JP2003322793A - 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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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
- G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低NAの集光状態で使用する光ディスクの利用
時のサイドローブを低く抑え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。中心領域Ｒｃに形成された回折レンズ構造は、
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。周辺領域Ｒｈに形成された回折レ
ンズ構造は、ＤＶＤに対応する波長では、周辺領域、中
心領域を透過した光束の位相がほぼ同位相となり、ＣＤ
に対応する波長では、周辺領域Ｒｈのうち第１の環状領
域を構成する輪帯を透過した光束の位相が中心領域を透
過した光束の位相とは異なり、第１の環状領域より外側
に位置する第２の環状領域を構成する輪帯を透過した光
束の位相が中心領域Ｒｃを透過した光束の位相に対して
ほぼ同位相になるよう設定されている。
時のサイドローブを低く抑え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。中心領域Ｒｃに形成された回折レンズ構造は、
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。周辺領域Ｒｈに形成された回折レ
ンズ構造は、ＤＶＤに対応する波長では、周辺領域、中
心領域を透過した光束の位相がほぼ同位相となり、ＣＤ
に対応する波長では、周辺領域Ｒｈのうち第１の環状領
域を構成する輪帯を透過した光束の位相が中心領域を透
過した光束の位相とは異なり、第１の環状領域より外側
に位置する第２の環状領域を構成する輪帯を透過した光
束の位相が中心領域Ｒｃを透過した光束の位相に対して
ほぼ同位相になるよう設定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、必要とされるNA
の異なる少なくとも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。
の異なる少なくとも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。
【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
(クロストーク)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
(クロストーク)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、ＮＡ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)用の光学系やＭＯ（光磁気ディスク）用の光
学系では高ＮＡであること、記録密度の低いＣＤ用の光
学系では低ＮＡであることが要求される。したがって、
これらＤＶＤとＣＤ、あるいはＭＯとＣＤに対して共通
の対物レンズを用いる場合には、ＣＤの使用時に開口を
制限してＮＡが必要以上に大きくならないようにする必
要がある。
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)用の光学系やＭＯ（光磁気ディスク）用の光
学系では高ＮＡであること、記録密度の低いＣＤ用の光
学系では低ＮＡであることが要求される。したがって、
これらＤＶＤとＣＤ、あるいはＭＯとＣＤに対して共通
の対物レンズを用いる場合には、ＣＤの使用時に開口を
制限してＮＡが必要以上に大きくならないようにする必
要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＤの
利用時に開口を制限すると、スポットの周囲にも光の輪
(サイドローブ)が形成され、その強度が大きい場合には
再生信号のＳＮ比が低下するという問題がある。
利用時に開口を制限すると、スポットの周囲にも光の輪
(サイドローブ)が形成され、その強度が大きい場合には
再生信号のＳＮ比が低下するという問題がある。
【０００５】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、低NAの集光状態で使用する
光ディスクの利用時に開口を制限した場合にもサイドロ
ーブを低く抑え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、低NAの集光状態で使用する
光ディスクの利用時に開口を制限した場合にもサイドロ
ーブを低く抑え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。
【０００６】
【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NAの異なる集光状態
で、少なくとも２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
折レンズを備え、この屈折レンズの少なくとも一方のレ
ンズ面が、低NAの集光状態で使用する光ディスクに必要
充分な低NAの光束が透過する中心領域と、中心領域の周
囲に位置し、高NAの集光状態で使用する光ディスクに対
して必要な高NAの光束が透過する周辺領域とに区分さ
れ、高NAの集光状態で使用する光ディスクに対応する波
長の光束を用いて高NAの集光状態で使用する光ディスク
上に集光点を形成する場合には、周辺領域を透過した光
束の位相は、中心領域を透過した光束の位相に対してほ
ぼ同位相になり、低NAの集光状態で使用する光ディスク
に対応する波長の光束を用いて低NAの集光状態で使用す
る光ディスク上に集光点を形成する場合には、周辺領域
に含まれる第１の環状領域を透過した光束の位相は、中
心領域を透過した光束の位相とは異なり、第１の環状領
域より外側に位置する第２の環状領域を透過した光束の
位相は、中心領域を透過した光束の位相に対してほぼ同
位相になることを特徴とする。
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NAの異なる集光状態
で、少なくとも２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
折レンズを備え、この屈折レンズの少なくとも一方のレ
ンズ面が、低NAの集光状態で使用する光ディスクに必要
充分な低NAの光束が透過する中心領域と、中心領域の周
囲に位置し、高NAの集光状態で使用する光ディスクに対
して必要な高NAの光束が透過する周辺領域とに区分さ
れ、高NAの集光状態で使用する光ディスクに対応する波
長の光束を用いて高NAの集光状態で使用する光ディスク
上に集光点を形成する場合には、周辺領域を透過した光
束の位相は、中心領域を透過した光束の位相に対してほ
ぼ同位相になり、低NAの集光状態で使用する光ディスク
に対応する波長の光束を用いて低NAの集光状態で使用す
る光ディスク上に集光点を形成する場合には、周辺領域
に含まれる第１の環状領域を透過した光束の位相は、中
心領域を透過した光束の位相とは異なり、第１の環状領
域より外側に位置する第２の環状領域を透過した光束の
位相は、中心領域を透過した光束の位相に対してほぼ同
位相になることを特徴とする。
【０００７】上記の構成によれば、高NAの集光状態で使
用する光ディスクの利用時には、中心領域を通った光束
と、周辺領域を通った光とが同位相になり、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、
低NAの集光状態で使用する光ディスクの利用時には、中
心領域を通った光束と第２の環状領域を通った光束とは
同相となり、干渉によりスポットの中心強度が上がり、
サイドローブの強度を下げることができる。すなわち、
第１の環状領域を通った光束は、集光点の中心強度を強
める作用を持たず、第２の環状領域を通った光束は、集
光点の中心強度を強める作用を持つ。なお、第１の環状
領域を通った光束の位相を中心領域を通った光束に対し
て逆相にすると、第１サイドローブの強度には影響を与
えずに、スポットが過度に絞られるのを防ぐことができ
る。
用する光ディスクの利用時には、中心領域を通った光束
と、周辺領域を通った光とが同位相になり、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、
低NAの集光状態で使用する光ディスクの利用時には、中
心領域を通った光束と第２の環状領域を通った光束とは
同相となり、干渉によりスポットの中心強度が上がり、
サイドローブの強度を下げることができる。すなわち、
第１の環状領域を通った光束は、集光点の中心強度を強
める作用を持たず、第２の環状領域を通った光束は、集
光点の中心強度を強める作用を持つ。なお、第１の環状
領域を通った光束の位相を中心領域を通った光束に対し
て逆相にすると、第１サイドローブの強度には影響を与
えずに、スポットが過度に絞られるのを防ぐことができ
る。
【０００８】また、第１の環状領域と第２の環状領域と
の境界の光軸からの高さをｈS、中心領域と周辺領域と
の境界の光軸からの高さをｈBとして、以下の条件(１)
を満たすことが望ましい。
の境界の光軸からの高さをｈS、中心領域と周辺領域と
の境界の光軸からの高さをｈBとして、以下の条件(１)
を満たすことが望ましい。
【０００９】１．１５＜ｈS／ｈB＜１．２８ …(１)
周辺領域には、微細な段差を有する複数の輪帯から成る
回折レンズ構造を形成し、複数の輪帯が第２の環状領域
を構成することが望ましい。この場合、個々の輪帯が、
それぞれ第２の環状領域を構成し、したがって、周辺領
域には第２の環状領域が複数含まれることとなる。第２
の環状領域を構成する複数の輪帯は、互いに隣接し、各
輪帯の境界部での光路差が高NAの集光状態で使用する光
ディスクに対応する波長の光束を利用する場合に１波長
分となるように設定することが望ましい。
回折レンズ構造を形成し、複数の輪帯が第２の環状領域
を構成することが望ましい。この場合、個々の輪帯が、
それぞれ第２の環状領域を構成し、したがって、周辺領
域には第２の環状領域が複数含まれることとなる。第２
の環状領域を構成する複数の輪帯は、互いに隣接し、各
輪帯の境界部での光路差が高NAの集光状態で使用する光
ディスクに対応する波長の光束を利用する場合に１波長
