JP2003296961A - 光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置用対物レンズ - Google Patents

光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置用対物レンズ

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JP2003296961A JP2002101049A JP2002101049A JP2003296961A JP 2003296961 A JP2003296961 A JP 2003296961A JP 2002101049 A JP2002101049 A JP 2002101049A JP 2002101049 A JP2002101049 A JP 2002101049A JP 2003296961 A JP2003296961 A JP 2003296961A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】複数の光記録・再生を行う光ピックアップ装置
において波長の短い光束で記録又は再生を行うときの温
度変動に起因する球面収差を補正するようにしたピック
アップ装置及びピックアップ装置用対物レンズを提供す
る。 【解決手段】対物レンズ18の光学機能面は光軸を中心
とした2つの同心円状の光学機能領域に分割され、光軸
を含んだ第1領域を通過する光束が第1及び第2光情報
記録媒体31,32の両方に対して情報の再生・記録に
用いられ、第1領域の外側に位置する第2領域を通過す
る光束が主に第2光情報記録媒体32に対して情報の再
生・記録に用いられ、第2領域には、光学系の使用温度
の変化によって光学素子の屈折率及び第1光源の発振波
長が変化した際に、情報記録面上の集光スポットの球面
収差が第1光情報記録媒体31の再生・記録可能な範囲
内に収まるように補正するための回折構造が設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、保護基板厚の異な
る複数種類の光情報記録媒体に対して情報の再生及び記
録の少なくとも一方を行う光ピックアップ装置及び光ピ
ックアップ装置用対物レンズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、短波長赤色半導体レーザの実用化
に伴い、光情報記録媒体として、従来の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DVD(デジタルヴァーサタイルディスク)が商品化
されている。このDVDに情報を記録又は再生する際に
は、波長650nmの短波長半導体レーザと、開口数
(NA)が約0.6の対物レンズを必要とする。CDの
場合には780nmの半導体レーザがDVD用の短波長
半導体レーザとは別途用意され、情報の記録又は再生に
はNAが約0.45の対物レンズを用いている。
【0003】また、CDとDVDの双方に対して情報を
記録及び/又は再生を1台で行うことのできるように情
報記録媒体の互換性を有する光ピックアップ装置が要求
されている。これらの光情報記録媒体の情報記録面は、
透明基板(「保護基板」ともいう。)によって保護され
ていて、透明基板の厚さは光情報記録媒体の種類によっ
て異なり、DVDでは0.6mm、CDでは1.2mm
である。透明基板厚さの異なるDVDとCDとの互換を
実現するために基板厚さに起因する球面収差の補正が必
要であり、このために回折光を利用した対物レンズが提
案されている(例えば、特開2000−81566公報
参照)。
【0004】また、光ピックアップ装置の光学系におけ
る温度変動に起因して球面収差が変動する。即ち、光学
系に一般的に使用されているプラスチックレンズは温度
変化により屈折率が大きく変化し、屈折率変化による球
面収差の変動が生じてしまう。また、レーザ光源の発振
波長も温度変化に伴い変動し、球面収差変動の一因とな
る。かかる球面収差の変動による記録・再生への影響
は、短波長のレーザ光及び高開口数の対物レンズを用い
るDVDにおいて特に大きくなる。このような温度変化
に伴うレンズの屈折率変化による球面収差の変化を補正
するような球面収差の波長依存性を有する対物レンズが
提案されている(特開2001−249273公報参
照)。
【0005】ところが、同公報は対物レンズについての
対策を提案するだけであり、光学系全体を考慮したもの
ではなく、CDとDVDのような種類の異なる光情報記
録媒体について互換性のある光ピックアップ装置におい
て短波長のレーザ光及び高開口数の対物レンズを用いる
場合の光学系全体における温度変動に起因する球面収差
