JP2007305212A - Light condensing optical system for optical pickup and optical pickup apparatus - Google Patents

Light condensing optical system for optical pickup and optical pickup apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2007305212A
JP2007305212A JP2006131849A JP2006131849A JP2007305212A JP 2007305212 A JP2007305212 A JP 2007305212A JP 2006131849 A JP2006131849 A JP 2006131849A JP 2006131849 A JP2006131849 A JP 2006131849A JP 2007305212 A JP2007305212 A JP 2007305212A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength
light beam
light
information recording
recording medium
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.)
Pending
Application number
JP2006131849A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuki Ise
和貴 伊勢
Yoichi Imanishi
陽一 今西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MARK KK
Mark KK
Original Assignee
MARK KK
Mark KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MARK KK, Mark KK filed Critical MARK KK
Priority to JP2006131849A priority Critical patent/JP2007305212A/en
Publication of JP2007305212A publication Critical patent/JP2007305212A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Lenses (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light condensing optical system for an optical pickup suppressing reduction of light utilization efficiency and reducing change of performance due to focusing. <P>SOLUTION: The light condensing optical system for the optical pickup is so constituted that a luminous flux 131 of a first wavelength λ of a first optical information recording medium is made incident in an objective lens 112 as nearly parallel light, and a luminous flux 132 of a second wavelength λ of a second optical information recording medium is made incident in the objective lens 112 as finite divergent light. A spherical aberration generated due to the difference between thicknesses of transparent protective substrates of the first and the second optical information recording mediums is corrected by a non-periodical step difference part 141 having annular multiple stages formed on the objective lens 112. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、透明保護基板の厚さが異なる2種類の光情報記録媒体のそれぞれに対し第1の波長の光および該第1の波長とは異なる第2の波長の光を用いて再生および記録のうち少なくとも何れか一方を行う光ピックアップに用いられる光ピックアップ用の集光光学系および光ピックアップ装置に関するものである。   The present invention provides reproduction and recording using light of a first wavelength and light of a second wavelength different from the first wavelength for each of two types of optical information recording media having different thicknesses of transparent protective substrates. The present invention relates to a condensing optical system for an optical pickup and an optical pickup device that are used in an optical pickup that performs at least one of them.

透明保護基板を有する光情報記録媒体には、例えば光ディスクが含まれている。透明保護基板の厚さが異なる2種類の光ディスクとしてはDVD(デジタル・バーサタイル・ディスク)とCD(コンパクト・ディスク)がある。なお、DVDにはDVD−Rなどの記録型も含み、一方、CDにはCD−Rなどの記録型も含むものとする。DVDの透明保護基板厚は0.6mmであり、再生で必要となる光ディスク側の開口数は0.6、記録で必要となる光ディスク側の開口数は0.65である。一方、CDの透明保護基板厚は1.2mmであり、再生で必要となる光ディスク側の開口数は0.43、記録で必要となる光ディスク側の開口数は0.51である。ただし、CD−Rなどに記録された情報の再生を必要とする場合は0.47以上とするのが一般的である。   An optical information recording medium having a transparent protective substrate includes, for example, an optical disc. Two types of optical disks with different transparent protective substrate thicknesses are DVD (digital versatile disk) and CD (compact disk). DVD includes a recording type such as DVD-R, while CD includes a recording type such as CD-R. The thickness of the transparent protective substrate of DVD is 0.6 mm, the numerical aperture on the optical disc side required for reproduction is 0.6, and the numerical aperture on the optical disc side required for recording is 0.65. On the other hand, the transparent protective substrate thickness of the CD is 1.2 mm, the numerical aperture on the optical disc side required for reproduction is 0.43, and the numerical aperture on the optical disc side required for recording is 0.51. However, when information recorded on a CD-R or the like needs to be reproduced, it is generally set to 0.47 or more.

このような異なる光ディスクを、1つの集光光学系で記録または再生の少なくとも一方を行う技術が種々提案されている。   Various techniques for recording and / or reproducing such different optical disks with a single condensing optical system have been proposed.

その1つとして、光ピックアップ装置の対物レンズに回折作用を付与する技術が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   As one of them, a technique for imparting a diffractive action to an objective lens of an optical pickup device has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

ここで、特許文献1は、透明保護基板厚の差によって発生する球面収差を、レーザ波長の違いによって発生する波長依存性で打ち消すような回折構造を対物レンズの表面に形成することで2種の光ディスクの互換を行っている。また、特許文献2は、DVD専用で必要となる領域に回折構造を設けることで、DVDの温度特性を改善している。   Here, Patent Document 1 discloses that two types of diffraction structures are formed on the surface of the objective lens so as to cancel out spherical aberration caused by the difference in thickness of the transparent protective substrate with wavelength dependency caused by the difference in laser wavelength. Compatible with optical disks. Patent Document 2 improves the temperature characteristics of a DVD by providing a diffractive structure in an area necessary for DVD.

対物レンズに構成する回折構造はキノフォーム形状とするのが一般的である。対物レンズに構成するキノフォーム形状は、一般的に微小な幅の多数の輪帯となる。   The diffractive structure constituting the objective lens is generally a kinoform shape. The kinoform shape of the objective lens is generally a large number of ring zones with a minute width.

この他に、対物レンズの両面が非球面でありDVDとCDとの互換を可能にし、何れの光情報記録媒体においても再生または記録することを可能にした光ピックアップ用の集光光学系がある。このような光ピックアップ用の集光光学系には、対物レンズ単体での結像倍率を適切にとってDVDおよびCDの双方において球面収差を補正するようにしたものもある(例えば、特許文献3参照)。
特許第3689266号 特許第3689328号 特開平9−63100号公報
In addition to this, there is a condensing optical system for an optical pickup in which both surfaces of the objective lens are aspherical surfaces, making DVD and CD compatible and enabling reproduction or recording on any optical information recording medium. . In such a condensing optical system for an optical pickup, there is one in which spherical aberration is corrected in both DVD and CD by appropriately setting an imaging magnification of the objective lens alone (see, for example, Patent Document 3). .
Japanese Patent No. 3689266 Japanese Patent No. 3687328 JP-A-9-63100

しかしながら、回折作用を利用した対物レンズを利用して互換を達成する場合、輪帯幅が微小であるために製造上の回折構造を完全に実現することができない。そのため、回折構造を有し回折作用を利用した対物レンズを利用する光ピックアップ用の集光光学系では、輪帯数が多いほど光の利用効率が低下するという問題がある。   However, when achieving compatibility using an objective lens that utilizes diffractive action, the diffractive structure in manufacturing cannot be realized completely because the zone width is very small. For this reason, in a condensing optical system for an optical pickup that uses an objective lens having a diffractive structure and utilizing a diffractive action, there is a problem that the use efficiency of light decreases as the number of ring zones increases.

これに対し、対物レンズ単体での結像倍率によりDVDとCDとの互換を可能にする非球面対物レンズを用いた光ピックアップ用の集光光学系においては、対物レンズのフォーカシングを行うときに、当該対物レンズの移動に伴ってDVDまたはCDの記録面上に集光する光に対応する開口数が変化することに起因して性能が変化してしまうという問題がある。   On the other hand, in the focusing optical system for an optical pickup using an aspheric objective lens that enables compatibility between DVD and CD by the imaging magnification of the objective lens alone, when focusing the objective lens, There is a problem that the performance changes due to the change in the numerical aperture corresponding to the light condensed on the recording surface of the DVD or CD as the objective lens moves.

そこで、本発明は、光の利用効率の低下を抑制するとともに、対物レンズのフォーカシングによる性能の変化を低減することのできる光ピックアップ用の集光光学系および光ピックアップ装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a condensing optical system and an optical pickup device for an optical pickup capable of suppressing a decrease in performance due to focusing of an objective lens while suppressing a decrease in light utilization efficiency. To do.

この課題を解決するために、請求項1に記載の本発明の光ピックアップ用の集光光学系は、第1の光情報記録媒体で用いる第1の波長の光束を射出する第1の光源と、第2の光情報記録媒体で用いる第2の波長の光束を射出する第2の光源と、前記第1の波長の光束を略平行光に変換するコリメータレンズと、略平行光に変換された前記第1の波長の光束を前記第1の光情報記録媒体に第1の開口数で集光させるとともに前記第2の波長の光束を前記第2の光情報記録媒体に第2の開口数で集光させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ用の集光光学系であって、第1の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをt1、第2の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをt2、前記第1の波長をλ1、前記第2の波長をλ2、前記第1の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第1の開口数をNA1、前記第2の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第2の開口数をNA2としたとき、t1<t2、λ1<λ2、NA1>NA2、の各関係式が成立し、また、前記第2の光源は、前記第2の波長の光束が前記コリメータレンズを介した後に有限発散光に変換されて前記対物レンズに入射する位置に配置され、かつこのときの入射光束に対する前記対物レンズ単体での結像倍率をβとした場合に、−0.05<β<−0.01、の関係式が成立し、さらに、前記対物レンズの少なくとも一方の面における前記第2の開口数に対応する領域に多段からなる輪帯状の非周期的な第1の段差部を有する、ことを特徴とする。   In order to solve this problem, a condensing optical system for an optical pickup according to the first aspect of the present invention includes a first light source that emits a light beam having a first wavelength used in a first optical information recording medium. A second light source that emits a light beam of a second wavelength used in the second optical information recording medium, a collimator lens that converts the light beam of the first wavelength into substantially parallel light, and the light converted into substantially parallel light The light beam having the first wavelength is condensed on the first optical information recording medium with a first numerical aperture, and the light beam having the second wavelength is condensed on the second optical information recording medium with a second numerical aperture. A condensing optical system for an optical pickup comprising an objective lens for condensing, wherein the thickness of the transparent protective substrate of the first optical information recording medium is t1, and the transparent protective substrate of the second optical information recording medium , The first wavelength is λ1, the second wavelength is λ2, and the first optical information recording When the first numerical aperture corresponding to the light beam condensed on the recording medium is NA1, and the second numerical aperture corresponding to the light beam condensed on the second optical information recording medium is NA2, t1 <t2, λ1 <Λ2, NA1> NA2 are satisfied, and the second light source converts the light beam having the second wavelength into the finite divergent light after passing through the collimator lens to the objective lens. When the imaging magnification of the objective lens alone with respect to the incident light beam at this time is β, the relational expression −0.05 <β <−0.01 holds, A non-periodic first step portion having an annular shape having multiple stages is provided in a region corresponding to the second numerical aperture on at least one surface of the objective lens.

これにより、第2の波長の光束における対物レンズ単体での結像倍率βを「−0.05<β<−0.01」の如く小さくするようにしているので、対物レンズのフォーカシングによる性能の変化を低減することができる。例えば、第1の光情報記録媒体としてのDVDと第2の光情報記録媒体としてのCDの対物レンズ単体での結像倍率の差の絶対値が大きくなるにつれ、少なくとも一方の軸外特性が悪化するが、CDの結像倍率を上記のように抑えることで、軸外特性の極端な悪化も抑制できる。また、第2の開口数に対応する領域に形成される第1の段差部(多段からなる非周期的な輪帯状の段差部)によって波面収差の補正が行われるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。さらに、光ピックアップ光学系では、光の利用効率が高く、フォーカシングによる性能の変化を低減することのできる1つの対物レンズで、異なる透明保護基板厚を有する第1の光情報記録媒体および第2の光情報記録媒体をそれぞれ異なる波長の光束で再生または記録することが可能になる。   As a result, the imaging magnification β of the objective lens alone with respect to the light beam of the second wavelength is made small as “−0.05 <β <−0.01”. Changes can be reduced. For example, as the absolute value of the difference in imaging magnification between the objective lens alone of the DVD as the first optical information recording medium and the CD as the second optical information recording medium increases, at least one off-axis characteristic deteriorates. However, extreme deterioration of off-axis characteristics can be suppressed by suppressing the CD imaging magnification as described above. In addition, since the wavefront aberration is corrected by the first stepped portion (a non-periodic annular zone-shaped stepped portion including multiple steps) formed in the region corresponding to the second numerical aperture, the light use efficiency is reduced. Can be suppressed. Furthermore, in the optical pickup optical system, the first optical information recording medium and the second optical recording medium having different transparent protective substrate thicknesses with a single objective lens that has high light utilization efficiency and can reduce a change in performance due to focusing. The optical information recording medium can be reproduced or recorded with light beams having different wavelengths.

