JP2004265573A - 光ピックアップ装置用の対物レンズ、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 - Google Patents
光ピックアップ装置用の対物レンズ、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】対物レンズは、BD用の第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の光量を有する回折光の次数n1に対して、DVD用の第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の光量を有する回折光の次数n2がより低次となるように設定された同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を少なくとも1つの光学面上に有する。屈折レンズとしての作用によりBD用の第1保護層とDVD用の第2保護層の厚さの違いに起因して変化する球面収差を、回折構造の波長依存性を利用して相殺補正することができる。
【選択図】図3
Description
前記対物レンズは、前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の光量を有する回折光の次数n1に対して、前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の光量を有する回折光の次数n2がより低次となるように設定された同心円状の複数の輪帯からなる第1の回折構造を少なくとも1つの光学面上に有するとともに、
n1及びn2はそれぞれ0以外の整数であり、
第1開口数NA1内で良好な波面を形成するように、前記n1次回折光を前記第1保護層を介して前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、第2開口数NA2(NA2<NA1)内で良好な波面を形成するように、前記n2次回折光を前記第2保護層を介して前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする。
λ2/λ1>1.3 (1)
n2=INT(λ1・n1/λ2) (2)
|INT(λ1・n1/λ2)−(λ1・n1/λ2)|<0.4 (3)
但し、n1は2以上10以下の整数であり、INT(λ1・n1/λ2)はλ1・n1/λ2の値を四捨五入して得られる整数である。
INT(λ1・n1/λ2)−(λ1・n1/λ2)>0 (4)
Fb=l1/lB・n1・(B0+B2・h2+B4・h4+B6・h6+・・・・・) (5)
により定義される光路差関数Fb(mm)で表すとき(ただし、B2、B4、B6、・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・の光路差関数係数である)、
fD=lB/(−2・n1・l1・B2) (6)
で定義される前記第1の回折構造の焦点距離fD(mm)と前記第1波長λ1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)とが下記(7)式を満足することが好ましい。
−0.20≦f1/fD<0 (7)
INT(λ1・n1/λ2)−(λ1・n1/λ2)<0 (8)
Fb=l1/lB・n1・(B0+B2・h2+B4・h4+B6・h6+・・・・・) (9)
により定義される光路差関数Fb(mm)で表すとき(ただし、B2、B4、B6、・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・の光路差関数係数である)、
fD=lB/(−2・n1・l1・B2) (10)
で定義される前記第1の回折構造の焦点距離fD(mm)と前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)とが以下の条件を満足すると好ましい。
0.05<f1/fD<0.25 (11)
390nm<λ1<420nm (12)
640nm<λ2<670nm (13)
NA1>0.8 (14)
0.8<d/f1<1.6 (15)
但し、dは光軸上のレンズ厚さであり、f1は前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離である。
0≦|PL2/PL1|≦0.2 (16)
レンズ構成の屈折レンズと、屈折レンズの光束入射面側に配置されパワーをほとんど有さない光学素子とから構成される複合型レンズとするのが好ましい。この構成によると、光情報記録媒体に光束を集光させる集光素子としての機能を専ら屈折レンズに持たせることで、保護層の厚い光情報記録媒体に対する作動距離を十分に確保できるとともに、パワーをほとんど有さない光学素子に回折構造を形成することで、回折構造の段差部分による光束のけられの影響を小さくできる。ここで、「パワーをほとんど有さない光学素子」とは、屈折レンズの第1波長λ1における焦点距離をfL1(mm)とし、屈折レンズの第1光源及び第2光源側に配置される光学素子の第1波長λ1における焦点距離をfL2(mm)としたとき、以下の条件式 0≦|fL1/fL2|≦0.2を満たす光学素子を指す。尚、焦点距離は近軸パワーの逆数であるので、上記fL1及びfL2に関する条件式(0≦|fL1/fL2|≦0.2)は、(16)式と同じ意味である。
NA1>0.8 (17)
0.8<dL1/fL1<1.6 (18)
但し、dL1は前記屈折単レンズの光軸状のレンズ厚さであり、fL1は前記屈折単レンズの前記第1波長l1における焦点距離である。
0.03<(DSA/Dl)/{(NA2)4・f1}<0.14 (19)
更に、下記(15’)式を満たすことが更に好ましい。
