JP2002333576A - 光ヘッド用対物レンズ - Google Patents
光ヘッド用対物レンズInfo
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- JP2002333576A JP2002333576A JP2002043525A JP2002043525A JP2002333576A JP 2002333576 A JP2002333576 A JP 2002333576A JP 2002043525 A JP2002043525 A JP 2002043525A JP 2002043525 A JP2002043525 A JP 2002043525A JP 2002333576 A JP2002333576 A JP 2002333576A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高NA専用領域に形成された回折レンズ構造の
波長依存性を強くすることなく、記録密度が低い光ディ
スクの利用時の不要光を十分に拡散させることができる
対物レンズを提供すること。 【解決手段】 対物レンズ１０は、両面が非球面単レン
ズであり、一方のレンズ面１１に回折レンズ構造が形成
されている。対物レンズ１０の共用領域Ｒｃに形成され
た回折レンズ構造は、６５７ｎｍ，７９０ｎｍの２波長
について１次の回折光の回折効率が最大となるように設
計されている。高NA専用領域Ｒｈに形成された回折レン
ズ構造は、記録密度の高いＤＶＤに対応する波長６５７
ｎｍでは２次、または３次の回折効率が最大となるよう
設計されている。記録密度の低いＣＤに対応する波長７
９０ｎｍでは、利用次数である２次、または３次への配
分割合が小さくなり、不要光を記録面上で十分に拡散さ
せることができる。
波長依存性を強くすることなく、記録密度が低い光ディ
スクの利用時の不要光を十分に拡散させることができる
対物レンズを提供すること。 【解決手段】 対物レンズ１０は、両面が非球面単レン
ズであり、一方のレンズ面１１に回折レンズ構造が形成
されている。対物レンズ１０の共用領域Ｒｃに形成され
た回折レンズ構造は、６５７ｎｍ，７９０ｎｍの２波長
について１次の回折光の回折効率が最大となるように設
計されている。高NA専用領域Ｒｈに形成された回折レン
ズ構造は、記録密度の高いＤＶＤに対応する波長６５７
ｎｍでは２次、または３次の回折効率が最大となるよう
設計されている。記録密度の低いＣＤに対応する波長７
９０ｎｍでは、利用次数である２次、または３次への配
分割合が小さくなり、不要光を記録面上で十分に拡散さ
せることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、記録密度が異な
る少なくとも２種類の光ディスクに対して利用可能な光
ヘッド用の対物レンズに関する。
る少なくとも２種類の光ディスクに対して利用可能な光
ヘッド用の対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光ディスクの記録密度と記録面
上に形成されるスポット径との間には密接な関係があ
る。すなわち、スポット径は、記録面上のトラック幅を
過不足なくカバーするサイズであることが要求される。
記録密度が高い場合には、トラック幅は狭くなるため、
スポット径を小さくする必要がある。他方、記録密度が
低い場合には、トラック幅が広くなるため、スポット径
を大きくする必要がある。トラック幅に対してスポット
径が大きすぎると、隣接するトラックの情報がノイズ
(ジッター)として混入する可能性があり、逆にトラック
幅に対してスポット径が小さすぎると、特にＣＤ(コン
パクトディスク)のように光の回折を利用して信号を再
生する方式では、十分な回折効果が得られずに信号を読
み落とす可能性がある。
上に形成されるスポット径との間には密接な関係があ
る。すなわち、スポット径は、記録面上のトラック幅を
過不足なくカバーするサイズであることが要求される。
記録密度が高い場合には、トラック幅は狭くなるため、
スポット径を小さくする必要がある。他方、記録密度が
低い場合には、トラック幅が広くなるため、スポット径
を大きくする必要がある。トラック幅に対してスポット
径が大きすぎると、隣接するトラックの情報がノイズ
(ジッター)として混入する可能性があり、逆にトラック
幅に対してスポット径が小さすぎると、特にＣＤ(コン
パクトディスク)のように光の回折を利用して信号を再
生する方式では、十分な回折効果が得られずに信号を読
み落とす可能性がある。
【０００３】スポット径は、波長が短いほど、かつ、Ｎ
Ａが大きいほど小さくなるため、記録密度が高いＤＶＤ
(デジタルバーサタイルディスク)用の光学系では比較的
短波長、高ＮＡであること、記録密度の低いＣＤ用の光
学系では比較的長波長、低ＮＡであることが要求され
る。また、ＣＤ−Ｒ(ＣＤレコーダブル)を利用する場合
には、その反射特性から780nm程度以上の長波長の光束
が必要となる。したがって、ＤＶＤとＣＤ−Ｒとを利用
可能な光ディスク装置は、650nm程度の比較的短波長の
光束を発する光源と、780nm程度の比較的長波長の光束
を発生する光源とを備える必要がある。
Ａが大きいほど小さくなるため、記録密度が高いＤＶＤ
(デジタルバーサタイルディスク)用の光学系では比較的
短波長、高ＮＡであること、記録密度の低いＣＤ用の光
学系では比較的長波長、低ＮＡであることが要求され
る。また、ＣＤ−Ｒ(ＣＤレコーダブル)を利用する場合
には、その反射特性から780nm程度以上の長波長の光束
が必要となる。したがって、ＤＶＤとＣＤ−Ｒとを利用
可能な光ディスク装置は、650nm程度の比較的短波長の
光束を発する光源と、780nm程度の比較的長波長の光束
を発生する光源とを備える必要がある。
【０００４】従来のＣＤ，ＤＶＤ両用の光ヘッド用光学
系は、ＣＤの利用時にのみ開口を制限することにより、
ＣＤ，ＤＶＤの両者に対して適切なサイズのスポットが
形成されるようにしている。開口を制限する手段とし
て、可変絞り、あるいは波長選択性のフィルターが光源
と対物レンズとの間に設けられている。
系は、ＣＤの利用時にのみ開口を制限することにより、
ＣＤ，ＤＶＤの両者に対して適切なサイズのスポットが
形成されるようにしている。開口を制限する手段とし
て、可変絞り、あるいは波長選択性のフィルターが光源
と対物レンズとの間に設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絞りや
フィルターを別部品として設けると、部品点数が増える
ため、重量、サイズの点で不利である。
フィルターを別部品として設けると、部品点数が増える
ため、重量、サイズの点で不利である。
【０００６】この発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、絞りやフィルターを別部品
として設けることなく、記録密度が低い光ディスクの利
用時に開口を制限することができる光ヘッド用対物レン
ズの提供を目的とする。
鑑みてなされたものであり、絞りやフィルターを別部品
として設けることなく、記録密度が低い光ディスクの利