また、請求項2に記載の本発明の光ピックアップ用の集光光学系は、第1の光情報記録媒体で用いる第1の波長の光束を射出する第1の光源と、第2の光情報記録媒体で用いる第2の波長の光束を射出する第2の光源と、前記第1の波長の光束を略平行光に変換するコリメータレンズと、前記第2の光源と前記コリメータレンズとの間の光路中に配置されて前記第2の波長の光束の発散角を変換する発散角変換レンズと、略平行光に変換された前記第1の波長の光束を前記第1の光情報記録媒体に第1の開口数で集光させるとともに前記第2の波長の光束を前記第2の光情報記録媒体に第2の開口数で集光させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ用の集光光学系であって、前記第1の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをt1、前記第2の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをt2、前記第1の波長をλ1、前記第2の波長をλ2、前記第1の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第1の開口数をNA1、前記第2の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第2の開口数をNA2としたとき、t1<t2、λ1<λ2、NA1>NA2、の各関係式が成立し、また、前記第2の波長の光束は、前記発散角変換レンズと前記コリメータレンズとを介した後に有限発散光に変換されて前記対物レンズに入射し、かつこのときの入射光束に対する前記対物レンズ単体での結像倍率をβとした場合に、−0.05<β<−0.01、の関係式が成立し、さらに、前記対物レンズの少なくとも一方の面における前記第2の開口数に対応する領域に多段からなる輪帯状の非周期的な第1の段差部を有する、ことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, a condensing optical system for an optical pickup of the present invention includes a first light source that emits a light beam having a first wavelength used in a first optical information recording medium, and a second optical information. A second light source that emits a light beam having a second wavelength used in a recording medium; a collimator lens that converts the light beam having the first wavelength into substantially parallel light; and a space between the second light source and the collimator lens. A divergence angle conversion lens disposed in the optical path for converting the divergence angle of the light beam having the second wavelength, and the light beam having the first wavelength converted into substantially parallel light is supplied to the first optical information recording medium. And a focusing optical system for an optical pickup, comprising: an objective lens that collects the light beam having the second wavelength on the second optical information recording medium with the second numerical aperture while condensing the light beam with the numerical aperture of 1 The thickness of the transparent protective substrate of the first optical information recording medium is t1, The thickness of the transparent protective substrate of the second optical information recording medium is t2, the first wavelength is λ1, the second wavelength is λ2, and the first light beam corresponds to the light beam condensed on the first optical information recording medium. Is NA1, and the second numerical aperture corresponding to the light beam condensed on the second optical information recording medium is NA2, the relational expressions of t1 <t2, λ1 <λ2, NA1> NA2 are obtained. In addition, the light flux of the second wavelength is converted into finite divergent light after passing through the divergence angle conversion lens and the collimator lens, and is incident on the objective lens. When the imaging magnification of the objective lens alone is β, a relational expression of −0.05 <β <−0.01 is established, and the second aperture on at least one surface of the objective lens A non-periodic ring-shaped acyclic zone consisting of multiple stages in the area corresponding to the number Having one of the stepped portion, characterized in that.

これにより、第2の波長の光束における対物レンズ単体での結像倍率βを「−0.05<β<−0.01」の如く小さくするようにしているので、対物レンズのフォーカシングによる性能の変化を低減することができる。例えば、第1の光情報記録媒体としてのDVDと第2の光情報記録媒体としてのCDの対物レンズ単体での結像倍率の差の絶対値が大きくなるにつれ、少なくとも一方の軸外特性が悪化するが、CDの結像倍率を上記のように抑えることで、軸外特性の極端な悪化も抑制できる。また、第2の開口数に対応する領域に形成される第1の段差部(多段からなる非周期的な輪帯状の段差部)によって波面収差の補正が行われるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。さらに、光ピックアップ光学系では、光の利用効率が高く、フォーカシングによる性能の変化を低減することのできる1つの対物レンズで、異なる透明保護基板厚を有する第1の光情報記録媒体および第2の光情報記録媒体をそれぞれ異なる波長の光束で再生または記録することが可能になる。そして、発散角変換レンズを配置することにより第2の光情報記録媒体での利用効率は大幅に増加する。これにより、第2の光情報媒体での記録で非常に有利になるほか、再生で使用する場合は第2の光源の出力を減らすことができ、電力消費を低減できる。   As a result, the imaging magnification β of the objective lens alone with respect to the light beam of the second wavelength is made small as “−0.05 <β <−0.01”. Changes can be reduced. For example, as the absolute value of the difference in imaging magnification between the objective lens alone of the DVD as the first optical information recording medium and the CD as the second optical information recording medium increases, at least one off-axis characteristic deteriorates. However, extreme deterioration of off-axis characteristics can be suppressed by suppressing the CD imaging magnification as described above. In addition, since the wavefront aberration is corrected by the first stepped portion (a non-periodic annular zone-shaped stepped portion including multiple steps) formed in the region corresponding to the second numerical aperture, the light use efficiency is reduced. Can be suppressed. Furthermore, in the optical pickup optical system, the first optical information recording medium and the second optical recording medium having different transparent protective substrate thicknesses with a single objective lens that has high light utilization efficiency and can reduce a change in performance due to focusing. The optical information recording medium can be reproduced or recorded with light beams having different wavelengths. The use efficiency of the second optical information recording medium is greatly increased by arranging the divergence angle conversion lens. As a result, recording on the second optical information medium is very advantageous, and when used for reproduction, the output of the second light source can be reduced and power consumption can be reduced.

請求項3に記載の本発明は、請求項1または2記載の発明において、前記第1の段差部は、前記第1の波長の光束に対し2πの整数倍の位相差を発生させるとともに、前記第2の波長の光束に対し2πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差を発生させる、ことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the first step portion generates a phase difference that is an integer multiple of 2π with respect to the light beam having the first wavelength. A predetermined phase difference different from a phase difference of an integral multiple of 2π is generated for the light beam having the second wavelength.

これにより、第1の段差部を通過する第1の波長の光束は、通過前の第1の波長の光束に対し2πの整数倍の位相差となるので、第1の段差部を通過する第1の波長の光束の波面は、当該第1の段差部が無い場合と同じ波面となる。換言すれば、第1の波長の光束の波面収差に影響を与えない。これに対し、第1の段差部を通過する第2の波長の光束は、通過前の第2の波長の光束に対し2πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差となるので、その所定の位相差を利用して第2の波長の光束に関しての波面収差を補正することができる。   As a result, the light beam having the first wavelength that passes through the first stepped portion has a phase difference that is an integral multiple of 2π with respect to the light beam having the first wavelength before passing through, so that the first light beam that passes through the first stepped portion. The wavefront of the light beam having the first wavelength is the same as that when there is no first step portion. In other words, the wavefront aberration of the light beam having the first wavelength is not affected. On the other hand, the light beam having the second wavelength that passes through the first step portion has a predetermined phase difference that is different from the phase difference that is an integral multiple of 2π with respect to the light beam having the second wavelength before the passage. The wavefront aberration for the light beam having the second wavelength can be corrected using a predetermined phase difference.

請求項4に記載の本発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の発明において、前記一方の面における前記第1の開口数に対応する領域と前記第2の開口数に対応する領域との差分の領域に、前記第1の波長の光束に関しての温度特性を改善するためのものであって、多段からなる非周期的な輪帯状の第2の段差部を備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the region corresponding to the first numerical aperture on the one surface corresponds to the second numerical aperture. In order to improve the temperature characteristics of the light flux having the first wavelength in the difference region from the region to be performed, the second step portion having a non-periodic annular zone having multiple stages is provided. Features.

これにより、第1の開口数に対応する領域と第2の開口数に対応する領域との差分の領域に設けられる第2の段差部によって、第1の波長の光束に関しての温度変化に伴って発生する収差を抑制することができる。   Accordingly, the second step portion provided in the difference area between the area corresponding to the first numerical aperture and the area corresponding to the second numerical aperture causes a temperature change with respect to the light flux of the first wavelength. The generated aberration can be suppressed.

請求項5に記載の本発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の発明において、前記第1の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さ(t1)および前記第2の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さ(t2)は、t1=0.6mm、t2=1.2mm、の関係式で表され、前記第1の波長(λ1)および前記第2の波長(λ2)は、630nm<λ1<700nm、750nm<λ2<820nm、の関係式で表され、前記第1の開口数(NA1)および前記第2の開口数(NA2)は、0.59<NA1<0.68、0.43≦NA2<0.56、の関係式で表される、ことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the thickness (t1) of the transparent protective substrate of the first optical information recording medium and the second light The thickness (t2) of the transparent protective substrate of the information recording medium is expressed by a relational expression of t1 = 0.6 mm and t2 = 1.2 mm, and the first wavelength (λ1) and the second wavelength (λ2). ) Is expressed by a relational expression of 630 nm <λ1 <700 nm and 750 nm <λ2 <820 nm, and the first numerical aperture (NA1) and the second numerical aperture (NA2) are 0.59 <NA1 <0. .68, 0.43 ≦ NA2 <0.56.

これにより、第1の光情報記録媒体と第2の光情報記録媒体の再生または記録に好適な光ピックアップ用集光光学系を実現することができる。   Thereby, a condensing optical system for an optical pickup suitable for reproduction or recording of the first optical information recording medium and the second optical information recording medium can be realized.

請求項6に記載の本発明は、請求項1〜5の何れか一項に記載の集光光学系と、光情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光する受光手段と、を備えた光ピックアップ装置であることを特徴とする。   A sixth aspect of the present invention includes the condensing optical system according to any one of the first to fifth aspects, and light receiving means for receiving reflected light from the information recording surface of the optical information recording medium. An optical pickup device.

これにより、光利用効率の高い光ピックアップ装置を提供できる。   Thereby, an optical pickup device with high light utilization efficiency can be provided.

本発明によれば、第2の波長の光束における対物レンズ単体での結像倍率βを「−0.05<β<−0.01」の如く小さくするようにしているので、対物レンズのフォーカシングによる性能の変化を低減することができるとともに、軸外特性の極端な悪化を抑制できる。また、第2の開口数に対応する領域に形成される第1の段差部(多段からなる非周期的な輪帯状の段差部)によって波面収差の補正が行われるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。   According to the present invention, since the imaging magnification β of the objective lens alone in the light beam of the second wavelength is made small as “−0.05 <β <−0.01”, focusing of the objective lens is performed. It is possible to reduce the change in performance due to, and to suppress the extreme deterioration of off-axis characteristics. In addition, since the wavefront aberration is corrected by the first stepped portion (a non-periodic annular zone-shaped stepped portion including multiple steps) formed in the region corresponding to the second numerical aperture, the light use efficiency is reduced. Can be suppressed.

また、本発明によれば、発散角変換レンズを使用することによって、第2の光源から射出される光量を十分に確保できるため、第2の記録媒体において利用効率を高くできるか、場合によっては、レーザの使用電力を低減することができる。   Further, according to the present invention, since the amount of light emitted from the second light source can be sufficiently secured by using the divergence angle conversion lens, it is possible to increase the use efficiency in the second recording medium, or in some cases. The power used by the laser can be reduced.

さらに、本発明によれば、第1の段差部を通過する第2の波長の光束は、通過前の第2の波長の光束に対し2πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差となるので、その所定の位相差を利用して第2の波長の光束に関しての波面収差を補正することができる。   Further, according to the present invention, the light beam having the second wavelength passing through the first step portion has a predetermined phase difference different from the phase difference of an integer multiple of 2π with respect to the light beam having the second wavelength before passing. Therefore, the wavefront aberration for the light beam having the second wavelength can be corrected using the predetermined phase difference.

さらに、本発明によれば、第2の開口数に対応する領域に形成される第1の段差部によって波面収差の補正が行われるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。   Furthermore, according to the present invention, since the wavefront aberration is corrected by the first step portion formed in the region corresponding to the second numerical aperture, it is possible to suppress a decrease in light utilization efficiency.

さらに、本発明によれば、第1の開口数に対応する領域と第2の開口数に対応する領域との差分の領域に設けられる第2の段差部によって、第1の波長の光束に関しての温度変化に伴って発生する収差を抑制することができる。   Further, according to the present invention, the second stepped portion provided in the difference area between the area corresponding to the first numerical aperture and the area corresponding to the second numerical aperture allows the light beam having the first wavelength to be Aberrations that occur with temperature changes can be suppressed.

さらに、本発明によれば、上記集光光学系を光ピックアップ装置に組み込むことで、光利用効率の高い光ピックアップ装置を得ることができる。   Furthermore, according to the present invention, an optical pickup device with high light utilization efficiency can be obtained by incorporating the condensing optical system into the optical pickup device.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の構成要素についての重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. Here, the overlapping description of the same components is omitted in the accompanying drawings. In addition, since description here is the best form by which this invention is implemented, this invention is not limited to the said form.

(実施の形態1)   (Embodiment 1)

本発明の光ピックアップ用の集光光学系および光ピックアップ装置は、透明保護基板の厚さが異なる2種類の光情報記録媒体のそれぞれに対し第1の波長の光束および該第1の波長とは異なる第2の波長の光束を用いて再生および記録のうち少なくとも何れか一方を行う光ピックアップに用いられる。   The condensing optical system and the optical pickup device for an optical pickup according to the present invention have a first wavelength light beam and a first wavelength for each of two types of optical information recording media having different thicknesses of transparent protective substrates. It is used in an optical pickup that performs at least one of reproduction and recording using light beams having different second wavelengths.

所定の厚さの第1の透明保護基板を有する第1の光情報記録媒体、および第1の透明保護基板とは異なる厚さの第2の透明保護基板を有する第2の光情報記録媒体は、たとえば光ディスクである。ここでは、第1の光情報記録媒体は、第1の波長の光束を使用して再生または記録されるDVD(デジタル・バーサタイル・ディスク)であり、第2の光情報記録媒体は、第2の波長の光を使用して再生または記録されるCD(コンパクト・ディスク)である。   A first optical information recording medium having a first transparent protective substrate having a predetermined thickness, and a second optical information recording medium having a second transparent protective substrate having a thickness different from that of the first transparent protective substrate are: For example, an optical disk. Here, the first optical information recording medium is a DVD (Digital Versatile Disc) that is reproduced or recorded using a light beam having the first wavelength, and the second optical information recording medium is the second optical information recording medium. A CD (compact disc) that is reproduced or recorded using light of a wavelength.