0.05<(DSA/Dl)/{(NA2)4・f1}<0.12 (19’)
0.0008<(DSAM/Dl)/{(NA2)2・f1}<0.0021 (20)
更に、下記(16’)式を満たすことが更に好ましい。
0.001<(DSAM/Dl)/{(NA2)2・f1}<0.0019 (20’)
m1=m2=0 (21)
対物レンズが第1波長l1と第2波長l2とに対して共に無限共役型であると、対物レンズが光情報記録媒体の半径方向にトラッキングした場合であっても物点位置が変化しないので、良好なトラッキング特性を得ることができる。
m1>m2 (22)
前記対物レンズは、少なくとも1つの光学面上に、前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の光量を有する回折光の次数n1に対して、前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の光量を有する回折光の次数n2がより低次となるように設定された同心円状の複数の輪帯からなる第1の回折構造を有するとともに、
n1及びn2はそれぞれ0以外の整数であり、
前記対物レンズは、第1開口数NA1内で波面収差を測定した際に、そのRMS値が0.07l1以下となるように、前記第n1次回折光を前記第1保護層を介して前記第1情報記録面上に集光し、第2開口数NA2(NA2<NA1)内で波面収差を測定した際に、そのRMS値が0.07l2以下となるように、前記n2次回折光を前記第2保護層を介して前記第2情報記録面上に集光することを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項1に記載の発明と同様である。
l2/l1>1.3 (1)
本発明の作用効果は、請求項2に記載の発明と同様である。
n2=INT(l1・n1/l2) (2)
|INT(l1・n1/l2)−(l1・n1/l2)|<0.4 (3)
但し、n1は2以上10以下の整数であり、INT(l1・n1/l2)はl1・n1/l2の値を四捨五入して得られる整数である。本発明の作用効果は、請求項3に記載の発明と同様である。
INT(l1・n1/l2)−(l1・n1/l2)>0 (4)
本発明の作用効果は、請求項4に記載の発明と同様である。
Fb=l1/lB・n1・(B0+B2・h2+B4・h4+B6・h6+・・・・・) (5)
により定義される光路差関数Fb(mm)で表すとき(ただし、B2、B4、B6、・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・の光路差関数係数である)、
fD=lB/(−2・n1・l1・B2) (6)
で定義される前記第1の回折構造の焦点距離fD(mm)と前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)とが以下の条件を満足することを特徴とする。
−0.20≦f1/fD<0 (7)
本発明の作用効果は、請求項6に記載の発明と同様である。
INT(l1・n1/l2)−(l1・n1/l2)<0 (8)
本発明の作用効果は、請求項8に記載の発明と同様である。
Fb=l1/lB・n1・(B0+B2・h2+B4・h4+B6・h6+・・・・・) (9)
により定義される光路差関数Fb(mm)で表すとき(ただし、B2、B4、B6、・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・の光路差関数係数である)、
fD=lB/(−2・n1・l1・B2) (10)
で定義される前記第1の回折構造の焦点距離fD(mm)と前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)とが以下の条件を満足することを特徴とする。
0.05<f1/fD<0.25 (11)
本発明の作用効果は、請求項10に記載の発明と同様である。
390nm<l1<420nm (12)
640nm<l2<670nm (13)
本発明の作用効果は、請求項12に記載の発明と同様である。
NA1>0.8 (14)
0.8<d/f1<1.6 (15)
但し、dは光軸上のレンズの厚さであり、f1は前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離である。本発明の作用効果は、請求項16に記載の発明と同様である。
0≦|PL2/PL1|≦0.2 (16)
本発明の作用効果は、請求項17に記載の発明と同様である。
NA1>0.8 (17)
0.8<dL1/fL1<1.6 (18)
但し、dL1は前記屈折単レンズの光軸状のレンズ厚さであり、fL1は前記屈折単レンズの第1波長l1における焦点距離である。本発明の作用効果は、請求項19に記載の発明と同様である。
03<(DSA/Dl)/{(NA2)4・f1}<0.14 (19)
本発明の作用効果は、請求項21に記載の発明と同様である。
0008<(DSAM/Dl)/{(NA2)2・f1}<0.0021 (20)
本発明の作用効果は、請求項22に記載の発明と同様である。
m1=m2=0 (21)
本発明の作用効果は、請求項24に記載の発明と同様である。
m1>m2 (22)
本発明の作用効果は、請求項25に記載の発明と同様である。
る赤色半導体レーザLD2と光検出器PD2とが一体化されたDVD用モジュールMD2、対物レンズOBJ1、偏光ビームスプリッタBS、コリメートレンズCOL、BDの開口数0.85に対応した絞りSTO、及び2軸アクチュエータACとから構成されている。なお、青紫色半導体レーザLD1としては、窒化ガリウム材料により構成された半導体レーザ、或いは第2次高調波発生を利用する半導体レーザの何れかを使用することができる。
