JP2006012393A - 対物光学系、光ピックアップ装置、及び光ディスクドライブ装置 - Google Patents
対物光学系、光ピックアップ装置、及び光ディスクドライブ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006012393A JP2006012393A JP2005149310A JP2005149310A JP2006012393A JP 2006012393 A JP2006012393 A JP 2006012393A JP 2005149310 A JP2005149310 A JP 2005149310A JP 2005149310 A JP2005149310 A JP 2005149310A JP 2006012393 A JP2006012393 A JP 2006012393A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- optical system
- lens
- diffractive structure
- objective optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
【解決手段】 本発明の対物光学系は収差補正素子と対物レンズとから構成される。また、収差補正素子はベースレンズと樹脂層を積層して構成され、その境界面には回折構造が形成される。そして、ベースレンズのd線におけるアッベ数と樹脂層のd線におけるアッベ数の差Δνdが以下の式を満たし、ベースレンズの第1波長λ1における屈折率と樹脂層の第1波長λ1における屈折率の差Δn1が以下の式を満たす。20<|Δνd|<40、|Δn1|>0.02
【選択図】図2
Description
この対物レンズでは、何れの波長領域においても回折効率を高く確保できるものの、CDに対する情報の記録/再生時において、赤外レーザ光束の発散度合いが強くなりすぎて、対物レンズがトラッキングした際のコマ収差発生が大きくなりすぎるため、CDに対して良好な記録/再生特性が得られない、という課題がある。
この対物レンズでは、回折構造の作用により、高密度光ディスクとDVDの保護層厚みの差による球面収差、更には、高密度光ディスクとCDの保護層厚さの違いによる球面収差が補正可能であるものの、青紫色レーザ光束の3次回折光の回折効率と、赤外レーザ光束の2次回折光の回折効率が70%程度と低いため、光ディスクに対する記録/再生速度の高速化に対応できない、光検出器での検出信号のS/N比が低いため良好な記録/再生特性が得られない、レーザ光源に印加する電圧が高くなるためレーザ光源の寿命が短くなる、という課題がある。
即ち、青紫色レーザ光束の回折光の回折効率と、赤外レーザ光束の回折光の回折効率を共に高く確保した場合に相当する特許文献1の数値実施例7の対物レンズでは、青紫色レーザ光束の回折光の回折角と赤外レーザ光束の回折光の回折角とが略一致してしまうので、回折構造により高密度光ディスクとCDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正できないことになる。
尚、特許文献1及び2に記載されている回折構造だけでなく、特許文献3に記載されているような位相補正器(本明細書中では、光路差付与構造という)を使用する技術においても、回折構造と同じように、光路差付与構造による青紫色レーザ光束と赤外レーザ光束とに対する球面収差補正効果と、光路差付与構造の透過率は、互いにトレードオフの関係にある。
例えば、開口数0.85、波長405nmの高密度光ディスク用の対物レンズと、開口数0.6、波長655nmのDVD用の対物レンズにおいて、同じ面精度誤差が球面収差に及ぼす影響を見積もると、(655/405)・(0.85/0.6)4=6.5倍となるため、高密度光ディスク用の対物レンズはDVD用の対物レンズと比較して、6.5倍厳しい面精度を維持しながら製造しなければならない。
前記対物光学系は、収差補正素子と、該収差補正素子を通過した前記第1光束及び前記第3光束を、それぞれ、前記第1光ディスク及び前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物レンズとから構成され、
前記収差補正素子は、ベースレンズと該ベースレンズの表面に樹脂層を積層した構成を有し、前記ベースレンズと前記樹脂層の境界面には輪帯状の段差を有する第1の回折構造が形成され、前記第1の回折構造の巨視的な湾曲であるベースカーブが非球面、又は球面に構成され、前記ベースレンズのd線におけるアッベ数と前記樹脂層のd線におけるアッベ数の差Δνdが以下の(1)式を満たすとともに、前記ベースレンズの前記第1波長λ1における屈折率と前記樹脂層の前記第1波長λ1における屈折率の差Δn1が以下の(2)式を満たすことを特徴とする。
20<|Δνd|<40 (1)
|Δn1|>0.02 (2)
ここでいう「ベースカーブ」とは、後述する図2において点線で示したように、第1の回折構造の各鋸歯の頂点を結んだ包絡線を指し、この包絡線が第1の回折構造の巨視的な湾曲を表す。