ここで、第1の透明保護基板の厚さをt1、第2の透明保護基板の厚さをt2、第1の波長をλ1、第2の波長をλ2、第1の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第1の開口数をNA1、第2の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第2の開口数をNA2とする。   Here, the thickness of the first transparent protective substrate is t1, the thickness of the second transparent protective substrate is t2, the first wavelength is λ1, the second wavelength is λ2, and the light is collected on the first optical information recording medium. The first numerical aperture corresponding to the luminous flux is denoted by NA1, and the second numerical aperture corresponding to the luminous flux condensed on the second optical information recording medium is denoted by NA2.

図1は光ピックアップ用の集光光学系(以下、集光光学系という。)を説明する図であり、図2〜4はこの光ピックアップ用の対物レンズ(以下、対物レンズという。)を説明する図を示している。図2は対物レンズ112の正面図を示し、図3は対物レンズ112の断面図を示し、図4は図3の符号Aで示される部分(光源側の輪帯部分)の拡大図(模式的に示した図)を示している。なお、図2の対物レンズ112は、図1の対物レンズ112を光源側の面から見た正面図を示している。   FIG. 1 is a diagram for explaining a condensing optical system for an optical pickup (hereinafter referred to as a condensing optical system), and FIGS. 2 to 4 illustrate an objective lens for the optical pickup (hereinafter referred to as an objective lens). The figure to show. 2 is a front view of the objective lens 112, FIG. 3 is a cross-sectional view of the objective lens 112, and FIG. The figure shown in FIG. The objective lens 112 in FIG. 2 is a front view of the objective lens 112 in FIG. 1 viewed from the surface on the light source side.

集光光学系は、図1に示すように、DVDの波長λ1の光束131を射出する光源(第1の光源)11を有し、射出された光束131はカバーガラス101、ダイクロイックプリズム102、コリメータレンズ103を透過した後、略平行光に変換される。さらに、絞り111によってDVDの開口数NA1の幅の光束となって対物レンズ112に入射し、DVDの透明保護基板121を介して記録面122に集光される。また、CDの光源(第2の光源)12は波長λ2の光束132を射出する光源であり、ダイクロイックプリズム102、コリメータレンズ103を介したのち有限発散光に変換される。CDの光束は、絞り111で開口数NA1の光束となって対物レンズに入射し、CDの透明保護基板123を介して記録面124に集光される。絞り111と対物レンズ112は一体となって移動する機構となっており、DVDの記録面に集光する際には第1の位置113に、CDの記録面に集光する際には第2の位置114に移動する。   As shown in FIG. 1, the condensing optical system has a light source (first light source) 11 that emits a light beam 131 having a wavelength λ1 of DVD, and the emitted light beam 131 includes a cover glass 101, a dichroic prism 102, and a collimator. After passing through the lens 103, it is converted into substantially parallel light. Further, a light beam having a width of the numerical aperture NA1 of the DVD is incident on the objective lens 112 by the diaphragm 111 and is condensed on the recording surface 122 via the transparent protective substrate 121 of the DVD. A CD light source (second light source) 12 is a light source that emits a light beam 132 having a wavelength λ2, and is converted into finite divergent light through a dichroic prism 102 and a collimator lens 103. The light flux of the CD becomes a light flux having a numerical aperture NA1 at the stop 111 and enters the objective lens, and is condensed on the recording surface 124 via the transparent protective substrate 123 of the CD. The diaphragm 111 and the objective lens 112 are moved together, and when focusing on the DVD recording surface, the first position 113, and when condensing on the CD recording surface, the second. To position 114.

対物レンズ112は、図3に示すように、光源側の面および光ディスク側の面(第2の面)の両面は非球面に形成されている。   As shown in FIG. 3, the objective lens 112 has both a light source side surface and an optical disc side surface (second surface) formed as aspherical surfaces.

対物レンズ112は、例えば樹脂製の両凸非球面レンズであり、CDに対する再生または記録のときに必要となる第2の開口数NA2に対応する領域(つまり第2の開口数NA2以下の値に対応する領域)と、DVDに対する再生または記録のみにおいて必要となる第1の開口数NA1に対応する領域と第2の開口数NA2に対応する領域との差分の領域(つまり第2の開口数NA2より大きい値に対応する領域)とに区分されている。   The objective lens 112 is, for example, a resin-made biconvex aspheric lens, and has an area corresponding to the second numerical aperture NA2 required for reproduction or recording on a CD (that is, a value equal to or smaller than the second numerical aperture NA2). Area corresponding to the first numerical aperture NA1 required only for reproduction or recording on the DVD and an area corresponding to the second numerical aperture NA2 (that is, the second numerical aperture NA2). Area corresponding to a larger value).

対物レンズ112の両面のうち何れか一方の面、例えば光源側の面における第2の開口数NA2に対応する領域(第2の開口数NA2以下の値に対応する領域)には、図2に示すように、例えば9本の輪帯を有する第1の段差部141が基準レンズの表面142に形成されている。   An area corresponding to the second numerical aperture NA2 (an area corresponding to a value equal to or smaller than the second numerical aperture NA2) on either one of the two surfaces of the objective lens 112, for example, the surface on the light source side, is shown in FIG. As shown, a first step 141 having, for example, nine ring zones is formed on the surface 142 of the reference lens.

上述した基準レンズは、段差を形成する前の非球面レンズであり、DVDに対応したものである。   The reference lens described above is an aspherical lens before forming a step, and corresponds to a DVD.

また、基準レンズがDVDに対応したものであるので、対物レンズのNA2より大きくNA1以下の差分領域を通過するCDの光束は、CDのスポットに実質上寄与しないフレア光となる。   In addition, since the reference lens is compatible with DVD, the light flux of the CD that passes through the difference area that is larger than NA2 of the objective lens and smaller than NA1 becomes flare light that does not substantially contribute to the spot of the CD.

なお、第2の開口数NA2に対応する領域(第2の開口数NA2以下の値に対応する領域)に形成される輪帯の本数は、CDの再生または記録のときに必要となる開口数、対物レンズ単体での結像倍率に応じて増減されるものである。   Note that the number of annular zones formed in the area corresponding to the second numerical aperture NA2 (area corresponding to a value equal to or smaller than the second numerical aperture NA2) is the numerical aperture required for CD reproduction or recording. It is increased or decreased according to the imaging magnification of the objective lens alone.

ところで、第1の段差部141の各輪帯は、第1の波長λ1の光束に対し2πの整数倍の位相差を発生させる構造になっている。   By the way, each annular zone of the first stepped portion 141 has a structure that generates a phase difference of an integral multiple of 2π with respect to the light flux having the first wavelength λ1.

第1の波長λ1の光束に対し絶対値で2πの位相差を生じさせる、基準レンズからの光軸上のシフト量Dλ1は、次の数1の数式で表される。

Figure 2007305212
The shift amount Dλ1 on the optical axis from the reference lens that causes a phase difference of 2π in absolute value with respect to the light beam having the first wavelength λ1 is expressed by the following mathematical formula 1.
Figure 2007305212

ここで、nλ1は波長λ1の光束に対する元の媒質の屈折率であり、nλ1は波長λ1の光束に対する新たな媒質の屈折率である。 Here, n o λ1 is the refractive index of the original medium for the light flux with wavelength λ1, and n n λ1 is the refractive index of the new medium for the light flux with wavelength λ1.

元の媒質とは、第1の段差部141を形成する前と第1の段差部141を形成した後において、形成する前に第1の段差部141を満たしていた媒質のことである。一方、新たな媒質とは、第1の段差部141を形成する前と第1の段差部141を形成した後において、形成した後に第1の段差部141を満たす媒質のことである。   The original medium is a medium that has filled the first stepped portion 141 before the first stepped portion 141 is formed and after the first stepped portion 141 is formed. On the other hand, the new medium is a medium that fills the first stepped portion 141 after the first stepped portion 141 is formed and after the first stepped portion 141 is formed.

さて、上述した図4に示される寸法「|Dλ1|」は、上記数1を演算することにより得られたDλ1の絶対値である。上述した図4に示されるような段差を有する第1の段差部141を通過する第1の波長λ1の光束の波面は、実質的に第1の段差部141が無い場合と同じ波面となる。   Now, the above-mentioned dimension “| Dλ1 |” shown in FIG. 4 is the absolute value of Dλ1 obtained by calculating the above equation 1. The wavefront of the light beam having the first wavelength λ1 passing through the first stepped portion 141 having the step as shown in FIG. 4 described above is substantially the same as the case where there is no first stepped portion 141.

実施の形態1の対物レンズ112では、「第1の透明保護基板の厚さt1<第2の透明保護基板の厚さt2」=関係式1、「第1の波長λ1<第2の波長λ2」=関係式2、「第1の開口数NA1>第2の開口数NA2」=関係式3が成立し、また、当該対物レンズ112に対し第1の波長λ1の光束は略平行光として入射するとともに第2の波長λ2の光束は有限発散光として入射し、第2の波長λ2の光束における当該対物レンズ112単体での対物レンズ単体での結像倍率をβとした場合に、「−0.05<β<−0.01」の関係式4が成立する、ことを条件に、当該対物レンズ112の両面のうち一方の面(例えば光源側の面=光源側の面)における第2の開口数NA2に対応する領域に、多段からなる非周期的な輪帯状の段差部(第1の段差部)141を形成するようにしている。   In the objective lens 112 according to the first embodiment, “thickness t1 of the first transparent protective substrate <thickness t2 of the second transparent protective substrate” = relational expression 1, “first wavelength λ1 <second wavelength λ2”. “= Relational expression 2,“ First numerical aperture NA1> Second numerical aperture NA2 ”= Relational expression 3 holds, and the light beam having the first wavelength λ1 is incident on the objective lens 112 as substantially parallel light. At the same time, when the light beam having the second wavelength λ2 is incident as finite divergent light and the imaging magnification of the objective lens alone in the light beam having the second wavelength λ2 is β, .05 <β <−0.01 ”on the condition that the relational expression 4 is satisfied, the second of the two surfaces of the objective lens 112 (for example, the light source side surface = the light source side surface) In a region corresponding to the numerical aperture NA2, a non-periodic annular zone-shaped step portion (first step) And so as to form a stepped portion) 141.

第1の段差部141は、第1の波長λ1の光束に対し2πの整数倍の位相差を発生させるとともに、第2の波長λ2の光束に対し2πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差を発生させる構造になっている。   The first step 141 generates a phase difference that is an integer multiple of 2π with respect to the light beam having the first wavelength λ1, and is different from the phase difference that is an integral multiple of 2π with respect to the light beam having the second wavelength λ2. It has a structure that generates a phase difference.

なお、本実施の形態1では、第1の段差部141の各輪帯は、光軸に対し所定の幅を有する曲面で、かつ光軸方向に所定の長さを有する段差で形成されている。つまり各輪帯は所定の幅Wと所定の段差Hとを有し輪帯状に形成されている。   In the first embodiment, each annular zone of the first step portion 141 is formed by a curved surface having a predetermined width with respect to the optical axis and a step having a predetermined length in the optical axis direction. . That is, each annular zone has a predetermined width W and a predetermined level difference H, and is formed in an annular shape.

所定の段差Hは、上記Dλ1の整数倍の値であり、図3において、右方向(対物レンズ112の光源側の面を削る方向)に形成される場合と、左方向(対物レンズ112の光源側の面を盛り上げる方向)に形成される場合とがある。ここでは所定の段差Hは対物レンズ112の光源側の面を削る方向(図3の右方向)に形成されている。   The predetermined step H is a value that is an integral multiple of the above-mentioned Dλ1. In FIG. 3, the predetermined step H is formed in the right direction (direction in which the light source side surface of the objective lens 112 is cut) and in the left direction (the light source of the objective lens 112). In some cases, it is formed in a direction in which the side surface is raised. Here, the predetermined level difference H is formed in the direction of cutting the light source side surface of the objective lens 112 (right direction in FIG. 3).

所定の幅Wは、各輪帯すべて同一ではなく、9本の輪帯(輪帯1〜輪帯9)のうち、少なくとも1つの輪帯が他の輪帯の幅とは異なっている。   The predetermined width W is not the same for all the annular zones, and at least one of the nine annular zones (annular zones 1 to 9) is different from the widths of the other annular zones.

すなわち、第1の段差部141(の各輪帯)は、上述したように多段からなる非周期的な輪帯状に形成されていることになる。   That is, the first step portion 141 (each ring zone) is formed in a non-periodic ring zone shape including multiple stages as described above.