後、BD用モジュールMD1の光検出器PD1の受光面上に収束する。そして、光検出器PD1の出力信号を用いてBDに記録された情報を読み取ることができる。
BSにより反射された後、DVD用モジュールMD2の光検出器PD2の受光面上に収束する。そして、光検出器PD2の出力信号を用いてDVDに記録された情報を読み取ることができる。
次に、上述した対物レンズOBJ1乃至OBJ3として好適な実施例を6例提示する。何れの実施例も0.1mmの厚さの保護層を有し青紫色半導体レーザにより情報の記録及び/又は再生を行うBDと、0.6mmの厚さの保護層を有し赤色半導体レーザにより情報の記録及び/又は再生を行うDVDに兼用される光ピックアップ装置用の対物レンズである。
図6(a)は、実施例1にかかる対物レンズとBDとを示すレンズ断面図であり、図6(b)は実施例1にかかる対物レンズとDVDとを示すレンズ断面図である。実施例1の対物レンズは上述の対物レンズOBJ1として好適なプラスチックレンズであり、その具体的なレンズデータは表1に示されている。
図9(a)は、実施例2にかかる対物レンズとBDとを示すレンズ断面図であり、図9(b)は実施例2にかかる対物レンズとDVDとを示すレンズ断面図である。実施例2の対物レンズは上述の対物レンズOBJ1として好適なプラスチックレンズであり、その具体的なレンズデータは表2に示されている。
図12(a)は、実施例3にかかる対物レンズとBDとを示すレンズ断面図であり、図12(b)は実施例3にかかる対物レンズとDVDとを示すレンズ断面図である。実施例3の対物レンズは上述の対物レンズOBJ1として好適なガラスレンズであり、その具体的なレンズデータは表3に示されている。実施例3の対物レンズでは、一般のモールド成型用ガラスよりも転移点が低いガラスであるPG325(商品名、住田光学社製)を使用した。
図15(a)は、実施例3にかかる対物レンズとBDとを示すレンズ断面図であり、図15(b)は実施例3にかかる対物レンズとDVDとを示すレンズ断面図である。実施例3の対物レンズは上述の対物レンズOBJ2として好適なプラスチックレンズであり、その具体的なレンズデータは表4に示されている。
図18(a)は、実施例4にかかる対物レンズとBDとを示すレンズ断面図であり、図18(b)は実施例4にかかる対物レンズとDVDとを示すレンズ断面図である。実施例4の対物レンズは上述の対物レンズOBJ3として好適なプラスチックレンズであり、その具体的なレンズデータは表5に示されている。
図21(a)は、実施例5にかかる対物レンズとBDとを示すレンズ断面図であり、図21(b)は実施例5にかかる対物レンズとDVDとを示すレンズ断面図である。実施例6の対物レンズは上述の対物レンズOBJ1として好適な複合型レンズであり、その具体的なレンズデータは表6に示されている。実施例6の対物レンズはBDに対して球面収差補正がなされたガラスレンズと、パワーを持たないプラスチック光学素子から構成されており、パワーを持たないプラスチック光学素子の光束入射面側の光学面(第1面)に回折構造が形成されている。
MD2 DVD用モジュール(第2光源)
LM レーザモジュール
BS ビームスプリッタ
COL コリメートレンズ
STO 絞り
OBJ1〜OBJ3 対物レンズ
AC アクチュエータ
Claims (55)
- 第1光源から射出される第1波長l1の第1光束を集光させることによってt1(0mm≦t1≦0.2mm)の第1保護層を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、第2光源から射出される第2波長l2(l1<l2)の第2光束を集光させることによって厚さt2(t2>t1)の第2保護層を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズにおいて、
前記対物レンズは前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の光量を有する回折光の次数n1に対して、前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の光量を有する回折光の次数n2がより低次となるように設定された同心円状の複数の輪帯からなる第1の回折構造を少なくとも1つの光学面上に有するとともに、
n1及びn2はそれぞれ0以外の整数であり、
第1開口数NA1内で波面収差を測定した際にそのRMS値が0.07l1以下となるように、前記n1次回折光を前記第1保護層を介して前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、第2開口数NA2(NA2<NA1)内で波面収差を測定した際にそのRMS値が0.07l2以下となるように、前記n2次回折光を前記第2保護層を介して前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする光ピックアップ装置用の対物レンズ。 - 次式を満たす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用の対物レンズ。
l2/l1>1.3 (1) - 次式を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
n2=INT(l1・n1/l2) (2)
|INT(l1・n1/l2)−(l1・n1/l2)|<0.4 (3)
但し、n1は2以上10以下の整数であり、INT(l1・n1/l2)はl1・n1/l2の値を四捨五入して得られる整数である。 - 前記第2開口数NA2内において、前記第1の回折構造は、入射光束の波長が長くなった場合の球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差の波長依存性を有するとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項3に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