分となるように設定することが望ましい。
【００１０】さらに、周辺領域に形成された複数の輪帯
に、低NAの集光状態で使用する光ディスクに対応する波
長の光束を利用する場合に、輪帯の中心側の端を透過す
る光束と周辺側の端を透過する光束との位相差がπを越
える幅広の輪帯を含ませることが望ましい。
に、低NAの集光状態で使用する光ディスクに対応する波
長の光束を利用する場合に、輪帯の中心側の端を透過す
る光束と周辺側の端を透過する光束との位相差がπを越
える幅広の輪帯を含ませることが望ましい。
【００１１】あるいは、第２の環状領域を構成する複数
の輪帯に、低NAの集光状態で使用する光ディスクに対応
する波長の光束を利用する場合に、輪帯の中心側の端を
透過する光束と周辺側の端を透過する光束との位相差が
２πを越える幅広の輪帯を含ませてもよい。
の輪帯に、低NAの集光状態で使用する光ディスクに対応
する波長の光束を利用する場合に、輪帯の中心側の端を
透過する光束と周辺側の端を透過する光束との位相差が
２πを越える幅広の輪帯を含ませてもよい。
【００１２】
【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説明する。実施形態の対物レ
ンズは、高NAの集光状態で使用するＤＶＤと、低NAの集
光状態で使用する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説明する。実施形態の対物レ
ンズは、高NAの集光状態で使用するＤＶＤと、低NAの集
光状態で使用する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。
【００１３】図１は、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。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の光束が透過する中心
領域Ｒｃと、この中心領域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必要な高NAの光
束が透過する周辺領域Ｒｈとに区分されている。なお、
中心領域Ｒｃは、NA0.5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。
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。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の光束が透過する中心
領域Ｒｃと、この中心領域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必要な高NAの光
束が透過する周辺領域Ｒｈとに区分されている。なお、
中心領域Ｒｃは、NA0.5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。
【００１４】対物レンズ１０のレンズ面１１には、中心
領域Ｒｃ、周辺領域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、図１(Ｃ)に示すよう
に、各輪帯の境界に光軸方向の段差を持つ。
領域Ｒｃ、周辺領域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、図１(Ｃ)に示すよう
に、各輪帯の境界に光軸方向の段差を持つ。
【００１５】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。
【００１６】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660nmまたは657nmの半導体レー
ザーを備え、ＣＤ用モジュール２２は、発振波長789nm
または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660nmまたは657nmの半導体レー
ザーを備え、ＣＤ用モジュール２２は、発振波長789nm
または790nmの半導体レーザーを備える。
【００１７】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660nmまたは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789nmまたは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660nmまたは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789nmまたは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。
【００１８】対物レンズ１０の中心領域Ｒｃに形成され
た回折レンズ構造は、ＤＶＤに使用される波長とＣＤに
使用される波長の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、中心領
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、ＤＶＤに使用される波長とＣＤに
使用される波長の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、中心領
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。
【００１９】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。
【００２０】周辺領域Ｒｈに形成された回折レンズ構造
は、高NAの集光状態で使用するＤＶＤに対応する波長で
は、周辺領域を透過した光束の位相が中心領域を透過し
た光束の位相に対してほぼ同位相となるよう設計されて
いる。また、低NAの集光状態で使用するＣＤに対応する
波長では、周辺領域Ｒｈのうち第1の環状領域を構成す
る輪帯を透過した光束の位相は、中心領域Ｒｃを透過し
た光束の位相とは異なり、第１の環状領域より外側に位
置する第２の環状領域を構成する輪帯を透過した光束の
位相は、中心領域Ｒｃを透過した光束の位相に対してほ
ぼ同位相になるよう設定されている。
は、高NAの集光状態で使用するＤＶＤに対応する波長で
は、周辺領域を透過した光束の位相が中心領域を透過し
た光束の位相に対してほぼ同位相となるよう設計されて
いる。また、低NAの集光状態で使用するＣＤに対応する
波長では、周辺領域Ｒｈのうち第1の環状領域を構成す
る輪帯を透過した光束の位相は、中心領域Ｒｃを透過し
た光束の位相とは異なり、第１の環状領域より外側に位
置する第２の環状領域を構成する輪帯を透過した光束の
位相は、中心領域Ｒｃを透過した光束の位相に対してほ
ぼ同位相になるよう設定されている。
【００２１】上記のように周辺領域Ｒｈの各輪帯を設定
すると、低NAの集光状態で使用するＣＤに対応する波長
において、干渉によりサイドローブの強度を下げること
ができ、しかも、スポットが過度に絞られるのを防ぐこ
とができる。また、対物レンズ１０は、第１の環状領域
と第２の環状領域との境界の光軸からの高さをｈS、中
心領域Ｒｃと周辺領域Ｒｈとの境界の光軸からの高さを
ｈBとして、以下の条件(１)を満たしている。
すると、低NAの集光状態で使用するＣＤに対応する波長
において、干渉によりサイドローブの強度を下げること
ができ、しかも、スポットが過度に絞られるのを防ぐこ
とができる。また、対物レンズ１０は、第１の環状領域
と第２の環状領域との境界の光軸からの高さをｈS、中
心領域Ｒｃと周辺領域Ｒｈとの境界の光軸からの高さを
ｈBとして、以下の条件(１)を満たしている。
【００２２】１．１５＜ｈS／ｈB＜１．２８ …(１)
この条件(１)を満たすことにより、スポットの中心強度
を強め、特に第１サイドローブを低く抑えることができ
る。
を強め、特に第１サイドローブを低く抑えることができ
る。
【００２３】また、第２の環状領域を構成する複数の輪
帯は、互いに隣接し、各輪帯の境界部での光路差が高NA
の集光状態で使用するＤＶＤに対応する波長の光束を利
用する場合に１波長分となるように設定されている。第
２の環状領域を構成する輪帯どうしの境界部での光路差
は、波長の整数倍であれば良いが、特にサイドローブを
抑える効果を大きくする場合には１波長分に設定して１
次回折光を利用するようにするとなお良い。高次回折光
を利用する場合には、輪帯の幅が大きくなるため、ＣＤ
に対応する波長においてトータルで中心領域と同位相に
なる場合にも、同位相でない部分も含むことになる。こ
れに対して、ＤＶＤに対応する波長で１次回折光を利用
する場合には、それぞれの輪帯の幅が小さくなるため、
ＣＤに対応する波長において中心領域と同位相になる部
分のみを含む輪帯を形成することができ、サイドローブ
を抑える効果が大きくなる。
帯は、互いに隣接し、各輪帯の境界部での光路差が高NA
の集光状態で使用するＤＶＤに対応する波長の光束を利
用する場合に１波長分となるように設定されている。第
２の環状領域を構成する輪帯どうしの境界部での光路差
は、波長の整数倍であれば良いが、特にサイドローブを
抑える効果を大きくする場合には１波長分に設定して１
次回折光を利用するようにするとなお良い。高次回折光
を利用する場合には、輪帯の幅が大きくなるため、ＣＤ
に対応する波長においてトータルで中心領域と同位相に
なる場合にも、同位相でない部分も含むことになる。こ
れに対して、ＤＶＤに対応する波長で１次回折光を利用
する場合には、それぞれの輪帯の幅が小さくなるため、
ＣＤに対応する波長において中心領域と同位相になる部
分のみを含む輪帯を形成することができ、サイドローブ
を抑える効果が大きくなる。
【００２４】さらに、周辺領域Ｒｈに形成された複数の
輪帯には、ＣＤに対応する波長の光束を利用する場合
に、輪帯の中心側の端を透過する光束と周辺側の端を透
過する光束との位相差がπを越える幅広の輪帯が含まれ
ている。このような輪帯を設けることにより、中心強度
やサイドローブに影響を与えずに、結像面上の周辺部の
フレアを拡散させることができる。
輪帯には、ＣＤに対応する波長の光束を利用する場合
に、輪帯の中心側の端を透過する光束と周辺側の端を透
過する光束との位相差がπを越える幅広の輪帯が含まれ
ている。このような輪帯を設けることにより、中心強度
やサイドローブに影響を与えずに、結像面上の周辺部の
フレアを拡散させることができる。
【００２５】また、第２の環状領域を構成する複数の輪
帯に、ＣＤに対応する波長において、輪帯の中心側の端
を透過する光束と周辺側の端を透過する光束との位相差
が２πを越える幅広の輪帯を含ませてもよい。この場合
には、サイドローブを抑えつつ、結像面上の周辺部のフ
レアを拡散させることができる。
帯に、ＣＤに対応する波長において、輪帯の中心側の端
を透過する光束と周辺側の端を透過する光束との位相差
が２πを越える幅広の輪帯を含ませてもよい。この場合
には、サイドローブを抑えつつ、結像面上の周辺部のフ
レアを拡散させることができる。
【００２６】次に、上述した実施形態に基づく対物レン
ズ２０の具体的な実施例を５例提示する。
ズ２０の具体的な実施例を５例提示する。
【００２７】
【実施例１】図３は、実施例１の対物レンズ１０とＤＶ
Ｄとを示すレンズ図である。実施例１の対物レンズ１０
の第１面１１は、光軸からの高さhが0≦h＜1.557を満た
す中心領域と、1.557≦h≦2.045となる周辺領域とに区
分される。中心領域のベースカーブ(回折レンズ構造を
除く屈折レンズとしての形状)と周辺領域のベースカー
ブとは別個の係数で定義される独立した回転対称非球面
である。また、中心領域に形成されている回折レンズ構
造と、周辺領域に形成されている回折レンズ構造とは、
互いに異なる光路差関数で定義されている。なお、第２
面１２は、回折レンズ構造を有さない回転対称非球面で
ある。
Ｄとを示すレンズ図である。実施例１の対物レンズ１０
の第１面１１は、光軸からの高さhが0≦h＜1.557を満た
す中心領域と、1.557≦h≦2.045となる周辺領域とに区
分される。中心領域のベースカーブ(回折レンズ構造を
除く屈折レンズとしての形状)と周辺領域のベースカー
ブとは別個の係数で定義される独立した回転対称非球面
である。また、中心領域に形成されている回折レンズ構
造と、周辺領域に形成されている回折レンズ構造とは、
互いに異なる光路差関数で定義されている。なお、第２
面１２は、回折レンズ構造を有さない回転対称非球面で
ある。
【００２８】回転対称非球面の形状は、光軸からの高さ
がｈとなる非球面上の座標点の非球面の光軸上での接平
面からの距離(サグ量)をＸ(h)、非球面の光軸上での曲
率(1/r)をＣ、円錐係数をＫ、４次、６次、８次、１０
次、１２次の非球面係数をA4,A 6,A8,A10,A12として、以
下の式で表される。 Ｘ(h)=Ch2/(1+√(1-(1+K)C2h2))+A4h4+A6h6+A8h8+A10h
10+A12h12 また、回折レンズ構造による光路長の付加量は、光軸か
らの高さｈ、ｎ次(偶数次)の光路差関数係数Ｐn、回折
次数ｍ、波長λを用いて、 φ(ｈ)＝(Ｐ2ｈ2＋Ｐ4ｈ4＋Ｐ6ｈ6＋…)×ｍ×λ により定義される光路差関数φ(ｈ)により表すことがで
きる。光路差関数φ(ｈ)は、回折面上での光軸からの高
さｈの点において、回折レンズ構造により回折されなか
った場合の仮想的な光線と、回折レンズ構造により回折
された光線との光路長差を示す。付加量は、軸上の光路
に対して光路が長くなる方向を正として表す。
がｈとなる非球面上の座標点の非球面の光軸上での接平
面からの距離(サグ量)をＸ(h)、非球面の光軸上での曲
率(1/r)をＣ、円錐係数をＫ、４次、６次、８次、１０
次、１２次の非球面係数をA4,A 6,A8,A10,A12として、以
下の式で表される。 Ｘ(h)=Ch2/(1+√(1-(1+K)C2h2))+A4h4+A6h6+A8h8+A10h
10+A12h12 また、回折レンズ構造による光路長の付加量は、光軸か
らの高さｈ、ｎ次(偶数次)の光路差関数係数Ｐn、回折
次数ｍ、波長λを用いて、 φ(ｈ)＝(Ｐ2ｈ2＋Ｐ4ｈ4＋Ｐ6ｈ6＋…)×ｍ×λ により定義される光路差関数φ(ｈ)により表すことがで
きる。光路差関数φ(ｈ)は、回折面上での光軸からの高
さｈの点において、回折レンズ構造により回折されなか
った場合の仮想的な光線と、回折レンズ構造により回折
された光線との光路長差を示す。付加量は、軸上の光路
に対して光路が長くなる方向を正として表す。
【００２９】実際の回折レンズ構造の微細形状は、上記
の光路差関数で表わされる光路長から波長の整数倍の成
分を消去することにより決定される。すなわち、輪帯幅
は、例えば１次回折光を用いる場合には、輪帯の内周と
外周とで光路差関数が一波長分の差を持つように決定さ
れ、輪帯間の段差は、入射光に１波長の光路長差を与え
るように決定される。
の光路差関数で表わされる光路長から波長の整数倍の成
分を消去することにより決定される。すなわち、輪帯幅
は、例えば１次回折光を用いる場合には、輪帯の内周と
外周とで光路差関数が一波長分の差を持つように決定さ
れ、輪帯間の段差は、入射光に１波長の光路長差を与え
るように決定される。
【００３０】実施例１の対物レンズ１０の具体的な数値
構成を表１及び表２に示す。表１には、対物レンズ１０
とＤＶＤとの基本的な構成、表２には、第１面のベース
カーブと回折レンズ構造とを定義する各係数と第２面の
非球面形状を定義する各係数がそれぞれ示されている。
表中、NA1、f1、λ1は、それぞれＤＶＤ使用時の開口
数、回折レンズ構造を含めた対物レンズの焦点距離(単
位:mm)、波長(単位:nm)であり、NA2、f2、λ2は、それ
ぞれＣＤ使用時の開口数、回折レンズ構造を含めた対物
レンズの焦点距離(単位:mm)、波長(単位:nm)、ｒは各面
の近軸曲率半径(単位:mm)、ｄは面間の光軸上の距離(単
位:mm)、ｎλは波長λにおける屈折率である。
構成を表１及び表２に示す。表１には、対物レンズ１０
とＤＶＤとの基本的な構成、表２には、第１面のベース
カーブと回折レンズ構造とを定義する各係数と第２面の
非球面形状を定義する各係数がそれぞれ示されている。
表中、NA1、f1、λ1は、それぞれＤＶＤ使用時の開口
数、回折レンズ構造を含めた対物レンズの焦点距離(単
位:mm)、波長(単位:nm)であり、NA2、f2、λ2は、それ
ぞれＣＤ使用時の開口数、回折レンズ構造を含めた対物
レンズの焦点距離(単位:mm)、波長(単位:nm)、ｒは各面
の近軸曲率半径(単位:mm)、ｄは面間の光軸上の距離(単
位:mm)、ｎλは波長λにおける屈折率である。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】次に、第１面に形成された回折レンズ構造
の微細形状を表３に示す。表３において、h_min、h_max
は、それぞれ各輪帯を区分する光軸側の境界と外周側の
境界との光軸からの高さ方向の距離(単位:mm)、θh_mi
n、θh_maxは、それぞれ各輪帯の光軸側の境界、外周側
の境界での波面収差、Δθはθh_max−θh_minで表され
る輪帯内での波面収差の差である。波面収差の値は、位
相(例えば2π)により表記されている。
の微細形状を表３に示す。表３において、h_min、h_max
は、それぞれ各輪帯を区分する光軸側の境界と外周側の
境界との光軸からの高さ方向の距離(単位:mm)、θh_mi
n、θh_maxは、それぞれ各輪帯の光軸側の境界、外周側
の境界での波面収差、Δθはθh_max−θh_minで表され
る輪帯内での波面収差の差である。波面収差の値は、位
相(例えば2π)により表記されている。
【００３４】輪帯は、光軸を含む円形の領域を輪帯番号
０として、輪帯番号２６までの２７輪帯を含む。第0〜1
6輪帯が中心領域Ｒｃ、第17〜26輪帯が周辺領域Ｒｈに
含まれる。
０として、輪帯番号２６までの２７輪帯を含む。第0〜1
6輪帯が中心領域Ｒｃ、第17〜26輪帯が周辺領域Ｒｈに
含まれる。
【００３５】
【表３】
【００３６】第２１輪帯(輪帯番号２１)は、ＤＶＤに対
応する波長660nmにおいて、隣接する輪帯との境界部分
での光路長差が１波長分となるよう設定されている。
応する波長660nmにおいて、隣接する輪帯との境界部分
での光路長差が１波長分となるよう設定されている。
【００３７】次に、実施例１の対物レンズ１０に形成さ
れた回折レンズ構造の各輪帯について、ＣＤに対応する
波長における波面収差を説明する。以下の説明では、波
面収差を円グラフにより表現する。図４に示すように、
図中右側(３時の方向)を位相２ｎπ(ｎは０以上の整数)
とし、時計回り方向をマイナス、反時計回り方向をプラ
スとして９０°毎に０．５π位相が進むものとする。位
相２πの差は差が無いのと等しいため、１周を２πで表
現している。
れた回折レンズ構造の各輪帯について、ＣＤに対応する
波長における波面収差を説明する。以下の説明では、波
面収差を円グラフにより表現する。図４に示すように、
図中右側(３時の方向)を位相２ｎπ(ｎは０以上の整数)
とし、時計回り方向をマイナス、反時計回り方向をプラ
スとして９０°毎に０．５π位相が進むものとする。位
相２πの差は差が無いのと等しいため、１周を２πで表
現している。
【００３８】表３に示されるように、中心領域Ｒｃに形
成された回折レンズ構造の各輪帯は、中心側と周辺側と
の間での波面収差の変化が0.1π〜0.2π前後で小さく、
かつ、分布がプラス方向の所定の位相から絶対値が等し
いマイナスの位相にわたっており、各輪帯としての波面
収差の方向は２ｎπの方向で揃っている。
成された回折レンズ構造の各輪帯は、中心側と周辺側と
の間での波面収差の変化が0.1π〜0.2π前後で小さく、
かつ、分布がプラス方向の所定の位相から絶対値が等し
いマイナスの位相にわたっており、各輪帯としての波面
収差の方向は２ｎπの方向で揃っている。
【００３９】これに対して、周辺領域Ｒｈに形成された
回折レンズ構造の各輪帯は、輪帯毎に波面収差の変化が
大きく、かつ、変化幅が輪帯毎に異なる。波面収差の変
化幅がπより小さい輪帯は、波面収差の方向性が明確に
現れる。これに対して、波面収差の差が２πに近い輪帯
は、波面収差の方向性が現れない。図５に、実施例１の
対物レンズの周辺領域に形成された回折レンズ構造の各
輪帯における波面収差の変化を円グラフで示す。第18,1
9,23-25輪帯は、波面収差の差が２πに近く方向性がな
いので表示を省略する。
回折レンズ構造の各輪帯は、輪帯毎に波面収差の変化が
大きく、かつ、変化幅が輪帯毎に異なる。波面収差の変
化幅がπより小さい輪帯は、波面収差の方向性が明確に
現れる。これに対して、波面収差の差が２πに近い輪帯
は、波面収差の方向性が現れない。図５に、実施例１の
対物レンズの周辺領域に形成された回折レンズ構造の各
輪帯における波面収差の変化を円グラフで示す。第18,1
9,23-25輪帯は、波面収差の差が２πに近く方向性がな
いので表示を省略する。
【００４０】第１７輪帯は、表３に示されるように、光
軸側の境界での波面収差の値が0.333π、外周側の境界
での波面収差の値が-2.823πである。これを円グラフで
示すと図５(Ａ)のようになり、波面収差は図中の矢印で
示されるように図中の右下方向の方向性を持つ。前述し
たように、中心領域Ｒｃの各輪帯を透過した光束の波面
収差は、図中の右方向となるため、図５の矢印が右方向
を向いている場合には中心領域を透過した光束とほぼ同
位相となる。第１７輪帯は、この輪帯を透過するＣＤに
対応する波長789nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃを透
過した光束の位相とは異なる第１の環状領域である。
軸側の境界での波面収差の値が0.333π、外周側の境界
での波面収差の値が-2.823πである。これを円グラフで
示すと図５(Ａ)のようになり、波面収差は図中の矢印で
示されるように図中の右下方向の方向性を持つ。前述し
たように、中心領域Ｒｃの各輪帯を透過した光束の波面
収差は、図中の右方向となるため、図５の矢印が右方向
を向いている場合には中心領域を透過した光束とほぼ同
位相となる。第１７輪帯は、この輪帯を透過するＣＤに
対応する波長789nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃを透
過した光束の位相とは異なる第１の環状領域である。
【００４１】同様にして、第２０輪帯、第２１輪帯、第
２２輪帯、第２６輪帯の波面収差を図５(Ｂ)〜(Ｅ)に示
す。第２０輪帯、第２１輪帯の位相が、中心領域Ｒｃを
透過した光束の位相とほぼ同相になることがわかる。す
なわち、第２０輪帯と第２１輪帯は、これらの輪帯を透
過するＣＤに対する波長789nmの光束の位相が、中心領
域Ｒｃを透過した光束の位相に対してほぼ同相になる第
２の環状領域である。第１の環状領域と第２の環状領域
との境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈ
S／ｈBを計算すると、1.18となり、条件(１)を満たして
いる。
２２輪帯、第２６輪帯の波面収差を図５(Ｂ)〜(Ｅ)に示
す。第２０輪帯、第２１輪帯の位相が、中心領域Ｒｃを
透過した光束の位相とほぼ同相になることがわかる。す
なわち、第２０輪帯と第２１輪帯は、これらの輪帯を透
過するＣＤに対する波長789nmの光束の位相が、中心領
域Ｒｃを透過した光束の位相に対してほぼ同相になる第
２の環状領域である。第１の環状領域と第２の環状領域
との境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈ
S／ｈBを計算すると、1.18となり、条件(１)を満たして
いる。
【００４２】
【実施例２】実施例２の対物レンズは、図３に示した実
施例１と同様の両面非球面の樹脂製単レンズであり、一
方のレンズ面が中心領域Ｒｃと周辺領域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。第１面のベースカーブである非球面の形状、回折レ
ンズ構造を定義する光路差関数係数の値、第２面の形状
等は表１，２に示す実施例１と同様である。第１面の周
辺領域に形成された回折レンズ構造の微細形状のみが実
施例１と異なる。
施例１と同様の両面非球面の樹脂製単レンズであり、一
方のレンズ面が中心領域Ｒｃと周辺領域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。第１面のベースカーブである非球面の形状、回折レ
ンズ構造を定義する光路差関数係数の値、第２面の形状
等は表１，２に示す実施例１と同様である。第１面の周
辺領域に形成された回折レンズ構造の微細形状のみが実
施例１と異なる。
【００４３】実施例２の対物レンズの第１面に形成され
た回折レンズ構造の微細形状を表４に示す。輪帯は、光
軸を含む円形の領域を輪帯番号０として、輪帯番号２８
までの２９輪帯を含む。第0〜16輪帯が中心領域Ｒｃ、
第17〜28輪帯が周辺領域Ｒｈに含まれる。
た回折レンズ構造の微細形状を表４に示す。輪帯は、光
軸を含む円形の領域を輪帯番号０として、輪帯番号２８
までの２９輪帯を含む。第0〜16輪帯が中心領域Ｒｃ、
第17〜28輪帯が周辺領域Ｒｈに含まれる。
【００４４】
【表４】
【００４５】第２１〜２３輪帯(輪帯番号２１〜２３)
は、ＤＶＤに対応する波長660nmにおいて、隣接する輪
帯との境界部分での光路長差が１波長分となるよう設定
されている。
は、ＤＶＤに対応する波長660nmにおいて、隣接する輪
帯との境界部分での光路長差が１波長分となるよう設定
されている。
【００４６】次に、実施例２の対物レンズに形成された
回折レンズ構造の各輪帯について、ＣＤに対応する波長
における波面収差を説明する。中心領域Ｒｃに形成され
た回折レンズ構造の各輪帯は、実施例１と同一であり、
各輪帯としての波面収差の方向は２ｎπの方向で揃って
いる。
回折レンズ構造の各輪帯について、ＣＤに対応する波長
における波面収差を説明する。中心領域Ｒｃに形成され
た回折レンズ構造の各輪帯は、実施例１と同一であり、
各輪帯としての波面収差の方向は２ｎπの方向で揃って
いる。
【００４７】これに対して、周辺領域Ｒｈに形成された
回折レンズ構造の各輪帯は、輪帯毎に波面収差の変化が
大きく、かつ、変化幅が輪帯毎に異なる。図６に、実施
例２の対物レンズの周辺領域に形成された回折レンズ構
造の各輪帯における波面収差の変化を円グラフで示す。
第18,19,25-27輪帯は、波面収差の差が２πに近く方向
性がないので表示を省略する。
回折レンズ構造の各輪帯は、輪帯毎に波面収差の変化が
大きく、かつ、変化幅が輪帯毎に異なる。図６に、実施
例２の対物レンズの周辺領域に形成された回折レンズ構
造の各輪帯における波面収差の変化を円グラフで示す。
第18,19,25-27輪帯は、波面収差の差が２πに近く方向
性がないので表示を省略する。
【００４８】第１７輪帯の波面収差は、図６(Ａ)に示さ
れる。波面収差は図中の矢印で示されるように図中の右
下方向の方向性を持つ。第１７輪帯は、この輪帯を透過
するＣＤに対応する波長789nmの光束の位相が、中心領
域Ｒｃを透過した光束の位相とは異なる第１の環状領域
である。
れる。波面収差は図中の矢印で示されるように図中の右
下方向の方向性を持つ。第１７輪帯は、この輪帯を透過
するＣＤに対応する波長789nmの光束の位相が、中心領
域Ｒｃを透過した光束の位相とは異なる第１の環状領域
である。
【００４９】同様にして、第２０−２４輪帯、第２８輪
帯の波面収差を図６(Ｂ)〜(Ｇ)に示す。第２０輪帯、第
２１輪帯、第２２輪帯の位相が、中心領域Ｒｃを透過し
た光束の位相とほぼ同相になることがわかる。すなわ
ち、第２０〜２２輪帯は、これらの輪帯を透過するＣＤ
に対する波長789nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃを透
過した光束の位相に対してほぼ同相になる第２の環状領
域である。第１の環状領域と第２の環状領域との境界ｈ
Sと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈS／ｈBを計
算すると、1.18となり、条件(１)を満たしている。
帯の波面収差を図６(Ｂ)〜(Ｇ)に示す。第２０輪帯、第
２１輪帯、第２２輪帯の位相が、中心領域Ｒｃを透過し
た光束の位相とほぼ同相になることがわかる。すなわ
ち、第２０〜２２輪帯は、これらの輪帯を透過するＣＤ
に対する波長789nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃを透
過した光束の位相に対してほぼ同相になる第２の環状領
域である。第１の環状領域と第２の環状領域との境界ｈ
Sと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈS／ｈBを計
算すると、1.18となり、条件(１)を満たしている。
【００５０】基本設計が共通である実施例１、実施例２
の対物レンズ使用時のＣＤの記録面上での光量分布を、
第２の環状領域を持たない比較例１の対物レンズ使用時
の光量分布と比較して説明する。図７は、比較例１の対
物レンズ使用時の光量分布を示すグラフであり、縦軸が
光強度、横軸が光軸を中心とした半径(単位:mm)を示
す。比較例１の対物レンズは、基本設計は実施例１，２
と共通であるが、周辺領域に第２の環状領域を持たず、
全ての輪帯が波長789nmの光束に対してπ以上の波面収
差の変化幅を持つよう設定されている。
の対物レンズ使用時のＣＤの記録面上での光量分布を、
第２の環状領域を持たない比較例１の対物レンズ使用時
の光量分布と比較して説明する。図７は、比較例１の対
物レンズ使用時の光量分布を示すグラフであり、縦軸が
光強度、横軸が光軸を中心とした半径(単位:mm)を示
す。比較例１の対物レンズは、基本設計は実施例１，２
と共通であるが、周辺領域に第２の環状領域を持たず、
全ての輪帯が波長789nmの光束に対してπ以上の波面収
差の変化幅を持つよう設定されている。
【００５１】図８、図９は、実施例１、実施例２の光量
分布をそれぞれ示すグラフである。ビームスポット(メ
インビーム)は強度が顕著に大きいため、各グラフでは
ピークは示されていない。中心から第１暗環(光軸から
の距離が大きくなるとき最初に光強度がほぼ０になる位
置)までの距離をメインビーム径と定義する。実施例
１、実施例２のメインビーム径は、比較例１を基準にし
て−１．１％で有意な変化はない。これに対して、第１
サイドローブの強度は、比較例１を基準にして実施例１
では−１６．８％、実施例２では−２２．５％となる。
第２の環状領域を構成する輪帯の数は、実施例１では
「２」であるのに対して、実施例２では「３」であり、
輪帯数を増やすことによりサイドローブを抑える効果が
大きくなることがわかる。
分布をそれぞれ示すグラフである。ビームスポット(メ
インビーム)は強度が顕著に大きいため、各グラフでは
ピークは示されていない。中心から第１暗環(光軸から
の距離が大きくなるとき最初に光強度がほぼ０になる位
置)までの距離をメインビーム径と定義する。実施例
１、実施例２のメインビーム径は、比較例１を基準にし
て−１．１％で有意な変化はない。これに対して、第１
サイドローブの強度は、比較例１を基準にして実施例１
では−１６．８％、実施例２では−２２．５％となる。
第２の環状領域を構成する輪帯の数は、実施例１では
「２」であるのに対して、実施例２では「３」であり、
輪帯数を増やすことによりサイドローブを抑える効果が
大きくなることがわかる。
【００５２】
【実施例３】図１０は、実施例３の対物レンズ１０とＤ
ＶＤとを示すレンズ図である。実施例３の対物レンズ１
０の第１面１１は、光軸からの高さhが0≦h＜1.567を満
たす中心領域と、1.567≦h≦2.086となる周辺領域とに
区分される。中心領域のベースカーブと周辺領域のベー
スカーブとは別個の係数で定義される独立した回転対称
非球面である。また、中心領域に形成されている回折レ