ところで、第1の段差部141に第2の波長λ2の光束が入射したときに、第2の波長λ2の光束において発生する位相差Φ2は、次の数2の数式で表される。

Figure 2007305212
By the way, the phase difference Φ2 generated in the light beam having the second wavelength λ2 when the light beam having the second wavelength λ2 enters the first stepped portion 141 is expressed by the following mathematical formula 2.
Figure 2007305212

ここで、nλ2は波長λ2の光束に対する元の媒質の屈折率であり、nλ2は波長λ2の光束に対する新たな媒質の屈折率である。 Here, n o λ2 is the refractive index of the original medium for the light flux with wavelength λ2, and n n λ2 is the refractive index of the new medium for the light flux with wavelength λ2.

上記数2より、元の媒質または新たな媒質が空気の場合は、第2の波長λ2の光束において発生する位相は2πの整数倍とはならない(2πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差となる。)。この位相ずれを利用することにより第2の波長λ2の光束の波面収差の補正が可能となる。また、第1の段差部141を多段で非周期なものとすることにより第2の波長λ2の光束の波面収差を回折限界内とすることができる。   From the above formula 2, when the original medium or the new medium is air, the phase generated in the light flux of the second wavelength λ2 is not an integer multiple of 2π (a predetermined difference that is different from the phase difference of an integer multiple of 2π). Phase difference). By utilizing this phase shift, it becomes possible to correct the wavefront aberration of the light beam having the second wavelength λ2. Further, by making the first step portion 141 multistage and non-periodic, the wavefront aberration of the light beam having the second wavelength λ2 can be within the diffraction limit.

ところで、基準レンズの非球面形状は、次の数3の数式で表される。

Figure 2007305212
By the way, the aspherical shape of the reference lens is expressed by the following mathematical formula 3.
Figure 2007305212

なお、非球面形状は、面頂点を原点とし光軸方向をZ軸とする直交座標系で考える。数3において、hは光軸からの高さ(単位:mm)、cは近軸曲率(c=1/r、rは近軸曲率半径(単位:mm))、kは円錐係数、A2iは2i次の非球面係数、Zは光軸からの高さhにおける面jのSag量(単位:mm)、をそれぞれ示す。また、数3において、数値iは整数である。 The aspherical shape is considered in an orthogonal coordinate system in which the vertex of the surface is the origin and the optical axis direction is the Z axis. In Equation 3, h is a height from the optical axis (unit: mm), c is a paraxial curvature (c = 1 / r, r is a paraxial radius of curvature (unit: mm)), k is a conical coefficient, A 2i Denotes a 2i-order aspheric coefficient, and Z j denotes a Sag amount (unit: mm) of the surface j at a height h from the optical axis. In Equation 3, the numerical value i is an integer.

ここで、図1に示す集光光学系の光学定数を表1に示し、光学要素の配置を表2に示し、コリメータレンズ103の非球面データを表3に示し、さらに、図2〜4に示す対物レンズ112における基準レンズの非球面データを表4に示し、輪帯構造(輪帯1〜輪帯9の9本の輪帯で構成される第1の段差部141)を表すデータを表5に示す。

Figure 2007305212
Here, the optical constants of the condensing optical system shown in FIG. 1 are shown in Table 1, the arrangement of the optical elements is shown in Table 2, the aspherical data of the collimator lens 103 is shown in Table 3, and FIGS. The aspherical data of the reference lens in the objective lens 112 shown in Table 4 is shown in Table 4, and the data representing the annular structure (the first step portion 141 composed of the nine annular zones 1 to 9) is shown. As shown in FIG.
Figure 2007305212

表1においてCDの開口数は0.51となっているが、この開口数は上記したようにCDのスポット形成において実質上集光に寄与する開口数の大きさである。なお、表1からは、上述した関係式1〜4が成立しているのが分かる。ちなみに、これらの関係式が成立していることを、以下に具体的に例示する。   In Table 1, the numerical aperture of the CD is 0.51, and this numerical aperture is the size of the numerical aperture that contributes substantially to light collection in the spot formation of the CD as described above. From Table 1, it can be seen that the above-described relational expressions 1 to 4 are established. Incidentally, the fact that these relational expressions hold is specifically exemplified below.

透明保護基板厚(mm)に関し、t1=0.6<t2=1.2   Regarding transparent protective substrate thickness (mm), t1 = 0.6 <t2 = 1.2

波長(nm)に関し、λ1=660<λ2=785   For wavelength (nm), λ1 = 660 <λ2 = 785

開口数に関し、NA1=0.65>NA2=0.51   Regarding the numerical aperture, NA1 = 0.65> NA2 = 0.51

対物レンズ単体での結像倍率に関し、−0.05<β=−0.02<−0.01

Figure 2007305212
-0.05 <β = −0.02 <−0.01 with respect to the imaging magnification of the objective lens alone
Figure 2007305212

表2のDVDの配置では、絞りと対物レンズは図1の第1の位置113である。CDの配置では、絞りと対物レンズの位置は図1の第2の位置114である。

Figure 2007305212

Figure 2007305212
In the DVD arrangement of Table 2, the stop and the objective lens are at the first position 113 in FIG. In the CD arrangement, the position of the stop and the objective lens is the second position 114 in FIG.
Figure 2007305212

Figure 2007305212

なお、表3と表4において、実施の形態1ではA12〜A20の非球面係数はゼロである。   In Tables 3 and 4, in the first embodiment, the aspheric coefficients of A12 to A20 are zero.

さらに、表3と表4中のA4〜A10に対応する欄において、「Eとそれに続く数字」は「10の累乗」を表し、その数値が直前の数値にかけられる(後述する表8、表9、表13、表14においても同様である。)。たとえば、面番号3のA4で「−9.029E−5」は、(−9.029)×10−5を表す。

Figure 2007305212
Furthermore, in the columns corresponding to A4 to A10 in Tables 3 and 4, “E and the subsequent number” represent “power of 10”, and the numerical value is multiplied by the immediately preceding numerical value (Tables 8 and 9 described later). The same applies to Tables 13 and 14.) For example, “−9.029E-5” in A4 of the surface number 3 represents (−9.029) × 10 −5 .
Figure 2007305212

なお、表5において、「輪帯の始まる高さ」の単位は「mm」であり、「輪帯の終了する高さ」の単位は「mm」であり、「基準レンズからの光軸上でのシフト量」の単位は「μm」である。また、|Dλ1|=1.219μmである。   In Table 5, the unit of “the height at which the annular zone starts” is “mm”, the unit of “the height at which the annular zone ends” is “mm”, and “on the optical axis from the reference lens” The unit of “shift amount” is “μm”. Further, | Dλ1 | = 1.219 μm.

表5中の「基準レンズからの光軸上でのシフト量」における符号は、正が基準レンズの表面142を基準にして削る方向(例えば図3の右方向)の段差を意味し、一方、負が基準レンズの表面142を基準にして盛り上げる方向(例えば図3の左方向)の段差を意味する。   The sign in “shift amount on the optical axis from the reference lens” in Table 5 means a step that is positive in the direction of cutting with respect to the surface 142 of the reference lens (for example, the right direction in FIG. 3), Negative means a step in the direction of raising with respect to the surface 142 of the reference lens (for example, the left direction in FIG. 3).

この実施の形態1では、表5から分かるように全て削る方向(例えば図3の右方向)に段差を形成するようにしているが、盛り上げる方向(例えば図3の左方向)に段差を形成するようにする場合もある。   In the first embodiment, as can be seen from Table 5, the steps are formed in the direction of cutting (for example, the right direction in FIG. 3), but the steps are formed in the rising direction (for example, the left direction in FIG. 3). In some cases.

図5は、当該集光光学系における軸上のOPD収差を示したものであり、(a)は第1の波長λ1の光束に関してのOPD収差を示し、(b)は第2の波長λ2の光束に関してのOPD収差を示している。なお、図5中、WFAは波面収差の大きさをλrmsで表したものである。   FIG. 5 shows the axial OPD aberration in the condensing optical system. (A) shows the OPD aberration with respect to the light beam having the first wavelength λ1, and (b) shows the second wavelength λ2. The OPD aberration with respect to the luminous flux is shown. In FIG. 5, WFA represents the magnitude of wavefront aberration in λrms.

ここで、図5(a)に示した第1の波長λ1の光束に関しての波面は連続していることがわかる。このことから、DVDに対応した対物レンズの基準レンズに多段からなる非周期的な輪帯状の段差部(第1の段差部141)を形成しても波面へ影響を与えていないことがわかる。   Here, it can be seen that the wavefront relating to the light beam having the first wavelength λ1 shown in FIG. 5A is continuous. From this, it can be seen that the wavefront is not affected even if a non-periodic annular zone-shaped step portion (first step portion 141) having multiple stages is formed on the reference lens of the objective lens corresponding to the DVD.

一方、図5(b)に示した第2の波長λ2の光束に関しての波面は不連続な波面となっている。多段からなる非周期的な輪帯状の第1の段差部141を基準レンズに形成することにより波長の違いに伴う所定の位相差が発生し波面が不連続に補正される。補正前の連続した波面での波面収差は0.200λrmsであったものが、図5(b)に示すように0.042λrmsに補正される。   On the other hand, the wavefront for the light flux having the second wavelength λ2 shown in FIG. 5B is a discontinuous wavefront. A non-periodic annular zone-shaped first step portion 141 having multiple stages is formed on the reference lens, whereby a predetermined phase difference due to a difference in wavelength is generated, and the wavefront is corrected discontinuously. The wavefront aberration at the continuous wavefront before correction was 0.200 λrms, but is corrected to 0.042 λrms as shown in FIG.

上述したように、対物レンズ112に対し第1の波長λ1の光束(DVD用の光束)は略平行光として入射するとともに第2の波長λ2の光束(CD用の光束)は有限発散光として入射し、第2の波長λ2の光束における対物レンズの対物レンズ単体での結像倍率をβとしたとき、「−0.05<β<−0.01」を満たし、かつ第2の波長λ2の光束に関しての波面収差を第1の段差部141によって補正することで、第1の波長λの光束および第2の波長λ2の光束に関しての波面収差を双方の開口数の範囲で回折限界内とすることができる。   As described above, the light flux having the first wavelength λ1 (DVD light flux) enters the objective lens 112 as substantially parallel light, and the second wavelength λ2 light flux (CD light flux) is incident as finite divergent light. When the imaging magnification of the objective lens alone in the light beam having the second wavelength λ2 is β, “−0.05 <β <−0.01” is satisfied and the second wavelength λ2 By correcting the wavefront aberration with respect to the light beam by the first step portion 141, the wavefront aberration with respect to the light beam with the first wavelength λ and the light beam with the second wavelength λ2 is within the diffraction limit in the range of both numerical apertures. be able to.

ところで、本実施の形態1においては、第1の段差部141は、9本の輪帯から構成されるようになっているが、その輪帯の本数は、CDの再生または記録のときに必要となる開口数、対物レンズ単体での結像倍率に応じて増減されるものであるので、9本に限定されるものではない。   By the way, in the first embodiment, the first step portion 141 is composed of nine ring zones, but the number of ring zones is necessary when reproducing or recording a CD. The numerical aperture is increased or decreased according to the image forming magnification of the objective lens alone, and is not limited to nine.

また、本実施の形態1では、第1の段差部141を光源側つまり光源側の面に形成するようにしているが、本発明はこれに限定されることなく、第1の段差部141を光情報記録媒体(光ディクス)側つまり光ディスク側の面に形成するようにしてもよい。   In the first embodiment, the first step portion 141 is formed on the light source side, that is, the light source side surface. However, the present invention is not limited to this, and the first step portion 141 is formed. It may be formed on the surface of the optical information recording medium (optical disc) side, that is, the optical disc side.

以上説明したように、本実施の形態1によれば、次の(1)〜(4)の作用効果を得ることができる。   As described above, according to the first embodiment, the following effects (1) to (4) can be obtained.

(1)第2の波長λ2の光束における対物レンズ単体での結像倍率βを「−0.05<β<−0.01」の如く小さくするようにしているので、対物レンズのフォーカシングによる性能の変化を低減することができる。   (1) Since the imaging magnification β of the objective lens alone in the light beam having the second wavelength λ2 is made small as “−0.05 <β <−0.01”, the performance of the objective lens due to focusing is reduced. Can be reduced.

(2)第2の開口数NA2に対応する領域に形成される第1の段差部141によって波面収差の補正が行われるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。   (2) Since the wavefront aberration is corrected by the first step portion 141 formed in the region corresponding to the second numerical aperture NA2, it is possible to suppress a decrease in light utilization efficiency.

(3)第1の段差部141を通過する第1の波長λ1の光束は、通過前の第1の波長λ1の光束に対し2πの整数倍の位相差となるので、第1の段差部141を通過する第1の波長λ1の光束の波面は、当該第1の段差部141が無い場合と同じ波面となる。換言すれば、第1の波長λ1の光束の波面収差に影響を与えない。これに対し、第1の段差部141を通過する第2の波長λ2の光束は、通過前の第2の波長λ2の光束に対し2πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差となるので、その所定の位相差を利用して第2の波長λ2の光束の波面収差を補正することができる。   (3) Since the light beam having the first wavelength λ1 that passes through the first stepped portion 141 has a phase difference that is an integral multiple of 2π with respect to the light beam having the first wavelength λ1 before passing, the first stepped portion 141 The wavefront of the light beam having the first wavelength λ1 that passes through is the same as that in the case where the first step 141 is not provided. In other words, the wavefront aberration of the light beam having the first wavelength λ1 is not affected. On the other hand, the light beam having the second wavelength λ2 passing through the first stepped portion 141 has a predetermined phase difference different from the phase difference of an integer multiple of 2π with respect to the light beam having the second wavelength λ2 before passing through. Therefore, the wavefront aberration of the light beam having the second wavelength λ2 can be corrected using the predetermined phase difference.