用時に開口を制限することができる光ヘッド用対物レン
ズの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる光ヘッ
ド用対物レンズは、上記の目的を達成させるため、少な
くとも２つの異なる波長の光束を記録密度の異なる少な
くとも二種類の光ディスクの記録面に対してそれぞれ収
束させる構成において、正のパワーを有する屈折レンズ
を有し、この屈折レンズの少なくとも一方のレンズ面を
記録密度の低い光ディスクに必要充分な低NAの光束が透
過する共用領域と、この共用領域の周囲に位置し、記録
密度の高い光ディスクに対してのみ必要な高NAの光束が
透過する高NA専用領域とに区分し、少なくとも高NA専用
領域に、微細な段差を有する複数の輪帯から成る回折レ
ンズ構造を形成し、この回折レンズ構造を、記録密度の
高い光ディスクに対応する波長の光束について、２次以
上の高次の次数の回折光の回折効率が最大となるよう設
計したことを特徴とする。
ド用対物レンズは、上記の目的を達成させるため、少な
くとも２つの異なる波長の光束を記録密度の異なる少な
くとも二種類の光ディスクの記録面に対してそれぞれ収
束させる構成において、正のパワーを有する屈折レンズ
を有し、この屈折レンズの少なくとも一方のレンズ面を
記録密度の低い光ディスクに必要充分な低NAの光束が透
過する共用領域と、この共用領域の周囲に位置し、記録
密度の高い光ディスクに対してのみ必要な高NAの光束が
透過する高NA専用領域とに区分し、少なくとも高NA専用
領域に、微細な段差を有する複数の輪帯から成る回折レ
ンズ構造を形成し、この回折レンズ構造を、記録密度の
高い光ディスクに対応する波長の光束について、２次以
上の高次の次数の回折光の回折効率が最大となるよう設
計したことを特徴とする。
【０００８】上記の構成によれば、記録密度の高い光デ
ィスクの利用時には、共用領域を通った光束と、高NA専
用領域の回折レンズ構造により回折されたより高次の回
折光とが共に良好に収束して比較的径の小さいスポット
を形成する。一方、記録密度の低い光ディスクの利用時
には、共用領域を通った光束は良好に収束するが、高NA
専用領域に形成された回折レンズ構造により回折された
光束は上記の高次の次数以外にも分配されるために拡散
され、開口が実質的に制限されるため、比較的径の大き
なスポットが形成される。
ィスクの利用時には、共用領域を通った光束と、高NA専
用領域の回折レンズ構造により回折されたより高次の回
折光とが共に良好に収束して比較的径の小さいスポット
を形成する。一方、記録密度の低い光ディスクの利用時
には、共用領域を通った光束は良好に収束するが、高NA
専用領域に形成された回折レンズ構造により回折された
光束は上記の高次の次数以外にも分配されるために拡散
され、開口が実質的に制限されるため、比較的径の大き
なスポットが形成される。
【０００９】また、高NA専用領域に入射する記録密度の
低い光ディスクに対応する波長の不要光がスポットの近
傍に収束すると、記録信号にジッターが含まれ、３ビー
ム法によるトラッキングエラー信号に誤差が生じる。利
用次数の不要光がスポットの近傍に収束するため、これ
を拡散させなければならない。利用される次数とは異な
る次数の回折光は、収束の度合いが利用次数の回折光と
は異なるため光ディスク上には収束せずに拡散される。
この発明によれば、不要光が複数の次数に配分されるた
め、利用次数への配分が減少して光量が少なくなり、ス
ポットの近傍に分布する利用次数の不要光の影響を小さ
く抑えることができる。
低い光ディスクに対応する波長の不要光がスポットの近
傍に収束すると、記録信号にジッターが含まれ、３ビー
ム法によるトラッキングエラー信号に誤差が生じる。利
用次数の不要光がスポットの近傍に収束するため、これ
を拡散させなければならない。利用される次数とは異な
る次数の回折光は、収束の度合いが利用次数の回折光と
は異なるため光ディスク上には収束せずに拡散される。
この発明によれば、不要光が複数の次数に配分されるた
め、利用次数への配分が減少して光量が少なくなり、ス
ポットの近傍に分布する利用次数の不要光の影響を小さ
く抑えることができる。
【００１０】共用領域には、回折レンズ構造を形成して
もよいし、回折レンズ構造を持たない連続的な屈折面と
してもよい。共用領域に回折レンズ構造を形成する場合
には、１次回折光の回折効率が最大となるよう設計する
ことができ、この場合、高NA専用領域に形成された回折
レンズ構造は、２次以上、望ましくは３次の回折光の回
折効率が最大となるよう設計される。また、高NA専用領
域に形成された回折レンズ構造のブレーズ化波長は、記
録密度の高い光ディスクに対応する波長と同じか、それ
より短いことが望ましい。
もよいし、回折レンズ構造を持たない連続的な屈折面と
してもよい。共用領域に回折レンズ構造を形成する場合
には、１次回折光の回折効率が最大となるよう設計する
ことができ、この場合、高NA専用領域に形成された回折
レンズ構造は、２次以上、望ましくは３次の回折光の回
折効率が最大となるよう設計される。また、高NA専用領
域に形成された回折レンズ構造のブレーズ化波長は、記
録密度の高い光ディスクに対応する波長と同じか、それ
より短いことが望ましい。
【００１１】高NA専用領域に形成された回折レンズ構造
のブレーズ化波長を、記録密度の高い光ディスクに対応
する波長より短くすると、記録密度の高い光ディスクに
対応する波長での回折効率はわずかに低下するのみであ
るのに対し、記録密度の低い光ディスクに対応する波長
での回折効率は大きく低下するため、不要光をより大き
く拡散させることができる。
のブレーズ化波長を、記録密度の高い光ディスクに対応
する波長より短くすると、記録密度の高い光ディスクに
対応する波長での回折効率はわずかに低下するのみであ
るのに対し、記録密度の低い光ディスクに対応する波長
での回折効率は大きく低下するため、不要光をより大き
く拡散させることができる。
【００１２】また、この発明の別の態様の対物レンズ
は、高NA専用領域に形成された回折レンズ構造が、記録
密度の高い光ディスクに対応する波長の光束について回
折効率が最大になる次数と、記録密度が低い光ディスク
に対応する波長の光束について回折効率が最大になる次
数とが異なるよう設計されていることを特徴とする。
は、高NA専用領域に形成された回折レンズ構造が、記録
密度の高い光ディスクに対応する波長の光束について回
折効率が最大になる次数と、記録密度が低い光ディスク
に対応する波長の光束について回折効率が最大になる次
数とが異なるよう設計されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる光ヘッド
用対物レンズの実施形態を３例と比較例を２例説明す
る。実施形態、比較例の対物レンズは、いずれもＤＶ
Ｄ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ互換の光情報記録再生装置の光ヘッ
ドに適用され、光源である半導体レーザーから発したレ
ーザー光をディスク等の媒体上に収束させる機能を有し
ている。