ンズ構造と、周辺領域に形成されている回折レンズ構造
とは、互いに異なる光路差関数で定義されている。な
お、第２面１２は、回折レンズ構造を有さない回転対称
非球面である。
ＶＤとを示すレンズ図である。実施例３の対物レンズ１
０の第１面１１は、光軸からの高さhが0≦h＜1.567を満
たす中心領域と、1.567≦h≦2.086となる周辺領域とに
区分される。中心領域のベースカーブと周辺領域のベー
スカーブとは別個の係数で定義される独立した回転対称
非球面である。また、中心領域に形成されている回折レ
ンズ構造と、周辺領域に形成されている回折レンズ構造
とは、互いに異なる光路差関数で定義されている。な
お、第２面１２は、回折レンズ構造を有さない回転対称
非球面である。
【００５３】実施例３の対物レンズ１０の具体的な数値
構成を表５及び表６に示す。また、表７に第１面に形成
された回折レンズ構造の微細形状を示す。輪帯は、光軸
を含む円形の領域を輪帯番号０として、輪帯番号１７ま
での１８輪帯を含む。第0〜11輪帯が中心領域Ｒｃ、第1
2〜17輪帯が周辺領域Ｒｈに含まれる。
構成を表５及び表６に示す。また、表７に第１面に形成
された回折レンズ構造の微細形状を示す。輪帯は、光軸
を含む円形の領域を輪帯番号０として、輪帯番号１７ま
での１８輪帯を含む。第0〜11輪帯が中心領域Ｒｃ、第1
2〜17輪帯が周辺領域Ｒｈに含まれる。
【００５４】
【表５】
【００５５】
【表６】
【００５６】
【表７】
【００５７】第１５輪帯(輪帯番号１５)は、ＤＶＤに対
応する波長657nmにおいて、隣接する輪帯との境界部分
での光路長差が１波長分となるよう設定されている。
応する波長657nmにおいて、隣接する輪帯との境界部分
での光路長差が１波長分となるよう設定されている。
【００５８】次に、実施例３の対物レンズ１０に形成さ
れた回折レンズ構造の各輪帯について、ＣＤに対応する
波長における波面収差を円グラフを用いて説明する。表
７に示されるように、中心領域Ｒｃに形成された回折レ
ンズ構造の各輪帯は、中心側と周辺側との間での波面収
差の変化が0.1π〜0.2π前後で小さく、かつ、分布がプ
ラス方向の所定の位相から絶対値がほぼ等しいマイナス
の位相にわたっており、各輪帯としての波面収差の方向
は２ｎπの方向で揃っている。
れた回折レンズ構造の各輪帯について、ＣＤに対応する
波長における波面収差を円グラフを用いて説明する。表
７に示されるように、中心領域Ｒｃに形成された回折レ
ンズ構造の各輪帯は、中心側と周辺側との間での波面収
差の変化が0.1π〜0.2π前後で小さく、かつ、分布がプ
ラス方向の所定の位相から絶対値がほぼ等しいマイナス
の位相にわたっており、各輪帯としての波面収差の方向
は２ｎπの方向で揃っている。
【００５９】これに対して、周辺領域Ｒｈに形成された
回折レンズ構造の各輪帯は、輪帯毎に波面収差の変化が
大きく、かつ、変化幅が輪帯毎に異なる。図１１に、実
施例３の対物レンズの周辺領域に形成された回折レンズ
構造の各輪帯における波面収差の変化を円グラフで示
す。第13,14,16輪帯は、波面収差の差が２πに近く方向
性がないので表示を省略する。
回折レンズ構造の各輪帯は、輪帯毎に波面収差の変化が
大きく、かつ、変化幅が輪帯毎に異なる。図１１に、実
施例３の対物レンズの周辺領域に形成された回折レンズ
構造の各輪帯における波面収差の変化を円グラフで示
す。第13,14,16輪帯は、波面収差の差が２πに近く方向
性がないので表示を省略する。
【００６０】第１２輪帯の波面収差を円グラフで示すと
図１１(Ａ)のようになり、波面収差は図中の矢印で示さ
れるように図中の下方向の方向性を持つ。前述したよう
に、中心領域Ｒｃの各輪帯を透過した光束の波面収差
は、図中の右方向となるため、図１１の矢印が右方向を
向いている場合には中心領域を透過した光束とほぼ同位
相となる。第１２輪帯は、この輪帯を透過するＣＤに対
応する波長790nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃを透過
した光束の位相とは異なる第１の環状領域である。
図１１(Ａ)のようになり、波面収差は図中の矢印で示さ
れるように図中の下方向の方向性を持つ。前述したよう
に、中心領域Ｒｃの各輪帯を透過した光束の波面収差
は、図中の右方向となるため、図１１の矢印が右方向を
向いている場合には中心領域を透過した光束とほぼ同位
相となる。第１２輪帯は、この輪帯を透過するＣＤに対
応する波長790nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃを透過
した光束の位相とは異なる第１の環状領域である。
【００６１】同様にして、第１５輪帯、第１７輪帯の波
面収差を図１１(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相
は、中心領域Ｒｃを透過した光束の位相とほぼ同相にな
ることがわかる。すなわち、第１５輪帯は、この輪帯を
透過するＣＤに対する波長790nmの光束の位相が、中心
領域Ｒｃを透過した光束の位相に対してほぼ同相になる
第２の環状領域である。第１の環状領域と第２の環状領
域との境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比
ｈS／ｈBを計算すると、1.21となり、条件(１)を満たし
ている。
面収差を図１１(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相
は、中心領域Ｒｃを透過した光束の位相とほぼ同相にな
ることがわかる。すなわち、第１５輪帯は、この輪帯を
透過するＣＤに対する波長790nmの光束の位相が、中心
領域Ｒｃを透過した光束の位相に対してほぼ同相になる
第２の環状領域である。第１の環状領域と第２の環状領
域との境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比
ｈS／ｈBを計算すると、1.21となり、条件(１)を満たし
ている。
【００６２】
【実施例４】実施例４の対物レンズは、図１０に示した
実施例３と同様の両面非球面の樹脂製単レンズであり、
一方のレンズ面が中心領域Ｒｃと周辺領域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。第１面のベースカーブである非球面の形状、回折レ
ンズ構造を定義する光路差関数係数の値、第２面の形状
等は表５，６に示す実施例３と同様である。第１面の周
辺領域に形成された回折レンズ構造の微細形状のみが実
施例３と異なる。
実施例３と同様の両面非球面の樹脂製単レンズであり、
一方のレンズ面が中心領域Ｒｃと周辺領域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。第１面のベースカーブである非球面の形状、回折レ
ンズ構造を定義する光路差関数係数の値、第２面の形状
等は表５，６に示す実施例３と同様である。第１面の周
辺領域に形成された回折レンズ構造の微細形状のみが実
施例３と異なる。
【００６３】実施例４の対物レンズの第１面に形成され
た回折レンズ構造の微細形状を表８に示す。輪帯は、光
軸を含む円形の領域を輪帯番号０として、輪帯番号１６
までの１７輪帯を含む。第0〜11輪帯が中心領域Ｒｃ、
第12〜16輪帯が周辺領域Ｒｈに含まれる。
た回折レンズ構造の微細形状を表８に示す。輪帯は、光
軸を含む円形の領域を輪帯番号０として、輪帯番号１６
までの１７輪帯を含む。第0〜11輪帯が中心領域Ｒｃ、
第12〜16輪帯が周辺領域Ｒｈに含まれる。
【００６４】
【表８】
【００６５】第１５輪帯(輪帯番号１５)は、ＣＤに対応
する波長790nmにおいて、波面収差の変化が２πより大
きくなる。
する波長790nmにおいて、波面収差の変化が２πより大
きくなる。
【００６６】次に、実施例４の対物レンズに形成された
回折レンズ構造の各輪帯について、ＣＤに対応する波長
における波面収差を説明する。中心領域Ｒｃに形成され
た回折レンズ構造の各輪帯は、実施例３と同一であり、
各輪帯としての波面収差の方向は２ｎπの方向で揃って
いる。
回折レンズ構造の各輪帯について、ＣＤに対応する波長
における波面収差を説明する。中心領域Ｒｃに形成され
た回折レンズ構造の各輪帯は、実施例３と同一であり、
各輪帯としての波面収差の方向は２ｎπの方向で揃って
いる。
【００６７】これに対して、周辺領域Ｒｈに形成された
回折レンズ構造の各輪帯は、輪帯毎に波面収差の変化が
大きく、かつ、変化幅が輪帯毎に異なる。図１２に、実
施例４の対物レンズの周辺領域に形成された回折レンズ
構造の各輪帯における波面収差の変化を円グラフで示
す。第13,14輪帯は、波面収差の差が２πに近く方向性
がないので表示を省略する。
回折レンズ構造の各輪帯は、輪帯毎に波面収差の変化が
大きく、かつ、変化幅が輪帯毎に異なる。図１２に、実
施例４の対物レンズの周辺領域に形成された回折レンズ
構造の各輪帯における波面収差の変化を円グラフで示
す。第13,14輪帯は、波面収差の差が２πに近く方向性
がないので表示を省略する。
【００６８】第１２輪帯の波面収差は、図１２(Ａ)に示
される。波面収差は図中の矢印で示されるように図中の
下方向の方向性を持つ。第１２輪帯は、この輪帯を透過
するＣＤに対応する波長790nmの光束の位相が、中心領
域Ｒｃを透過した光束の位相とは異なる第１の環状領域
である。
される。波面収差は図中の矢印で示されるように図中の
下方向の方向性を持つ。第１２輪帯は、この輪帯を透過
するＣＤに対応する波長790nmの光束の位相が、中心領
域Ｒｃを透過した光束の位相とは異なる第１の環状領域
である。
【００６９】同様にして、第１５、１６輪帯の波面収差
を図１２(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相が、中心
領域Ｒｃを透過した光束の位相とほぼ同相になることが
わかる。すなわち、第１５輪帯は、この輪帯を透過する
ＣＤに対する波長790nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃ
を透過した光束の位相に対してほぼ同相になる第２の環
状領域である。第１の環状領域と第２の環状領域との境
界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈS／ｈB
を計算すると、1.23となり、条件(１)を満たしている。
を図１２(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相が、中心
領域Ｒｃを透過した光束の位相とほぼ同相になることが
わかる。すなわち、第１５輪帯は、この輪帯を透過する
ＣＤに対する波長790nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃ
を透過した光束の位相に対してほぼ同相になる第２の環
状領域である。第１の環状領域と第２の環状領域との境
界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈS／ｈB
を計算すると、1.23となり、条件(１)を満たしている。
【００７０】
【実施例５】実施例５の対物レンズは、図１０に示した
実施例３と同様の両面非球面の樹脂製単レンズであり、
一方のレンズ面が中心領域Ｒｃと周辺領域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。第１面のベースカーブである非球面の形状、回折レ
ンズ構造を定義する光路差関数係数の値、第２面の形状
等は表５，６に示す実施例３と同様である。第１面の周
辺領域に形成された回折レンズ構造の微細形状のみが実
施例３と異なる。
実施例３と同様の両面非球面の樹脂製単レンズであり、
一方のレンズ面が中心領域Ｒｃと周辺領域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。第１面のベースカーブである非球面の形状、回折レ
ンズ構造を定義する光路差関数係数の値、第２面の形状
等は表５，６に示す実施例３と同様である。第１面の周
辺領域に形成された回折レンズ構造の微細形状のみが実
施例３と異なる。
【００７１】実施例５の対物レンズの第１面に形成され
た回折レンズ構造の微細形状を表９に示す。輪帯は、光
軸を含む円形の領域を輪帯番号０として、輪帯番号１７
までの１８輪帯を含む。第0〜11輪帯が中心領域Ｒｃ、
第12〜17輪帯が周辺領域Ｒｈに含まれる。
た回折レンズ構造の微細形状を表９に示す。輪帯は、光
軸を含む円形の領域を輪帯番号０として、輪帯番号１７
までの１８輪帯を含む。第0〜11輪帯が中心領域Ｒｃ、
第12〜17輪帯が周辺領域Ｒｈに含まれる。
【００７２】
【表９】
【００７３】第１５輪帯(輪帯番号１５)は、ＤＶＤに対
応する波長660nmにおいて、隣接する輪帯との境界部分
での光路長差が１波長分となるよう設定されている。
応する波長660nmにおいて、隣接する輪帯との境界部分
での光路長差が１波長分となるよう設定されている。
【００７４】次に、実施例５の対物レンズに形成された
回折レンズ構造の各輪帯について、ＣＤに対応する波長
における波面収差を説明する。中心領域Ｒｃに形成され
た回折レンズ構造の各輪帯は、実施例３と同一であり、
各輪帯としての波面収差の方向は２ｎπの方向で揃って
いる。
回折レンズ構造の各輪帯について、ＣＤに対応する波長
における波面収差を説明する。中心領域Ｒｃに形成され
た回折レンズ構造の各輪帯は、実施例３と同一であり、
各輪帯としての波面収差の方向は２ｎπの方向で揃って
いる。
【００７５】これに対して、周辺領域Ｒｈに形成された
回折レンズ構造の各輪帯は、輪帯毎に波面収差の変化が
大きく、かつ、変化幅が輪帯毎に異なる。図１３に、実
施例５の対物レンズの周辺領域に形成された回折レンズ
構造の各輪帯における波面収差の変化を円グラフで示
す。第13,14,16輪帯は、波面収差の差が２πに近く方向
性がないので表示を省略する。
回折レンズ構造の各輪帯は、輪帯毎に波面収差の変化が
大きく、かつ、変化幅が輪帯毎に異なる。図１３に、実
施例５の対物レンズの周辺領域に形成された回折レンズ
構造の各輪帯における波面収差の変化を円グラフで示
す。第13,14,16輪帯は、波面収差の差が２πに近く方向
性がないので表示を省略する。
【００７６】第１２輪帯の波面収差は、図１３(Ａ)に示
される。波面収差は図中の矢印で示されるように図中の
左方向の方向性を持つ。第１２輪帯は、この輪帯を透過
するＣＤに対応する波長790nmの光束の位相が、中心領
域Ｒｃを透過した光束の位相とは異なる(逆相となる)第
１の環状領域である。
される。波面収差は図中の矢印で示されるように図中の
左方向の方向性を持つ。第１２輪帯は、この輪帯を透過
するＣＤに対応する波長790nmの光束の位相が、中心領
域Ｒｃを透過した光束の位相とは異なる(逆相となる)第
１の環状領域である。
【００７７】第１５輪帯、第１７輪帯の波面収差を図１
３(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相が、中心領域Ｒ
ｃを透過した光束の位相とほぼ同相になることがわか
る。すなわち、第１５輪帯は、これらの輪帯を透過する
ＣＤに対する波長789nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃ
を透過した光束の位相に対してほぼ同相になる第２の環
状領域である。第１の環状領域と第２の環状領域との境
界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈS／ｈB
を計算すると、1.21となり、条件(１)を満たしている。
３(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相が、中心領域Ｒ
ｃを透過した光束の位相とほぼ同相になることがわか
る。すなわち、第１５輪帯は、これらの輪帯を透過する
ＣＤに対する波長789nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃ
を透過した光束の位相に対してほぼ同相になる第２の環
状領域である。第１の環状領域と第２の環状領域との境
界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈS／ｈB
を計算すると、1.21となり、条件(１)を満たしている。
【００７８】基本設計が共通である実施例３−５の対物
レンズ使用時のＣＤの記録面上での光量分布を、第２の
環状領域を持たない比較例２の対物レンズ使用時の光量
分布と比較して説明する。図１４は、比較例２の対物レ
ンズ使用時の光量分布を示すグラフである。比較例２の
対物レンズは、基本設計は実施例３−５と共通である
が、周辺領域に第２の環状領域を持たず、全ての輪帯が
波長790nmの光束に対してπ以上の波面収差の変化幅を
持つよう設定されている。
レンズ使用時のＣＤの記録面上での光量分布を、第２の
環状領域を持たない比較例２の対物レンズ使用時の光量
分布と比較して説明する。図１４は、比較例２の対物レ
ンズ使用時の光量分布を示すグラフである。比較例２の
対物レンズは、基本設計は実施例３−５と共通である
が、周辺領域に第２の環状領域を持たず、全ての輪帯が
波長790nmの光束に対してπ以上の波面収差の変化幅を
持つよう設定されている。
【００７９】図１５、図１６、図１７は、実施例３、実
施例４、実施例５の光量分布をそれぞれ示すグラフであ
る。実施例３、実施例４、実施例５のメインビーム径
は、比較例２を基準にして−０．９％、０．０％、０．
９％であり、有意な変化はない。これに対して、第１サ
イドローブの強度は、比較例２を基準にして実施例３で
は−１５．９％、実施例４では−１２．１％、実施例５
では−１７．３％となる。
施例４、実施例５の光量分布をそれぞれ示すグラフであ
る。実施例３、実施例４、実施例５のメインビーム径
は、比較例２を基準にして−０．９％、０．０％、０．
９％であり、有意な変化はない。これに対して、第１サ
イドローブの強度は、比較例２を基準にして実施例３で
は−１５．９％、実施例４では−１２．１％、実施例５
では−１７．３％となる。
【００８０】実施例４では、第２の環状領域として、波
面収差の変化が２πを超える輪帯を用いているが、この
ような幅広の輪帯を利用しても実施例３と同様にサイド
ローブを抑える効果が得られる。また、実施例５のよう
に第１の環状領域を構成する第１２輪帯の波面収差の位
相を中央領域を通る光束の波面収差の位相に対して逆相
にすることにより、メインビーム径が小さくなり過ぎる
のを防ぐことができる。
面収差の変化が２πを超える輪帯を用いているが、この
ような幅広の輪帯を利用しても実施例３と同様にサイド
ローブを抑える効果が得られる。また、実施例５のよう
に第１の環状領域を構成する第１２輪帯の波面収差の位
相を中央領域を通る光束の波面収差の位相に対して逆相
にすることにより、メインビーム径が小さくなり過ぎる
のを防ぐことができる。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、低NAの集光状態で使用する光ディスクに対して開口
を制限した場合にも、サイドローブの強度を低く抑える
ことができ、再生信号のＳＮ比の劣化を防ぐことができ
る。
ば、低NAの集光状態で使用する光ディスクに対して開口
を制限した場合にも、サイドローブの強度を低く抑える
ことができ、再生信号のＳＮ比の劣化を防ぐことができ
る。
【図１】 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。
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】 図１の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。
系の説明図である。
【図３】 実施例１の対物レンズとＤＶＤとを示すレン
ズ図である。
ズ図である。
【図４】 波面収差を円グラフで表示する場合の規則を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図５】 実施例１の対物レンズを利用して波長７８９
ｎｍの光束を入射させた場合の波面収差の変化を輪帯毎
に示す円グラフである。
ｎｍの光束を入射させた場合の波面収差の変化を輪帯毎
に示す円グラフである。
【図６】 実施例２の対物レンズを利用して波長７８９
ｎｍの光束を入射させた場合の波面収差の変化を輪帯毎
に示す円グラフである。
ｎｍの光束を入射させた場合の波面収差の変化を輪帯毎
に示す円グラフである。
【図７】 比較例１の対物レンズ使用時のＣＤの記録面
上での光量分布を示すグラフである。
上での光量分布を示すグラフである。
【図８】 実施例１の対物レンズ使用時のＣＤの記録面
上での光量分布を示すグラフである。
上での光量分布を示すグラフである。
【図９】 実施例２の対物レンズ使用時のＣＤの記録面
上での光量分布を示すグラフである。
上での光量分布を示すグラフである。
【図１０】 実施例３の対物レンズとＤＶＤとを示すレ
ンズ図である。
ンズ図である。
【図１１】 実施例３の対物レンズを利用して波長７８
９ｎｍの光束を入射させた場合の波面収差の変化を輪帯
毎に示す円グラフである。
９ｎｍの光束を入射させた場合の波面収差の変化を輪帯
毎に示す円グラフである。
【図１２】 実施例４の対物レンズを利用して波長７８
９ｎｍの光束を入射させた場合の波面収差の変化を輪帯
毎に示す円グラフである。
９ｎｍの光束を入射させた場合の波面収差の変化を輪帯
毎に示す円グラフである。
【図１３】 実施例５の対物レンズを利用して波長７８
９ｎｍの光束を入射させた場合の波面収差の変化を輪帯
毎に示す円グラフである。
９ｎｍの光束を入射させた場合の波面収差の変化を輪帯
毎に示す円グラフである。
【図１４】 比較例２の対物レンズ使用時のＣＤの記録
面上での光量分布を示すグラフである。
面上での光量分布を示すグラフである。
【図１５】 実施例３の対物レンズ使用時のＣＤの記録
面上での光量分布を示すグラフである。
面上での光量分布を示すグラフである。
【図１６】 実施例４の対物レンズ使用時のＣＤの記録
面上での光量分布を示すグラフである。
面上での光量分布を示すグラフである。
【図１７】 実施例５の対物レンズ使用時のＣＤの記録
面上での光量分布を示すグラフである。
面上での光量分布を示すグラフである。
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
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１５年５月７日（２００３．５．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】上記の構成によれば、高NAの集光状態で使
用する光ディスクの利用時には、中心領域を通った光束
と、周辺領域を通った光とが同位相になり、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、
低NAの集光状態で使用する光ディスクの利用時には、中
心領域を通った光束と第２の環状領域を通った光束とは
同位相となり、干渉によりスポットの中心強度が上が
り、サイドローブの強度を下げることができる。すなわ
ち、第１の環状領域を通った光束は、集光点の中心強度
を強める作用を持たず、第２の環状領域を通った光束
は、集光点の中心強度を強める作用を持つ。なお、第１
の環状領域を通った光束の位相を中心領域を通った光束
に対して逆位相にすると、第１サイドローブの強度には
影響を与えずに、スポットが過度に絞られるのを防ぐこ
とができる。
用する光ディスクの利用時には、中心領域を通った光束
と、周辺領域を通った光とが同位相になり、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、
低NAの集光状態で使用する光ディスクの利用時には、中
心領域を通った光束と第２の環状領域を通った光束とは
同位相となり、干渉によりスポットの中心強度が上が
り、サイドローブの強度を下げることができる。すなわ
ち、第１の環状領域を通った光束は、集光点の中心強度
を強める作用を持たず、第２の環状領域を通った光束
は、集光点の中心強度を強める作用を持つ。なお、第１
の環状領域を通った光束の位相を中心領域を通った光束
に対して逆位相にすると、第１サイドローブの強度には
影響を与えずに、スポットが過度に絞られるのを防ぐこ
とができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】１．１５＜ｈS／ｈB＜１．２８ …(１)
周辺領域には、微細な段差を有する複数の輪帯から成る
回折レンズ構造を形成し、複数の輪帯が第２の環状領域
を構成することが望ましい。この場合、個々の輪帯が、
それぞれ第２の環状領域を構成し、したがって、周辺領
域には第２の環状領域が複数含まれることとなる。第２
の環状領域を構成する複数の輪帯は、互いに隣接し、各
輪帯の境界部での光路差が高NAの集光状態で使用する光
ディスクに対応する波長の光束を利用する場合に、波長
の整数倍であることが望ましく、サイドローブを効果的
に下げるためには、特に１波長分となるように設定する
ことが望ましい。
回折レンズ構造を形成し、複数の輪帯が第２の環状領域
を構成することが望ましい。この場合、個々の輪帯が、
それぞれ第２の環状領域を構成し、したがって、周辺領
域には第２の環状領域が複数含まれることとなる。第２
の環状領域を構成する複数の輪帯は、互いに隣接し、各
輪帯の境界部での光路差が高NAの集光状態で使用する光
ディスクに対応する波長の光束を利用する場合に、波長
の整数倍であることが望ましく、サイドローブを効果的
に下げるためには、特に１波長分となるように設定する
ことが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】同様にして、第２０輪帯、第２１輪帯、第
２２輪帯、第２６輪帯の波面収差を図５(Ｂ)〜(Ｅ)に示
す。第２０輪帯、第２１輪帯の位相が、中心領域Ｒｃを
透過した光束の位相とほぼ同位相になることがわかる。
すなわち、第２０輪帯と第２１輪帯は、これらの輪帯を
透過するＣＤに対する波長789nmの光束の位相が、中心
領域Ｒｃを透過した光束の位相に対してほぼ同位相にな
る第２の環状領域である。第１の環状領域と第２の環状
領域との境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの
比ｈS／ｈBを計算すると、1.18となり、条件(１)を満た
している。
２２輪帯、第２６輪帯の波面収差を図５(Ｂ)〜(Ｅ)に示
す。第２０輪帯、第２１輪帯の位相が、中心領域Ｒｃを
透過した光束の位相とほぼ同位相になることがわかる。
すなわち、第２０輪帯と第２１輪帯は、これらの輪帯を
透過するＣＤに対する波長789nmの光束の位相が、中心
領域Ｒｃを透過した光束の位相に対してほぼ同位相にな
る第２の環状領域である。第１の環状領域と第２の環状
領域との境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの
比ｈS／ｈBを計算すると、1.18となり、条件(１)を満た
している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４９】同様にして、第２０−２４輪帯、第２８輪
帯の波面収差を図６(Ｂ)〜(Ｇ)に示す。第２０輪帯、第
２１輪帯、第２２輪帯の位相が、中心領域Ｒｃを透過し
た光束の位相とほぼ同位相になることがわかる。すなわ
ち、第２０〜２２輪帯は、これらの輪帯を透過するＣＤ
に対する波長789nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃを透
過した光束の位相に対してほぼ同位相になる第２の環状
領域である。第１の環状領域と第２の環状領域との境界
ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈ S／ｈBを
計算すると、1.18となり、条件(１)を満たしている。
帯の波面収差を図６(Ｂ)〜(Ｇ)に示す。第２０輪帯、第
２１輪帯、第２２輪帯の位相が、中心領域Ｒｃを透過し
た光束の位相とほぼ同位相になることがわかる。すなわ
ち、第２０〜２２輪帯は、これらの輪帯を透過するＣＤ
に対する波長789nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃを透
過した光束の位相に対してほぼ同位相になる第２の環状
領域である。第１の環状領域と第２の環状領域との境界
ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈ S／ｈBを
計算すると、1.18となり、条件(１)を満たしている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６１】同様にして、第１５輪帯、第１７輪帯の波
面収差を図１１(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相
は、中心領域Ｒｃを透過した光束の位相とほぼ同位相に
なることがわかる。すなわち、第１５輪帯は、この輪帯
を透過するＣＤに対する波長790nmの光束の位相が、中
心領域Ｒｃを透過した光束の位相に対してほぼ同位相に
なる第２の環状領域である。第１の環状領域と第２の環
状領域との境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈB
の比ｈS／ｈBを計算すると、1.21となり、条件(１)を満
たしている。
面収差を図１１(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相
は、中心領域Ｒｃを透過した光束の位相とほぼ同位相に
なることがわかる。すなわち、第１５輪帯は、この輪帯
を透過するＣＤに対する波長790nmの光束の位相が、中
心領域Ｒｃを透過した光束の位相に対してほぼ同位相に
なる第２の環状領域である。第１の環状領域と第２の環
状領域との境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈB
の比ｈS／ｈBを計算すると、1.21となり、条件(１)を満
たしている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６９】同様にして、第１５、１６輪帯の波面収差
を図１２(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相が、中心
領域Ｒｃを透過した光束の位相とほぼ同位相になること
がわかる。すなわち、第１５輪帯は、この輪帯を透過す
るＣＤに対する波長790nmの光束の位相が、中心領域Ｒ
ｃを透過した光束の位相に対してほぼ同位相になる第２
の環状領域である。第１の環状領域と第２の環状領域と
の境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈS
／ｈBを計算すると、1.23となり、条件(１)を満たして
いる。
を図１２(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相が、中心
領域Ｒｃを透過した光束の位相とほぼ同位相になること
がわかる。すなわち、第１５輪帯は、この輪帯を透過す
るＣＤに対する波長790nmの光束の位相が、中心領域Ｒ
ｃを透過した光束の位相に対してほぼ同位相になる第２
の環状領域である。第１の環状領域と第２の環状領域と
の境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈS
／ｈBを計算すると、1.23となり、条件(１)を満たして
いる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７６】第１２輪帯の波面収差は、図１３(Ａ)に示
される。波面収差は図中の矢印で示されるように図中の
左方向の方向性を持つ。第１２輪帯は、この輪帯を透過
するＣＤに対応する波長790nmの光束の位相が、中心領
域Ｒｃを透過した光束の位相とは異なる(逆位相となる)
第１の環状領域である。
される。波面収差は図中の矢印で示されるように図中の
左方向の方向性を持つ。第１２輪帯は、この輪帯を透過
するＣＤに対応する波長790nmの光束の位相が、中心領
域Ｒｃを透過した光束の位相とは異なる(逆位相となる)
第１の環状領域である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７７】第１５輪帯、第１７輪帯の波面収差を図１
３(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相が、中心領域Ｒ
ｃを透過した光束の位相とほぼ同位相になることがわか
る。すなわち、第１５輪帯は、これらの輪帯を透過する
ＣＤに対する波長789nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃ
を透過した光束の位相に対してほぼ同位相になる第２の
環状領域である。第１の環状領域と第２の環状領域との
境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈS／
ｈBを計算すると、1.21となり、条件(１)を満たしてい
る。
３(Ｂ)、(Ｃ)に示す。第１５輪帯の位相が、中心領域Ｒ
ｃを透過した光束の位相とほぼ同位相になることがわか
る。すなわち、第１５輪帯は、これらの輪帯を透過する
ＣＤに対する波長789nmの光束の位相が、中心領域Ｒｃ
を透過した光束の位相に対してほぼ同位相になる第２の
環状領域である。第１の環状領域と第２の環状領域との
境界ｈSと、中心領域と周辺領域との境界ｈBの比ｈS／
ｈBを計算すると、1.21となり、条件(１)を満たしてい
る。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８０】実施例４では、第２の環状領域として、波
面収差の変化が２πを超える輪帯を用いているが、この
ような幅広の輪帯を利用しても実施例３と同様にサイド
ローブを抑える効果が得られる。また、実施例５のよう
に第１の環状領域を構成する第１２輪帯の波面収差の位
相を中央領域を通る光束の波面収差の位相に対して逆位
相にすることにより、メインビーム径が小さくなり過ぎ
るのを防ぐことができる。
面収差の変化が２πを超える輪帯を用いているが、この
ような幅広の輪帯を利用しても実施例３と同様にサイド
ローブを抑える効果が得られる。また、実施例５のよう
に第１の環状領域を構成する第１２輪帯の波面収差の位
相を中央領域を通る光束の波面収差の位相に対して逆位
相にすることにより、メインビーム径が小さくなり過ぎ
るのを防ぐことができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 是枝 大輔
東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光
学工業株式会社内
Ｆターム(参考） 2H087 KA13 LA01 LA21 NA03 PA01
PA17 PB01 QA02 QA07 QA14
QA34 RA01 RA05 RA12 RA13
RA42 RA46
5D119 AA05 BA01 EB11 JA44 JA46
5D789 AA05 BA01 EB11 JA44 JA46
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくとも２つの異なる波長の光束をNA
の異なる集光状態で、少なくとも２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、低NAの集光状態で使用す
る光ディスクに必要充分な低NAの光束が透過する中心領
域と、この中心領域の周囲に位置し、高NAの集光状態で
使用する光ディスクに対して必要な高NAの光束が透過す
る周辺領域とに区分され、 高NAの集光状態で使用する光ディスクに対応する波長の
光束を用いて高NAの集光状態で使用する光ディスク上に
集光点を形成する場合には、前記周辺領域を透過した光
束の位相は、前記中心領域を透過した光束の位相に対し
てほぼ同位相になり、 低NAの集光状態で使用する光ディスクに対応する波長の
光束を用いて低NAの集光状態で使用する光ディスク上に
集光点を形成する場合には、前記周辺領域に含まれる第
１の環状領域を透過した光束の位相は、前記中心領域を
透過した光束の位相とは異なり、前記第１の環状領域よ
り外側に位置する第２の環状領域を透過した光束の位相
は、前記中心領域を透過した光束の位相に対してほぼ同
位相になることを特徴とする光ヘッド用対物レンズ。 - 【請求項２】 前記第１の環状領域と前記第２の環状領
域との境界の光軸からの高さをｈS、前記中心領域と前
記周辺領域との境界の光軸からの高さをｈBとして、以
下の条件(１)を満たす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。 １．１５＜ｈS／ｈB＜１．２８ …(１) - 【請求項３】 前記周辺領域には、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、複数の
輪帯が前記第２の環状領域を構成していることを特徴と
する請求項１または２に記載の光ヘッド用対物レンズ。 - 【請求項４】 前記第２の環状領域を構成する複数の輪
帯は、互いに隣接しており、各輪帯の境界部での光路差
は、前記高NAの集光状態で使用する光ディスクに対応す
る波長の光束を利用する場合に、１波長分であることを
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】 前記周辺領域に形成された複数の輪帯に
は、前記低NAの集光状態で使用する光ディスクに対応す
る波長の光束を利用する場合に、輪帯の中心側の端を透
過する光束と周辺側の端を透過する光束との位相差がπ
を越える幅広の輪帯が含まれ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６】 前記第２の環状領域を構成する複数の輪
帯には、前記低NAの集光状態で使用する光ディスクに対
応する波長の光束を利用する場合に、輪帯の中心側の端
を透過する光束と周辺側の端を透過する光束との位相差
が２πを越える幅広の輪帯が含まれ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７】 前記第１の環状領域を透過した光束の位
相は、前記低NAの集光状態で使用する光ディスクに対応
する波長の光束を利用する場合に、前記中心領域を透過
した光束の位相に対してほぼ逆相になることを特徴とす
る請求項１に記載の光ヘッド用対物レンズ。 - 【請求項８】 少なくとも２つの異なる波長の光束をNA
の異なる集光状態で、少なくとも２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、低NAの集光状態で使用す
る光ディスクに必要充分な低NAの光束が透過する中心領
域と、この中心領域の周囲に位置し、高NAの集光状態で
使用する光ディスクに対して必要な高NAの光束が透過す
る周辺領域とに区分され、 前記周辺領域には、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、 高NAの集光状態で使用する光ディスクに対応する波長の
光束を用いて高NAの集光状態で使用する光ディスク上に
集光点を形成する場合には、前記周辺領域に形成された
回折レンズ構造に含まれる全ての輪帯は、集光点の中心
強度を強める作用を持ち、 低NAの集光状態で使用する光ディスクに対応する波長の
光束を用いて低NAの集光状態で使用する光ディスク上に
集光点を形成する場合には、前記周辺領域に形成された
回折レンズ構造に含まれる輪帯のうち、第１の環状領域
を構成する輪帯は、集光点の中心強度を強める作用を持
たず、前記第１の環状領域より外側に位置する第２の環
状領域を構成する輪帯は、集光点の中心強度を強める作
用を持つことを特徴とする光ヘッド用対物レンズ。 - 【請求項９】 前記第１の環状領域と前記第２の環状領
域との境界の光軸からの高さをｈS、前記中心領域と前
記周辺領域との境界の光軸からの高さをｈBとして、以
下の条件(１)を満たす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。 １．１５＜ｈS／ｈB＜１．２８ …(１)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002133140A JP2003322793A (ja) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | 光ヘッド用対物レンズ |
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| CNB031309917A CN100340889C (zh) | 2002-05-08 | 2003-05-08 | 用于光学拾波器的物镜 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002133140A JP2003322793A (ja) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | 光ヘッド用対物レンズ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003322793A true JP2003322793A (ja) | 2003-11-14 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002133140A Pending JP2003322793A (ja) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | 光ヘッド用対物レンズ |
Country Status (3)
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| JP (1) | JP2003322793A (ja) |
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2003
- 2003-05-07 US US10/430,212 patent/US7224662B2/en active Active
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