また、前記第1の態様の対物光学系は、前記ピックアップ装置が、更に、第2光源から射出される第2波長λ2(>λ1)の第2光束を用いて厚さt2(≧t1)の保護層を有する第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う場合に有効に用いられる。
また、本明細書においては、DVD(デジタルバーサタイルディスク)とは、DVD−ROM、DVD−Video、DVD−Audio、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RW等のDVD系列の光ディスクの総称であり、CD(コンパクトディスク)とは、CD−ROM、CD−Audio、CD−Video、CD−R、CD−RW等のCD系列の光ディスクの総称である。
更に、本明細書において、「対物光学系」とは、上述の集光レンズと、この集光レンズと一体となってアクチュエータによりトラッキング及びフォーカシングを行う収差補正素子とから構成される光学系を指す。ここでいう収差補正素子は、1つのレンズ群から構成されていても良いし、2つ以上のレンズ群から構成されていても良い。
本明細書において、「回折構造の巨視的な湾曲であるベースカーブが非球面という場合、非球面とは、平面を除いた形状を意味する。
尚、ここでいう「非球面変形量」とは、ベースカーブの非球面形状を後述する[非球面表現式]で表現した場合に、以下の(10)式で表されるものである。
Δz=|z|−|[(y2/R)/[1+√{1−(y/R)2}]]| (10)
ここで、zは、面頂点に接する平面と非球面との光軸に沿った方向の距離を表す非球面形状(mm)であり、{ }内は、面頂点に接する平面と近軸曲率半径により表現される球面との光軸に沿った方向の距離を表す球面形状(mm)である。
従って、上記(10)式で表現される非球面変形量が、「光軸から離れるに従って大きくなる」とは、y(光軸からの距離)の増大に伴ってΔzが漸近して大きくなることを指す。
ここでいう「ベースカーブと略同形状の非球面」とは、樹脂層側のベースカーブの非球面形状z1(mm)と、境界面とは反対側の樹脂層の光学面の非球面形状z2(mm)を後述する[非球面表現式]で表現した場合に、有効半径内の任意のy(光軸からの距離)において、以下の(11)式を満たすことを指す。
0≦|z1−z2|≦0.05 (11)
PD・PRT<0 (3)
0.9<|PD・PRT|<1.1(4)
ここでいう「第1波長λ1における近軸回折パワーPD」とは、前記第1の回折構造により第1光束に付加される光路差を後述する光路差関数φで表現した場合に、以下の(12)式で定義される。尚、λBは前記第1の回折構造の製造波長であり、B2は2次の回折面係数である。
PD=−2×λ/λB×M×B2(12)
1.2<|Δn2|/|Δn1|<2.2 (5)
1.4<|Δn3|/|Δn1|<2.4 (6)
1.0<|Δn3|/|Δn2|<2.0 (7)
尚、本発明による対物光学系の収差補正素子では、ベースレンズと樹脂層との各波長における屈折率の差を適切に設定することにより、境界面の第1の回折構造において各波長の光束に対して様々な回折次数の回折光を発生させることが可能であるが、微小な波長変化に伴う回折効率の低下を小さく抑えるためには、何れの波長の光束に対しても1次回折光が発生するようにベースレンズと樹脂層との各波長における屈折率の差を設定するのが好ましい。
一般的に、回折構造に波長λの光束が入射した場合、様々な回折次数の回折光が発生するが回折構造の段差を適切に設定することで特定の回折次数の回折光の回折効率を極端に高めることが可能である。本明細書において、「回折構造においてM次回折光が発生する」とは、回折構造で発生する様々な回折次数の回折光のうちM次回折光の回折効率が最大となるように段差が設定されていることを指す。
(5)式乃至(7)式を満たすことにより、t1とt3の差に起因する球面収差を補正することが可能であり、ブルーレイディスクやHD DVDなどに代表される高密度光ディスクとCDとの互換を達成できる。
そこで、上述のように、位相構造に前記第1光束及び前記第3光束を回折せず、前記第2光束を選択的に回折させる特性を持たせることで、t1とt2の差に起因する球面収差、又は第1波長λ1と第2波長λ2の差に起因する球面収差の補正を行い、かつ、境界面に形成した第1の回折構造によりt1とt3の差に起因する球面収差の補正を行うことで、各波長の光束に対して高い回折効率を確保しつつ、各波長の光束の球面収差を同一の倍率で補正することが可能となる。
前記ディスク側に配置された対物光学素子は、d線のアッベ数νdが以下の式(8)を満たし、前記対物光学素子の表面には第2の回折構造が形成されていることを特徴とする。
40≦νd≦70 (8)
前記第2の回折構造はブレーズ型回折構造であることを特徴とする。
0.9×t1≦t2≦1.1×t1(9)
ベースレンズの材料としては、あらゆる光学ガラスや光学樹脂が適用可能であるが、回折構造や位相構造のような微細な構造を形状の誤差少なく形成するためには、溶融状態での粘性の小さい材料、つまり光学樹脂が適している。樹脂製のレンズはガラスレンズに対して低コスト、軽量である。特に収差補正素子を樹脂製として軽量化すると、光ディスクに対する情報の記録/再生時における、フォーカシングやトラッキング制御を行う駆動力が少なくてすむ。