INT(l1・n1/l2)−(l1・n1/l2)>0 (4) - 前記第1の回折構造はブレーズ構造であり、段差部が光軸に近い側に位置するブレーズ構造を有する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用の対物レンズ。
- 前記第1波長l1が前記第1の回折構造に入射した際に透過波面に付加される光路差を光軸からの高さh(mm)の関数として、
Fb=l/lB・n1・(B0+B2・h2+B4・h4+B6・h6+・・・・・) (5)
により定義される光路差関数Fb(mm)で表すとき(ただし、B2、B4、B6、・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・の光路差関数係数である)、
fD=lB/(−2・n1・l1・B2) (6)
で定義される前記第1の回折構造の焦点距離fD(mm)と前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)とが以下の条件を満足することを特徴とする請求項4又は5に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
−0.20≦f1/fD<0 (7) - 前記第1の回折構造はブレーズ構造であって、前記第1の回折構造が形成された光学面は、段差部が光軸から遠い側に位置するブレーズ構造が形成された第1領域と、前記第1領域の外側に形成された段差部が光軸に近い側に位置する第2領域、とを有する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用の対物レンズ。
- 前記第2開口数NA2内において、前記第1の回折構造は、入射光束の波長が長くなった場合の球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有するとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項3に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
INT(l1・n1/l2)−(l1・n1/l2)<0 (8) - 前記第1の回折構造はブレーズ構造であり、段差部が光軸から遠い側に位置するブレーズ構造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用の対物レンズ。
- 前記第1波長l1が前記第1の回折構造に入射した際に透過波面に付加される光路差を光軸からの高さh(mm)の関数として、
Fb=l1/lB・n1・(B0+B2・h2+B4・h4+B6・h6+・・・・・) (9)
により定義される光路差関数Fb(mm)で表すとき(ただし、B2、B4、B6、・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・の光路差関数係数である)、
fD=lB/(−2・n1・l1・B2) (10)
で定義される前記第1の回折構造の焦点距離fD(mm)と前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)とが以下の条件を満足することを特徴とする請求項8又は9に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
0.05<f1/fD<0.25 (11) - 前記第1の回折構造はブレーズ構造であって、前記第1の回折構造が形成された光学面は、段差部が光軸から遠い側に位置するブレーズ構造が形成された第1領域と、前記第1領域の外側に形成された段差部が光軸に近い側に位置する第2領域、とを有す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用の対物レンズ。
- n1とn2の組み合わせが、(n1,n2)=(2,1)、(3,2)、(5,3)、(8,5)のいずれかであり、且つ、次式を満たすことを特徴とする請求項1〜11項のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
390nm<l1<420nm (12)
640nm<l2<670nm (13) - n1とn2の組み合わせが、(n1,n2)=(2,1)であることを特徴とする請求項12に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
- n1とn2の組み合わせが、(n1,n2)=(3,2)であることを特徴とする請求項12に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
- 前記対物レンズが、正のパワーを有する単レンズを有し、前記単レンズの前記第1光源若しくは第2光源からの光束が入射する側の光学面上に前記第1の回折構造が形成されていることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
- 次式を満たすことを特徴とする請求項15に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ、
NA1>0.8 (14)
0.8<d/f1<1.6 (15)