変動に関する対策が必要である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題に鑑み、種類の異なる複数の光情報記録媒体に
ついて記録及び再生の少なくとも一方を行う光ピックア
ップ装置において波長の短い光束で記録又は再生を行う
ときの光学系における温度変動に起因する球面収差を補
正するようにしたピックアップ装置及びピックアップ装
置用対物レンズを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による光ピックアップ装置は、保護基板厚t
1の第1光情報記録媒体に対して波長λ1の第1光源を
用いて情報の再生及び/又は記録を行い、保護基板厚t
2(t1<t2)の第2光情報記録媒体に対して波長λ
2(λ1<λ2)の第2光源を用いて情報の再生及び/
又は記録を行うように保護基板厚の異なる複数種類の光
情報記録媒体に対して情報の再生及び/又は記録を行う
光ピックアップ装置において、前記第1光源または前記
第2光源からの光束を対物レンズを含む光学素子を介し
て前記情報記録面に結像させる光学系を備え、前記対物
レンズの光学機能面は光軸を中心とした少なくとも2つ
の同心円状の光学機能領域に分割され、光軸を含んだ第
1領域を通過する光束が前記第1光情報記録媒体と前記
第2光情報記録媒体の両方に対して情報の再生及び/又
は記録に用いられ、前記第1領域の外側に位置する第2
領域を通過する光束が主に前記第2光情報記録媒体に対
して情報の再生及び/又は記録に用いられ、前記第2領
域には、前記光学系の使用温度の変化によって前記光学
素子の屈折率及び前記第1光源の発振波長が変化した際
に、前記情報記録面上の集光スポットの球面収差が前記
第1光情報記録媒体の再生及び/又は記録可能な範囲内
に収まるように補正するための回折構造が設けられてい
ることを特徴とする。
【0008】この光ピックアップ装置によれば、保護基
板厚の薄い第1光情報記録媒体についての記録・再生時
に光学系の使用温度の変化により光学素子の屈折率及び
第1光源の発振波長が変化することで発生する球面収差
を対物レンズの第2領域に設けた回折構造で補正し、そ
の球面収差が記録・再生可能な範囲内に収まるので、光
学系全体における温度変動に起因する球面収差を補正す
ることができる。
【0009】上記光ピックアップ装置において、前記光
学系の温度変化ΔTに対する前記情報記録面上の集光ス
ポットの球面収差変化量が次式(1)を満足することが
好ましい。 -0.003[λrms/℃]<ΔSA[λrms]/ΔT[℃]<+0.003[λrms/℃]・・・(1) 但し、ΔSA:3次の球面収差成分の変化量
【0010】式(1)の温度変化ΔTに対する球面収差
変化量の絶対値が式(1)の条件を満たすとジッター値
が大きくなり過ぎない。
【0011】また、前記光学系の温度変化ΔTに対する
前記情報記録面上の集光スポットの球面収差変化量が次
式(2)を満足することが好ましい。 -0.003[λrms/℃]<ΔSA[λrms]/ΔT[℃]<+0.003[λrms/℃]・・・(2) 但し、ΔSA:5次の球面収差成分の変化量
【0012】温度変化ΔTに対する球面収差変化量ΔS
の絶対値が大きくなると情報記録面上の集光スポッ
トの高次のサイドローブが大きくなる結果、情報記録面
からの信号光に隣接トラックからのもれ込みを含みジッ
ター値が大きくなる。このジッター値が式(2)の条件
を満たすと大きくなり過ぎない。
【0013】また、前記第2領域の回折構造による光路
長の付加量を、光軸からの高さh(mm)、2i次(偶
数次)の光路差関数b2i、光束の波長λ(mm)を用
いて、次の数1により定義される光路差関数φ(h)に
より表したとき、前記第1領域と接する前記第2領域の
回折構造の面を通過する光線の高さをh(mm)と
し、有効光束の最外部の光線が前記回折構造の存在する
面を通過する高さをh(mm)として、次の数2に示
す条件を満たすことが好ましく、次の数3の条件を満た
すことが更に好ましい。
【0014】
【数1】
【0015】
【数2】
【0016】
【数3】
【0017】数2の条件を満たすことにより温度変化に
よる球面収差の劣化を回折構造の有する波長依存性によ
り良好に補正することができる。数3の条件を満たすこ
とで更に良好に補正できる。
【0018】また、前記光学系の温度変化ΔT[℃]に対
する前記情報記録面上の集光スポットの球面収差変化量
の3次の球面収差成分の自乗と5次の球面収差成分の自
乗との和の平方根をΔSA3,5[λrms]とし、前記温
度変化ΔTに対する前記球面収差変化量の5次以上の高
次球面収差成分をΔSA[λrms]としたとき、次の条
件(3)を満たすことが好ましく、次の条件(4)を満
たすことが更に好ましい。