すなわち、第1の波長λ1の光束に関しての波面収差および第2の波長λ2の光束に関しての波面収差を回折限界内にすることができ、これにより光の利用効率を十分に確保できるため光情報記録媒体に対する記録を行う場合に非常に有利となる。   That is, the wavefront aberration with respect to the light beam with the first wavelength λ1 and the wavefront aberration with respect to the light beam with the second wavelength λ2 can be within the diffraction limit. This is very advantageous when recording on a medium.

(4)対物レンズ112を使用した光ピックアップ用の集光光学系では、光の利用効率が高く、フォーカシングによる性能の変化を低減することのできる1つの対物レンズで、異なる透明保護基板厚を有する第1の光情報記録媒体(例えばDVD)および第2の光情報記録媒体(例えばCD)をそれぞれ異なる波長の光束で再生または記録することが可能になる。   (4) In the condensing optical system for the optical pickup using the objective lens 112, the use efficiency of light is high, and one objective lens that can reduce the change in performance due to focusing has different transparent protective substrate thicknesses. The first optical information recording medium (for example, DVD) and the second optical information recording medium (for example, CD) can be reproduced or recorded with light beams having different wavelengths.

(実施の形態2)   (Embodiment 2)

次に、実施の形態2に係る光学ピックアップ用集光光学系(以下、集光光学系という。)について説明する。   Next, a condensing optical system for an optical pickup according to Embodiment 2 (hereinafter referred to as a condensing optical system) will be described.

本実施の形態2においても、上記実施の形態1で説明した関係式1〜4が成立するものとする。   Also in the second embodiment, it is assumed that the relational expressions 1 to 4 described in the first embodiment are satisfied.

図6は集光光学系を説明する図であり、図7〜10はこの光ピックアップ用の対物レンズ(以下、対物レンズという。)を説明する図を示している。図7は対物レンズ212の正面図を示し、図8は対物レンズ212の断面図を示し、図9は図8の符号Bで示される部分(光源側の輪帯部分)の拡大図(模式的に示した図)を示し、図10は図8の符号Dで示される部分(光源側の輪帯部分)の拡大図(模式的に示した図)を示している。   FIG. 6 is a diagram for explaining the condensing optical system, and FIGS. 7 to 10 are diagrams for explaining the objective lens for the optical pickup (hereinafter referred to as objective lens). 7 is a front view of the objective lens 212, FIG. 8 is a sectional view of the objective lens 212, and FIG. 9 is an enlarged view (schematic) of a portion (ring zone portion on the light source side) indicated by reference numeral B in FIG. FIG. 10 is an enlarged view (schematically illustrated) of a portion (ring zone portion on the light source side) indicated by reference sign D in FIG.

なお、図7の対物レンズ212は、図6の対物レンズ212を光源側の面から見た正面図を示している。   The objective lens 212 in FIG. 7 is a front view of the objective lens 212 in FIG. 6 viewed from the surface on the light source side.

集光光学系は、図6に示すように本実施の形態1と同じ構成となっている。但し、図6においては、各構成要素に付した符号について、DVDの波長λ1の光束231、当該光束を射出する光源(第1の光源)21、CDの波長λ2の光束232、当該光束を車種通する光源(第2の光源)22、カバーガラス201、ダイクロイックプリズム202、コリメータレンズ203、開口数NA1の絞り211、対物レンズ212、第1の位置213、第2の位置214、DVDの透明保護基板221、DVDの記録面222、CDの透明保護基板223、CDの記録面224となっている。   The condensing optical system has the same configuration as the first embodiment as shown in FIG. However, in FIG. 6, with respect to the reference numerals assigned to the respective constituent elements, the light flux 231 having the wavelength λ1 of the DVD, the light source (first light source) 21 that emits the light flux, the light flux 232 having the wavelength λ2 of the CD, and the light flux Light source (second light source) 22, cover glass 201, dichroic prism 202, collimator lens 203, aperture 211 with numerical aperture NA1, objective lens 212, first position 213, second position 214, and transparent protection of DVD A substrate 221, a DVD recording surface 222, a CD transparent protective substrate 223, and a CD recording surface 224 are formed.

ここで、本実施の形態2は実施の形態1と同じ構成をもつ集光光学系において、対物レンズに特徴を持たせたものである。   Here, the second embodiment is a condensing optical system having the same configuration as the first embodiment, in which the objective lens is characterized.

対物レンズ212は、上述した実施の形態1の場合と同様に、図8に示すように、光源側の面(第1の面)および光ディスク側の面(第2の面)の両面は非球面に形成されている。   As in the case of Embodiment 1 described above, the objective lens 212 is aspherical on both the light source side surface (first surface) and the optical disk side surface (second surface), as shown in FIG. Is formed.

対物レンズ212は、例えば樹脂製の両凸非球面レンズであり、CDに対する再生または記録のときに必要となる第2の開口数NA2に対応する領域(つまり第2の開口数NA2以下の値に対応する領域)と、DVDに対する再生または記録のみにおいて必要となる第1の開口数NA1に対応する領域と第2の開口数NA2に対応する領域との差分の領域(つまり第2の開口数NA2より大きい値に対応する領域)とに区分されている。   The objective lens 212 is, for example, a resin-made biconvex aspheric lens, and has a region corresponding to the second numerical aperture NA2 required for reproduction or recording on a CD (that is, a value equal to or smaller than the second numerical aperture NA2). Area corresponding to the first numerical aperture NA1 required only for reproduction or recording on the DVD and an area corresponding to the second numerical aperture NA2 (that is, the second numerical aperture NA2). Area corresponding to a larger value).

対物レンズ212の両面のうち一方の面、例えば光源側の面においては、第2の開口数NA2に対応する領域には、第1の波長λ1の光束に対し2πの整数倍の位相差を発生させる多段からなる非周期的な輪帯状の第1の段差部241aが形成されているとともに、第1の開口数NA1に対応する領域と第2の開口数NA2に対応する領域との差分の領域には、第1の波長λ1の光束に関しての温度特性を改善するためのものであって、第1の波長λ1の光束に対し2πの整数倍の位相差を発生させる多段からなる非周期的な輪帯状の第2の段差部241bが形成されている。   On one of the two surfaces of the objective lens 212, for example, the surface on the light source side, a phase difference that is an integral multiple of 2π is generated in the region corresponding to the second numerical aperture NA2 with respect to the light beam having the first wavelength λ1. A non-periodic annular zone-shaped first step portion 241a is formed, and a difference area between a region corresponding to the first numerical aperture NA1 and a region corresponding to the second numerical aperture NA2 Is for improving the temperature characteristics of the light beam having the first wavelength λ1, and is a non-periodic multi-stage circuit that generates a phase difference of an integral multiple of 2π with respect to the light beam having the first wavelength λ1. An annular zone-like second step portion 241b is formed.

具体的には、対物レンズ212の光源側の面には、輪帯1〜輪帯9の9本の輪帯を有する第1の段差部241aと、輪帯10〜輪帯11の2本の輪帯を有する第2の段差部30bとが形成され、輪帯として11本の非周期的な段差部(第1の段差部241aおよび第2の段差部241b)が基準レンズの表面242に形成されている。ここでは、第1の段差部241aは、図9に示すように基準レンズの表面242を基準にして削る方向の段差の輪帯を有する段差部であり、第2の段差部241bは、図10に示すように基準レンズの表面242を基準にして盛り上げる方向の段差の輪帯を有する段差部である。   Specifically, the surface on the light source side of the objective lens 212 includes a first step portion 241 a having nine annular zones 1 to 9 and two zones 10 to 11. A second stepped portion 30b having a ring zone and eleven non-periodic stepped portions (a first stepped portion 241a and a second stepped portion 241b) are formed on the surface 242 of the reference lens. Has been. Here, as shown in FIG. 9, the first step portion 241a is a step portion having a step ring zone in the direction of cutting with reference to the surface 242 of the reference lens, and the second step portion 241b is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the step portion has a stepped annular zone in the direction of raising with respect to the surface 242 of the reference lens.

なお、第1の段差部241aおよび第2の段差部241bは、上記実施の形態1の第1の段差部141と同様の構造になっている。   The first step portion 241a and the second step portion 241b have the same structure as the first step portion 141 of the first embodiment.

また、実施の形態1と同様に基準レンズがDVDに対応したものである。第2の段差部は温度特性を改善するために作成されたものなので、本実施例のように第2の段差部を構成しても、この段差部を通過したCDの波面は結像に寄与するほどに補正されない。すなわち、対物レンズのNA2より大きくNA1以下の差分領域を通過するCDの光束は、CDのスポットに実質上寄与しないフレア光となる。   In addition, as in the first embodiment, the reference lens is compatible with DVD. Since the second stepped portion is created to improve the temperature characteristics, even if the second stepped portion is configured as in the present embodiment, the wavefront of the CD that has passed through the stepped portion contributes to imaging. Not corrected enough. That is, the light flux of the CD that passes through the differential region that is larger than NA2 of the objective lens and smaller than NA1 becomes flare light that does not substantially contribute to the spot of the CD.

ここで、図6に示す集光光学系の光学定数を表6に示し、光学要素の配置を表7に示し、コリメータレンズ203の非球面データを表8に示し、さらに、図7〜10に示す対物レンズ212における基準レンズの非球面データを表9に示し、輪帯構造(輪帯1〜輪帯11の11本の輪帯で構成される段差部241を表すデータを表10に示す。

Figure 2007305212
Here, optical constants of the condensing optical system shown in FIG. 6 are shown in Table 6, optical element arrangements are shown in Table 7, aspherical data of the collimator lens 203 are shown in Table 8, and FIGS. Table 9 shows the aspherical data of the reference lens in the objective lens 212 shown, and Table 10 shows the data representing the step portion 241 composed of the ring zone structure (11 zones of the zone 1 to zone 11).
Figure 2007305212

なお、表6からは、上述した関係式1〜4が成立しているのが分かる。ちなみに、これらの関係式が成立していることを、以下に具体的に例示する。   From Table 6, it can be seen that the above-described relational expressions 1 to 4 are established. Incidentally, the fact that these relational expressions hold is specifically exemplified below.

透明保護基板厚(mm)に関し、t1=0.6<t2=1.2   Regarding transparent protective substrate thickness (mm), t1 = 0.6 <t2 = 1.2

波長(nm)に関し、λ1=660<λ2=785   For wavelength (nm), λ1 = 660 <λ2 = 785

開口数に関し、NA1=0.65>NA2=0.51   Regarding the numerical aperture, NA1 = 0.65> NA2 = 0.51

対物レンズ単体での結像倍率に関し、−0.05<β=−0.03<−0.01

Figure 2007305212
-0.05 <β = −0.03 <−0.01 with respect to the imaging magnification of the objective lens alone
Figure 2007305212

表7のDVDの配置において、絞りと対物レンズは図6の第1の位置213である。CDの配置においては、絞りと対物レンズの位置は図6の第2の位置214である。

Figure 2007305212

Figure 2007305212
In the DVD arrangement of Table 7, the aperture and the objective lens are at the first position 213 in FIG. In the CD arrangement, the position of the aperture and the objective lens is the second position 214 in FIG.
Figure 2007305212

Figure 2007305212

なお、表8と表9において、実施の形態2ではA12〜A20の非球面係数はゼロである。

Figure 2007305212
In Tables 8 and 9, in Embodiment 2, the aspheric coefficients of A12 to A20 are zero.
Figure 2007305212

なお、表10において、「輪帯の始まる高さ」の単位は「mm」であり、「輪帯の終了する高さ」の単位は「mm」であり、「基準レンズからの光軸上でのシフト量」の単位は「μm」である。また、|Dλ1|=1.219μmである。   In Table 10, the unit of “the height at which the annular zone starts” is “mm”, the unit of “the height at which the annular zone ends” is “mm”, and “on the optical axis from the reference lens” The unit of “shift amount” is “μm”. Further, | Dλ1 | = 1.219 μm.

表10中の「基準レンズからの光軸上でのシフト量」における符号は、正が基準レンズの表面242を基準にして削る方向(例えば図8の右方向)の段差を意味し、一方、負が基準レンズの表面242を基準にして盛り上げる方向(例えば図8の左方向)の段差を意味する。   The sign in “shift amount on the optical axis from the reference lens” in Table 10 means a step in the direction in which the positive is shaved with reference to the surface 242 of the reference lens (for example, the right direction in FIG. 8), Negative means a step in the direction of raising with respect to the surface 242 of the reference lens (for example, the left direction in FIG. 8).