用対物レンズの実施形態を３例と比較例を２例説明す
る。実施形態、比較例の対物レンズは、いずれもＤＶ
Ｄ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ互換の光情報記録再生装置の光ヘッ
ドに適用され、光源である半導体レーザーから発したレ
ーザー光をディスク等の媒体上に収束させる機能を有し
ている。
【００１４】
【第１の実施形態】対物レンズ１０は、非球面である２
つのレンズ面１１，１２を有する両凸の樹脂製単レンズ
であり、一方のレンズ面１１は、図１(Ａ)に示したよう
に、記録密度の低いＣＤ，ＣＤ−Ｒ等の光ディスクに必
要充分な低NAの光束が透過する共用領域Ｒｃと、この共
用領域Ｒｃの周囲に位置し、ＤＶＤ等の記録密度の高い
光ディスクに対してのみ必要な高NAの光束が透過する高
NA専用領域Ｒｈとに区分されている。なお、共用領域
は、NA0.45から0.50程度の光束が透過するより内側の領
域として設定される。
つのレンズ面１１，１２を有する両凸の樹脂製単レンズ
であり、一方のレンズ面１１は、図１(Ａ)に示したよう
に、記録密度の低いＣＤ，ＣＤ−Ｒ等の光ディスクに必
要充分な低NAの光束が透過する共用領域Ｒｃと、この共
用領域Ｒｃの周囲に位置し、ＤＶＤ等の記録密度の高い
光ディスクに対してのみ必要な高NAの光束が透過する高
NA専用領域Ｒｈとに区分されている。なお、共用領域
は、NA0.45から0.50程度の光束が透過するより内側の領
域として設定される。
【００１５】対物レンズ１０のレンズ面１１には、共用
領域Ｒｃ、高NA専用領域Ｒｈを含む全域にわたり、光軸
を中心とした輪帯状のパターンとして回折レンズ構造が
形成されている。回折レンズ構造は、各輪帯の境界に光
軸方向の段差を持つ。
領域Ｒｃ、高NA専用領域Ｒｈを含む全域にわたり、光軸
を中心とした輪帯状のパターンとして回折レンズ構造が
形成されている。回折レンズ構造は、各輪帯の境界に光
軸方向の段差を持つ。
【００１６】図２は図１に示す光ヘッド用対物レンズを
使用した光ヘッドの光学系の説明図である。この光学系
は、ＤＶＤ用モジュール２１、ＣＤ用モジュール２２、
ビームコンバイナ２３、コリメートレンズ２４、対物レ
ンズ１０で構成されている。各モジュール２１，２２
は、半導体レーザーとセンサーとを一体化した素子であ
る。
使用した光ヘッドの光学系の説明図である。この光学系
は、ＤＶＤ用モジュール２１、ＣＤ用モジュール２２、
ビームコンバイナ２３、コリメートレンズ２４、対物レ
ンズ１０で構成されている。各モジュール２１，２２
は、半導体レーザーとセンサーとを一体化した素子であ
る。
【００１７】記録密度の高いＤＶＤを使用するために
は、小さいビームスポットを作るために比較的短い波長
の光が必要とされる。一方、記録密度の低いＣＤ，ＣＤ
−Ｒを使用するためには、比較的大きなビームスポット
を形成するために長い波長の光が必要とされ、かつ、少
なくともＣＤ−Ｒを使用するためには、その分光反射率
の関係で波長７８０ｎｍ近傍の近赤外光が必要となる。
そこで、ＤＶＤ用モジュール２１は、発振波長６５７ｎ
ｍの半導体レーザーを備え、ＣＤ用モジュール２２は、
発振波長７９０ｎｍの半導体レーザーを備える。
は、小さいビームスポットを作るために比較的短い波長
の光が必要とされる。一方、記録密度の低いＣＤ，ＣＤ
−Ｒを使用するためには、比較的大きなビームスポット
を形成するために長い波長の光が必要とされ、かつ、少
なくともＣＤ−Ｒを使用するためには、その分光反射率
の関係で波長７８０ｎｍ近傍の近赤外光が必要となる。
そこで、ＤＶＤ用モジュール２１は、発振波長６５７ｎ
ｍの半導体レーザーを備え、ＣＤ用モジュール２２は、
発振波長７９０ｎｍの半導体レーザーを備える。
【００１８】ＤＶＤ(図中実線で示す)の使用時には、Ｄ
ＶＤモジュール２１を作動させる。ＤＶＤモジュール２
１の半導体レーザーから発した波長６５７ｎｍのレーザ
ー光は、図中実線で示したようにＤＶＤの情報記録面に
集光する。他方、ＣＤ，ＣＤ−Ｒの使用時(図中では代
表してＣＤを示す)には、ＣＤモジュール２２を作動さ
せる。ＣＤモジュール２１の半導体レーザーから発した
波長７９０ｎｍのレーザー光は、図中破線で示したよう
にＣＤの情報記録面に集光する。
ＶＤモジュール２１を作動させる。ＤＶＤモジュール２
１の半導体レーザーから発した波長６５７ｎｍのレーザ
ー光は、図中実線で示したようにＤＶＤの情報記録面に
集光する。他方、ＣＤ，ＣＤ−Ｒの使用時(図中では代
表してＣＤを示す)には、ＣＤモジュール２２を作動さ
せる。ＣＤモジュール２１の半導体レーザーから発した
波長７９０ｎｍのレーザー光は、図中破線で示したよう
にＣＤの情報記録面に集光する。
【００１９】対物レンズ１０の共用領域Ｒｃに形成され
た回折レンズ構造は、使用される複数の波長、この例で
は６５７ｎｍ，７９０ｎｍの２波長について所定の同一
次数、この例では１次の回折光の回折効率が最大となる
ように設計されている。また、共用領域Ｒｃの回折レン
ズ構造は、０．６ｍｍの保護層を有するＤＶＤと、１．
２ｍｍの保護層を有するＣＤ，ＣＤ−Ｒとに対し、使用
波長の切換により球面収差の変化を補正するような波長
依存性を有している。具体的には、入射光の波長が長波
長側に変化した際に、球面収差が補正不足となる方向に
変化する球面収差特性を有している。
た回折レンズ構造は、使用される複数の波長、この例で
は６５７ｎｍ，７９０ｎｍの２波長について所定の同一
次数、この例では１次の回折光の回折効率が最大となる
ように設計されている。また、共用領域Ｒｃの回折レン
ズ構造は、０．６ｍｍの保護層を有するＤＶＤと、１．
２ｍｍの保護層を有するＣＤ，ＣＤ−Ｒとに対し、使用
波長の切換により球面収差の変化を補正するような波長
依存性を有している。具体的には、入射光の波長が長波
長側に変化した際に、球面収差が補正不足となる方向に
変化する球面収差特性を有している。
【００２０】光ディスク光学系の球面収差は、保護層の
厚さが厚くなるほど補正過剰となる方向に変化する。一
方、保護層の薄いＤＶＤについては短波長、保護層の厚
いＣＤ，ＣＤ−Ｒについては長波長のレーザー光が用い
られる。そこで、上記のように回折レンズ構造に波長が
長波長に変化した場合に球面収差が補正不足となる方向
に変化する特性を持たせることにより、保護層が厚くな
ることにより補正過剰となる球面収差を、回折レンズ構
造の補正不足方向の球面収差を利用して打ち消すことが
できる。
厚さが厚くなるほど補正過剰となる方向に変化する。一
方、保護層の薄いＤＶＤについては短波長、保護層の厚
いＣＤ，ＣＤ−Ｒについては長波長のレーザー光が用い
られる。そこで、上記のように回折レンズ構造に波長が
長波長に変化した場合に球面収差が補正不足となる方向
に変化する特性を持たせることにより、保護層が厚くな
ることにより補正過剰となる球面収差を、回折レンズ構
造の補正不足方向の球面収差を利用して打ち消すことが
できる。
【００２１】高NA専用領域Ｒｈに形成された回折レンズ
構造は、記録密度の高いＤＶＤに対応する波長６５７ｎ
ｍでは２次の回折効率が最大となるよう設計されてい
る。図３に、第１の実施形態における高NA専用領域の回
折レンズ構造を１次の回折効率が最大となるように設計
された比較例１の回折レンズ構造と比較して示す。図３
(Ａ)は１次回折光の効率を最大にする比較例１の回折レ
ンズ構造、図３(Ｂ)は２次回折光の効率を最大にする第
１の実施形態の回折レンズ構造を示す。
構造は、記録密度の高いＤＶＤに対応する波長６５７ｎ
ｍでは２次の回折効率が最大となるよう設計されてい
る。図３に、第１の実施形態における高NA専用領域の回
折レンズ構造を１次の回折効率が最大となるように設計
された比較例１の回折レンズ構造と比較して示す。図３
(Ａ)は１次回折光の効率を最大にする比較例１の回折レ
ンズ構造、図３(Ｂ)は２次回折光の効率を最大にする第
１の実施形態の回折レンズ構造を示す。
【００２２】ｋ次回折光の効率を最大にするためには、
波長λ、屈折率ｎとして、回折レンズ構造の各輪帯間の
段差ｄを、ｋλ/(ｎ−１)と等しくなるよう設定すれば
よい。比較例１では各輪帯間の段差ｄ＝λ(ｎ−１)＝
１．２２μｍであり、第１の実施形態では輪帯間の段差
ｄ＝２λ(ｎ−１)＝２．４３μｍである。
波長λ、屈折率ｎとして、回折レンズ構造の各輪帯間の
段差ｄを、ｋλ/(ｎ−１)と等しくなるよう設定すれば
よい。比較例１では各輪帯間の段差ｄ＝λ(ｎ−１)＝
１．２２μｍであり、第１の実施形態では輪帯間の段差
ｄ＝２λ(ｎ−１)＝２．４３μｍである。
【００２３】表１は、第１の実施形態の対物レンズ１０
の屈折率、高NA専用領域Ｒｈの回折レンズ構造の０次〜
１０次の回折効率をＤＶＤ利用時の波長６５７ｎｍ、Ｃ
Ｄ，ＣＤ−Ｒ利用時の波長７９０ｎｍについてそれぞれ
示している。ｋ次回折光の回折効率ηkは、以下の式で
与えられる。 ηk＝sinc2(α−ｋ) α＝[λ0[ｎ−１]]／[λ[ｎ0−１]] ただし、λ0はブレーズ化波長、λは使用波長、ｎ0はブ
レーズ化波長における屈折率、ｎは使用波長における屈
折率、sinc(x)はsin(πx)/πxで表される特殊関数であ
る。
の屈折率、高NA専用領域Ｒｈの回折レンズ構造の０次〜
１０次の回折効率をＤＶＤ利用時の波長６５７ｎｍ、Ｃ
Ｄ，ＣＤ−Ｒ利用時の波長７９０ｎｍについてそれぞれ
示している。ｋ次回折光の回折効率ηkは、以下の式で
与えられる。 ηk＝sinc2(α−ｋ) α＝[λ0[ｎ−１]]／[λ[ｎ0−１]] ただし、λ0はブレーズ化波長、λは使用波長、ｎ0はブ
レーズ化波長における屈折率、ｎは使用波長における屈
折率、sinc(x)はsin(πx)/πxで表される特殊関数であ
る。
【００２４】光路差比は、輪帯間の段差により与えられ
る光路差の波長に対する比であり、(ｎ−１)ｄ/λで求
められる。光路差比の値が整数に近いほど、当該整数で
表される次数への分配光量が大きくなる。
る光路差の波長に対する比であり、(ｎ−１)ｄ/λで求
められる。光路差比の値が整数に近いほど、当該整数で
表される次数への分配光量が大きくなる。
【００２５】
【表１】
【００２６】第１の実施形態では、波長６５７ｎｍに対
しては２次回折光の効率が1００％となるため、高NA専
用領域Ｒｈを透過した光束は、共用領域Ｒｃを透過した
光束と共にＤＶＤに対して効率よく収束される。また、
波長７９０ｎｍにおいては光路差比が直近の整数「２」
から離れるため、波長７９０ｎｍについては利用次数で
ある２次回折光の効率が約６６％と低くなり、残りの光
量は収束度合いが異なる他の次数に分配される。したが
って、ビームスポットの近傍に収束する利用次数の回折
光の光量は比較的小さく、不要光を記録面上で十分に拡
散させることができる。
しては２次回折光の効率が1００％となるため、高NA専
用領域Ｒｈを透過した光束は、共用領域Ｒｃを透過した
光束と共にＤＶＤに対して効率よく収束される。また、
波長７９０ｎｍにおいては光路差比が直近の整数「２」
から離れるため、波長７９０ｎｍについては利用次数で
ある２次回折光の効率が約６６％と低くなり、残りの光
量は収束度合いが異なる他の次数に分配される。したが
って、ビームスポットの近傍に収束する利用次数の回折
光の光量は比較的小さく、不要光を記録面上で十分に拡
散させることができる。
【００２７】図４は、第１の実施形態の対物レンズに波
長７９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記
録面上でのスポットダイアグラムである。ドットの密度
が光量に対応している。また、図５は、この場合の球面
収差を示すグラフである。共用領域Ｒｃを透過した光束
は、球面収差がほぼ補正されているため、中央に強度の
大きなビームスポットを形成する。高NA専用領域Ｒｈを
透過した不要光は、主として２次、１次、０次の回折光
に配分されるが、球面収差が次数によって異なるため、
それぞれ異なる位置に達する。すなわち、不要光の約６
６％が２次回折光としてビームスポットの周囲にリング
状に分布し、その周囲に１次、３次回折光、更に周囲に
０次、４次回折光が拡散する。
長７９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記
録面上でのスポットダイアグラムである。ドットの密度
が光量に対応している。また、図５は、この場合の球面
収差を示すグラフである。共用領域Ｒｃを透過した光束
は、球面収差がほぼ補正されているため、中央に強度の
大きなビームスポットを形成する。高NA専用領域Ｒｈを
透過した不要光は、主として２次、１次、０次の回折光
に配分されるが、球面収差が次数によって異なるため、
それぞれ異なる位置に達する。すなわち、不要光の約６
６％が２次回折光としてビームスポットの周囲にリング
状に分布し、その周囲に１次、３次回折光、更に周囲に
０次、４次回折光が拡散する。
【００２８】
【比較例１】比較例１は、第１の実施形態とほぼ同様の
構成であり、両面非球面の単レンズの一方のレンズ面が
共用領域と高NA専用領域とに区分され、共用領域には２
つの波長の光束の１次回折光をそれぞれＣＤ，ＤＶＤに
対して良好に収束させるような波長依存性を持つ回折レ
ンズ構造が形成され、高NA専用領域にはＤＶＤ利用時の
波長６５７ｎｍに対して１次回折光の回折効率が最大に
なるような回折レンズ構造が形成されている。比較例１
の対物レンズの屈折率と高NA専用領域に形成された回折
レンズ構造の回折効率を表２に示す。
構成であり、両面非球面の単レンズの一方のレンズ面が
共用領域と高NA専用領域とに区分され、共用領域には２
つの波長の光束の１次回折光をそれぞれＣＤ，ＤＶＤに
対して良好に収束させるような波長依存性を持つ回折レ
ンズ構造が形成され、高NA専用領域にはＤＶＤ利用時の
波長６５７ｎｍに対して１次回折光の回折効率が最大に
なるような回折レンズ構造が形成されている。比較例１
の対物レンズの屈折率と高NA専用領域に形成された回折
レンズ構造の回折効率を表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】波長６５７ｎｍに対しては１次回折光の効
率が1００％となるため、高NA専用領域を透過した光束
は、共用領域を透過した光束と共にＤＶＤに対して効率
よく収束される。ただし、波長７９０ｎｍにおいても光