【0019】 |ΔSA3,5/ΔSA|<3・・・・・(3) |ΔSA3,5/ΔSA|<1.1・・・(4) 但し、ΔSA3,5=√{(ΔSA+(ΔS
} ΔSA:前記温度変化ΔTに対する3次の球面収差成
分の変化量(λrms/℃) ΔSA:前記温度変化ΔTに対する5次の球面収差成
分の変化量(λrms/℃)
【0020】高次の球面収差成分はジッター値への影響
が小さいので、条件(3)を満たすことにより温度変化
によるジッター値が大きくなり難く、条件(4)を満た
すことでこの効果が更に向上する。
【0021】また、前記光学系の温度変化ΔT[℃]に対
する前記情報記録面上の集光スポットの球面収差変化量
をΔWFE[λrms]としたとき、次の条件(5)を満た
すことが好ましく、次の条件(6)を満たすことが更に
好ましい。
【0022】 |ΔSA3,5/ΔWFE|<0.9・・・・(5) |ΔSA3,5/ΔWFE|<0.75・・・(6) 但し、ΔSA3,5=√{(ΔSA+(ΔSA
} ΔWFE=√{(ΔSA+(ΔSA
(ΔSA} ΔSA:前記温度変化ΔTに対する3次の球面収差成
分の変化量(λrms/℃) ΔSA:前記温度変化ΔTに対する5次の球面収差成
分の変化量(λrms/℃)
【0023】高次の球面収差成分はジッター値への影響
が小さいので、条件(5)を満たすことにより温度変化
によるジッター値が大きくなりなり難く、条件(6)を
満たすことでこの効果が更に向上する。
【0024】また、本発明による対物レンズは、保護基
板厚t1の第1光情報記録媒体に対して波長λ1の第1
光源を用いて情報の再生及び/又は記録を行い、保護基
板厚t2(t1<t2)の第2光情報記録媒体に対して
波長λ2(λ1<λ2)の第2光源を用いて情報の再生
及び/又は記録を行うように保護基板厚の異なる複数種
類の光情報記録媒体に対して情報の再生及び/又は記録
を行う光ピックアップ装置用対物レンズであって、前記
光ピックアップ装置が前記第1光源または前記第2光源
からの光束を前記対物レンズを含む光学素子を介して前
記情報記録面に結像させる光学系を備え、前記対物レン
ズの光学機能面は光軸を中心とした少なくとも2つの同
心円状の光学機能領域に分割され、光軸を含んだ第1領
域を通過する光束が前記第1光情報記録媒体と前記第2
光情報記録媒体の両方に対して情報の再生及び/又は記
録に用いられ、前記第1領域の外側に位置する第2領域
を通過する光束が主に前記第2光情報記録媒体に対して
情報の再生及び/又は記録に用いられ、前記第2領域に
は、前記光学系の使用温度の変化によって前記光学素子
の屈折率及び前記第1光源の発振波長が変化した際に、
前記情報記録面上の集光スポットの球面収差が前記第1
光情報記録媒体の再生及び/又は記録可能な範囲内に収
まるように補正するための回折構造が設けられているこ
とを特徴とする。
【0025】この対物レンズによれば、保護基板厚の薄
い第1光情報記録媒体についての記録・再生時に光学系
の使用温度の変化により光学素子の屈折率及び第1光源
の発振波長が変化することで発生する球面収差を第2領
域に設けた回折構造で補正し、その球面収差が記録・再
生可能な範囲内に収まるので、光ピックアップ装置の光
学系全体における温度変動に起因する球面収差を補正す
ることができる。
【0026】また、上記対物レンズにおいて前記対物レ
ンズと前記第1光源の発振波長の温度変化ΔTに対する
前記情報記録面上の集光スポットの球面収差変化量が次
式(7)を満足することが好ましい。 0.000[λrms/℃]<ΔSA[λrms]/ΔT[℃]<+0.004[λrms/℃]・・・(7) 但し、ΔSA:3次の球面収差成分の変化量
【0027】また、前記対物レンズと前記第1光源の発
振波長の温度変化ΔTに対する前記情報記録面上の集光
スポットの球面収差変化量が次式(8)を満足すること
が好ましい。 -0.003[λrms/℃]<ΔSA[λrms]/ΔT[℃]<+0.003[λrms/℃]・・・(8) 但し、ΔSA:5次の球面収差成分の変化量
【0028】また、前記第2領域の回折構造による光路
長の付加量を、光軸からの高さh(mm)、2i次(偶
数次)の光路差関数b2i、光束の波長λ(mm)を用
いて、上述の数1により定義される光路差関数φ(h)
により表したとき、前記第1領域と接する前記第2領域
の回折構造の面を通過する光線の高さをh(mm)と
し、有効光束の最外部の光線が前記回折構造の存在する
面を通過する高さをh (mm)として、上述の数2に
示す条件を満たすことが好ましく、上述の数3の条件を
満たすことが更に好ましい。
【0029】また、前記対物レンズと前記第1光源の発
振波長の温度変化ΔT[℃]に対する前記情報記録面上の
集光スポットの球面収差変化量の3次の球面収差成分の
自乗と5次の球面収差成分の自乗との和の平方根をΔS
3,5[λrms]とし、前記温度変化ΔTに対する前記