すなわち、第1の段差部241aは、基準レンズの表面242を基準にして削る方向の段差の輪帯を有する段差部である(図9参照)。第2の段差部241bは、基準レンズの表面242を基準にして盛り上げる方向の段差の輪帯を有する段差部である(図10参照)。   That is, the first stepped portion 241a is a stepped portion having a ring-shaped stepped portion in the direction of cutting with respect to the surface 242 of the reference lens (see FIG. 9). The second stepped portion 241b is a stepped portion having a stepped annular zone that is raised with respect to the surface 242 of the reference lens (see FIG. 10).

図11は、当該集光光学系における軸上のOPD収差を示したものであり、(a)は第1の波長λ1の光束に関してのOPD収差を示し、(b)は第2の波長λ2の光束に関してのOPD収差を示している。なお、図11中、WFAは波面収差の大きさをλrmsで表したものである。   FIG. 11 shows the axial OPD aberration in the condensing optical system, where (a) shows the OPD aberration with respect to the light beam having the first wavelength λ1, and (b) shows the second wavelength λ2. The OPD aberration with respect to the luminous flux is shown. In FIG. 11, WFA represents the magnitude of wavefront aberration by λrms.

ここで、図11(a)に示した第1の波長λ1の光束に関しての波面は連続していることがわかる。このことから、DVDに対応した基準レンズに多段からなる非周期的な輪帯状の段差部(段差部241)を形成しても波面へ影響を与えていないことがわかる。   Here, it can be seen that the wavefront relating to the light flux having the first wavelength λ1 shown in FIG. 11A is continuous. From this, it can be seen that even if a non-periodic annular zone-shaped step portion (step portion 241) having multiple stages is formed on a reference lens corresponding to DVD, the wavefront is not affected.

一方、図11(b)に示した第2の波長λ2の光束に関しての波面は不連続な波面となっている。多段からなる非周期的な輪帯状の第1の段差部241を基準レンズに形成することにより波長の違いに伴う所定の位相差が発生し波面が不連続に補正される。補正前の連続した波面での波面収差は0.200λrmsであったものが、図11(b)に示すように0.042λrmsまで補正される。   On the other hand, the wavefront relating to the light flux having the second wavelength λ2 shown in FIG. 11B is a discontinuous wavefront. By forming the first step portion 241 with a non-periodic annular zone having multiple stages on the reference lens, a predetermined phase difference due to a difference in wavelength is generated, and the wavefront is corrected discontinuously. The wavefront aberration at the continuous wavefront before correction was 0.200 λrms, but is corrected to 0.042 λrms as shown in FIG.

ところで、一般的に、第1の波長λ1の光源としてレーザ光源を使用した場合、そのレーザ光源は、温度によって、0.2nm/degの波長の変化が発生する。   By the way, generally, when a laser light source is used as the light source of the first wavelength λ1, the laser light source changes in wavelength by 0.2 nm / deg depending on the temperature.

そこで、本実施の形態2では、この波長変化を利用して、上述したように第1の開口数NA1に対応する領域と第2の開口数NA2に対応する領域との差分の領域(つまり第2の開口数NA2より大きい値に対応する領域)に第2の段差部241bを形成することにより、第1の波長λ1の光束に関しての温度特性を改善するようにしている。   Therefore, in the second embodiment, by using this wavelength change, as described above, the difference area between the area corresponding to the first numerical aperture NA1 and the area corresponding to the second numerical aperture NA2 (that is, the first numerical aperture). By forming the second stepped portion 241b in a region corresponding to a value greater than the numerical aperture NA2 of 2, the temperature characteristics with respect to the light beam having the first wavelength λ1 are improved.

図12は、実施の形態1で示した収差の状態(図5)と実施の形態2で示した収差の状態状態(図11)から温度変化を+50degとしたときの第1の波長λ1の光束のOPD収差を示したものであり、図12(a)は比較データとして第2の段差部241bが光源側の面に無い場合における第1の波長λ1の光束に関してのOPD収差を示し、図12(b)は第2の段差部241bが光源側の面に有る場合における第1の波長λ1の光束に関してのOPD収差を示す。なお、図12中、WFAは波面収差の大きさをλrmsで表したものである。   FIG. 12 shows the light flux having the first wavelength λ1 when the temperature change is +50 deg from the aberration state shown in the first embodiment (FIG. 5) and the aberration state shown in the second embodiment (FIG. 11). FIG. 12A shows the OPD aberration with respect to the light flux having the first wavelength λ1 when the second stepped portion 241b is not present on the light source side surface as comparison data. (B) shows the OPD aberration with respect to the light beam having the first wavelength λ1 when the second step portion 241b is on the light source side surface. In FIG. 12, WFA represents the magnitude of wavefront aberration by λrms.

ここで、図12(a)に示した第1の波長λ1の光束に関しての波面収差と図12(b)に示した第1の波長λ1の光束に関しての波面収差とを比較すると、前者の波面収差が0.039λrmsであり、後者の波面収差が0.018λrmsであり、多段からなる非周期的な輪帯状の第2の段差部241bを基準レンズに形成した場合の波面収差は、第2の段差部241bを基準レンズに形成しない場合の波面収差=0.039λrmsから0.018λrmsに補正されている。   Here, when the wavefront aberration for the light beam having the first wavelength λ1 shown in FIG. 12A is compared with the wavefront aberration for the light beam having the first wavelength λ1 shown in FIG. 12B, the former wavefront is compared. The aberration is 0.039 λrms, the latter wavefront aberration is 0.018 λrms, and the wavefront aberration in the case where the non-periodic annular zone-shaped second step portion 241b including multiple steps is formed on the reference lens is Wavefront aberration when the step 241b is not formed on the reference lens is corrected from 0.039 λrms to 0.018 λrms.

以上説明したように、本実施の形態2によれば、上述した実施の形態1の(1)〜(4)の作用効果に加えて、次のような利点がある。   As described above, the second embodiment has the following advantages in addition to the effects (1) to (4) of the first embodiment described above.

すなわち、第1の開口数NA1に対応する領域と第2の開口数NA2に対応する領域との差分の領域に設けられ、第1の波長λ1の光束に関しての温度特性を改善するための第2の段差部241bによって、第1の波長λ1の光束に関しての温度変化に伴って発生する収差を抑制することができる。   That is, the second region is provided in a difference region between the region corresponding to the first numerical aperture NA1 and the region corresponding to the second numerical aperture NA2, and improves the temperature characteristic of the light flux having the first wavelength λ1. The stepped portion 241b can suppress aberration that occurs due to a temperature change with respect to the light flux having the first wavelength λ1.

(実施の形態3)   (Embodiment 3)

次に、実施の形態3に係る光学ピックアップ用集光光学系(以下、集光光学系という。)について説明する。   Next, a condensing optical system for an optical pickup according to Embodiment 3 (hereinafter referred to as a condensing optical system) will be described.

本実施の形態3においても、上記実施の形態1で説明した関係式1〜4が成立するものとする。   Also in the third embodiment, it is assumed that relational expressions 1 to 4 described in the first embodiment are satisfied.

図13は集光光学系を説明する図であり、図14〜17はこの光ピックアップ用の対物レンズ(以下、対物レンズという。)を説明する図を示している。図14は対物レンズ312の正面図を示し、図15は対物レンズ312の断面図を示し、図16は図15の符号Dで示される部分(光源側の輪帯部分)の拡大図(模式的に示した図)を示し、図17は図15の符号Eで示される部分(光源側の輪帯部分)の拡大図(模式的に示した図)を示している。   FIG. 13 is a diagram for explaining the condensing optical system, and FIGS. 14 to 17 are diagrams for explaining the objective lens for the optical pickup (hereinafter referred to as objective lens). 14 shows a front view of the objective lens 312, FIG. 15 shows a cross-sectional view of the objective lens 312, and FIG. 16 shows an enlarged view (schematic view) of a portion (ring zone portion on the light source side) indicated by reference numeral D in FIG. FIG. 17 is an enlarged view (schematically illustrated) of a portion (ring zone portion on the light source side) indicated by E in FIG.

なお、図14の対物レンズ312は、図13の対物レンズ312を光源側の面から見た正面図を示している。   The objective lens 312 in FIG. 14 is a front view of the objective lens 312 in FIG. 13 viewed from the surface on the light source side.

集光光学系は、図13に示すように、DVDの波長λ1の光束331を射出する光源(第1の光源)31を有し、射出された光束331はダイクロイックプリズム301、コリメータレンズ302を透過した後、略平行光に変換される。さらに、絞り311によってDVDの開口数NA1の幅の光束となって対物レンズ312に入射し、DVDの透明保護基板321を介して記録面322に集光される。また、CDの光源(第2の光源)32は波長λ2の光束332を射出する光源であり、カバーガラス303、発散角変換レンズ304、ダイクロイックプリズム301、コリメータレンズ302を介したのち有限発散光に変換される。CDの光束は、絞り311で開口数NA1の光束となって対物レンズに入射し、CDの透明保護基板323を介して記録面324に集光される。絞り311と対物レンズ312は一体となって移動する機構となっており、DVDの記録面に集光する際には第1の位置313に、CDの記録面に集光する際には第2の位置314移動する。   As shown in FIG. 13, the condensing optical system has a light source (first light source) 31 that emits a light beam 331 having a wavelength λ 1 of DVD. The emitted light beam 331 passes through a dichroic prism 301 and a collimator lens 302. After that, it is converted into substantially parallel light. Further, a light beam having a width of the numerical aperture NA1 of the DVD is incident on the objective lens 312 by the diaphragm 311 and is condensed on the recording surface 322 through the transparent protective substrate 321 of the DVD. A CD light source (second light source) 32 is a light source that emits a light beam 332 having a wavelength λ2, and is converted into finite divergent light through a cover glass 303, a divergence angle conversion lens 304, a dichroic prism 301, and a collimator lens 302. Converted. The light flux of the CD becomes a light flux having a numerical aperture NA1 at the stop 311 and enters the objective lens, and is condensed on the recording surface 324 through the transparent protective substrate 323 of the CD. The aperture 311 and the objective lens 312 are moved together, and the first position 313 is used when condensing on the DVD recording surface, and the second operation is used when condensing on the CD recording surface. The position 314 is moved.

対物レンズ312は、図14〜17に示すように本実施の形態2と同じ構成となっている。   The objective lens 312 has the same configuration as that of the second embodiment as shown in FIGS.

ここで、図13に示す集光光学系の光学定数を表11に示し、光学要素の配置を表12に示し、コリメータレンズ302の非球面データを表13に示し、さらに、図14〜17に示す対物レンズ312における基準レンズの非球面データを表14に示し、輪帯構造(輪帯1〜輪帯11の11本の輪帯で構成される段差部341を表すデータを表15に示す。

Figure 2007305212
Here, the optical constants of the condensing optical system shown in FIG. 13 are shown in Table 11, the arrangement of the optical elements is shown in Table 12, the aspherical data of the collimator lens 302 is shown in Table 13, and FIGS. Table 14 shows the aspherical data of the reference lens in the objective lens 312 shown, and Table 15 shows data representing the step portion 341 composed of the annular zone structure (the eleven annular zones 1 to 11.
Figure 2007305212

なお、表11からは、上述した関係式1〜4が成立しているのが分かる。ちなみに、これらの関係式が成立していることを、以下に具体的に例示する。   From Table 11, it can be seen that the relational expressions 1 to 4 described above are established. Incidentally, the fact that these relational expressions hold is specifically exemplified below.

透明保護基板厚(mm)に関し、t1=0.6<t2=1.2   Regarding transparent protective substrate thickness (mm), t1 = 0.6 <t2 = 1.2

波長(nm)に関し、λ1=660<λ2=785   For wavelength (nm), λ1 = 660 <λ2 = 785

開口数に関し、NA1=0.65>NA2=0.51   Regarding the numerical aperture, NA1 = 0.65> NA2 = 0.51

対物レンズ単体での結像倍率に関し、−0.05<β=−0.03<−0.01   -0.05 <β = −0.03 <−0.01 with respect to the imaging magnification of the objective lens alone

また、表11において、CDの光源側のNAは0.12である。実施の形態2における表6において、CDの光源側のNAは0.087であるので、発散角変換レンズを使用することにより光源からの光をより多く利用できることがわかる。

Figure 2007305212
In Table 11, the NA on the light source side of the CD is 0.12. In Table 6 in Embodiment 2, since the NA on the light source side of the CD is 0.087, it can be seen that more light from the light source can be used by using the divergence angle conversion lens.
Figure 2007305212

表12のDVDの配置において、絞りと対物レンズは図13の第1の位置313である。CDの配置においては、絞りと対物レンズの位置は図13の第2の位置314である。

Figure 2007305212

Figure 2007305212
In the DVD arrangement of Table 12, the aperture and the objective lens are at the first position 313 in FIG. In the CD arrangement, the position of the stop and the objective lens is the second position 314 in FIG.
Figure 2007305212

Figure 2007305212

なお、表13と表14において、実施の形態3ではA12〜A20の非球面係数はゼロである。

Figure 2007305212
In Tables 13 and 14, in the third embodiment, the aspheric coefficients of A12 to A20 are zero.
Figure 2007305212

なお、表15において、「輪帯の始まる高さ」の単位は「mm」であり、「輪帯の終了する高さ」の単位は「mm」であり、「基準レンズからの光軸上でのシフト量」の単位は「μm」である。また、|Dλ1|=1.219μmである。   In Table 15, the unit of “the height at which the annular zone starts” is “mm”, the unit of “the height at which the annular zone ends” is “mm”, and “on the optical axis from the reference lens” The unit of “shift amount” is “μm”. Further, | Dλ1 | = 1.219 μm.

表15中の「基準レンズからの光軸上でのシフト量」における符号は、正が基準レンズの表面342を基準にして削る方向(例えば図15の右方向)の段差を意味し、一方、負が基準レンズの表面342を基準にして盛り上げる方向(例えば図15の左方向)の段差を意味する。   The sign in “shift amount on the optical axis from the reference lens” in Table 15 means that the positive is a step in the direction of cutting with reference to the surface 342 of the reference lens (for example, the right direction in FIG. 15), Negative means a step in the direction of raising with respect to the surface 342 of the reference lens (for example, the left direction in FIG. 15).

すなわち、第1の段差部341aは、基準レンズの表面342を基準にして削る方向の段差の輪帯を有する段差部である(図16参照)。第2の段差部341bは、基準レンズの表面342を基準にして盛り上げる方向の段差の輪帯を有する段差部である(図17参照)。   That is, the first stepped portion 341a is a stepped portion having a stepped annular zone in the direction of cutting with respect to the surface 342 of the reference lens (see FIG. 16). The second stepped portion 341b is a stepped portion having a stepped annular zone that is raised with respect to the surface 342 of the reference lens (see FIG. 17).

図18は、当該集光光学系における軸上のOPD収差を示したものであり、(a)は第1の波長λ1の光束に関してのOPD収差を示し、(b)は第2の波長λ2の光束に関してのOPD収差を示している。なお、図18中、WFAは波面収差の大きさをλrmsで表したものである。   FIG. 18 shows the axial OPD aberration in the condensing optical system, where (a) shows the OPD aberration with respect to the light beam having the first wavelength λ1, and (b) shows the second wavelength λ2. The OPD aberration with respect to the luminous flux is shown. In FIG. 18, WFA represents the magnitude of wavefront aberration by λrms.

ここで、図18(a)に示した第1の波長λ1の光束に関しての波面は連続していることがわかる。このことから、DVDに対応した基準レンズに多段からなる非周期的な輪帯状の段差部(第1の段差部341)を形成しても波面へ影響を与えていないことがわかる。   Here, it can be seen that the wavefront relating to the light beam having the first wavelength λ1 shown in FIG. 18A is continuous. From this, it can be seen that even if a non-periodic annular zone step portion (first step portion 341) having multiple stages is formed on a reference lens corresponding to DVD, the wavefront is not affected.

一方、図18(b)に示した第2の波長λ2の光束に関しての波面は不連続な波面となっている。多段からなる非周期的な輪帯状の第1の段差部341を基準レンズに形成することにより波長の違いに伴う所定の位相差が発生し波面が不連続に補正される。補正前の連続した波面での波面収差は0.200λrmsであったものが、図18(b)に示すように0.042λrmsまで補正される。   On the other hand, the wavefront relating to the light flux having the second wavelength λ2 shown in FIG. 18B is a discontinuous wavefront. By forming the first non-periodic annular zone step 341 composed of multiple stages in the reference lens, a predetermined phase difference accompanying a difference in wavelength is generated, and the wavefront is corrected discontinuously. The wavefront aberration at the continuous wavefront before correction was 0.200 λrms, but is corrected to 0.042 λrms as shown in FIG.

以上説明したように、本実施の形態3によれば、上述した実施の形態1の(1)〜(4)の作用効果に加えて、次のような利点がある。   As described above, the third embodiment has the following advantages in addition to the effects (1) to (4) of the first embodiment described above.

発散角変換レンズを使用することにより、CDの光源の利用効率をより高めることができる。   By using the divergence angle conversion lens, the utilization efficiency of the light source of the CD can be further increased.

(実施の形態4)   (Embodiment 4)

次に、実施の形態4に関わる光ピックアップ装置(以下、光ピックアップ装置という。)ついて説明する。   Next, an optical pickup device (hereinafter referred to as an optical pickup device) according to Embodiment 4 will be described.

光ピックアップ装置は本発明における集光光学系を利用したものである。実施の形態4では実施の形態3における集光光学系を利用した光ピックアップ装置の一例について説明を行う。   The optical pickup device utilizes the condensing optical system in the present invention. In the fourth embodiment, an example of an optical pickup device using the condensing optical system in the third embodiment will be described.

図19は実施の形態4に関わる光ピックアップ装置を説明する図である。   FIG. 19 is a diagram for explaining an optical pickup device according to the fourth embodiment.

光ピックアップ装置は、図19に示すように、DVDの波長λ1の光束431を射出する光源(第1の光源)41を有し、射出された光束431はビームスプリッタ43で反射され、ダイクロイックプリズム401、コリメータレンズ402を透過した後、略平行光に変換される。さらに、絞り411によってDVDの開口数NA1の幅の光束となって対物レンズ412に入射し、DVDの透明保護基板421を介して記録面422に集光される。記録面で反射された光束は、対物レンズ412、コリメータレンズ402、ダイクロイックプリズム401、ビームスプリッタ43を介して受光部(受光手段)44で受光される。   As shown in FIG. 19, the optical pickup device has a light source (first light source) 41 that emits a light beam 431 having a wavelength λ1 of DVD, and the emitted light beam 431 is reflected by the beam splitter 43 to be dichroic prism 401. After passing through the collimator lens 402, the light is converted into substantially parallel light. Further, a light beam having a width of the numerical aperture NA1 of the DVD is incident on the objective lens 412 by the stop 411 and is condensed on the recording surface 422 through the transparent protective substrate 421 of the DVD. The light beam reflected by the recording surface is received by the light receiving unit (light receiving unit) 44 through the objective lens 412, the collimator lens 402, the dichroic prism 401, and the beam splitter 43.

また、CDの波長λ2の光束432はレーザと受光部(受光手段)とを備えた集積素子42から射出され、カバーガラス403、発散角変換レンズ404、ダイクロイックプリズム401、コリメータレンズ402を介したのち有限発散光に変換される。CDの光束は、絞り411で開口数NA1の光束となって対物レンズ412に入射し、CDの透明保護基板423を介して記録面424に集光される。絞り411と対物レンズ412は一体となって移動する機構となっており、DVDの記録面に集光する際には第1の位置413に、CDの記録面に集光する際には第2の位置414移動する。記録面で反射された光束は、対物レンズ412、コリメータレンズ402、ダイクロイックプリズム401、発散角変換レンズ404、カバーガラス403を介した後に集積素子42の受光部にて受光される。   A light beam 432 having a wavelength λ2 of CD is emitted from an integrated element 42 having a laser and a light receiving portion (light receiving means), and passes through a cover glass 403, a divergence angle conversion lens 404, a dichroic prism 401, and a collimator lens 402. Converted to finite divergent light. The light beam of the CD enters the objective lens 412 as a light beam having a numerical aperture NA1 through the stop 411 and is condensed on the recording surface 424 through the transparent protective substrate 423 of the CD. The aperture 411 and the objective lens 412 move together, and when focusing on the DVD recording surface, the first position 413, and when focusing on the CD recording surface, the second. The position 414 is moved. The light beam reflected by the recording surface is received by the light receiving portion of the integrated element 42 after passing through the objective lens 412, the collimator lens 402, the dichroic prism 401, the divergence angle conversion lens 404, and the cover glass 403.

実施の形態4のDVDの光源41と受光部44は集積素子としてもよい。また、ビームスプリッタ43はダイクロイックプリズムとしてもよい。   The light source 41 and the light receiving unit 44 of the DVD according to the fourth embodiment may be integrated elements. The beam splitter 43 may be a dichroic prism.

また、CDの集積素子42は光源と受光部を切り離してもよい。   The integrated element 42 of the CD may separate the light source and the light receiving unit.

さらに、CDの集積素子42をCDの光源とし、受光部44をDVDとCDが共通で用いる受光部としてもよい。   Further, the integrated element 42 of the CD may be a light source of the CD, and the light receiving unit 44 may be a light receiving unit used in common by the DVD and the CD.

このような構成とすることで、光利用効率の高い光ピックアップ装置が得られる。   With such a configuration, an optical pickup device with high light utilization efficiency can be obtained.

本発明は、DVD−ROM、DVD−R、DVD−RW、DVD−RAMや、CD−ROM、CD−R、CD−RWなど光情報記録媒体に対する再生および記録のうち少なくとも何れか一方を行う駆動装置に使用される光ピックアップ用の集光光学系または光ピックアップ装置に適用することが可能である。   The present invention is a drive that performs at least one of reproduction and recording on an optical information recording medium such as a DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM, CD-ROM, CD-R, and CD-RW. The present invention can be applied to a condensing optical system for an optical pickup used in the apparatus or an optical pickup apparatus.

実施の形態1に係る光ピックアップ用の集光光学系を示す図である。1 is a diagram illustrating a condensing optical system for an optical pickup according to Embodiment 1. FIG. 図1に示した光ピックアップ用対物レンズを光源側から見た正面図である。It is the front view which looked at the objective lens for optical pick-up shown in FIG. 1 from the light source side. 図1に示した光ピックアップ用対物レンズの断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the objective lens for optical pick-up shown in FIG. 図3に示した光ピックアップ用対物レンズの第1の段差部を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which the 1st level | step-difference part of the objective lens for optical pick-up shown in FIG. 3 was expanded. 実施の形態1に係る光ピックアップ用の集光光学系における軸上のOPD収差を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an axial OPD aberration in the condensing optical system for the optical pickup according to the first embodiment. 実施の形態2に係る光ピックアップ用の集光光学系を示す図である。6 is a diagram illustrating a condensing optical system for an optical pickup according to Embodiment 2. FIG. 図6に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズを光源側から見た正面図である。It is the front view which looked at the objective lens in the condensing optical system for optical pick-ups shown in FIG. 6 from the light source side. 図6に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the objective lens in the condensing optical system for optical pick-ups shown in FIG. 図8に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの第1の段差部を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which the 1st level | step difference part of the objective lens in the condensing optical system for optical pick-ups shown in FIG. 8 was expanded. 図8に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの第2の段差部を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which the 2nd level | step-difference part of the objective lens in the condensing optical system for optical pick-ups shown in FIG. 8 was expanded. 実施の形態2に係る光ピックアップ用の集光光学系における軸上のOPD収差を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an axial OPD aberration in a condensing optical system for an optical pickup according to a second embodiment. 実施の形態1に係る光ピックアップ用の集光光学系と実施の形態2に係る光ピックアップ用の集光光学系に対して温度変化を+50degとしたときの第1の波長λ1の光束のOPD収差を示す図であるOPD aberration of the light beam having the first wavelength λ1 when the temperature change is +50 deg with respect to the condensing optical system for the optical pickup according to the first embodiment and the condensing optical system for the optical pickup according to the second embodiment. It is a figure which shows 実施の形態3に係る光ピックアップ用の集光光学系を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a condensing optical system for an optical pickup according to a third embodiment. 図13に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズを光源側から見た正面図である。It is the front view which looked at the objective lens in the condensing optical system for optical pick-ups shown in FIG. 13 from the light source side. 図13に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the objective lens in the condensing optical system for optical pick-ups shown in FIG. 図15に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの第1の段差部を拡大した拡大図である。FIG. 16 is an enlarged view of a first step portion of the objective lens in the condensing optical system for the optical pickup shown in FIG. 15. 図15に示した光ピックアップ用の集光光学系における対物レンズの第2の段差部を拡大した拡大図である。FIG. 16 is an enlarged view of an enlarged second step portion of the objective lens in the condensing optical system for the optical pickup shown in FIG. 15. 実施の形態2に係る光ピックアップ用の集光光学系における軸上のOPD収差を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an axial OPD aberration in a condensing optical system for an optical pickup according to a second embodiment. 実施の形態4に関わる光ピックアップ装置を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an optical pickup device according to a fourth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

11,21,31,41 光源(第1の光源)
12,22,32 光源(第2の光源)
42 集積素子
43 ビームスプリッタ
44 受光部(受光手段)
101,201 カバーガラス
102,202,301,401 ダイクロイックプリズム
103,203,302,402 コリメータレンズ
303,403 カバーガラス
304,404 発散角変換レンズ
111,211,311,411 開口数NA1の絞り
112,212,312,412 対物レンズ
113,213,313,413 第1の位置
114,214,314,414 第2の位置
121,221,321,421 DVDの透明保護基板
122,222,322,422 DVDの記録面
123,223,323,423 CDの透明保護基板
124,224,324,424 CDの記録面
131,231,331,431 第1の波長の光束
132,232,332,432 第2の波長の光束
141,241a,341,341a 第1の段差部
241b,341b 第2の段差部
142,242,342 基準レンズの表面
NA1 第1の波長の光に対応する開口数
NA2 第2の波長の光に対応する開口数
11, 21, 31, 41 Light source (first light source)
12, 22, 32 Light source (second light source)
42 Integrated element 43 Beam splitter 44 Light receiving part (light receiving means)
101, 201 Cover glass 102, 202, 301, 401 Dichroic prism 103, 203, 302, 402 Collimator lens 303, 403 Cover glass 304, 404 Divergence angle conversion lens 111, 211, 311, 411 Aperture 112, 212 with numerical aperture NA1 , 312, 412 Objective lens 113, 213, 313, 413 First position 114, 214, 314, 414 Second position 121, 221, 321, 421 DVD transparent protective substrate 122, 222, 322, 422 DVD recording Surfaces 123, 223, 323, and 423 CD transparent protective substrates 124, 224, 324, and 424 CD recording surfaces 131, 231, 331, and 431 First wavelength beams 132, 232, 332, and 432 Second wavelength beams 141, 241a, 341, 341 Numerical aperture corresponding to the first step portion 241b, 341b second numerical aperture corresponding to the surface NA1 first wavelength light of the stepped portions 142,242,342 reference lens NA2 second wavelength light

Claims (6)

第1の光情報記録媒体で用いる第1の波長の光束を射出する第1の光源と、第2の光情報記録媒体で用いる第2の波長の光束を射出する第2の光源と、前記第1の波長の光束を略平行光に変換するコリメータレンズと、略平行光に変換された前記第1の波長の光束を前記第1の光情報記録媒体に第1の開口数で集光させるとともに前記第2の波長の光束を前記第2の光情報記録媒体に第2の開口数で集光させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ用の集光光学系であって、
第1の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをt1、第2の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをt2、前記第1の波長をλ1、前記第2の波長をλ2、前記第1の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第1の開口数をNA1、前記第2の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第2の開口数をNA2としたとき、
t1<t2、
λ1<λ2、
NA1>NA2、
の各関係式が成立し、
また、前記第2の光源は、前記第2の波長の光束が前記コリメータレンズを介した後に有限発散光に変換されて前記対物レンズに入射する位置に配置され、かつこのときの入射光束に対する前記対物レンズ単体での結像倍率をβとした場合に、
−0.05<β<−0.01、
の関係式が成立し、
さらに、前記対物レンズの少なくとも一方の面における前記第2の開口数に対応する領域に多段からなる輪帯状の非周期的な第1の段差部を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ用の集光光学系。
A first light source that emits a light beam of a first wavelength used in a first optical information recording medium; a second light source that emits a light beam of a second wavelength used in a second optical information recording medium; A collimator lens that converts a light beam having a wavelength of 1 into substantially parallel light, and a light beam having the first wavelength that has been converted into substantially parallel light is condensed on the first optical information recording medium with a first numerical aperture. An objective lens for condensing the light beam having the second wavelength on the second optical information recording medium with a second numerical aperture,
The thickness of the transparent protective substrate of the first optical information recording medium is t1, the thickness of the transparent protective substrate of the second optical information recording medium is t2, the first wavelength is λ1, the second wavelength is λ2, When NA1 is the first numerical aperture corresponding to the light beam condensed on the first optical information recording medium, and NA2 is the second numerical aperture corresponding to the light beam condensed on the second optical information recording medium. ,
t1 <t2,
λ1 <λ2,
NA1> NA2,
Each relational expression of
The second light source is disposed at a position where the light beam having the second wavelength is converted into finite divergent light after passing through the collimator lens and is incident on the objective lens, and the light beam with respect to the incident light beam at this time When the imaging magnification of the objective lens alone is β,
−0.05 <β <−0.01,
Is established,
Furthermore, it has an annular non-periodic first step portion consisting of a plurality of steps in a region corresponding to the second numerical aperture on at least one surface of the objective lens.
A condensing optical system for an optical pickup.
第1の光情報記録媒体で用いる第1の波長の光束を射出する第1の光源と、第2の光情報記録媒体で用いる第2の波長の光束を射出する第2の光源と、前記第1の波長の光束を略平行光に変換するコリメータレンズと、前記第2の光源と前記コリメータレンズとの間の光路中に配置されて前記第2の波長の光束の発散角を変換する発散角変換レンズと、略平行光に変換された前記第1の波長の光束を前記第1の光情報記録媒体に第1の開口数で集光させるとともに前記第2の波長の光束を前記第2の光情報記録媒体に第2の開口数で集光させる対物レンズと、を備えた光ピックアップ用の集光光学系であって、
前記第1の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをt1、前記第2の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さをt2、前記第1の波長をλ1、前記第2の波長をλ2、前記第1の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第1の開口数をNA1、前記第2の光情報記録媒体へ集光する光束に対応する第2の開口数をNA2としたとき、
t1<t2、
λ1<λ2、
NA1>NA2、
の各関係式が成立し、
また、前記第2の波長の光束は、前記発散角変換レンズと前記コリメータレンズとを介した後に有限発散光に変換されて前記対物レンズに入射し、かつこのときの入射光束に対する前記対物レンズ単体での結像倍率をβとした場合に、
−0.05<β<−0.01、
の関係式が成立し、
さらに、前記対物レンズの少なくとも一方の面における前記第2の開口数に対応する領域に多段からなる輪帯状の非周期的な第1の段差部を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ用の集光光学系。
A first light source that emits a light beam of a first wavelength used in a first optical information recording medium; a second light source that emits a light beam of a second wavelength used in a second optical information recording medium; A collimator lens that converts a light beam of one wavelength into substantially parallel light; and a divergence angle that is disposed in an optical path between the second light source and the collimator lens to convert a divergence angle of the light beam of the second wavelength. The conversion lens and the light beam having the first wavelength converted into substantially parallel light are condensed on the first optical information recording medium with a first numerical aperture, and the light beam having the second wavelength is condensed to the second light beam. A condensing optical system for an optical pickup comprising an objective lens for condensing the optical information recording medium with a second numerical aperture,
The thickness of the transparent protective substrate of the first optical information recording medium is t1, the thickness of the transparent protective substrate of the second optical information recording medium is t2, the first wavelength is λ1, and the second wavelength is λ2, NA1 is a first numerical aperture corresponding to the light beam condensed on the first optical information recording medium, and NA2 is a second numerical aperture corresponding to the light beam condensed on the second optical information recording medium. When
t1 <t2,
λ1 <λ2,
NA1> NA2,
Each relational expression of
The light beam having the second wavelength is converted into finite divergent light after passing through the divergence angle conversion lens and the collimator lens and enters the objective lens, and the objective lens alone with respect to the incident light beam at this time When the imaging magnification at is β,
−0.05 <β <−0.01,
Is established,
Furthermore, it has an annular non-periodic first step portion consisting of a plurality of steps in a region corresponding to the second numerical aperture on at least one surface of the objective lens.
A condensing optical system for an optical pickup.
前記第1の段差部は、
前記第1の波長の光束に対し2πの整数倍の位相差を発生させるとともに、前記第2の波長の光束に対し2πの整数倍の位相差とは異なる所定の位相差を発生させる、
ことを特徴とする請求項1または2記載の光ピックアップ用の集光光学系。
The first step portion is
Generating a phase difference of an integer multiple of 2π for the light flux of the first wavelength and generating a predetermined phase difference different from a phase difference of an integer multiple of 2π for the light flux of the second wavelength;
3. A condensing optical system for an optical pickup according to claim 1 or 2.
前記一方の面における前記第1の開口数に対応する領域と前記第2の開口数に対応する領域との差分の領域に、前記第1の波長の光束に関しての温度特性を改善するためのものであって、多段からなる非周期的な輪帯状の第2の段差部を備えた
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の光ピックアップ用集光光学系。
For improving the temperature characteristics of the light flux of the first wavelength in the difference area between the area corresponding to the first numerical aperture and the area corresponding to the second numerical aperture on the one surface The condensing optical system for an optical pickup according to any one of claims 1 to 3, further comprising a non-periodic annular zone-shaped second step portion including multiple stages.
前記第1の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さ(t1)および前記第2の光情報記録媒体の透明保護基板の厚さ(t2)は、
t1=0.6mm、t2=1.2mm、
の関係式で表され、
前記第1の波長(λ1)および前記第2の波長(λ2)は、
630nm<λ1<700nm、750nm<λ2<820nm、
の関係式で表され、
前記第1の開口数(NA1)および前記第2の開口数(NA2)は、
0.59<NA1<0.68、0.43≦NA2<0.56、
の関係式で表される、
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の光ピックアップ用の集光光学系。
The thickness (t1) of the transparent protective substrate of the first optical information recording medium and the thickness (t2) of the transparent protective substrate of the second optical information recording medium are:
t1 = 0.6 mm, t2 = 1.2 mm,
It is expressed by the relational expression of
The first wavelength (λ1) and the second wavelength (λ2) are:
630 nm <λ1 <700 nm, 750 nm <λ2 <820 nm,
It is expressed by the relational expression of
The first numerical aperture (NA1) and the second numerical aperture (NA2) are:
0.59 <NA1 <0.68, 0.43 ≦ NA2 <0.56,
Represented by the relational expression
The condensing optical system for an optical pickup according to claim 1, wherein the condensing optical system is an optical pickup.
請求項1〜5の何れか一項に記載の集光光学系と、
光情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光する受光手段と、
を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
The condensing optical system according to any one of claims 1 to 5,
A light receiving means for receiving reflected light from the information recording surface of the optical information recording medium;
An optical pickup device comprising:
JP2006131849A 2006-05-10 2006-05-10 Light condensing optical system for optical pickup and optical pickup apparatus Pending JP2007305212A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006131849A JP2007305212A (en) 2006-05-10 2006-05-10 Light condensing optical system for optical pickup and optical pickup apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006131849A JP2007305212A (en) 2006-05-10 2006-05-10 Light condensing optical system for optical pickup and optical pickup apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007305212A true JP2007305212A (en) 2007-11-22

Family

ID=38839006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006131849A Pending JP2007305212A (en) 2006-05-10 2006-05-10 Light condensing optical system for optical pickup and optical pickup apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007305212A (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11287948A (en) * 1998-03-31 1999-10-19 Pioneer Electron Corp Objective lens and optical pickup device
JP2000338395A (en) * 1999-05-27 2000-12-08 Konica Corp Light pickup device and compensating lens
JP2002367213A (en) * 2001-06-06 2002-12-20 Konica Corp Optical element of optical pickup device
JP2003123306A (en) * 2001-10-11 2003-04-25 Ricoh Co Ltd Optical pickup device
WO2004097820A1 (en) * 2003-04-28 2004-11-11 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Optical head and optical disk device
JP2005158089A (en) * 2003-11-20 2005-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Objective lens for optical disk, and optical head apparatus using it

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11287948A (en) * 1998-03-31 1999-10-19 Pioneer Electron Corp Objective lens and optical pickup device
JP2000338395A (en) * 1999-05-27 2000-12-08 Konica Corp Light pickup device and compensating lens
JP2002367213A (en) * 2001-06-06 2002-12-20 Konica Corp Optical element of optical pickup device
JP2003123306A (en) * 2001-10-11 2003-04-25 Ricoh Co Ltd Optical pickup device
WO2004097820A1 (en) * 2003-04-28 2004-11-11 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Optical head and optical disk device
JP2005158089A (en) * 2003-11-20 2005-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Objective lens for optical disk, and optical head apparatus using it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7463570B2 (en) Multi-focus objective lens, optical pickup apparatus and optical information recording reproducing apparatus
JP2006012394A (en) Optical system, optical pickup device, and optical disk driving device
JP4992103B2 (en) Objective optical system, optical pickup device, and optical information recording / reproducing device
JP2002082280A (en) Optical pickup device, opjective lens and beam expander
WO2009154072A1 (en) Objective lens, optical pickup device, and optical disk drive
JP4321217B2 (en) Optical element and optical pickup device
WO2005043523A1 (en) Optical pickup device and divergent angle conversion element
JP2005174416A (en) Diffraction optical element, objective optical system, optical pickup device and optical information recording reproducing device
WO2005091279A1 (en) Objective optical system for optical pickup device, optical pickup device and optical information recording/reproducing device
JP2005038585A (en) Optical pickup device, condensing optical system, and optical element
JP2005158213A (en) Objective optical system for optical recording medium, and optical pickup device using the same
JP2001194581A (en) Objective lens and optical pickup device
JP4274429B2 (en) Objective lens for optical pickup and optical pickup device
JP4462108B2 (en) Objective optical system, optical pickup device, and optical disk drive device
JP2008130190A (en) Coupling lens and optical pickup device
JPWO2004088648A1 (en) Condensing optical system
JP4126530B2 (en) Aberration correction element, optical pickup device and recording / reproducing device
JP4400326B2 (en) Optical pickup optical system, optical pickup device, and optical disk drive device
JP2009070545A (en) Optical pick-up device
JP2007305212A (en) Light condensing optical system for optical pickup and optical pickup apparatus
JP2007250123A (en) Optical pickup device
JP4443501B2 (en) Objective lens for optical information recording / reproducing device
JP2007128654A (en) Multi-focal object lens, optical pickup device and optical information recording/reproducing device
JP4504875B2 (en) Objective lens for optical pickup and optical pickup device
JP2007188586A (en) Objective lens and optical system for optical pickup

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090430

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20091030

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20091030

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100917

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100922

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110202