但し、dは光軸上のレンズ厚さであり、f1は前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離である。 - 前記対物レンズが、正のパワーを有する屈折単レンズと、前記屈折単レンズの前記第1光源もしくは前記第2光源からの光束が入射する側に光学素子を有し、前記屈折単レンズの第1波長λ1における近軸パワーPL1(mm−1)とし、前記光学素子の第1波長λ1における近軸パワーPL2(mm−1)としたときに、次式を満たすことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
0≦|PL2/PL1|≦0.2 (16) - 前記屈折単レンズは、前記第1保護層の厚さに応じて前記第1波長に対して球面収差が最小となるように最適化されていることを特徴とする請求項17に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
- 次式を満たすことを特徴とする請求項17又は18に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
NA1>0.8 (17)
0.8<dL1/fL1<1.6 (18)
但し、dL1は前記屈折単レンズの光軸状のレンズ厚さであり、fL1は前記屈折単レンズの前記第1波長l1における焦点距離である。 - 前記第1の回折構造の輪帯数は、前記第2開口数NA2内において、10〜60の範囲内であることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
- 前記第1波長l1が±10nmの範囲内で変化した場合の、前記第2開口数NA2内における、前記第1の回折構造の球面収差の変化率DSA/Dl(lRMS/nm)、前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)、及び、前記第2開口数NA2が次式を満たすことを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
0.03<(DSA/Dl)/{(NA2)4・f1}<0.14 (19) - 前記第1波長l1が±10nmの範囲内で変化した場合の、前記第2開口数NA2のマージナル光線の球面収差の変化率DSAM/Dl(mm/nm)、前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)、及び前記第2開口数NA2が次式を満たすことを特徴とする請求項1〜21のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
0.0008<(DSAM/Dl)/{(NA2)2・f1}<0.0021 (20) - 前記第2開口数NA2より外側の領域を通過して前記第2情報記録媒体の情報記録面に到達した前記第2光束は、前記第1開口数NA1内において0.07l2RMS以上の球面収差を有す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用の対物レンズ。
- 前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行う際の第1結像倍率m1と、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行う際の第2結像倍率m2が次式を満たすことを特徴とする請求項1〜23のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
m1=m2=0 (21) - 前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行う際の第1結像倍率m1と、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行う際の第2結像倍率m2が、次式を満たすことを特徴とする請求項1〜23のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズ。
m1>m2 (22) - 前記対物レンズの光学面は前記第2開口数NA2より内側に対応した中央領域と、前記中央領域を囲み前記第2開口数NA2より外側の周辺領域を有し、前記第1の回折構造は前記中央領域に形成され、前記周辺領域には前記第1波長l1で最適化された第2の回折構造が形成された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用の対物レンズ。
- 前記対物レンズの光学面は、前記第2開口数NA2より内側に対応した中央領域と、該中央領域を囲み前記第2開口数NA2より外側の周辺領域を有し、前記第1の回折構造は前記中央領域にのみ形成され、前記周辺領域は連続面であ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用の対物レンズ。
- 第1波長l1の第1光束を射出する第1光源、第2波長l2(l1<l2)の第2光束を射出する第2光源、及び、対物レンズを有し、前記第1光束により、第1の情報記録面上に厚さt1(0mm≦t1≦0.2mm)の第1保護層を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行い、前記第2光束により、第2の情報記録面上に厚さt2の第2保護層を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うことができる光ピックアップ装置において、
前記対物レンズは、少なくとも1つの光学面上に、前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の光量を有する回折光の次数n1に対して、前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち最大の光量を有する回折光の次数n2がより低次となるように設定された同心円状の複数の輪帯からなる第1の回折構造を有するとともに、
n1及びn2はそれぞれ0以外の整数であり、
前記対物レンズは、第1開口数NA1内で波面収差を測定した際に、そのRMS値が0.07l1以下となるように、前記第n1次回折光を前記第1保護層を介して前記第1情報記録面上に集光し、第2開口数NA2(NA2<NA1)内で波面収差を測定した際に、そのRMS値が0.07l2以下となるように、前記n2次回折光を前記第2保護層を介して前記第2情報記録面上に集光することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 次式を満たすことを特徴とする請求項28に記載のピックアップ装置。
l2/l1>1.3 (1) - 次式を満たすことを特徴とする請求項28又は29に記載の光ピックアップ装置、
n2=INT(l1・n1/l2) (2)
|INT(l1・n1/l2)−(l1・n1/l2)|<0.4 (3)
但し、n1は2以上10以下の整数であり、INT(l1・n1/l2)はl1・n1/l2の値を四捨五入して得られる整数である。 - 前記第2開口数NA2内において、前記第1の回折構造は、入射光束の波長が長くなった場合の球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差の波長依存性を有するとともに、次式を満たす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。
INT(l1・n1/l2)−(l1・n1/l2)>0 (4) - 前記第1の回折構造はブレーズ構造であり、段差部が光軸に近い側に位置するブレーズ構造を有することを特徴とする請求項31に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1波長l1が前記第1の回折構造に入射した際に透過波面に付加される光路差を光軸からの高さh(mm)の関数として、
Fb=l1/lB・n1・(B0+B2・h2+B4・h4+B6・h6+・・・・・) (5)
により定義される光路差関数Fb(mm)で表すとき(ただし、B2、B4、B6、・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・の光路差関数係数である)、
fD=lB/(−2・n1・l1・B2) (6)
で定義される前記第1の回折構造の焦点距離fD(mm)と前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)とが以下の条件を満足することを特徴とする請求項31又は32に記載の光ピックアップ装置。
−0.20≦f1/fD<0 (7) - 前記第1の回折構造はブレーズ構造であって、前記第1の回折構造が形成された光学面は、段差部が光軸から遠い側に位置するブレーズ構造が形成された第1領域と、前記第1領域の外側に形成された段差部が光軸に近い側に位置する第2領域、とを有することを特徴とする請求項33に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第2開口数NA2内において、前記第1の回折構造は、入射光束の波長が長くなった場合の球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有するとともに、次式を満たす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。
INT(l1・n1/l2)−(l1・n1/l2)<0 (8) - 前記第1の回折構造はブレーズ構造であり、段差部が光軸から遠い側に位置するブレーズ構造を有することを特徴とする請求項35に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1波長l1が前記第1の回折構造に入射した際に透過波面に付加される光路差を光軸からの高さh(mm)の関数として、
Fb=l1/lB・n1・(B0+B2・h2+B4・h4+B6・h6+・・・・・) (9)
により定義される光路差関数Fb(mm)で表すとき(ただし、B2、B4、B6、・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・の光路差関数係数である)、
fD=lB/(−2・n1・l1・B2) (10)
で定義される前記第1の回折構造の焦点距離fD(mm)と前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)とが以下の条件を満足することを特徴とする請求項35又は36に記載の光ピックアップ装置。
0.05<f1/fD<0.25 (11) - 前記第1の回折構造はブレーズ構造であって、前記第1の回折構造が形成された光学面は、段差部が光軸から遠い側に位置するブレーズ構造が形成された第1領域と、前記第1領域の外側に形成された段差部が光軸に近い側に位置する第2領域、とを有することを特徴とする請求項37に記載の光ピックアップ装置。
- n1とn2の組み合わせが、(n1,n2)=(2,1)、(3,2)、(5,3)、(8,5)のいずれかであり、且つ、次式を満たすことを特徴とする請求項28〜38のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
390nm<l1<420nm (12)
640nm<l2<670nm (13) - n1とn2の組み合わせが、(n1,n2)=(2,1)であることを特徴とする請求項39に記載の光ピックアップ装置。
- n1とn2の組み合わせが、(n1,n2)=(3,2)であることを特徴とする請求項39に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物レンズが、正のパワーを有する単レンズを有し、前記単レンズの前記第1光源若しくは第2光源からの光束が入射する側の光学面上に前記第1の回折構造が形成されていることを特徴とする請求項28〜41のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
- 次式を満たすことを特徴とする請求項42に記載の光ピックアップ装置。
NA1>0.8 (14)
0.8<d/f1<1.6 (15)
但し、dは光軸上のレンズの厚さであり、f1は前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離である。 - 前記対物レンズが、正のパワーを有する屈折単レンズと、前記屈折単レンズの前記第1光源もしくは前記第2光源からの光束が入射する側に光学素子を有し、前記屈折単レンズの第1波長λ1における近軸パワーPL1(mm−1)とし、前記光学素子の第1波長λ1における近軸パワーPL2(mm−1)としたときに、次式を満たすことを特徴とする請求項28〜41のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
0≦|PL2/PL1|≦0.2 (16) - 前記屈折単レンズは、前記第1保護層の厚さに応じて前記第1波長に対して球面収差が最小となるように最適化されていることを特徴とする請求項44に記載の光ピックアップ装置。
- 次式を満たすことを特徴とする請求項44又は45に記載の光ピックアップ装置,
NA1>0.8 (17)
0.8<dL1/fL1<1.6 (18)
但し、dL1は前記屈折単レンズの光軸状のレンズ厚さであり、fL1は前記屈折単レンズの第1波長l1における焦点距離である。 - 前記第1の回折構造の輪帯数は、前記第2開口数NA2内において、10〜60の範囲内であることを特徴とする請求項28〜46のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1波長l1が±10nmの範囲内で変化した場合の、前記第2開口数NA2内における前記第1の回折構造の球面収差の変化率DSA/Dl(lRMS/mm)、前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)、及び、前記第2開口数NA2が次式を満たすことを特徴とする請求項28〜47のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
0.03<(DSA/Dl)/{(NA2)4・f1}<0.14 (19) - 前記第1波長l1が±10nmの範囲内で変化した場合の、前記第2開口数NA2のマージナル光線の球面収差の変化率DSAM/Dl(mm/nm)、前記第1波長l1における前記対物レンズ全系の焦点距離f1(mm)、及び前記第2開口数NA2が次式を満たすことを特徴とする請求項28〜48のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
0.0008<(DSAM/Dl)/{(NA2)2・f1}<0.0021 (20) - 前記第2開口数NA2より外側の領域を通過して前記第2情報記録媒体の情報記録面に到達した前記第2光束は、前記第1開口数NA1内において0.07l2RMS以上の球面収差を有することを特徴とする請求項28〜49のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行う際の第1結像倍率m1と、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行う際の第2結像倍率m2が次式を満たすことを特徴とする請求項28〜50のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
m1=m2=0 (21) - 前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行う際の第1結像倍率m1と、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行う際の第2結像倍率m2が、次式を満たすことを特徴とする請求項28〜50のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
m1>m2 (22) - 前記対物レンズの光学面は前記第2開口数NA2より内側に対応した中央領域と、前記中央領域を囲み前記第2開口数NA2より外側の周辺領域を有し、前記第1の回折構造は前記中央領域に形成され、前記周辺領域には前記第1波長l1で最適化された第2の回折構造が形成されたことを特徴とする請求項28〜52のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物レンズの光学面は、前記第2開口数NA2より内側に対応した中央領域と、該中央領域を囲み前記第2開口数NA2より外側の周辺領域を有し、前記回折構造は前記中央領域にのみ形成され、前記周辺領域は連続面であることを特徴とする請求項28〜52のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
- 請求項28〜54のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置による情報信号の記録及び/又は再生が可能に前記第1光情報記録媒体及び前記第2光情報記録媒体を支持する光情報記録媒体支持手段とを備えたことを特徴とする光情報記録再生装置。
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