α×λ1=λ3
K1−0.1≦α≦K1+0.1(但しK1:自然数)
この関係からαは自然数に対して±0.1の範囲に収まることになる。つまりλ3はλ1のほぼ自然数倍となることになる。ここで、高感度光ディスクとCDとの波長の関係はほぼ自然数倍であるために、この関係を満たすことで本発明の効果を容易に奏することができる。
前記第2の態様の光ピックアップ装置により得られる効果としては、上述の対物光学系における効果と同様である。
前記第3の態様の光ディスクドライブ装置により得られる効果としては、上述の対物光学系及び光ピックアップ装置と同様である。
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を用いて説明する。まず、図1を用いて本発明の実施形態に係る対物光学系OUを用いた光ピックアップ装置PUについて説明する。
図1は、高密度光ディスクHDとDVDとCDとの何れに対しても適切に情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置PUの構成を概略的に示す図である。HDの光学的仕様は、第1波長λ1=405nm、保護層PL1の厚さt1=0.1mm、開口数NA1=0.85であり、DVDの光学的仕様は、第2波長λ2=655nm、保護層PL2の厚さt2=0.6mm、開口数NA2=0.65であり、CDの光学的仕様は、第3波長λ3=785nm、保護層PL3の厚さt3=1.2mm、開口数NA3=0.50である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
η(λ)=sinc2[[d・Δn(λ)/λ]−M(λ)] (13)
但し、sinc(X)=sin(πX)/(πX)であり、η(λ)の値は、[ ]内が整数に近いほど1に近い値をとる。
η(λ1)=sinc2[[d・Δn1/λ1]−M1] (14)
η(λ2)=sinc2[[d・Δn2/λ2]−M2] (15)
η(λ3)=sinc2[[d・Δn3/λ3]−M3] (16)
各々の波長において回折効率を高く確保するためには、(14)式乃至(16)式の、それぞれの[ ]内が整数に近い値となるように、屈折率の差Δni(iは1、2、3の何れか)を有する(つまりアッベ数の差Δνdを有する)ベースレンズBL及び樹脂層UVと、段差dと、回折次数Mi(iは1、2、3の何れか)を選べばよいことになる。
そして、ベースレンズBLの回折構造DOE1が形成された面(以下、「第1回折面」という。)でHDとDVDの保護層厚さの違いによる球面収差と、HDとCDの保護層厚さの違いによる球面収差の両方を補正するようになっている。
また、境界面と、境界面とは反対側の樹脂層UVの光学面は正の近軸屈折パワー(光束を収束させる作用)を有している。
平行光束で収差補正素子SACに入射する第1光束は、第1回折面で発散作用を受けるが、同時に境界面と、境界面とは反対側の樹脂層UVの光学面の屈折作用により収束作用を受けることで、そのまま光線は曲がらずに直進する。即ち上記(3)、(4)式を満たすようになっている。
また、緩い発散光束で収差補正素子SACに入射する第3光束も第1回折面で発散作用を受けるが、第2光束と同様の理由により、第3光束は発散光束となって収差補正素子SACから射出される。この際の第3光束の発散度合いは第2光束よりも大きくなる。これは、λ3>λ2の関係により、第2光束に対する近軸回折パワーよりも第3光束に対する回折パワーの方が大きくなることと、収差補正素子SACに対して第3光束が緩い発散光束で入射することに起因するものである。これによりHDとCDの保護層厚さの違いによる球面収差が補正されることになる。
また、本実施形態においては、収差補正素子SACと対物レンズOLとを鏡枠Bを介して一体化したが、収差補正素子SACと対物レンズOLを一体化する場合には、収差補正素子SACと対物レンズOLとの、互いの相対的な位置関係が不変となるように保持されていればよく、上述のように鏡枠Bを介する方法以外に、収差補正素子SACと対物レンズOLのそれぞれのフランジ部同士を嵌合固定する方法であってもよい。
また、本実施形態においては、第1の発光点EP1と第2の発光点EP2とを一つのチップ上に形成したDVD/CD用レーザ光源ユニットLUを用いることとしたが、これに限らず、更にHD用の波長405nmのレーザ光束を射出する発光点も同一のチップ上に形成したHD/DVD/CD用の1チップレーザ光源ユニットを用いても良い。或いは、青紫色半導体レーザと赤色半導体レーザと赤外半導体レーザの3つのレーザ光源を1つの筐体内に納めたHD/DVD/CD用の1キャンレーザ光源ユニットを用いても良い。
また、図示は省略するが、上記実施の形態に示した光ピックアップ装置PU、光ディスクを回転自在に保持する回転駆動装置、これら各種装置の駆動を制御する制御装置を搭載することで、光ディスクに対する光情報の記録及び光ディスクに記録された情報の再生のうち少なくとも一方の実行が可能な光ディスクドライブ装置を得ることができる。