球面収差変化量の5次以上の高次球面収差成分をΔSA
[λrms]としたとき、次の条件(9)を満たすことが
好ましい。
【0030】 |ΔSA3,5/ΔSA|<3・・・(9) 但し、ΔSA3,5=√{(ΔSA+(ΔS
} ΔSA:前記温度変化ΔTに対する3次の球面収差成
分の変化量(λrms/℃) ΔSA:前記温度変化ΔTに対する5次の球面収差成
分の変化量(λrms/℃)
【0031】また、前記対物レンズと前記第1光源の発
振波長の温度変化ΔT[℃]に対する前記情報記録面上の
集光スポットの球面収差変化量をΔWFE[λrms]とし
たとき、次の条件(10)を満たすことが好ましい。
【0032】 |ΔSA3,5/ΔWFE|<0.9・・・(10) 但し、ΔSA3,5=√{(ΔSA+(ΔSA
} ΔWFE=√{(ΔSA+(ΔSA
(ΔSA} ΔSA:前記温度変化ΔTに対する3次の球面収差成
分の変化量(λrms/℃) ΔSA:前記温度変化ΔTに対する5次の球面収差成
分の変化量(λrms/℃)
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形
態による光ピックアップ装置の概略的構成を示す図であ
る。
【0034】図1の光ピックアップ装置は、保護基板3
2bの厚さが1.2mmのCD(第2光ディスク32)
及び保護基板31bの厚さが0.6mmのDVD(第1
光ディスク31)の両方について、第1及び第2光源か
らの各波長が、それぞれ655nmと785nmの光束
により、第1光ディスク31と第2光ディスク32の各
情報記録面31a,32aにおいてそれぞれ情報を記録
及び/または再生できるように構成されている。
【0035】図1のように、光ピックアップ装置は、D
VD用として波長655nmの光束を出射する第1の半
導体(第1光源)レーザ11及びCD用として波長78
5nmの光を出射する第2半導体レーザ(第2光源)1
2からの両光束を屈折作用によりほぼ平行にし無限光と
するカップリングレンズ16と、カップリングレンズ1
6からの無限光を各光ディスク31,32の情報記録面
31a,32aに結像させる対物レンズ18とを含む光
学系を備える。
【0036】また、各光源11,12とカップリングレ
ンズ16との間に、第1光源11からの光束が透過する
とともに第2光源12からの光束が反射するビームスプ
リッタ13、両光源11,12からの各光束が透過する
ビームスプリッタ14及び1/4波長板15が配置され
ている。また、各光ディスク31,32の情報記録面3
1a,32aから反射した光束がビームスプリッタ14
で光路を変え光検出器21に向かうようになっている。
【0037】対物レンズ18は、その外周にフランジ部
18aを有し、このフランジ部18aにより対物レンズ
18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。フランジ部18aは対物レンズ18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。対物レンズ18は2軸アクチュエー
タ22によりフォーカシング方向及びトラッキング方向
に駆動される。
【0038】また、対物レンズ18の光学面には、各光
ディスク31,32の保護基板31b、32bの厚さの
差により生じる球面収差の補正を行なう球面収差補正の
ための輪帯状の回折構造が第1光ディスク31と第2光
ディスク32の両方に対して情報の再生および/または
記録を行なうために用いる中央領域に形成されている。
【0039】また、光ピックアップ装置の使用温度の変
化によってカップリングレンズ16や対物レンズ18の
屈折率及び第1光源11の発振波長が変化した際に、情
報記録面31a上の集光スポットの球面収差が第1光デ
ィスク31の再生及び/又は記録可能な範囲内に収まる
ように補正するための輪帯状の回折構造が主に第1光デ
ィスク31に対して情報の再生および/または記録を行
なうために用いる周辺領域に形成されている。対物レン
ズの中央領域は対物レンズ18の光軸を含みDVD/C
Dの共用領域であり、周辺領域は中央領域の周囲に位置
しDVDの専用領域である。
【0040】第1光ディスク(DVD)31を再生する
場合、第1半導体レーザ11から出射した光束は、ビー
ムスプリッタ13、14、1/4波長板15を透過し、
カップリングレンズ16を透過して平行光束となる。こ
の平行光束は絞り17を経て対物レンズ18により第1
光ディスク31の保護基板31bを介して情報記録面3
1aに集光される。そして、情報記録面31a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
18、絞り17、カップリングレンズ16、1/4波長
板15を介して、ビームスプリッタ14で反射され、シ
リンドリカルレンズ19により非点収差が与えられ、凹
