect to 80 nm.
【図52】本発明の実施例9の対物レンズについての波
長λ=650nmに対する球面収差図である。
FIG. 52 is a spherical aberration diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 9 of the present invention.
【図53】本発明の実施例9の対物レンズについての波
長λ=780nmに対するNA0.45までの球面収差
図である。
FIG. 53 is a diagram showing spherical aberration up to NA of 0.45 with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 9 of the present invention;
【図54】本発明の実施例9の対物レンズについての波
長λ=780nmに対するNA0.60までの球面収差
図である。
FIG. 54 is a diagram of spherical aberration up to NA 0.60 with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 9 of the present invention;
【図55】本発明の実施例9の対物レンズについての波
長λ=650nmに対する波面収差図である。
FIG. 55 is a wavefront aberration diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 9 of the present invention.
【図56】本発明の実施例9の対物レンズについての波
長λ=780nmに対する波面収差図である。
FIG. 56 is a diagram showing a wavefront aberration with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 9 of the present invention.
【図57】本発明の実施例10の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する光路図である。
FIG. 57 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 10 of the present invention.
【図58】本発明の実施例10の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する光路図である。
FIG. 58 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 10 of the present invention.
【図59】本発明の実施例10の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する光路図である。
FIG. 59 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 10 of the present invention.
【図60】本発明の実施例10の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する球面収差図である。
FIG. 60 is a spherical aberration diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 10 of the present invention.
【図61】本発明の実施例10の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する球面収差図である。
FIG. 61 is a diagram showing spherical aberration with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 10 of the present invention;
【図62】本発明の実施例10の対物レンズについての
波長λ=780nmに対するNA0.45までの球面収
差図である。
FIG. 62 is a diagram showing spherical aberration up to NA of 0.45 with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 10 of the present invention;
【図63】本発明の実施例10の対物レンズについての
波長λ=780nmに対するNA0.65までの球面収
差図である。
FIG. 63 is a diagram showing spherical aberration up to NA 0.65 with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 10 of the present invention;
【図64】本発明の実施例10の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する波面収差図である。
FIG. 64 is a wavefront aberration diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 10 of the present invention.
【図65】本発明の実施例10の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する波面収差図である。
FIG. 65 is a wavefront aberration diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 10 of the present invention.
【図66】本発明の実施例10の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する波面収差図である。
FIG. 66 is a wavefront aberration diagram with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 10 of the present invention.
【図67】本発明の第4の実施の形態にかかる光ピック
アップ装置の構成を示す図である。
FIG. 67 is a diagram showing a configuration of an optical pickup device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図68】本発明の実施例11の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する光路図である。
FIG. 68 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 11 of the present invention.
【図69】本発明の実施例11の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する光路図である。
FIG. 69 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 11 of the present invention.
【図70】本発明の実施例11の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する光路図である。
FIG. 70 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 11 of the present invention;
【図71】本発明の実施例11の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する球面収差図である。
FIG. 71 is a spherical aberration diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 11 of the present invention.
【図72】本発明の実施例11の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する球面収差図である。
FIG. 72 is a spherical aberration diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 11 of the present invention.
【図73】本発明の実施例11の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する開口数0.45までの球面
収差図である。
FIG. 73 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.45 with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 11 of the present invention;
【図74】本発明の実施例11の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する開口数0.65までの球面
収差図である。
FIG. 74 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.65 with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 11 of the present invention;
【図75】本発明の実施例11の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する波面収差図である。
FIG. 75 is a diagram illustrating a wavefront aberration with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 11 of the present invention;
【図76】本発明の実施例11の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する波面収差図である。
FIG. 76 is a wavefront aberration diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 11 of the present invention.
【図77】本発明の実施例11の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する波面収差図である。
FIG. 77 is a wavefront aberration diagram with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 11 of the present invention.
【図78】本発明の実施例12の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する光路図である。
FIG. 78 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 12 of the present invention.
【図79】本発明の実施例12の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する光路図である。
FIG. 79 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 12 of the present invention;
【図80】本発明の実施例12の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する光路図である。
FIG. 80 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 12 of the present invention;
【図81】本発明の実施例12の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する球面収差図である。
FIG. 81 is a spherical aberration diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 12 of the present invention;
【図82】本発明の実施例12の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する球面収差図である。
FIG. 82 is a spherical aberration diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 12 of the present invention;
【図83】本発明の実施例12の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する開口数0.45までの球面
収差図である。
FIG. 83 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.45 with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 12 of the present invention;
【図84】本発明の実施例12の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する開口数0.65までの球面
収差図である。
FIG. 84 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.65 with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 12 of the present invention;
【図85】本発明の実施例12の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する波面収差図である。
FIG. 85 is a wavefront aberration diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 12 of the present invention.
【図86】本発明の実施例12の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する波面収差図である。
86 is a wavefront aberration diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 12 of the present invention. FIG.
【図87】本発明の実施例12の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する波面収差図である。
FIG. 87 is a wavefront aberration diagram with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 12 of the present invention;
【図88】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する光路図である。
FIG. 88 is an optical path diagram for a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention.
【図89】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する光路図である。
FIG. 89 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention.
【図90】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する光路図である。
FIG. 90 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention.
【図91】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する球面収差図である。
FIG. 91 is a spherical aberration diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention.
【図92】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する球面収差図である。
FIG. 92 is a spherical aberration diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention.
【図93】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する開口数0.45までの球面
収差図である。
FIG. 93 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.45 with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention;
【図94】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する開口数0.65までの球面
収差図である。
FIG. 94 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.65 with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention;
【図95】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=650nmに対する波面収差図である。
FIG. 95 is a wavefront aberration diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention.
【図96】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する波面収差図である。
FIG. 96 is a wavefront aberration diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention.
【図97】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=780nmに対する波面収差図である。
FIG. 97 is a diagram showing a wavefront aberration with respect to a wavelength λ = 780 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention;
【図98】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=400nmに対する光路図である。
FIG. 98 is an optical path diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention.
【図99】本発明の実施例13の対物レンズについての
波長λ=400nm±10nmに対する球面収差図を示
す。
FIG. 99 shows a spherical aberration diagram with respect to a wavelength λ = 400 nm ± 10 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention.
【図100】本発明の実施例13の対物レンズについて
の波長λ=650nm±10nmに対する球面収差図を
示す。
FIG. 100 shows a spherical aberration diagram with respect to a wavelength λ = 650 nm ± 10 nm of the objective lens according to Example 13 of the present invention.
【図101】本発明の実施例13の対物レンズについて
の波長λ=780nm±10nmに対する球面収差図を
示す。
FIG. 101 shows a spherical aberration diagram of the objective lens according to Example 13 of the present invention with respect to a wavelength λ = 780 nm ± 10 nm.
【図102】本発明の第8の実施の形態にかかる光ピッ
クアップ装置の第1の構成を示す光路図である。
FIG. 102 is an optical path diagram showing a first configuration of an optical pickup device according to an eighth embodiment of the present invention.
【図103】本発明の第8の実施の形態にかかる光ピッ
クアップ装置の第2の構成を示す光路図である。
FIG. 103 is an optical path diagram showing a second configuration of the optical pickup device according to the eighth embodiment of the present invention.
【図104】本発明の第8の実施の形態にかかる光ピッ
クアップ装置の第3の構成を示す光路図である。
FIG. 104 is an optical path diagram showing a third configuration of the optical pickup device according to the eighth embodiment of the present invention.
【図105】本発明の第8の実施の形態にかかる光ピッ
クアップ装置の第4の構成を示す光路図である。
FIG. 105 is an optical path diagram showing a fourth configuration of the optical pickup device according to the eighth embodiment of the present invention.
【図106】本発明の第8の実施の形態にかかる光ピッ
クアップ装置の第5の構成を示す光路図である。
FIG. 106 is an optical path diagram showing a fifth configuration of the optical pickup device according to the eighth embodiment of the present invention.
【図107】本発明の第8の実施の形態にかかる光ピッ
クアップ装置の第6の構成を示す光路図である。
FIG. 107 is an optical path diagram showing a sixth configuration of the optical pickup device according to the eighth embodiment of the present invention.
【図108】本発明の第8の実施の形態にかかる光ピッ
クアップ装置の第7の構成を示す光路図である。
FIG. 108 is an optical path diagram showing a seventh configuration of the optical pickup device according to the eighth embodiment of the present invention.
【図109】Super RENS方式の光ディスクの
構成を示す模式図である。
FIG. 109 is a schematic diagram showing a configuration of an optical disk of a Super RENS system.
【図110】本発明の第8の実施の形態にかかる実施例
15の対物レンズの、結像倍率m2と波面収差との関係
を示すグラフである。
FIG. 110 is a graph showing the relationship between the imaging magnification m2 and the wavefront aberration of the objective lens of Example 15 according to the eighth embodiment of the present invention.
【図111】本発明の第8の実施の形態にかかる実施例
15の断面図である。
FIG. 111 is a sectional view of Example 15 according to the eighth embodiment of the present invention;
【図112】上記実施例15の球面収差図である。112 is a diagram showing the spherical aberration of the fifteenth embodiment. FIG.
【図113】回折パターンの作用の説明図である。FIG. 113 is an explanatory diagram of an action of a diffraction pattern.
【図114】本発明の第8の実施の形態にかかる対物レ
ンズの球面収差への色収差の影響を示す模式図である。
FIG. 114 is a schematic view showing the influence of chromatic aberration on the spherical aberration of the objective lens according to the eighth embodiment of the present invention.
【図115】本発明の第8の実施の形態にかかる対物レ
ンズの球面収差への+1次回折の影響を示す模式図であ
る。
FIG. 115 is a schematic diagram showing the influence of + 1st-order diffraction on the spherical aberration of the objective lens according to the eighth embodiment of the present invention.
【図116】本発明の第8の実施の形態にかかる対物レ
ンズの球面収差への−1次回折の影響を示す模式図であ
る。
FIG. 116 is a schematic view showing the influence of -1st-order diffraction on the spherical aberration of the objective lens according to the eighth embodiment of the present invention.
【図117】本発明の第7の実施の形態にかかる光ピッ
クアップ装置の構成を示す光路図である。
FIG. 117 is an optical path diagram showing a configuration of an optical pickup device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図118】本発明の第7の実施の形態にかかる実施例
15の対物レンズである回折光学レンズ(回折面を有す
る対物レンズ)の光路図である。
FIG. 118 is an optical path diagram of a diffractive optical lens (an objective lens having a diffractive surface) which is the objective lens of Example 15 according to the seventh embodiment of the present invention.
【図119】図118の回折光学レンズについての波長
(λ)=640,650,660nmに対する開口数
0.60までの球面収差図である。
119 is a diagram showing spherical aberration up to a numerical aperture of 0.60 with respect to wavelength (λ) = 640, 650, and 660 nm for the diffractive optical lens of FIG. 118;
【図120】実施例15において光情報記録媒体の透明
基板が図118より厚い場合の回折光学レンズの光路図
である。
120 is an optical path diagram of a diffractive optical lens when the transparent substrate of the optical information recording medium is thicker than that in FIG. 118 in Example 15. FIG.
【図121】図120の回折光学レンズについての波長
λ=770,780,790nmに対する開口数0.6
0までの球面収差図である。
FIG. 121: Numerical aperture 0.6 for wavelength λ = 770, 780, 790 nm for the diffractive optical lens of FIG. 120
It is a spherical aberration figure to 0.
【図122】本発明の第7の実施の形態にかかる実施例
16の対物レンズである回折光学レンズ(回折面を有す
る対物レンズ)の光路図である。
FIG. 122 is an optical path diagram of a diffractive optical lens (an objective lens having a diffractive surface) which is the objective lens of Example 16 according to the seventh embodiment of the present invention.
【図123】図122の回折光学レンズについての波長
(λ)=640,650,660nmに対する開口数
0.60までの球面収差図である。
123 is a diagram showing spherical aberration up to a numerical aperture of 0.60 with respect to wavelength (λ) = 640, 650, and 660 nm for the diffractive optical lens in FIG. 122;
【図124】実施例16において光情報記録媒体の透明
基板が図122より厚い場合の回折光学レンズの光路図
である。
124 is an optical path diagram of a diffractive optical lens when the transparent substrate of the optical information recording medium is thicker than that in FIG. 122 in Example 16. FIG.
【図125】図124の回折光学レンズについての波長
λ=770,780,790nmに対する開口数0.6
0までの球面収差図である。
FIG. 125: Numerical aperture 0.6 for wavelengths λ = 770, 780, 790 nm for the diffractive optical lens of FIG. 124
It is a spherical aberration figure to 0.
【図126】本発明の第7の実施の形態にかかる実施例
17の対物レンズである回折光学レンズ(回折面を有す
る対物レンズ)の光路図である。
FIG. 126 is an optical path diagram of a diffractive optical lens (an objective lens having a diffractive surface) which is the objective lens of Example 17 according to the seventh embodiment of the present invention.
【図127】図126の回折光学レンズについての波長
(λ)=640,650,660nmに対する開口数
0.60までの球面収差図である。
127 is a diagram of spherical aberration up to a numerical aperture of 0.60 with respect to wavelength (λ) = 640, 650, and 660 nm for the diffractive optical lens of FIG. 126;
【図128】実施例17において光情報記録媒体の透明
基板が図126より厚い場合の回折光学レンズの光路図
である。
128 is an optical path diagram of a diffractive optical lens in Example 17 when the transparent substrate of the optical information recording medium is thicker than FIG. 126.
【図129】図128の回折光学レンズについての波長
λ=770,780,790nmに対する開口数0.6
0までの球面収差図である。
FIG. 129. Numerical aperture 0.6 for wavelengths λ = 770, 780, 790 nm for the diffractive optical lens of FIG. 128.
It is a spherical aberration figure to 0.
【図130】本発明の第7の実施の形態にかかる実施例
18の対物レンズである回折光学レンズ(回折面を有す
る対物レンズ)の光路図である。
FIG. 130 is an optical path diagram of a diffractive optical lens (an objective lens having a diffractive surface) which is the objective lens of Example 18 according to the seventh embodiment of the present invention.
【図131】図130の回折光学レンズについての波長
(λ)=390,400,410nmに対する開口数
0.70までの球面収差図である。
131 is a diagram showing spherical aberration of the diffractive optical lens of FIG. 130 up to a numerical aperture of 0.70 at wavelengths (λ) of 390, 400, and 410 nm.
【図132】実施例18において光情報記録媒体の透明
基板が図130より厚い場合の回折光学レンズの光路図
である。
132 is an optical path diagram of a diffractive optical lens when the transparent substrate of the optical information recording medium is thicker than that in FIG. 130 in Example 18. FIG.
【図133】図132の回折光学レンズについての波長
λ=640,650,660nmに対する開口数0.7
0までの球面収差図である。
FIG. 133: Numerical aperture 0.7 for wavelength λ = 640, 650, 660 nm for the diffractive optical lens of FIG. 132
It is a spherical aberration figure to 0.
【図134】本発明における回折輪帯のピッチと、段差
の深さを説明するための図である。
FIG. 134 is a diagram for explaining a pitch of a diffraction ring zone and a depth of a step in the present invention.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 対物レンズ 2 コリメータレンズ 3 絞り 4 光軸 5 集光光学系 6,7 ビームスプリッタ 10 光ピックアップ装置 11 第1半導体レーザ 12 青色レーザ 13 第2半導体レーザ 16 対物レンズ 16a フランジ部 20 光ディスク 21 透明基板 22 情報記録面 111,112 半導体レーザ 120,121,122 偏光ビームスプリッタ 130,131,132 コリメータ 140,141,142 1/4波長板 150 2次元アクチュエータ 160 対物レンズ 170 絞り 180 シリンドリカルレンズ 190 ビームスプリッタ 200 光ディスク 210 透明基板 220 情報記録面 230,231,232 ホログラム 240 第1の保護膜 250 非線形光学膜 260 第2の保護膜 270 第3の保護膜 300,301,302,305 光検出器 400,410,420,430 レーザ/検出器集積
ユニット 50 凹レンズ 60 カップリングリングレンズ 90 集光レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Objective lens 2 Collimator lens 3 Aperture 4 Optical axis 5 Condensing optical system 6, 7 Beam splitter 10 Optical pickup device 11 First semiconductor laser 12 Blue laser 13 Second semiconductor laser 16 Objective lens 16a Flange part 20 Optical disk 21 Transparent substrate 22 Information recording surface 111, 112 Semiconductor laser 120, 121, 122 Polarizing beam splitter 130, 131, 132 Collimator 140, 141, 142 Quarter-wave plate 150 Two-dimensional actuator 160 Objective lens 170 Aperture 180 Cylindrical lens 190 Beam splitter 200 Optical disk 210 Transparent substrate 220 Information recording surface 230, 231, 232 Hologram 240 First protective film 250 Nonlinear optical film 260 Second protective film 270 Third protective film 300, 301, 3 02,305 Photodetector 400,410,420,430 Laser / detector integrated unit 50 Concave lens 60 Coupling ring lens 90 Condensing lens
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平11−15010 (32)優先日 平成11年1月22日(1999.1.22) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平11−257466 (32)優先日 平成11年9月10日(1999.9.10) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平11−312701 (32)優先日 平成11年11月2日(1999.11.2) (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 小嶋 俊之 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 (72)発明者 桐木 俊彦 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 Fターム(参考) 2H049 AA03 AA04 AA17 AA51 AA57 2H087 KA13 RA03 RA12 RA46 5D119 AA11 AA23 DA01 DA05 EC01 FA08 JA13 JA43 JB02 (54)【発明の名称】 光ピックアップ装置、この光ピックアップ装置を備えた記録再生装置、光学素子、情報の記録再 生方法、光学系、レンズ、光ディスク用回折光学系、再生装置及び光ピックアップ装置用対物レ ンズ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 11-15010 (32) Priority date January 22, 1999 (22 January 1999) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 11-257466 (32) Priority date September 10, 1999 (September 10, 1999) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 11-312701 (32) Priority Date November 2, 1999 (November 11, 1999) (33) Priority Country Japan (JP) (72) Inventor Toshiyuki Kojima 2970 Ishikawacho, Hachioji-shi, Tokyo Address Konica Corporation (72) Inventor Toshihiko Kiriki 2970 Ishikawacho, Hachioji-shi, Tokyo F-term (reference) 2K049 AA03 AA04 AA17 AA51 AA57 2H087 KA13 RA03 RA12 RA46 5D119 AA11 AA23 DA01 DA05 EC01 FA08 JA13 JA43 JB02 (54) [Title of the Invention] Optical pickup device, this Recording reproducing apparatus having a pickup device, an optical element, the recording playback method information, an optical system, a lens, an optical disk diffraction optical system, objective lenses for reproducing device and an optical pickup device

Claims (339)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 光情報記録媒体から情報を再生し、また
    は、光情報記録媒体に情報を記録するための光ピックア
    ップ装置において、 第1の波長を有する第1の光束を射出する第1の光源
    と、 前記第1の波長と異なる第2の波長を有する第2の光束
    を射出する第2の光源と、 光軸と回折部と光検出器とを有する集光光学系と、を具
    備し、 前記第1の光束が前記回折部を通過することにより、前
    記第1の光束のn次回折光量が前記第1の光束の他のい
    ずれの次数の回折光量よりも大きい少なくとも1つの次
    数の回折光が発生され、前記第2の光束が前記回折部を
    通過することにより、前記第2の光束のn次回折光量が
    前記第2の光束の他のいずれの次数の回折光量よりも大
    きい少なくとも1つの次数の回折光が発生されることを
    特徴とする光ピックアップ装置。ここで、nは0以外の
    整数である。
    1. An optical pickup device for reproducing information from an optical information recording medium or recording information on the optical information recording medium, wherein a first light source for emitting a first light beam having a first wavelength is provided. And a second light source that emits a second light beam having a second wavelength different from the first wavelength; and a condensing optical system having an optical axis, a diffraction unit, and a photodetector, As the first light beam passes through the diffracting portion, at least one order of diffracted light in which the n-th order diffracted light amount of the first light beam is larger than any other order diffracted light amount of the first light beam Is generated, and the second light flux passes through the diffraction section, so that the n-th order diffracted light quantity of the second light flux is larger than the diffracted light quantity of any other order of the second light flux. A light pipe characterized in that diffraction light of the order is generated. Up apparatus. Here, n is an integer other than 0.
  2. 【請求項2】 少なくとも2種類の光情報記録媒体に対
    して情報の再生または記録が可能であり、 前記第1の光源の前記第1の光束は、第1の光情報記録
    媒体から情報を再生するために、または、第1の光情報
    記録媒体に情報を記録するために使用され、 前記第2の光源の前記第2の光束は、第2の光情報記録
    媒体から情報を再生するために、または、第2の光情報
    記録媒体に情報を記録するために使用されることを特徴
    とする請求項1に記載の光ピックアップ装置。
    2. A method for reproducing or recording information on at least two types of optical information recording media, wherein the first light flux of the first light source reproduces information from a first optical information recording medium. Or for recording information on a first optical information recording medium, wherein the second light flux of the second light source is used for reproducing information from a second optical information recording medium. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup device is used for recording information on a second optical information recording medium.
  3. 【請求項3】 前記集光光学系は、前記第1の光情報記
    録媒体に記録された情報を再生するためにまたは前記第
    1の情報記録媒体に情報を記録するために前記回折部に
    達した前記第1の光束により前記回折部で発生した前記
    第1の光束の前記n次回折光を、第1の透明基板を介し
    て前記第1の光情報記録媒体の第1の情報記録面に集光
    することができ、 前記集光光学系は、前記第2の光情報記録媒体に記録さ
    れた情報を再生するためにまたは前記第2の情報記録媒
    体に情報を記録するために前記回折部に達した前記第2
    の光束により前記回折部で発生した前記第2の光束の前
    記n次回折光を、第2の透明基板を介して前記第2の光
    情報記録媒体の第2の情報記録面に集光することがで
    き、 前記光検出器は、前記第1の情報記録面または前記第2
    の情報記録面から反射した光束を受光することができる
    ことを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装
    置。
    3. The condensing optical system reaches the diffraction section to reproduce information recorded on the first optical information recording medium or to record information on the first information recording medium. Collecting the n-th order diffracted light of the first light beam generated by the diffracted portion by the first light beam on the first information recording surface of the first optical information recording medium via a first transparent substrate. The condensing optical system may be provided on the diffraction unit for reproducing information recorded on the second optical information recording medium or for recording information on the second information recording medium. The second reached
    Converging the n-th order diffracted light of the second light flux generated in the diffractive portion by the light flux on a second information recording surface of the second optical information recording medium via a second transparent substrate. The photodetector may include the first information recording surface or the second information recording surface.
    3. The optical pickup device according to claim 2, wherein a light beam reflected from said information recording surface can be received.
  4. 【請求項4】 前記集光光学系は対物レンズを有し、 前記集光光学系は、前記回折部を通過した前記第1の光
    束における前記n次回折光を前記第1の光情報記録媒体
    の第1の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前
    記第1の光束における所定開口数内では0.07λrm
    s以下の状態で集光でき、 前記集光光学系は、前記回折部を通過した前記第2の光
    束における前記n次回折光を前記第2の光情報記録媒体
    の第2の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前
    記第2の光束における所定開口数内では0.07λrm
    s以下の状態で集光できることを特徴とする請求項2ま
    たは3に記載の光ピックアップ装置。
    4. The condensing optical system has an objective lens, and the condensing optical system converts the nth-order diffracted light of the first light flux that has passed through the diffractive portion into the first optical information recording medium. 0.07λrm on the first information recording surface within a predetermined numerical aperture of the first light flux on the image side of the objective lens.
    s or less, and the condensing optical system converts the nth-order diffracted light of the second light flux passing through the diffractive portion onto a second information recording surface of the second optical information recording medium. 0.07λrm within the predetermined numerical aperture of the second light flux on the image side of the objective lens
    4. The optical pickup device according to claim 2, wherein light can be collected in a state of s or less.
  5. 【請求項5】 前記第1の光情報記録媒体は厚さt1の
    第1の透明基板を有し、前記第2の光情報記録媒体は前
    記厚さt1と異なる厚さt2の第2の透明基板を有する
    ことを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装
    置。
    5. The first optical information recording medium has a first transparent substrate having a thickness of t1, and the second optical information recording medium has a second transparent substrate having a thickness of t2 different from the thickness t1. The optical pickup device according to claim 2, further comprising a substrate.
  6. 【請求項6】 前記集光光学系は対物レンズを有し、 前記集光光学系は、前記回折部を通過した前記第1の光
    束における前記n次回折光を前記第1の光情報記録媒体
    の第1の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前
    記第1の光束における所定開口数内では0.07λrm
    s以下の状態で集光でき、 前記集光光学系は、前記回折部を通過した前記第2の光
    束における前記n次回折光を前記第2の光情報記録媒体
    の第2の情報記録面上に、前記対物レンズの像側の、前
    記第2の光束における所定開口数内では0.07λrm
    s以下の状態で集光できることを特徴とする請求項5に
    記載の光ピックアップ装置。
    6. The condensing optical system has an objective lens, and the condensing optical system converts the n-th order diffracted light of the first light flux passing through the diffractive portion into a first optical information recording medium. 0.07λrm on the first information recording surface within a predetermined numerical aperture of the first light flux on the image side of the objective lens.
    s or less, and the condensing optical system converts the nth-order diffracted light of the second light flux passing through the diffractive portion onto a second information recording surface of the second optical information recording medium. 0.07λrm within the predetermined numerical aperture of the second light flux on the image side of the objective lens
    The optical pickup device according to claim 5, wherein light can be collected in a state of s or less.
  7. 【請求項7】 以下の条件式を満たすことを特徴とする
    請求項5に記載の光ピックアップ装置。 λ1<λ2 t1<t2 ここで、λ1:前記第1の光源の波長 λ2:前記第2の光源の波長 t1:前記第1の透明基板の厚さ t2:前記第2の透明基板の厚さ
    7. The optical pickup device according to claim 5, wherein the following conditional expression is satisfied. λ1 <λ2 t1 <t2 where λ1: wavelength of the first light source λ2: wavelength of the second light source t1: thickness of the first transparent substrate t2: thickness of the second transparent substrate
  8. 【請求項8】 前記集光光学系は対物レンズを有し、以
    下の条件式を満たすことを特徴とする請求項7に記載の
    光ピックアップ装置。 NA1>NA2 ここで、NA1:波長がλ1の光による前記第1の光情
    報記録媒体の記録または再生に必要な前記対物レンズの
    像側の所定開口数 NA2:波長がλ2の光による前記第2の光情報記録媒
    体の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所
    定開口数
    8. The optical pickup device according to claim 7, wherein the focusing optical system has an objective lens and satisfies the following conditional expression. NA1> NA2 Here, NA1: a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens required for recording or reproduction of the first optical information recording medium with light having a wavelength of λ1 NA2: the second numerical aperture with light having a wavelength of λ2 A predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens required for recording or reproduction of the optical information recording medium
  9. 【請求項9】 前記n次回折光は、+1次回折光である
    ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の
    光ピックアップ装置。
    9. The optical pickup device according to claim 1, wherein the nth-order diffracted light is a + 1st-order diffracted light.
  10. 【請求項10】 以下の条件式を満たすことを特徴とす
    る請求項8に記載の光ピックアップ装置。 0.55mm<t1<0.65mm 1.1mm<t2<1.3mm 630nm<λ1<670nm 760nm<λ2<820nm 0.55<NA1<0.68 0.40<NA2<0.55
    10. The optical pickup device according to claim 8, wherein the following conditional expression is satisfied. 0.55 mm <t1 <0.65 mm 1.1 mm <t2 <1.3 mm 630 nm <λ1 <670 nm 760 nm <λ2 <820 nm 0.55 <NA1 <0.68 0.40 <NA2 <0.55
  11. 【請求項11】 前記集光光学系は対物レンズを備え、
    前記対物レンズは前記回折部を有し、 λ1=650nm t1=0.6mm NA1=0.6であって、 前記対物レンズに、強度分布が一様な平行光である前記
    第1の光束を入射させ、前記第1の透明基板を介して前
    記第1の情報記録面上に集光した場合に、ベストフォー
    カスにおけるスポット径が0.88〜0.91μmであ
    ることを特徴とする請求項10に記載の光ピックアップ
    装置。
    11. The condensing optical system includes an objective lens,
    The objective lens has the diffractive portion, and λ1 = 650 nm t1 = 0.6 mm NA1 = 0.6, and the first light flux, which is parallel light having a uniform intensity distribution, is incident on the objective lens. The spot diameter at the best focus when the light is converged on the first information recording surface via the first transparent substrate is 0.88 to 0.91 μm. An optical pickup device as described in the above.
  12. 【請求項12】 前記集光光学系は対物レンズを備え、
    前記対物レンズは前記回折部を有し、 λ1=650nm t1=0.6mm NA1=0.65であって、 前記対物レンズに、強度分布が一様な平行光である前記
    第1の光束を入射させ、前記第1の透明基板を介して前
    記第1の情報記録面上に集光した場合に、ベストフォー
    カスにおけるスポット径が0.81〜0.84μmであ
    ることを特徴とする請求項10に記載の光ピックアップ
    装置。
    12. The focusing optical system includes an objective lens,
    The objective lens has the diffractive portion, and λ1 = 650 nm t1 = 0.6 mm NA1 = 0.65, and the first light flux, which is parallel light having a uniform intensity distribution, is incident on the objective lens. The spot diameter at the best focus is 0.81 to 0.84 μm when condensed on the first information recording surface via the first transparent substrate. An optical pickup device as described in the above.
  13. 【請求項13】 以下の条件式を満たすことを特徴とす
    る請求項10に記載の光ピックアップ装置。 t1=0.6mm t2=1.2mm λ1=650nm λ2=780nm NA1=0.6 NA2=0.45
    13. The optical pickup device according to claim 10, wherein the following conditional expression is satisfied. t1 = 0.6 mm t2 = 1.2 mm λ1 = 650 nm λ2 = 780 nm NA1 = 0.6 NA2 = 0.45
  14. 【請求項14】 前記集光光学系は対物レンズを備え、
    前記対物レンズは前記回折部を有し、 前記集光光学系が前記第2の光束の前記n次回折光を前
    記第2の光情報記録媒体の前記第2の情報記録面上に集
    光する場合に、球面収差が少なくとも1箇所の不連続部
    を有することを特徴とする請求項8に記載の光ピックア
    ップ装置。
    14. The light-collecting optical system includes an objective lens,
    Wherein the objective lens has the diffractive portion, and the condensing optical system condenses the n-order diffracted light of the second light beam on the second information recording surface of the second optical information recording medium. The optical pickup device according to claim 8, wherein the spherical aberration has at least one discontinuous portion.
  15. 【請求項15】 前記球面収差は、前記NA2近傍にお
    いて不連続部を有することを特徴とする請求項14に記
    載の光ピックアップ装置。
    15. The optical pickup device according to claim 14, wherein the spherical aberration has a discontinuity near the NA2.
  16. 【請求項16】 前記球面収差は、開口数(NA)が
    0.45において不連続部を有することを特徴とする請
    求項14に記載の光ピックアップ装置。
    16. The optical pickup device according to claim 14, wherein the spherical aberration has a discontinuity at a numerical aperture (NA) of 0.45.
  17. 【請求項17】 前記球面収差は、開口数(NA)が
    0.5において不連続部を有することを特徴とする請求
    項14に記載の光ピックアップ装置。
    17. The optical pickup device according to claim 14, wherein the spherical aberration has a discontinuity at a numerical aperture (NA) of 0.5.
  18. 【請求項18】 前記集光光学系は、開口数が前記NA
    1以下の前記第1の光束の前記n次回折光を前記第1の
    光情報記録媒体の前記第1の情報記録面上に、最良像点
    における波面収差が0.07λrmsとなるように集光
    し、 前記集光光学系は、前記不連続部となる開口数以下の前
    記第2の光束の前記n次回折光を前記第2の光情報記録
    媒体の前記第2の情報記録面上に、最良像点における波
    面収差が0.07λrmsとなるように集光することを
    特徴とする請求項14に記載の光ピックアップ装置。
    18. The condensing optical system, wherein the numerical aperture has the NA
    The n-th order diffracted light of the first light flux of 1 or less is condensed on the first information recording surface of the first optical information recording medium such that the wavefront aberration at the best image point is 0.07λrms. The condensing optical system is configured to convert the n-th order diffracted light of the second light beam having a numerical aperture equal to or less than the numerical aperture serving as the discontinuous portion onto the second information recording surface of the second optical information recording medium, with the best image The optical pickup device according to claim 14, wherein the light is condensed so that the wavefront aberration at the point is 0.07? Rms.
  19. 【請求項19】 前記集光光学系は対物レンズを有し、
    前記対物レンズが前記回折部を有し、 前記第2の光情報記録媒体に対する記録または再生を行
    うために、前記集光光学系が、前記回折部を通過した前
    記第2の光束における前記n次回折光を、前記第2の光
    情報記録媒体の前記第2の情報記録面上に集光する場合
    に、球面収差は連続し、不連続部を有さないことを特徴
    とする請求項8に記載の光ピックアップ装置。
    19. The condensing optical system has an objective lens,
    The objective lens has the diffractive portion, and in order to perform recording or reproduction on the second optical information recording medium, the condensing optical system is configured such that the n-th light beam in the second light beam passing through the diffractive portion The spherical aberration is continuous and does not have a discontinuous portion when condensing light is condensed on the second information recording surface of the second optical information recording medium. Optical pickup device.
  20. 【請求項20】 前記NA1では球面収差が20μm以
    上であって、前記NA2では球面収差が10μm以下で
    あることを特徴とする請求項19に記載の光ピックアッ
    プ装置。
    20. The optical pickup device according to claim 19, wherein the spherical aberration is 20 μm or more at NA1, and the spherical aberration is 10 μm or less at NA2.
  21. 【請求項21】 以下の条件式を満たすことを特徴とす
    る請求項5に記載の光ピックアップ装置。 λ1<λ2 t1>t2 ここで、λ1:前記第1の光源の波長 λ2:前記第2の光源の波長 t1:前記第1の透明基板の厚さ t2:前記第2の透明基板の厚さ
    21. The optical pickup device according to claim 5, wherein the following conditional expression is satisfied. λ1 <λ2 t1> t2 where λ1: wavelength of the first light source λ2: wavelength of the second light source t1: thickness of the first transparent substrate t2: thickness of the second transparent substrate
  22. 【請求項22】 前記n次回折光は、−1次回折光であ
    ることを特徴とする請求項21に記載の光ピックアップ
    装置。
    22. The optical pickup device according to claim 21, wherein the nth-order diffracted light is a −1st-order diffracted light.
  23. 【請求項23】 前記回折部における前記第1の光束の
    前記n次回折光の回折効率をA%とし、他のある次数の
    回折光の回折効率をB%としたとき、A−B≧10であ
    り、 前記回折部における前記第2の光束の前記n次回折光の
    回折効率をA’%とし、他のある次数の回折光の回折効
    率をB’%としたとき、A’−B’≧10であることを
    特徴とする請求項1〜22のいずれか1項に記載の光ピ
    ックアップ装置。
    23. When the diffraction efficiency of the n-th order diffracted light of the first light beam in the diffractive portion is A% and the diffraction efficiency of another order diffracted light is B%, AB ≧ 10. A′−B ′ ≧ 10, where A ′% is the diffraction efficiency of the n-th order diffracted light of the second light flux in the diffracting unit, and B ′% is the diffraction efficiency of the diffracted light of another certain order. The optical pickup device according to claim 1, wherein:
  24. 【請求項24】 前記回折部における前記第1の光束の
    前記n次回折光の回折効率をA%とし、他のある次数の
    回折光の回折効率をB%としたとき、A−B≧50であ
    り、 前記回折部における前記第2の光束の前記n次回折光の
    回折効率をA’%とし、他のある次数の回折光の回折効
    率をB’%としたとき、A’−B’≧50であることを
    特徴とする請求項1〜22のいずれか1項に記載の光ピ
    ックアップ装置。
    24. When the diffraction efficiency of the n-th order diffracted light of the first light flux in the diffractive portion is A% and the diffraction efficiency of another order diffracted light is B%, AB ≧ 50. A′−B ′ ≧ 50, where the diffraction efficiency of the n-th order diffracted light of the second light flux in the diffracting unit is A ′% and the diffraction efficiency of the diffracted light of another certain order is B ′%. The optical pickup device according to claim 1, wherein:
  25. 【請求項25】 前記第1の光束の波長と前記第2の光
    束の波長との差が80nm以上、400nm以下であるこ
    とを特徴とする請求項1〜24のいずれか1項に記載の
    光ピックアップ装置。
    25. The light according to claim 1, wherein a difference between a wavelength of the first light beam and a wavelength of the second light beam is 80 nm or more and 400 nm or less. Pickup device.
  26. 【請求項26】 前記回折部は、前記光軸の方向から見
    て、複数の輪帯を有し、前記複数の輪帯が前記光軸また
    は前記光軸近傍の点を中心としたほぼ同心円上に形成さ
    れていることを特徴とする請求項1〜25のいずれか1
    項に記載の光ピックアップ装置。
    26. The diffractive portion has a plurality of annular zones as viewed from the direction of the optical axis, and the annular zones are substantially concentric with respect to the optical axis or a point near the optical axis. 26. The method according to claim 1, wherein
    An optical pickup device according to the item.
  27. 【請求項27】 前記回折部の前記複数の輪帯の各位置
    を示す冪級数で表される位相差関数が、2乗項以外の少
    なくとも1つの項に、0以外の係数を有することを特徴
    とする請求項26に記載の光ピックアップ装置。
    27. A phase difference function represented by a power series indicating each position of the plurality of orbicular zones of the diffraction section, wherein at least one term other than a square term has a coefficient other than 0. The optical pickup device according to claim 26, wherein
  28. 【請求項28】 前記回折部の前記複数の輪帯の各位置
    を示す冪級数で表される位相差関数が、2乗項に、0以
    外の係数を有することを特徴とする請求項26に記載の
    光ピックアップ装置。
    28. The method according to claim 26, wherein a phase difference function represented by a power series indicating each position of the plurality of orbicular zones of the diffraction unit has a coefficient other than 0 in a square term. An optical pickup device as described in the above.
  29. 【請求項29】 前記回折部の前記複数の輪帯の各位置
    を示す冪級数で表される位相差関数が、2乗項を含まな
    いことを特徴とする請求項26に記載の光ピックアップ
    装置。
    29. The optical pickup device according to claim 26, wherein a phase difference function represented by a power series indicating each position of the plurality of orbicular zones of the diffraction unit does not include a square term. .
  30. 【請求項30】 前記回折部で付加される回折作用の正
    負の符号が、前記光軸と垂直に前記光軸から離れる方向
    において少なくとも1回切り替わることを特徴とする請
    求項26に記載の光ピックアップ装置。
    30. The optical pickup according to claim 26, wherein the sign of the diffractive action added by the diffractive portion is switched at least once in a direction perpendicular to the optical axis and away from the optical axis. apparatus.
  31. 【請求項31】 前記回折部の前記複数の輪帯は、ブレ
    ーズ化されており、前記光軸に近い側の輪帯では、その
    段差部が前記光軸から離れた側に位置し、前記光軸から
    離れた側の輪帯では、その段差部が前記光軸に近い側に
    位置することを特徴とする請求項30に記載の光ピック
    アップ装置。
    31. The plurality of orbicular zones of the diffractive portion are blazed, and in an orbicular zone closer to the optical axis, a step portion is located on a side away from the optical axis, and 31. The optical pickup device according to claim 30, wherein a step portion is located on a side closer to the optical axis in an annular zone away from the axis.
  32. 【請求項32】 前記回折部の前記複数の輪帯は、ブレ
    ーズ化されており、前記光軸に近い側の輪帯では、その
    段差部が前記光軸に近い側に位置し、前記光軸から離れ
    た側の輪帯では、その段差部が前記光軸から離れた側に
    位置することを特徴とする請求項30に記載の光ピック
    アップ装置。
    32. The plurality of orbicular zones of the diffractive portion are blazed, and in an orbicular zone closer to the optical axis, a step portion is located on a side closer to the optical axis. 31. The optical pickup device according to claim 30, wherein the stepped portion is located on a side away from the optical axis in an annular zone away from the optical axis.
  33. 【請求項33】 前記集光光学系は対物レンズを有し、
    前記対物レンズの像側の最大開口数に対応する前記回折
    部の前記輪帯のピッチPfと、前記最大開口数の1/2
    に対応する前記回折部の前記輪帯のピッチPhとが、以
    下の条件式を満たすことを特徴とする請求項26に記載
    の光ピックアップ装置。 0.4≦|(Ph/Pf)−2|≦25
    33. The condensing optical system has an objective lens,
    A pitch Pf of the annular zone of the diffractive portion corresponding to a maximum numerical aperture on the image side of the objective lens, and の of the maximum numerical aperture
    28. The optical pickup device according to claim 26, wherein a pitch Ph of the orbicular zone of the diffractive portion corresponding to the following condition satisfies the following conditional expression. 0.4 ≦ | (Ph / Pf) −2 | ≦ 25
  34. 【請求項34】 前記回折部は、第1の回折パターン
    と、第2の回折パターンとを有し、 前記第2の回折パターンが、前記第1の回折パターンよ
    りも前記光軸から離れていることを特徴とする請求項2
    6に記載の光ピックアップ装置。
    34. The diffraction section has a first diffraction pattern and a second diffraction pattern, wherein the second diffraction pattern is farther from the optical axis than the first diffraction pattern. 3. The method according to claim 2, wherein
    7. The optical pickup device according to 6.
  35. 【請求項35】 前記回折部の前記第1の回折パターン
    を通過した前記第1の光束において、前記n次回折光
    が、他の次数の回折光に比して多く発生し、前記回折部
    の前記第1の回折パターンを通過した前記第2の光束に
    おいても、前記n次回折光が他の次数の回折光に比して
    多く発生し、 前記回折部の前記第2の回折パターンを通過した前記第
    1の光束において、前記n次回折光が、他の次数の回折
    光に比して多く発生し、前記回折部の前記第2の回折パ
    ターンを通過した前記第2の光束においては、0次光が
    他の次数の回折光に比して多く発生することを特徴とす
    る請求項34に記載の光ピックアップ装置。
    35. In the first light beam that has passed through the first diffraction pattern of the diffraction section, the n-order diffracted light is generated more than diffracted lights of other orders, and Also in the second light flux that has passed through the first diffraction pattern, the n-th order diffracted light is generated more than the other order diffracted light, and the second order that has passed through the second diffraction pattern of the diffractive portion. In the first light beam, the n-th order diffracted light is generated more than the other order diffracted light, and in the second light beam passing through the second diffraction pattern of the diffractive portion, the 0th order light is 35. The optical pickup device according to claim 34, wherein the optical pickup device generates more light than diffracted light of other orders.
  36. 【請求項36】 前記回折部の前記第1の回折パターン
    を通過した前記第1の光束において、前記n次回折光
    が、他の次数の回折光に比して多く発生し、前記回折光
    の前記第1の回折パターンを通過した前記第2の光束に
    おいても、前記n次回折光が、他の次数の回折光に比し
    て多く発生し、 前記回折部の前記第2の回折パターンを通過した前記第
    1の光束において、0次の回折光が、他の次数の回折光
    に比して多く発生し、前記回折部の前記第2の回折パタ
    ーンを通過した前記第2の光束においては、前記n次で
    はない負の次数の回折光が、他の次数の回折光に比して
    多く発生することを特徴とする請求項34に記載の光ピ
    ックアップ装置。
    36. In the first light beam that has passed through the first diffraction pattern of the diffraction section, the n-order diffracted light is generated more than diffracted lights of other orders, and Also in the second light flux that has passed through the first diffraction pattern, the n-order diffracted light is generated more than diffracted light of other orders, and the n-th order diffracted light has passed through the second diffraction pattern of the diffractive portion. In the first light beam, the 0-order diffracted light is generated more than the other order diffracted light, and in the second light beam that has passed through the second diffraction pattern of the diffractive portion, the n 35. The optical pickup device according to claim 34, wherein diffracted light of a negative order other than the order is generated more than diffracted lights of other orders.
  37. 【請求項37】 前記集光光学系は対物レンズを有し、 前記対物レンズの像側の最大開口数以下の光束が全て前
    記回折部を通ることを特徴とする請求項26に記載の光
    ピックアップ装置。
    37. The optical pickup according to claim 26, wherein the condensing optical system has an objective lens, and all light beams having a maximum numerical aperture or less on the image side of the objective lens pass through the diffraction portion. apparatus.
  38. 【請求項38】 前記集光光学系は対物レンズを有し、 前記対物レンズの像側の最大開口数以下の光束のうち、
    一部の光束が前記回折部を通過し、他の一部の光束が前
    記回折部を通過しないことを特徴とする請求項26に記
    載の光ピックアップ装置。
    38. The condensing optical system has an objective lens, and among the light beams having a maximum numerical aperture on the image side of the objective lens,
    27. The optical pickup device according to claim 26, wherein a part of the light beam passes through the diffraction portion, and another part of the light beam does not pass through the diffraction portion.
  39. 【請求項39】 前記回折部の前記複数の輪帯の段差数
    が、2以上、45以下であることを特徴とする請求項2
    6に記載の光ピックアップ装置。
    39. The number of steps of the plurality of orbicular zones of the diffractive portion is 2 or more and 45 or less.
    7. The optical pickup device according to 6.
  40. 【請求項40】 前記回折部の前記複数の輪帯の段差数
    が、2以上、15以下であることを特徴とする請求項3
    9に記載の光ピックアップ装置。
    40. The number of steps of the plurality of orbicular zones of the diffractive portion is 2 or more and 15 or less.
    10. The optical pickup device according to item 9.
  41. 【請求項41】 前記回折部の前記複数の輪帯の段差部
    の前記光軸方向の深さが2μm以下であることを特徴と
    する請求項26に記載の光ピックアップ装置。
    41. The optical pickup device according to claim 26, wherein a depth of the step portion of the plurality of orbicular zones of the diffraction portion in the optical axis direction is 2 μm or less.
  42. 【請求項42】 前記集光光学系は対物レンズを有し、
    前記回折部は前記対物レンズに設けられており、 開口数(NA)が0.4における前記回折部のピッチが
    10〜70μmであることを特徴とする請求項26に記
    載の光ピックアップ装置。
    42. The condensing optical system has an objective lens,
    27. The optical pickup device according to claim 26, wherein the diffraction section is provided in the objective lens, and the pitch of the diffraction section at a numerical aperture (NA) of 0.4 is 10 to 70 [mu] m.