また、本実施形態においては、図示は省略したが、開口数NA2と開口数NA3に対応した開口制限を行うための開口制限フィルタを有する。
以下、本発明の第2の実施の形態について図面を用いて説明するが、上記第1の実施の形態と同一の構成となる箇所については説明を省略する。
本実施の形態においては、ベースレンズBLは樹脂製であって、このベースレンズBLの表面に紫外線硬化樹脂である樹脂層UVが積層されている。
本実施の形態は、対物レンズユニットOUにおいて、回折構造DOE1とは別の位相構造を更に付加する点に特徴を有する。
具体的には、本実施形態における対物レンズユニットOUは、図3に概略的に示すように、収差補正素子SACと、第1波長λ1とHDの保護層PL1の厚さt1とに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計された対物レンズOLが、鏡枠Bを介して同軸で一体化されて構成されている。
そして、第1回折面でHDとCDの保護層厚差による球面収差を補正し、ベースレンズBLの回折構造DOE2が形成された面(以下、「第2回折面」という。)でHDとDVDの保護層厚差による球面収差を補正するようになっている。
具体的には、第1回折面は負の近軸回折パワー(光束を発散させる作用)を有しており、この第1回折面を通過する第1、第2及び第3光束は全て回折作用(発散作用)を受けるようになっている(1次回折)。
ここで、回折構造DOE2における回折光発生の原理について説明する。回折構造DOE2は、第1光束と第3光束を回折せず、第2光束を回折させる特性を有する。回折構DOE2は、光軸を含む断面形状が階段状のパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面の個数毎(図3では5レベル毎)に、そのレベル面数に対応した段数分(図3では4段)の高さだけ段をシフトさせたものである。ここで、階段構造の1つの段差Δは、Δ=2・λ1/(n1BL−1)≒1.2・λ2/(n2BL−1)≒1・λ3/(n3BL−1)を満たす高さに設定されている。ここで、n1BLは第1波長λ1におけるベースレンズBLの屈折率であり、n2BLは第2波長λ2におけるベースレンズBLの屈折率であり、n3BLは第3波長λ3におけるベースレンズBLの屈折率である。
一方、この段差Δにより生じる光路差は第2波長λ2の1.2倍であるので、段差の前後のレベル面を通過する第2光束の位相は2π/5だけずれることになる。1つの鋸歯は5分割されているため、鋸歯1つ分ではちょうど第2光束の位相のずれは5×2π/5=2πとなり、1次回折光が発生する。
また、境界面と、境界面とは反対側の樹脂層UVの光学面は正の近軸屈折パワー(光束を収束させる作用)を有している。
また、平行光束で収差補正素子SACに入射する第3光束も第2回折面をそのまま透過し、第1回折面で発散作用を受けることで発散光束となって収差補正素子SACから射出される。これによりHDとCDの保護層厚さの違いによる球面収差が補正されるようになっている。
この際の第2光束の発散度合いは、第3光束の発散度合いよりも小さくなる。これは、第2光束が第2回折面により一旦収束作用を受けることによるものである。これによりHDとDVDの保護層厚さの違いによる球面収差が補正されるようになっている。
また、回折構造DOE2に前記第1光束及び前記第3光束を回折せず、前記第2光束を選択的に回折させる特性を持たせることで、t1とt2の差に起因する球面収差、又は第1波長λ1と第2波長λ2の差に起因する球面収差の補正を行い、かつ、境界面に形成した回折構造DOE1によりt1とt3の差に起因する球面収差の補正を行うことで、各波長の光束に対して高い回折効率を確保しつつ、各波長の光束の球面収差を同一の倍率で補正することが可能となる。
また、回折構造DOE2では、上述したように第2光束のみが選択的に回折されるが、各波長の光束の回折効率は、第1光束(非回折光)が100.0%、第2光束(1次回折光)が87.5%、第3光束(非回折光)が100%であり、何れの波長の光束に対しても高い回折効率が確保できている。
以下、本発明の第3の実施の形態について図面を用いて説明するが、上記第2の実施の形態と同一の構成となる箇所については説明を省略する。
本実施の形態においても、第2の実施の形態と同様に、ベースレンズBLは樹脂製であって、このベースレンズBLの表面に紫外線硬化樹脂である樹脂層UVが積層されている。
具体的には、本実施形態における対物レンズユニットOUは、図4に概略的に示すように、収差補正素子SACと、第1波長λ1とHDの保護層PL1の厚さt1とに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計された対物レンズOLが、鏡枠Bを介して同軸で一体化されて構成されている。