路差比が直近の整数「１」に近いため、波長７９０ｎｍ
についても利用次数である１次回折光の効率が９０％以
上となり、ＣＤ利用時にビームスポットの近傍に比較的
強度の強い不要光がリング状に収束する。
率が1００％となるため、高NA専用領域を透過した光束
は、共用領域を透過した光束と共にＤＶＤに対して効率
よく収束される。ただし、波長７９０ｎｍにおいても光
路差比が直近の整数「１」に近いため、波長７９０ｎｍ
についても利用次数である１次回折光の効率が９０％以
上となり、ＣＤ利用時にビームスポットの近傍に比較的
強度の強い不要光がリング状に収束する。
【００３１】図１３は、比較例１の対物レンズに波長７
９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録面
上でのスポットダイアグラムである。共用領域を透過し
た光束は、中央に強度の大きなビームスポットを形成す
る。高NA専用領域を透過した不要光は、十分に拡散せ
ず、９０％以上が１次回折光としてビームスポットの周
囲にリング状に分布する。
９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録面
上でのスポットダイアグラムである。共用領域を透過し
た光束は、中央に強度の大きなビームスポットを形成す
る。高NA専用領域を透過した不要光は、十分に拡散せ
ず、９０％以上が１次回折光としてビームスポットの周
囲にリング状に分布する。
【００３２】したがって、比較例１の対物レンズでは、
ＣＤ再生時のトラッキング方法に３ビーム法を用いる場
合のように、主ビームを受光するメインセンサに近接し
て副ビームを受光するトラッキング用センサが配置され
ていると、主ビームのフレアが比較的強い強度でトラッ
キング用センサに入射し、トラッキングエラー信号にノ
イズを発生させるといった問題を生じる。
ＣＤ再生時のトラッキング方法に３ビーム法を用いる場
合のように、主ビームを受光するメインセンサに近接し
て副ビームを受光するトラッキング用センサが配置され
ていると、主ビームのフレアが比較的強い強度でトラッ
キング用センサに入射し、トラッキングエラー信号にノ
イズを発生させるといった問題を生じる。
【００３３】比較例１のように高NA専用領域の回折レン
ズ構造が１次の回折効率を最大にするよう設計されてい
る場合にも、回折レンズ構造の波長依存性を利用し、Ｃ
Ｄ利用時の球面収差を十分に大きくすれば、ＣＤ利用時
に高NA専用領域に入射する光束を十分に発散させること
もできる。しかし、この場合にはＤＶＤ利用時の波長に
対しても許容できる波長誤差の範囲が小さくなるため、
光源の選別を厳密にしなければならいという問題が生じ
る。
ズ構造が１次の回折効率を最大にするよう設計されてい
る場合にも、回折レンズ構造の波長依存性を利用し、Ｃ
Ｄ利用時の球面収差を十分に大きくすれば、ＣＤ利用時
に高NA専用領域に入射する光束を十分に発散させること
もできる。しかし、この場合にはＤＶＤ利用時の波長に
対しても許容できる波長誤差の範囲が小さくなるため、
光源の選別を厳密にしなければならいという問題が生じ
る。
【００３４】前記の第１の実施形態によれば、高NA専用
領域を透過した波長７９０ｎｍの不要光が図１３に示し
た比較例と比較すると十分に拡散するため、ＣＤ利用時
の高NA専用領域の球面収差が小さい場合にも、ジッター
の増加や３ビーム法によるトラッキングエラー信号の誤
差を抑えることができる。
領域を透過した波長７９０ｎｍの不要光が図１３に示し
た比較例と比較すると十分に拡散するため、ＣＤ利用時
の高NA専用領域の球面収差が小さい場合にも、ジッター
の増加や３ビーム法によるトラッキングエラー信号の誤
差を抑えることができる。
【００３５】
【第２の実施形態】第２の実施形態の対物レンズは、図
１に示した第１の実施形態と同様の両面非球面の樹脂製
単レンズであり、一方のレンズ面が共用領域Ｒｃと高NA
専用領域Ｒｈとに区分され、いずれの領域にも回折レン
ズ構造が形成されている。共用領域Ｒｃに形成された回
折レンズ構造は、６５７ｎｍ，７９０ｎｍの２波長につ
いて１次の回折光の回折効率が最大となるように設計さ
れている。また、高NA専用領域Ｒｈに形成された回折レ
ンズ構造は、記録密度の高いＤＶＤに対応する波長６５
７ｎｍでは３次の回折効率が最大となるよう設計されて
いる。
１に示した第１の実施形態と同様の両面非球面の樹脂製
単レンズであり、一方のレンズ面が共用領域Ｒｃと高NA
専用領域Ｒｈとに区分され、いずれの領域にも回折レン
ズ構造が形成されている。共用領域Ｒｃに形成された回
折レンズ構造は、６５７ｎｍ，７９０ｎｍの２波長につ
いて１次の回折光の回折効率が最大となるように設計さ
れている。また、高NA専用領域Ｒｈに形成された回折レ
ンズ構造は、記録密度の高いＤＶＤに対応する波長６５
７ｎｍでは３次の回折効率が最大となるよう設計されて
いる。
【００３６】図６に第２の実施形態における高NA専用領
域の回折レンズ構造を比較例１と比較して示す。図６
(Ａ)は１次回折光の効率を最大にする比較例１の回折レ
ンズ構造、図６(Ｂ)は３次回折光の効率を最大にする第
２の実施形態の回折レンズ構造を示す。第２の実施形態
では輪帯間の段差ｄ＝３λ(ｎ−１)＝３．６５μｍであ
る。表３に第２の実施形態の対物レンズのデータを示
す。
域の回折レンズ構造を比較例１と比較して示す。図６
(Ａ)は１次回折光の効率を最大にする比較例１の回折レ
ンズ構造、図６(Ｂ)は３次回折光の効率を最大にする第
２の実施形態の回折レンズ構造を示す。第２の実施形態
では輪帯間の段差ｄ＝３λ(ｎ−１)＝３．６５μｍであ
る。表３に第２の実施形態の対物レンズのデータを示
す。
【００３７】
【表３】
【００３８】第２の実施形態では、波長６５７ｎｍに対
しては３次回折光の効率が1００％となるため、高NA専
用領域Ｒｈを透過した光束は、共用領域Ｒｃを透過した
光束と共にＤＶＤに対して効率よく収束される。また、
波長７９０ｎｍにおいては光路差比が直近の整数「２」
となるため、利用次数とは異なる２次の回折効率が最大
となり、利用次数である３次回折光の効率は約３７％に
なる。したがって、ＣＤ利用時に球面収差の発生量が小
さい場合にも、ビームスポットの近傍に収束する利用次
数の回折光の光量は比較的小さく、不要光を記録面上で
十分に拡散させることができる。
しては３次回折光の効率が1００％となるため、高NA専
用領域Ｒｈを透過した光束は、共用領域Ｒｃを透過した
光束と共にＤＶＤに対して効率よく収束される。また、
波長７９０ｎｍにおいては光路差比が直近の整数「２」
となるため、利用次数とは異なる２次の回折効率が最大
となり、利用次数である３次回折光の効率は約３７％に
なる。したがって、ＣＤ利用時に球面収差の発生量が小
さい場合にも、ビームスポットの近傍に収束する利用次
数の回折光の光量は比較的小さく、不要光を記録面上で
十分に拡散させることができる。
【００３９】図７は、第２の実施形態の対物レンズを利
用して波長７９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディ
スクの記録面上でのスポットダイアグラム、図８は、こ
の場合の球面収差を示すグラフである。共用領域Ｒｃを
透過した光束は、球面収差がほぼ補正されているため、
中央に強度の大きなビームスポットを形成する。高NA専
用領域Ｒｈを透過した不要光は、主として１次〜４次の
回折光に配分されるが、球面収差が次数によって異なる
ため、それぞれ異なる位置に達する。すなわち、不要光
の約３７％が３次回折光としてビームスポットの周囲に
リング状に分布し、その周囲に２次、４次光、更に周囲
に１次、５次回折光が拡散する。このように、波長７９
０ｎｍにおいては、高NA専用領域を透過した不要光が従
来例と比較すると十分に拡散するため、ジッターの増加
を抑えることができる。
用して波長７９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディ
スクの記録面上でのスポットダイアグラム、図８は、こ
の場合の球面収差を示すグラフである。共用領域Ｒｃを
透過した光束は、球面収差がほぼ補正されているため、
中央に強度の大きなビームスポットを形成する。高NA専
用領域Ｒｈを透過した不要光は、主として１次〜４次の
回折光に配分されるが、球面収差が次数によって異なる
ため、それぞれ異なる位置に達する。すなわち、不要光
の約３７％が３次回折光としてビームスポットの周囲に
リング状に分布し、その周囲に２次、４次光、更に周囲
に１次、５次回折光が拡散する。このように、波長７９
０ｎｍにおいては、高NA専用領域を透過した不要光が従
来例と比較すると十分に拡散するため、ジッターの増加
を抑えることができる。
【００４０】図９は、第２の実施形態の対物レンズを利
用して波長７９０ｎｍの光束を入射させた場合のＣＤモ
ジュール２２のセンサ面上のスポットダイアグラムであ
る。センサは、中央に２×２の４分割エリア２２ａを有
すると共に、その両側にトラッキングエラー検出用エリ
ア２２ｂ，２２ｃを備える。３ビーム法によりトラッキ
ングエラー信号を検出する場合には、半導体レーザーか
ら発した光束を回折格子により強度の大きい１本の主ビ
ームと、強度の弱い２本の副ビームとに分割して光ディ
スクに入射させる。図９は、センサ面上での主ビームの
拡散の様子を示している。
用して波長７９０ｎｍの光束を入射させた場合のＣＤモ
ジュール２２のセンサ面上のスポットダイアグラムであ
る。センサは、中央に２×２の４分割エリア２２ａを有
すると共に、その両側にトラッキングエラー検出用エリ
ア２２ｂ，２２ｃを備える。３ビーム法によりトラッキ
ングエラー信号を検出する場合には、半導体レーザーか
ら発した光束を回折格子により強度の大きい１本の主ビ
ームと、強度の弱い２本の副ビームとに分割して光ディ
スクに入射させる。図９は、センサ面上での主ビームの
拡散の様子を示している。
【００４１】４分割エリア２２ａは、光ディスクで反射
された主ビームを受光し、各分割領域の受光量を演算す
ることにより、非点収差法によるフォーカシングエラー
信号と、再生信号とが求められる。トラッキングエラー
検出用エリア２２ｂ，２２ｃは、それぞれ副ビームを受
光し、その受光量差からトラッキングエラー信号が求め
られる。
された主ビームを受光し、各分割領域の受光量を演算す
ることにより、非点収差法によるフォーカシングエラー
信号と、再生信号とが求められる。トラッキングエラー
検出用エリア２２ｂ，２２ｃは、それぞれ副ビームを受
光し、その受光量差からトラッキングエラー信号が求め
られる。
【００４２】比較例１のようにＣＤ利用時の波長で高NA
専用領域を透過した不要光の利用次数の効率が高い場合
には、主ビームのフレアが十分に拡散せず、比較的強い
強度のフレアがトラッキングエラー検出用エリア２２
ｂ，２２ｃにかかり、トラッキングエラー信号に誤差を
生じることがある。一方、第２の実施形態の対物レンズ
を利用した場合には、図９に示すように主ビームのフレ
アは十分に拡散されるため、フレアの一部がトラッキン
グエラー検出用エリア２２ｂ，２２ｃにかかったとして
も、トラッキングエラー信号に与える影響は極めて小さ
い。したがって、トラッキングエラーに誤差が生じるの
を防ぐことができる。
専用領域を透過した不要光の利用次数の効率が高い場合
には、主ビームのフレアが十分に拡散せず、比較的強い
強度のフレアがトラッキングエラー検出用エリア２２
ｂ，２２ｃにかかり、トラッキングエラー信号に誤差を
生じることがある。一方、第２の実施形態の対物レンズ
を利用した場合には、図９に示すように主ビームのフレ
アは十分に拡散されるため、フレアの一部がトラッキン
グエラー検出用エリア２２ｂ，２２ｃにかかったとして
も、トラッキングエラー信号に与える影響は極めて小さ
い。したがって、トラッキングエラーに誤差が生じるの
を防ぐことができる。
【００４３】
【第３の実施形態】図１０は、第３の実施形態にかかる
対物レンズ１０ａを示す説明図であり、(Ａ)は正面図、
(Ｂ)は縦断面図、(Ｃ)は縦断面の一部拡大図である。こ
の対物レンズ１０ａは、第１の実施形態と同様に非球面
である２つのレンズ面１１ａ，１２ａを有する両凸の樹
脂製単レンズであり、一方のレンズ面１１ａが共用領域
Ｒｃと高NA専用領域Ｒｈとに区分されている。
対物レンズ１０ａを示す説明図であり、(Ａ)は正面図、
(Ｂ)は縦断面図、(Ｃ)は縦断面の一部拡大図である。こ
の対物レンズ１０ａは、第１の実施形態と同様に非球面
である２つのレンズ面１１ａ，１２ａを有する両凸の樹
脂製単レンズであり、一方のレンズ面１１ａが共用領域
Ｒｃと高NA専用領域Ｒｈとに区分されている。
【００４４】対物レンズ１０ａのレンズ面１１ａの高NA
専用領域Ｒｈには、光軸を中心とした輪帯状のパターン
として回折レンズ構造が形成されている。共用領域Ｒｃ
は、回折レンズ構造を持たない連続的な屈折面である。
高NA専用領域Ｒｈに形成された回折レンズ構造は、記録
密度の高いＤＶＤに対応する波長６５７ｎｍで３次の回
折効率が最大となるよう設計されている。
専用領域Ｒｈには、光軸を中心とした輪帯状のパターン
として回折レンズ構造が形成されている。共用領域Ｒｃ
は、回折レンズ構造を持たない連続的な屈折面である。
高NA専用領域Ｒｈに形成された回折レンズ構造は、記録
密度の高いＤＶＤに対応する波長６５７ｎｍで３次の回
折効率が最大となるよう設計されている。
【００４５】高NA専用領域Ｒｈの回折レンズ構造の各波
長に対する回折効率は、表３と同様である。すなわち、
波長６５７ｎｍに対しては３次回折光の効率が1００％
となるため、高NA専用領域Ｒｈを透過した光束は、共用
領域Ｒｃを透過した光束と共にＤＶＤに対して効率よく
収束される。また、波長７９０ｎｍにおいては２次の回
折効率が最大となり、利用次数である３次回折光の効率
は約３７％になる。したがって、ＣＤ利用時に球面収差
の発生量が小さい場合にも、ビームスポットの近傍に収
束する利用次数の回折光の光量は比較的小さい。
長に対する回折効率は、表３と同様である。すなわち、
波長６５７ｎｍに対しては３次回折光の効率が1００％
となるため、高NA専用領域Ｒｈを透過した光束は、共用
領域Ｒｃを透過した光束と共にＤＶＤに対して効率よく
収束される。また、波長７９０ｎｍにおいては２次の回
折効率が最大となり、利用次数である３次回折光の効率
は約３７％になる。したがって、ＣＤ利用時に球面収差
の発生量が小さい場合にも、ビームスポットの近傍に収
束する利用次数の回折光の光量は比較的小さい。
【００４６】図１１は、第３の実施形態の対物レンズ１
０ａを利用して波長７９０ｎｍの光束を入射させた場合
の光ディスクの記録面上でのスポットダイアグラム、図
１２は、この場合の球面収差を示すグラフである。共用
領域Ｒｃを透過した光束は、球面収差がほぼ補正されて
いるため、中央に強度の大きなビームスポットを形成す
る。高NA専用領域Ｒｈを透過した不要光は、主として１
次〜４次の回折光に配分されるが、球面収差が次数によ
って異なるため、それぞれ異なる位置に達する。すなわ
ち、不要光の約３７％が３次回折光としてビームスポッ
トの周囲にリング状に分布し、その周囲に２次、４次
光、更に周囲に１次、５次回折光が拡散する。
０ａを利用して波長７９０ｎｍの光束を入射させた場合
の光ディスクの記録面上でのスポットダイアグラム、図
１２は、この場合の球面収差を示すグラフである。共用
領域Ｒｃを透過した光束は、球面収差がほぼ補正されて
いるため、中央に強度の大きなビームスポットを形成す
る。高NA専用領域Ｒｈを透過した不要光は、主として１
次〜４次の回折光に配分されるが、球面収差が次数によ
って異なるため、それぞれ異なる位置に達する。すなわ
ち、不要光の約３７％が３次回折光としてビームスポッ
トの周囲にリング状に分布し、その周囲に２次、４次
光、更に周囲に１次、５次回折光が拡散する。
【００４７】
【比較例２】比較例２は、第３の実施形態とほぼ同様の
構成であり、両面非球面の単レンズの一方のレンズ面が
共用領域と高NA専用領域とに区分され、共用領域は回折
レンズ構造のない連続面であるが、高NA専用領域にはＤ
ＶＤ利用時の波長６５７ｎｍに対して１次回折光の回折
効率が最大になるような回折レンズ構造が形成されてい
る。
構成であり、両面非球面の単レンズの一方のレンズ面が
共用領域と高NA専用領域とに区分され、共用領域は回折
レンズ構造のない連続面であるが、高NA専用領域にはＤ
ＶＤ利用時の波長６５７ｎｍに対して１次回折光の回折
効率が最大になるような回折レンズ構造が形成されてい
る。
【００４８】図１４は、比較例２の対物レンズに波長７
９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録面
上でのスポットダイアグラムである。高NA専用領域を透
過した不要光は、十分に拡散せず、９０％以上が１次回
折光としてビームスポットの周囲にリング状に分布す
る。したがって、比較例１と同様にジッターやトラッキ
ングエラー信号の誤差が大きくなる。
９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録面
上でのスポットダイアグラムである。高NA専用領域を透
過した不要光は、十分に拡散せず、９０％以上が１次回
折光としてビームスポットの周囲にリング状に分布す
る。したがって、比較例１と同様にジッターやトラッキ
ングエラー信号の誤差が大きくなる。
【００４９】前記の第３の実施形態によれば、高NA専用
領域を透過した波長７９０ｎｍの不要光が図１４に示し
た比較例２と比較すると十分に拡散するため、ジッター
の増加や３ビーム法によるトラッキングエラー信号の誤
差を抑えることができる。
領域を透過した波長７９０ｎｍの不要光が図１４に示し
た比較例２と比較すると十分に拡散するため、ジッター
の増加や３ビーム法によるトラッキングエラー信号の誤
差を抑えることができる。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、絞りやフィルターを用いずに対物レンズの開口を実
質的に制限することができる。また、記録密度の低い光
ディスクに対応する波長については、高NA専用領域を透
過した不要光の利用次数の効率が低くなるため、高NA専
用領域の回折レンズ構造の記録密度の低い光ディスクに
対応する波長における球面収差を大きくしなくとも、不
要光を十分に拡散させることができる。したがって、光
源の波長誤差の許容範囲を狭めることなく、再生信号に
おけるジッターの発生や３ビーム法によるトラッキング
エラー信号の誤差を抑えることができる。
ば、絞りやフィルターを用いずに対物レンズの開口を実
質的に制限することができる。また、記録密度の低い光
ディスクに対応する波長については、高NA専用領域を透
過した不要光の利用次数の効率が低くなるため、高NA専
用領域の回折レンズ構造の記録密度の低い光ディスクに
対応する波長における球面収差を大きくしなくとも、不
要光を十分に拡散させることができる。したがって、光
源の波長誤差の許容範囲を狭めることなく、再生信号に
おけるジッターの発生や３ビーム法によるトラッキング
エラー信号の誤差を抑えることができる。
【図１】 第１の実施形態にかかる対物レンズの外形を
示す説明図であり、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は縦断面図、
(Ｃ)は縦断面の一部拡大図である。
示す説明図であり、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は縦断面図、
(Ｃ)は縦断面の一部拡大図である。
【図２】 第１の実施形態にかかる対物レンズを使用し
た光ヘッドの光学系の説明図である。
た光ヘッドの光学系の説明図である。
【図３】 高NA専用領域の回折レンズ構造の輪帯間の段
差を示す説明図であり、(Ａ)が従来例、(Ｂ)が第１の実
施形態を示す。
差を示す説明図であり、(Ａ)が従来例、(Ｂ)が第１の実
施形態を示す。
【図４】 第１の実施形態の対物レンズを利用して波長
７９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録
面上でのスポットダイアグラムである。
７９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録
面上でのスポットダイアグラムである。
【図５】 第１の実施形態の対物レンズを利用して波長
７９０ｎｍの光束を入射させた場合の球面収差を示すグ
ラフである。
７９０ｎｍの光束を入射させた場合の球面収差を示すグ
ラフである。
【図６】 高NA専用領域の回折レンズ構造の輪帯間の段
差を示す説明図であり、(Ａ)が従来例、(Ｂ)が第２の実
施形態を示す。
差を示す説明図であり、(Ａ)が従来例、(Ｂ)が第２の実
施形態を示す。
【図７】 第２の実施形態の対物レンズを利用して波長
７９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録
面上でのスポットダイアグラムである。
７９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録
面上でのスポットダイアグラムである。
【図８】 第２の実施形態の対物レンズを利用して波長
７９０ｎｍの光束を入射させた場合の球面収差を示すグ
ラフである。
７９０ｎｍの光束を入射させた場合の球面収差を示すグ
ラフである。
【図９】 第２の実施形態の対物レンズを利用して波長
７９０ｎｍの光束を入射させた場合のセンサ面上でのス
ポットダイアグラムである。
７９０ｎｍの光束を入射させた場合のセンサ面上でのス
ポットダイアグラムである。
【図１０】 第３の実施形態にかかる対物レンズの外形
を示す説明図であり、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は縦断面図、
(Ｃ)は縦断面の一部拡大図である。
を示す説明図であり、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は縦断面図、
(Ｃ)は縦断面の一部拡大図である。
【図１１】 第３の実施形態の対物レンズを利用して波
長７９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記
録面上でのスポットダイアグラムである。
長７９０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記
録面上でのスポットダイアグラムである。
【図１２】 第３の実施形態の対物レンズを利用して波
長７９０ｎｍの光束を入射させた場合の球面収差を示す
グラフである。
長７９０ｎｍの光束を入射させた場合の球面収差を示す
グラフである。
【図１３】 比較例１の対物レンズを利用して波長７９
０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録面上
でのスポットダイアグラムである。
０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録面上
でのスポットダイアグラムである。
【図１４】 比較例２の対物レンズを利用して波長７９
０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録面上
でのスポットダイアグラムである。
０ｎｍの光束を入射させた場合の光ディスクの記録面上
でのスポットダイアグラムである。
１０ 対物レンズ １１ 第１面 １２ 第２面 ２１ ＤＶＤ用モジュール ２２ ＣＤ用モジュール ２３ ビームコンバイナ ２４ コリメートレンズ ＤＶＤ，ＣＤ 光ディスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 AA04 AA14 AA53 AA57 AA64 2H087 KA13 LA01 NA03 PA01 PA17 PB01 QA02 QA07 QA14 QA34 RA03 RA12 RA13 RA42 RA46 5D119 AA20 AA41 BA01 JA44 JB02
Claims (11)
- 【請求項１】 少なくとも２つの異なる波長の光束を記
録密度の異なる少なくとも二種類の光ディスクの記録面
に対してそれぞれ収束させる光ヘッド用対物レンズにお
いて、 正のパワーを有する屈折レンズを備え、該屈折レンズの
少なくとも一方のレンズ面が、記録密度の低い光ディス
クに必要充分な低NAの光束が透過する共用領域と、この
共用領域の周囲に位置し、記録密度の高い光ディスクに
対してのみ必要な高NAの光束が透過する高NA専用領域と
に区分され、 少なくとも前記高NA専用領域には、微細な段差を有する
複数の輪帯から成る回折レンズ構造が形成され、 前記高NA専用領域に形成された回折レンズ構造は、前記
記録密度の高い光ディスクに対応する波長の光束につい
て、２次以上の高次の次数の回折光の回折効率が最大と
なるよう設計されていることを特徴とする光ヘッド用対
物レンズ。 - 【請求項２】 前記共用領域には、微細な段差を有する
複数の輪帯から成る回折レンズ構造が形成され、該共用
領域に形成された回折レンズ構造は、使用される複数の
波長の光束について、所定の同一次数の回折光の回折効
率が最大となるよう設計されていることを特徴とする請
求項１に記載の光ヘッド用対物レンズ。 - 【請求項３】 前記高NA専用領域に形成された回折レン
ズ構造は、記録密度の高い光ディスクに対応する波長の
光束について、前記共用領域に形成された回折レンズ構
造より高次の回折光の回折効率が最大となるよう設計さ
れていることを特徴とする請求項２に記載の光ヘッド用
対物レンズ。 - 【請求項４】 前記共用領域に形成された回折レンズ構
造は、１次回折光の回折効率が最大となるよう設計され
ていることを特徴とする請求項３に記載の光ヘッド用対
物レンズ。 - 【請求項５】 前記共用領域は、回折レンズ構造を持た
ない連続的な屈折面であることを特徴とする請求項１に
記載の光ヘッド用対物レンズ。 - 【請求項６】 前記高NA専用領域に形成された回折レン
ズ構造のブレーズ化波長は、記録密度の高い光ディスク
に対応する波長より短いことを特徴とする請求項１〜５
のいずれかに記載の光ヘッド用対物レンズ。 - 【請求項７】 少なくとも２つの異なる波長の光束を記
録密度の異なる少なくとも二種類の光ディスクの記録面
に対してそれぞれ収束させる光ヘッド用対物レンズにお
いて、 正のパワーを有する屈折レンズを備え、該屈折レンズの
少なくとも一方のレンズ面が、記録密度の低い光ディス
クに必要充分な低NAの光束が透過する共用領域と、この
共用領域の周囲に位置し、記録密度の高い光ディスクに
対してのみ必要な高NAの光束が透過する高NA専用領域と
に区分され、 少なくとも前記高NA専用領域には、微細な段差を有する
複数の輪帯から成る回折レンズ構造が形成され、 前記高NA専用領域に形成された回折レンズ構造は、前記
記録密度の高い光ディスクに対応する波長の光束につい
て回折効率が最大になる次数と、前記記録密度が低い光
ディスクに対応する波長の光束について回折効率が最大
になる次数とが異なるよう設計されていることを特徴と
する光ヘッド用対物レンズ。 - 【請求項８】 前記記録密度の高い光ディスクに対応す
る波長の光束について回折効率が最大になる次数が、前
記記録密度が低い光ディスクに対応する波長の光束につ
いて回折効率が最大になる次数より高いことを特徴とす
る請求項７に記載の光ヘッド用対物レンズ。 - 【請求項９】 前記記録密度の高い光ディスクに対応す
る波長の光束について回折効率が最大になる次数は３
次、前記記録密度が低い光ディスクに対応する波長の光
束について回折効率が最大になる次数は２次であること
を特徴とする請求項８に記載の光ヘッド用対物レンズ。 - 【請求項１０】 前記共用領域には、微細な段差を有す
る複数の輪帯から成る回折レンズ構造が形成され、該共
用領域に形成された回折レンズ構造は、使用される複数
の波長の光束について、所定の同一次数の回折光の回折
効率が最大となるよう設計されていることを特徴とする
請求項７〜９のいずれかに記載の光ヘッド用対物レン
ズ。 - 【請求項１１】 前記共用領域は、回折レンズ構造を持
たない連続的な屈折面であることを特徴とする請求項７
〜９のいずれかに記載の光ヘッド用対物レンズ。
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-
2002
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