レンズ20を経て、光検出器21上ヘ入射し、光検出器
21から出力される信号を用いて、第1光ディスク31
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21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軸アクチュエータ22が第1半導体
レーザ11からの光束を第1光ディスク31の情報記録
面31a上に結像するように対物レンズ18をフォーカ
シング方向に移動させるとともに、第1の半導体レーザ
11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18をトラッキング方向に移動させる。なお、第
1光ディスク31に同様にして情報の記録を行うことが
できる。
【0041】次に、第2光ディスク(CD)32を再生
する場合、第2半導体レーザ12から出射した光束は、
ビームスプリッタ13、14、1/4波長板15を透過
し、カップリングレンズ16を透過して平行光束とな
る。この平行光束は対物レンズ18により第2光ディス
ク32の保護基板32bを介して情報記録面32aに集
光される。そして、情報記録面32a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18及び
カップリングレンズ16等を介して、ビームスプリッタ
14で反射され、シリンドリカルレンズ19により非点
収差が与えられ、凹レンズ20を経て、光検出器21上
ヘ入射し、光検出器21から出力される信号を用いて、
第2光ディスク32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21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軸アクチュエー
タ22が第2半導体レーザ12からの光束を第2光ディ
スク32の情報記録面32a上に結像するように対物レ
ンズ18をフォーカシング方向に移動させるとともに、
第2半導体レーザ12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18をトラッキング方向に移動
させる。なお、第2光ディスク32に同様にして情報の
記録を行うことができる。
【0042】上述の第1光ディスク31での再生・記録
の際に、光ピックアップ装置の温度変動に起因してカッ
プリングレンズ16や対物レンズ18の屈折率及び第1
光源11の発振波長が変化すると、情報記録面31a上
における結像点位置が変化し球面収差がDVDの場合に
はCDよりも大きく発生するが、対物レンズ18の周辺
領域に設けた回折構造によりその球面収差が第1光ディ
スク31の再生及び/又は記録可能な範囲内に収まるよ
うに補正される。このため、DVDのように比較的短波
長のレーザ光及び高開口数の対物レンズを用いる場合
に、温度変動に起因する球面収差変動の記録・再生への
影響を抑えることができ、信頼性の高い光ピックアップ
装置を実現できる。
【0043】
【実施例】次に、対物レンズとカップリングレンズとを
組み合わせた光学系の実施例1及び2により本発明を更
に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定さ
れるものではない。本実施例において第1の光情報記録
媒体はDVDであり(基準波長が655nm)、第2の
光情報記録媒体はCDである(基準波長が785n
m)。実施例1、2の光学系は図1の光ピックアップ装
置に適用可能である。
【0044】なお、本実施例の対物レンズ及びカップリ
ングレンズの光学面が非球面に構成される場合には、各
々の非球面は次の数4で表される非球面形状を有してい
る。ただし、Zは光軸方向の軸で、hは光軸と垂直方向
の軸、rは近軸曲率半径、κは円錐係数、Aは非球面係
数である。
【0045】
【数4】
【0046】また、対物レンズに形成される回折構造
は、一般に光路差関数Φを用い単位をラジアンとして
次の数5で表される。
【0047】
【数5】
【0048】〈実施例1〉
【0049】実施例1は、DVD、CDの両方について
カップリングレンズから対物レンズに無限光入射する光
学系であり、図2(a)にDVDの場合の光路図を示
し、図2(b)にCDの場合の光路図を示す。表1に実
施例1のレンズデータを示す。
【0050】
【表1】
【0051】〈実施例2〉
【0052】実施例2は、DVD、CDの両方について
カップリングレンズから対物レンズに無限光入射する光
学系であり、そのDVDの場合の光路図は図2(a)と
同じであり、CDの場合の光路図は図2(b)と同じで
ある。表2に実施例2のレンズデータを示す。
【0053】
【表2】
【0054】実施例1,2では、対物レンズのDVD・
CD共用領域に形成した輪帯回折構造で保護基板厚の差
による球面収差補正を行い、DVD専用領域に形成した
輪帯回折構造で温度変動による球面収差補正を行ってい
る。
【0055】また、実施例1の対物レンズの温度特性及
び光学系全体の温度特性を次の表3に示す。
【0056】
【表3】
【0057】また、実施例2の対物レンズの温度特性及
び光学系全体の温度特性を次の表4に示す。
【0058】
【表4】
【0059】表3,表4に示すように、実施例1,2の
各対物レンズに関し、温度変化ΔTに対する情報記録面
上の集光スポットの球面収差変化量の内の、3次の球面
収差変化量ΔSA[λrms]/ΔT[℃]及び5次の球面収
差変化量ΔSA[λrms]/ΔT[℃]は、それぞれ上述の
条件(7),(8)を満足している。また、上述の条件
(9)、(10)をそれぞれ満足している。
【0060】また、実施例1,2の各光学系に関し、温
度変化ΔTに対する情報記録面上の集光スポットの球面
収差変化量の内の、3次の球面収差変化量ΔSA[λr
ms]/ΔT[℃]及び5次の球面収差変化量ΔSA[λrm
s]/ΔT[℃]は、それぞれ上述の条件(1),(2)を
満足している。また、上述の条件(4)、(6)をそれ
ぞれ満足している。
【0061】また、対物レンズの共用領域と接するDV
D専用領域の回折構造の面を通過する光線の高さをh
(mm)とし、有効光束の最外部の光線がDVD専用領
域の回折構造の存在する面を通過する高さをh(m
m)、波長λ(mm)として、上述の数1の光路差関数
φ(h)を用いた次の数6に示す式の値(単位:1/m
)が対物レンズ及び光学系においてそれぞれ上述の
数2、数3の条件を満たす。数2の条件を満たすことに
より温度変化による球面収差の劣化を回折構造の有する
波長依存性により良好に補正することができる。
【0062】
【数6】
【0063】また、上述の表1、表2では、fは対物
レンズのDVDの情報記録面に対する焦点距離(mm)
を表し、fはCDの情報記録面に対する焦点距離(m
m)を表し、また、NA1は対物レンズのDVDの場合
の像側開口数を表し、NA2はCDの場合の像側開口数
を表す。
【0064】また、上述の表または図では、10のべき
乗の表現にE(またはe)を用いて、例えば、E−02
またはE−2(=10−2)のように表す場合がある。
【0065】
【発明の効果】本発明によれば、種類の異なる複数の光
情報記録媒体について記録及び再生の少なくとも一方を
行う光ピックアップ装置において波長の短い光束で記録
又は再生を行うときの光学系における温度変動に起因す
る球面収差を補正するようにしたピックアップ装置及び
ピックアップ装置用対物レンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態による光ピックアップ装置の概略
的構成を示す図である。
【図2】図2(a)は実施例1,2におけるDVDの場
合の光路図であり、図2(b)はCDの場合の光路図で
ある。
【符号の説明】
11 第1半導体レーザ、第1光源 12 第2半導体レーザ、第2光源 16 カップリングレンズ 18 対物レンズ 31 第1光ディスク、第1光情報記録媒体 31a 情報記録面 31b 保護基板 32 第2光ディスク、第2光情報記録媒体 32a 情報記録面 32b 保護基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA13 LA01 LA25 PA01 PA02 PA17 PB01 PB02 QA02 QA07 QA14 QA21 QA34 QA41 RA05 RA12 RA13 RA44 RA45 RA47 5D119 AA05 AA32 AA40 AA41 BA01 BB01 DA05 EC01 EC03 EC45 EC47 FA05 FA08 JA09 JA44 JA64 JB01 JB02 5D789 AA05 AA32 AA40 AA41 BA01 BB01 DA05 EC01 EC03 EC45 EC47 FA05 FA08 JA09 JA44 JA64 JB01 JB02

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保護基板厚t1の第1光情報記録媒体に
    対して波長λ1の第1光源を用いて情報の再生及び/又
    は記録を行い、保護基板厚t2(t1<t2)の第2光
    情報記録媒体に対して波長λ2(λ1<λ2)の第2光
    源を用いて情報の再生及び/又は記録を行うように保護
    基板厚の異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情報
    の再生及び/又は記録を行う光ピックアップ装置におい
    て、 前記第1光源または前記第2光源からの光束を対物レン
    ズを含む光学素子を介して前記情報記録面に結像させる
    光学系を備え、 前記対物レンズの光学機能面は光軸を中心とした少なく
    とも2つの同心円状の光学機能領域に分割され、光軸を
    含んだ第1領域を通過する光束が前記第1光情報記録媒
    体と前記第2光情報記録媒体の両方に対して情報の再生
    及び/又は記録に用いられ、前記第1領域の外側に位置
    する第2領域を通過する光束が主に前記第2光情報記録
    媒体に対して情報の再生及び/又は記録に用いられ、 前記第2領域には、前記光学系の使用温度の変化によっ
    て前記光学素子の屈折率及び前記第1光源の発振波長が
    変化した際に、前記情報記録面上の集光スポットの球面
    収差が前記第1光情報記録媒体の再生及び/又は記録可
    能な範囲内に収まるように補正するための回折構造が設
    けられていることを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 【請求項2】 前記光学系の温度変化ΔTに対する前記
    情報記録面上の集光スポットの球面収差変化量が次式を
    満足す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。 −0.003[λrms/℃]<ΔSA[λrms]/ΔT[℃]<
    +0.003[λrms/℃]但し、ΔSA:3次の球面収
    差成分の変化量
  3. 【請求項3】 前記光学系の温度変化ΔTに対する前記
    情報記録面上の集光スポットの球面収差変化量が次式を
    満足す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。 −0.003[λrms/℃]<ΔSA[λrms]/ΔT[℃]<
    +0.003[λrms/℃]但し、ΔSA:5次の球面収
    差成分の変化量
  4. 【請求項4】 前記第2領域の回折構造による光路長の
    付加量を、光軸からの高さh(mm)、2i次(偶数
    次)の光路差関数b2i、光束の波長λ(mm)を用い
    て、 【数1】 により定義される光路差関数φ(h)により表したと
    き、前記第1領域と接する前記第2領域の回折構造の面
    を通過する光線の高さをh(mm)とし、有効光束の
    最外部の光線が前記回折構造の存在する面を通過する高
    さをh(mm)として、次の条件を満たすことを特徴
    とする請求項1,2または3に記載の光ピックアップ装
    置。 【数2】
  5. 【請求項5】 次の条件を満たすことを特徴とする請求
    項4に記載の光ピックアップ装置。 【数3】
  6. 【請求項6】 前記光学系の温度変化ΔT[℃]に対する
    前記情報記録面上の集光スポットの球面収差変化量の3
    次の球面収差成分の自乗と5次の球面収差成分の自乗と
    の和の平方根をΔSA3,5[λrms]とし、前記温度変
    化ΔTに対する前記球面収差変化量の5次以上の高次球
    面収差成分をΔSA[λrms]としたとき、次の条件を
    満たすことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項
    に記載の光ピックアップ装置。 |ΔSA3,5/ΔSA|<3 但し、ΔSA3,5=√{(ΔSA+(ΔS
    } ΔSA:前記温度変化ΔTに対する3次の球面収差成
    分の変化量(λrms/℃) ΔSA:前記温度変化ΔTに対する5次の球面収差成
    分の変化量(λrms/℃)
  7. 【請求項7】 次の条件を満たすことを特徴とする請求
    項6に記載の光ピックアップ装置。 |ΔSA3,5/ΔSA|<1.1
  8. 【請求項8】 前記光学系の温度変化ΔT[℃]に対する
    前記情報記録面上の集光スポットの球面収差変化量をΔ
    WFE[λrms]としたとき、次の条件を満たすことを特
    徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載の光ピッ
    クアップ装置。 |ΔSA3,5/ΔWFE|<0.9 但し、ΔSA3,5=√{(ΔSA+(ΔSA
    } ΔWFE=√{(ΔSA+(ΔSA
    (ΔSA} ΔSA:前記温度変化ΔTに対する3次の球面収差成
    分の変化量(λrms/℃) ΔSA:前記温度変化ΔTに対する5次の球面収差成
    分の変化量(λrms/℃)
  9. 【請求項9】 次の条件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。 |ΔSA3,5/ΔWFE|<0.75
  10. 【請求項10】 保護基板厚t1の第1光情報記録媒体
    に対して波長λ1の第1光源を用いて情報の再生及び/
    又は記録を行い、保護基板厚t2(t1<t2)の第2
    光情報記録媒体に対して波長λ2(λ1<λ2)の第2
    光源を用いて情報の再生及び/又は記録を行うように保
    護基板厚の異なる複数種類の光情報記録媒体に対して情
    報の再生及び/又は記録を行う光ピックアップ装置用対
    物レンズであって、 前記光ピックアップ装置が前記第1光源または前記第2
    光源からの光束を前記対物レンズを含む光学素子を介し
    て前記情報記録面に結像させる光学系を備え、 前記対物レンズの光学機能面は光軸を中心とした少なく
    とも2つの同心円状の光学機能領域に分割され、光軸を
    含んだ第1領域を通過する光束が前記第1光情報記録媒
    体と前記第2光情報記録媒体の両方に対して情報の再生
    及び/又は記録に用いられ、前記第1領域の外側に位置
    する第2領域を通過する光束が主に前記第2光情報記録
    媒体に対して情報の再生及び/又は記録に用いられ、 前記第2領域には、前記光学系の使用温度の変化によっ
    て前記光学素子の屈折率及び前記第1光源の発振波長が
    変化した際に、前記情報記録面上の集光スポットの球面
    収差が前記第1光情報記録媒体の再生及び/又は記録可
    能な範囲内に収まるように補正するための回折構造が設
    けられていることを特徴とする対物レンズ。
  11. 【請求項11】 前記対物レンズと前記第1光源の発振
    波長の温度変化ΔTに対する前記情報記録面上の集光ス
    ポットの球面収差変化量が次式を満足することを特徴と
    する請求項10に記載の対物レンズ。 0.000[λrms/℃]<ΔSA[λrms]/ΔT[℃]<+
    0.004[λrms/℃]但し、ΔSA:3次の球面収差
    成分の変化量
  12. 【請求項12】 前記対物レンズと前記第1光源の発振
    波長の温度変化ΔTに対する前記情報記録面上の集光ス
    ポットの球面収差変化量が次式を満足することを特徴と
    する請求項10に記載の対物レンズ。 −0.003[λrms/℃]<ΔSA[λrms]/ΔT[℃]<
    +0.003[λrms/℃]但し、ΔSA:5次の球面収
    差成分の変化量
  13. 【請求項13】 前記第2領域の回折構造による光路長
    の付加量を、光軸からの高さh(mm)、2i次(偶数
    次)の光路差関数b2i、光束の波長λ(mm)を用い
    て、 【数1】 により定義される光路差関数φ(h)により表したと
    き、前記第1領域と接する前記第2領域の回折構造の面
    を通過する光線の高さをh(mm)とし、有効光束の
    最外部の光線が前記回折構造の存在する面を通過する高
    さをh(mm)として、次の条件を満たすことを特徴
    とする請求項10,11または12に記載の対物レン
    ズ。 【数2】
  14. 【請求項14】 次の条件を満たすことを特徴とする請
    求項13に記載の対物レンズ。 【数3】
  15. 【請求項15】 前記対物レンズと前記第1光源の発振
    波長の温度変化ΔT[℃]に対する前記情報記録面上の集
    光スポットの球面収差変化量の3次の球面収差成分の自
    乗と5次の球面収差成分の自乗との和の平方根をΔSA
    3,5[λrms]とし、前記温度変化ΔTに対する前記球
    面収差変化量の5次以上の高次球面収差成分をΔSA
    [λrms]としたとき、次の条件を満たすことを特徴とす
    る請求項11乃至14のいずれか1項に記載の対物レン
    ズ。 |ΔSA3,5/ΔSA|<3 但し、ΔSA3,5=√{(ΔSA+(ΔS
    } ΔSA:前記温度変化ΔTに対する3次の球面収差成
    分の変化量(λrms/℃) ΔSA:前記温度変化ΔTに対する5次の球面収差成
    分の変化量(λrms/℃)
  16. 【請求項16】 前記対物レンズと前記第1光源の発振
    波長の温度変化ΔT[℃]に対する前記情報記録面上の集
    光スポットの球面収差変化量をΔWFE[λrms]とした
    とき、次の条件を満たすことを特徴とする請求項11乃
    至15のいずれか1項に記載の対物レンズ。 |ΔSA3,5/ΔWFE|<0.9 但し、ΔSA3,5=√{(ΔSA+(ΔSA
    } ΔWFE=√{(ΔSA+(ΔSA
    (ΔSA} ΔSA:前記温度変化ΔTに対する3次の球面収差成
    分の変化量(λrms/℃) ΔSA:前記温度変化ΔTに対する5次の球面収差成
    分の変化量(λrms/℃)
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