そして、境界面と、境界面とは反対側の樹脂層UVの光学面の屈折発散作用でHDとCDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正し、第2回折面でBDとDVDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正するようになっている。
また、第2回折面は正の回折パワー(光束を収束させる作用)を有しており、この第2回折面を通過する第2光束のみが回折作用を受けるようになっている(1次回折)。
また、境界面と、境界面とは反対側の樹脂層UVの光学面は負の屈折パワー(光束を発散させる作用)を有している。
また、平行光束で収差補正素子SACに入射する第3光束は、第2回折面と第1回折面をそのまま透過し、境界面と、境界面とは反対側の樹脂層UVの光学面の屈折作用で発散作用を受け、第3光束は発散光束となって収差補正素子SACから射出される。これによりHDとCDの保護層厚さの違いによる球面収差が補正されることになる。
この際の第2光束の発散度合いは、第3光束の発散度合いよりも小さくなる。これは、第2光束が第2回折面により一旦収束作用を受けることによるものである。これによりHDとDVDの保護層厚さの違いによる球面収差が補正されるようになっている。
本実施形態における回折構造DOE2の回折光発生の原理については、第2の実施の形態における回折構造DOE2の原理と同じであるのでここでは詳細な説明は割愛する。
また、回折構造DOE2では、上述したように第2光束のみが選択的に回折されるが、各波長の光束の回折効率は、第1光束(非回折光)が100.0%、第2光束(1次回折光)が87.5%、第3光束(非回折光)が100%であり、何れの波長の光束に対しても高い回折効率が確保できている。
例えば、回折構造DOE2が波長選択型回折構造であると、所定の波長の光束のみに位相差を与えることができ、DVDの光にのみ回折作用を付与することができ、残留してしまうDVDの球面収差が補正できる。
一方、回折構造DOE2がブレーズ型回折構造であると色収差補正が効果的である。
このように、ディスク側に配置された対物レンズOLにおけるd線のアッベ数νdが上記の式を満たし、前記対物レンズOLの表面には回折構造が形成されているので、第1光束、第2光束、第3光束のぞれぞれの波長λ1,λ2,λ3に対する回折効率を高めることができる。
本実施例のレンズデータを表1に示す。本数値実施例では、回折構造DOE1により入射光束に付加される光路差を光路差関数で表している。
[非球面表現式]
z=(y2/R)/[1+√{1−(Κ+1)(y/R)2}]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14+A16y16+A18y18+A20y20但し、z:非球面形状(非球面の面頂点に接する平面から光軸に沿った方向の距離)y:光軸からの距離R:曲率半径Κ:コーニック係数A4,A6,A8,A10,A12,A14,A16,A18,A20:非球面係数
[光路差関数]
φ=M×λ/λB×(B2y2+B4y4+B6y6+B8y8+B10y10)但し、φ:光路差関数λ:回折構造に入射する光束の波長λB:製造波長M:光ディスクに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数y:光軸からの距離B2,B4,B6,B8,B10:回折面係数
本実施例のレンズデータを表2に示す。本数値実施例では、回折構造DOE1及びDOE2により入射光束に付加される光路差を光路差関数で表している。
本実施例のレンズデータを表3に示す。本数値実施例では、回折構造DOEにより入射光束に付加される光路差を光路差関数で表している。
また、ベースレンズBLのd線における屈折率nd=1.5435、d線におけるアッベ数νd=56.7、樹脂層UVのd線における屈折率nd=1.5600、d線におけるアッベ数νd=23.0、対物レンズOLのレンズ材料のd線における屈折率nd=1.5891、d線におけるアッベ数νd=61.3に設定されている。
[非球面表現式]
z=(y2/R)/[1+√{1−(Κ+1)(y/R)2}]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14
[光路差関数]
回折構造DOE
φ=λ×M×(B2y2+B4y4+B6y6+B8y8+B10y10)
回折構造DOE2
φ=λ×M×(B2y2+B4y4+B6y6)
なお、ここでMは回折次数であるために、第3面における回折構造DOEの場合にはHD DVDでは1、DVDでは1、CDでは1が代入され、第2面における回折構造DOE2の場合にはHD DVDでは2、DVDでは1、CDでは1が代入される。
また、ベースレンズBLのd線における屈折率nd=1.5435、d線におけるアッベ数νd=56.7、樹脂層UVのd線における屈折率nd=1.5600、d線におけるアッベ数νd=23.0、対物レンズOLのレンズ材料のd線における屈折率nd=1.5891、d線におけるアッベ数νd=61.3に設定されている。
[非球面表現式]
z=(y2/R)/[1+√{1−(Κ+1)(y/R)2}]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12+A14y14
[光路差関数]
回折構造DOE
φ=λ×M×(B2y2+B4y4+B6y6+B8y8+B10y10)
回折構造DOE3
φ=λ×M×(B2y2+B4y4+B6y6)
なお、ここでMは回折次数であるために、第3面における回折構造DOEの場合にはHD DVDでは1、DVDでは1、CDでは1が代入され、第5面における回折構造DOE3の場合にはHD DVDでは2、DVDでは1、CDでは1が代入される。
OL 対物レンズ
OU 対物レンズユニット
PU 光ピックアップ装置
SAC 収差補正素子
Claims (22)
- 第1光源から射出される第1波長λ1の第1光束を用いて厚さt1の保護層を有する第1光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行い、第3光源から射出される第3波長λ3(>λ1)の第3光束を用いて厚さt3(>t1)の保護層を有する第3光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置に用いられる対物光学系であって、
前記対物光学系は、収差補正素子と、該収差補正素子を通過した前記第1光束及び前記第3光束を、それぞれ、前記第1光ディスク及び前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物レンズとから構成され、
前記収差補正素子は、ベースレンズと該ベースレンズの表面に樹脂層を積層した構成を有し、前記ベースレンズと前記樹脂層の境界面には輪帯状の段差を有する第1の回折構造が形成され、前記第1の回折構造の巨視的な湾曲であるベースカーブが非球面、又は球面に構成され、前記ベースレンズのd線におけるアッベ数と前記樹脂層のd線におけるアッベ数の差Δνdが以下の(1)式を満たすとともに、前記ベースレンズの前記第1波長λ1における屈折率と前記樹脂層の前記第1波長λ1における屈折率の差Δn1が以下の(2)式を満たすことを特徴とする対物光学系。
20<|Δνd|<40 (1)
|Δn1|>0.02 (2) - 前記ピックアップ装置が、更に、第2光源から射出される第2波長λ2(>λ1)の第2光束を用いて厚さt2(≧t1)の保護層を有する第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うことを特徴とする請求項1に記載の対物光学系。
- 前記ベースカーブは、近軸曲率半径により表現される球面からの光軸に沿った距離である非球面変形量が、光軸から離れるに従い大きくなる非球面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の対物光学系。
- 前記境界面とは反対側の前記樹脂層の光学面は、前記ベースカーブと略同形状の非球面であることを特徴とする請求項3に記載の対物光学系。
- 前記第1の回折構造の前記第1波長λ1における近軸回折パワーPDと、前記収差補正素子全系の前記第1波長λ1における近軸屈折パワーPRTが以下の(3)式及び(4)式を満たすことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の対物光学系。
PD・PRT<0 (3)
0.9<|PD・PRT|<1.1(4) - 前記ベースレンズの前記第2波長λ2における屈折率と前記樹脂層の前記第2波長λ2における屈折率の差Δn2と、前記樹脂層の前記第3波長λ3における屈折率の差Δn3が以下の(5)式乃至(7)式を満たすとともに、前記第1の回折構造は負の近軸回折パワーを有することを特徴とする請求項2に記載の対物光学系。
1.2<|Δn2|/|Δn1|<2.2 (5)
1.4<|Δn3|/|Δn1|<2.4 (6)
1.0<|Δn3|/|Δn2|<2.0 (7) - 前記回折構造は、前記t1と前記t3の差に起因する球面収差を補正することを特徴とする請求項6に記載の対物光学系。
- 前記第1の回折構造は、前記t1と前記t2の差に起因する球面収差、又は前記第1波長λ1と前記第2波長λ2の差に起因する球面収差を補正することを特徴とする請求項6又は7に記載の対物光学系。
- 前記ベースレンズの光学面のうち、前記境界面とは反対側の光学面に位相構造が形成されたことを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の対物光学系。
- 前記ベースレンズの光学面のうち、前記境界面とは反対側の光学面に位相構造が形成され、前記位相構造は、前記第1光束及び前記第3光束を回折せず、前記第2光束を選択的に回折させる特性を有し、前記位相構造により前記t1と前記t2の差に起因する球面収差、又は前記第1波長λ1と前記第2波長λ2の差に起因する球面収差の補正を行うとともに、前記第1の回折構造により前記t1と前記t3の差に起因する球面収差の補正を行うことを特徴とする請求項2に記載の対物光学系。
- 前記ベースレンズ及び前記樹脂層のうち、前記d線におけるアッベ数が大きい方の材料と空気との境界面に第2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乃至4の何れか一項に記載の対物光学系。
- 前記ディスク側に配置された対物光学素子は、d線のアッベ数νdが以下の式(8)を満たし、前記対物光学素子の表面には第2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乃至4の何れか一項に記載の対物光学系。
40≦νd≦70 (8) - 前記第2の回折構造は断面が複数の階段形状の回折構造であり、波長に応じて光を選択的に回折又は透過することを特徴とする請求項11又は12に記載の対物光学系。
- 前記第2の回折構造はブレーズ型回折構造であることを特徴とする請求項11又は12に記載の対物光学系。
- 以下の(9)式を満たすことを特徴とする請求項11乃至14の何れか一項に記載の対物光学系。
0.9×t1≦t2≦1.1×t1(9) - 前記樹脂層は紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項1乃至15の何れか一項に記載の対物光学系。
- 前記ベースレンズはモールド成形により製造されたことを特徴とする請求項1乃至16の何れか一項に記載の対物光学系。
- 前記ベースレンズは樹脂製であることを特徴とする請求項1乃至16の何れか一項に記載の対物光学系。
- 以下の関係を満たすことを特徴とする請求項1乃至18の何れか一項に記載の対物光学系。
α×λ1=λ3
K1−0.1≦α≦K1+0.1
但し、K1:自然数 - 前記対物レンズは、前記t1と前記第1波長λ1との組合せに対して球面収差補正が最適化されたことを特徴とする請求項1乃至19の何れか一項に記載の対物光学系。
- 請求項1乃至20の何れか一項に記載の対物光学系を搭載したことを特徴とする光ピックアップ装置。
- 請求項21に記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする光ディスクドライブ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005149310A JP4462108B2 (ja) | 2004-05-27 | 2005-05-23 | 対物光学系、光ピックアップ装置、及び光ディスクドライブ装置 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004157908 | 2004-05-27 | ||
JP2005149310A JP4462108B2 (ja) | 2004-05-27 | 2005-05-23 | 対物光学系、光ピックアップ装置、及び光ディスクドライブ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006012393A true JP2006012393A (ja) | 2006-01-12 |
JP4462108B2 JP4462108B2 (ja) | 2010-05-12 |
Family
ID=35779425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005149310A Expired - Fee Related JP4462108B2 (ja) | 2004-05-27 | 2005-05-23 | 対物光学系、光ピックアップ装置、及び光ディスクドライブ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4462108B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011148832A1 (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-01 | コニカミノルタオプト株式会社 | 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 |
JP2012208506A (ja) * | 2012-06-11 | 2012-10-25 | Canon Inc | 積層型回折光学素子および光学系 |
CN110749999A (zh) * | 2018-07-04 | 2020-02-04 | 三星电子株式会社 | 具有减少的色差的全息显示装置 |
-
2005
- 2005-05-23 JP JP2005149310A patent/JP4462108B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011148832A1 (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-01 | コニカミノルタオプト株式会社 | 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 |
CN102906815A (zh) * | 2010-05-24 | 2013-01-30 | 柯尼卡美能达先进多层薄膜株式会社 | 光拾取装置用物镜、光拾取装置及光信息记录再生装置 |
JP2012208506A (ja) * | 2012-06-11 | 2012-10-25 | Canon Inc | 積層型回折光学素子および光学系 |
CN110749999A (zh) * | 2018-07-04 | 2020-02-04 | 三星电子株式会社 | 具有减少的色差的全息显示装置 |
CN110749999B (zh) * | 2018-07-04 | 2024-03-22 | 三星电子株式会社 | 具有减少的色差的全息显示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4462108B2 (ja) | 2010-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006012394A (ja) | 光学系、光ピックアップ装置、及び光ディスクドライブ装置 | |
JP3953091B2 (ja) | 多焦点対物レンズ、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 | |
JP4830855B2 (ja) | 対物光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 | |
JP2004079146A (ja) | 光ピックアップ装置、対物レンズ、回折光学素子、光学素子及び記録・再生装置 | |
JPWO2005101393A1 (ja) | 光ピックアップ装置用の対物光学系、光ピックアップ装置、光情報記録媒体のドライブ装置、集光レンズ、及び光路合成素子 | |
JP2004005943A (ja) | 記録再生用光学系、対物レンズ、収差補正用光学素子、光ピックアップ装置、及び記録再生装置 | |
JP2004265573A (ja) | 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 | |
JPWO2005083694A1 (ja) | 対物光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 | |
JP2007328886A (ja) | 光ピックアップ装置及び光情報記録媒体記録再生装置 | |
JPWO2007145202A1 (ja) | 光学素子の設計方法、光学素子及び光ピックアップ装置 | |
JPWO2005074388A1 (ja) | 光ピックアップ装置及び光情報記録及び/又は再生装置 | |
JP4992103B2 (ja) | 対物光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 | |
JP2002082280A (ja) | 光ピックアップ装置、対物レンズ及びビームエキスパンダー | |
JP4483864B2 (ja) | 対物光学系、光ピックアップ装置、及び光ディスクドライブ装置 | |
WO2005043523A1 (ja) | 光ピックアップ装置及び発散角変換素子 | |
JP2005190620A (ja) | 光学素子、対物光学系および光ピックアップ装置 | |
WO2005057565A1 (ja) | 回折光学素子、対物光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 | |
JP2007334952A (ja) | 光情報記録再生装置用対物レンズ | |
JP2006127714A (ja) | 対物光学系及び光ピックアップ装置 | |
JPWO2005091279A1 (ja) | 光ピックアップ装置用の対物光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 | |
JP4462108B2 (ja) | 対物光学系、光ピックアップ装置、及び光ディスクドライブ装置 | |
US20070253310A1 (en) | Coupling Lens and Optical Pickup Apparatus | |
JP4370619B2 (ja) | 光学素子、光ピックアップ装置及びドライブ装置 | |
JP2011165224A (ja) | 光ピックアップおよび光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダ | |
JP4400326B2 (ja) | 光ピックアップ光学系、光ピックアップ装置及び光ディスクドライブ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080509 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100121 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100126 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100208 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |