JP2009104781A - Optical pickup device and objective lens - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an objective lens and an optical pickup device, for reproducing/recording data to/from two types of optical disks having transparent substrates different in thickness by light sources of two wavelengths different from each other, simultaneously reducing color aberrations for the optical disk of a thin transparent substrate, and halving residual aberrations for the optical disk of a thick transparent substrate. <P>SOLUTION: In the optical pickup device, light fluxes from first and second light sources 111 and 112 are converged on an information recording surface 22 by an objective lens 16 including a diffraction pattern via the transparent substrate 21 of a first or second optical disk 20 to record/reproduce information. The tertiary spherical aberration component of a wavefront aberration of a light flux via the transparent substrate of the second optical disk is over-corrected, the light flux coming from the second light source through the objective lens, where the numerical aperture on the optical disk side is equal to or less than NA2 necessary for reproducing/recording of the second optical disk having a thick transparent substrate. When the absolute value thereof is WSA2λ3rms, 0.02λ2rms≤WSA2≤0.06λ2rms is satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、透明基板の厚さの異なる複数の光情報記録媒体を対物レンズを含む集光光学系で記録および/または再生することができる光ピックアップ装置及び対物レンズに関する。   The present invention relates to an optical pickup device and an objective lens capable of recording and / or reproducing a plurality of optical information recording media having different transparent substrate thicknesses by a condensing optical system including the objective lens.

近年、短波長赤色レーザの実用化に伴い、CD(コンパクトディスク)と同程度の大きさで大容量化させた高密度の光情報記録媒体(「光ディスク」ともいう)であるDVDが製品化されている。DVD用記録再生装置では、650nmの半導体レーザを使用したときの対物レンズの光デイスク側の開口数NAを0.6〜0.65としている。DVDはトラックピッチ0.74μm、最短ビット長0.4μmであり、CDのトラックピッチ1.6μm、最短ピット長0.83μmに対して半分以下に高密度化されている。また、DVDにおいては、光ディスクが光軸に対して傾いたときに生じるコマ収差を小さく抑えるために、透明基板厚は0.6mmとCDの透明基板厚(1.2mm)の半分になっている。   In recent years, with the practical use of short-wavelength red lasers, DVDs, which are high-density optical information recording media (also referred to as “optical discs”) that have the same size and large capacity as CDs (compact discs), have been commercialized. ing. In the DVD recording / reproducing apparatus, the numerical aperture NA on the optical disk side of the objective lens when a 650 nm semiconductor laser is used is set to 0.6 to 0.65. DVD has a track pitch of 0.74 μm and a shortest bit length of 0.4 μm, and has a density less than half that of a CD track pitch of 1.6 μm and a shortest pit length of 0.83 μm. Also, in DVD, the transparent substrate thickness is 0.6 mm, which is half of the CD transparent substrate thickness (1.2 mm), in order to suppress the coma aberration that occurs when the optical disk is tilted with respect to the optical axis. .

また、上述したCD、DVDの他に、光源波長や透明基板厚さが異なるなど種々の規格の光ディスク、例えばCD−R,RW(追記型コンパクトディスク)、VD(ビデオディスク)、MD(ミニディスク)、MO(光磁気ディスク)なども商品化されて普及している。さらに半導体レーザの短波長化が進み、発振波長400nm程度の短波長青色レーザが実用化されようとしている。波長が短くなることでたとえDVDと同じ開口数を用いても光情報記録媒体の更なる大容量化が可能となる。   In addition to the above-mentioned CD and DVD, optical discs of various standards such as different light source wavelengths and transparent substrate thicknesses, such as CD-R, RW (recordable compact disc), VD (video disc), MD (mini disc). ), MO (magneto-optical disk), etc. are also commercialized and popularized. Further, as the wavelength of semiconductor lasers has been shortened, a short wavelength blue laser having an oscillation wavelength of about 400 nm is being put to practical use. Since the wavelength is shortened, the capacity of the optical information recording medium can be further increased even if the same numerical aperture as that of the DVD is used.

また、上述のような従来の光情報記録媒体であるCDと同程度の大きさで、記録再生が可能なCD−Rや、記録密度を高めたDVDなど、記録面の透明基板の厚みや記録再生用レーザ光の波長の異なる複数の光情報記録媒体の開発が進み、これらの光情報記録媒体に対して、同一の光ピックアップでの記録再生を可能とすることが求められている。このため、使用波長に応じた複数のレーザ光源を備えながら、同一の対物レンズで記録面へ必要な開口数でレーザ光を収束する光ピックアップが、各種提案されている(例えば、特開平9−54973号公報、特開平11−96585号公報、特開平11−86319号公報等)。   In addition, the thickness and recording of the transparent substrate on the recording surface, such as a CD-R that can be recorded and reproduced, and a DVD that has a higher recording density, are approximately the same size as a CD that is a conventional optical information recording medium as described above. Development of a plurality of optical information recording media having different wavelengths of reproduction laser light has progressed, and it has been demanded that these optical information recording media can be recorded and reproduced with the same optical pickup. For this reason, various types of optical pickups that have a plurality of laser light sources according to the wavelength used and converge the laser light with the necessary numerical aperture on the recording surface with the same objective lens have been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-92). No. 5,4973, JP-A-11-96585, JP-A-11-86319, etc.).

これらのうち、特開平9−54973号公報には、635nmを透過光(0次回折光)、785nmは−1次回折光を利用したホログラム光学素子を用いた光学系および635nmを+1次回折光、785nmは透過光(0次回折光)を利用したホログラム光学素子を用いた光学系が開示されている。しかし、このホログラム光学素子によれば、ホログラムの段差が深く、対物レンズとの一体化が困難である。   Among these, in JP-A-9-54973, 635 nm is transmitted light (0th order diffracted light), 785 nm is an optical system using a hologram optical element using -1st order diffracted light, and 635 nm is + 1st order diffracted light, 785 nm is An optical system using a hologram optical element using transmitted light (0th order diffracted light) is disclosed. However, according to this hologram optical element, the steps of the hologram are deep and it is difficult to integrate with the objective lens.

また、特開平11−96585号公報には、対物レンズの光源側の屈折面に3つの分割面を設け、第1の光ディスクの再生の際には第1の分割面及び第3の分割面を通過する光束を利用し、透明基板の厚さが第1の光ディスクと異なる第2光ディスクの再生の際には第1の分割面及び第2の分割面を通過する光束を利用する光ピックアップ装置が開示されている。しかし、この対物レンズによれば、透明基板の厚い方の光ディスク(例えば、CD)で残留収差が大きくなってしまう。   Japanese Patent Laid-Open No. 11-96585 provides three division surfaces on the light source side refractive surface of the objective lens, and the first division surface and the third division surface are provided when reproducing the first optical disk. An optical pickup device that utilizes a light beam that passes through the first divided surface and a light beam that passes through the second divided surface when reproducing a second optical disk having a transparent substrate thickness different from that of the first optical disk. It is disclosed. However, according to this objective lens, the residual aberration is increased in the optical disk (for example, CD) with the thicker transparent substrate.

また、本発明者等は、先に、特願平11−312701号において、屈折面上に回折輪帯を設けた対物レンズにより、波長の異なる複数の光源に対して回折面と屈折面との作用を相殺させて球面収差を補正するようにした光ピックアップ装置を提案した。この場合、波長の短い方の光源において波長が変わると色収差が発生してしまうことがある。   In addition, in the Japanese Patent Application No. 11-312701, the present inventors previously used an objective lens provided with a diffractive ring zone on a refracting surface to form a diffraction surface and a refracting surface with respect to a plurality of light sources having different wavelengths. An optical pickup device has been proposed in which the action is canceled and the spherical aberration is corrected. In this case, chromatic aberration may occur if the wavelength changes in the light source having a shorter wavelength.

本発明の目的は、互いに異なる少なくとも2つの波長の光源により厚さの異なる透明基板を有する少なくとも2種類の光情報記録媒体を再生または記録でき、透明基板の薄い光情報記録媒体について色収差を低減させると同時に透明基板の厚い光情報記録媒体について残留収差を半減できるようにした対物レンズ、及びかかる対物レンズを含む集光光学系を有する光ピックアップ装置を提供することである。   An object of the present invention is to reproduce or record at least two kinds of optical information recording media having transparent substrates having different thicknesses by using light sources having at least two wavelengths different from each other, and to reduce chromatic aberration for an optical information recording medium having a thin transparent substrate. At the same time, it is an object of the present invention to provide an objective lens that can reduce the residual aberration by half for an optical information recording medium having a thick transparent substrate, and an optical pickup device having a condensing optical system including the objective lens.

上記目的を達成するために、本発明による光ピックアップ装置は、光源からの光束を対物レンズを含む集光光学系により光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光して情報の記録または再生を行うように構成され、透明基板の厚みおよび記録密度が異なる少なくとも2種類の光情報記録媒体の情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、波長λ1(nm)の第1の光源と、波長λ2(nm)(λ2>λ1)の第2の光源と、前記第1の光源および前記第2の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体を波長λ1で記録または再生するために必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA1とし、透明基板の厚さがt2(但し、t2>t1)の第2光情報記録媒体を波長λ2で記録または再生するために必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA2(但し、NA2<NA1)とし、前記集光光学系の少なくとも1つの面に回折パターンを設けるとともに、前記第1の光源からの光束の前記集光光学系の回折パターンからのm次回折光(但し、mは1つの整数)を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがt1の第1の光情報記録媒体を記録および/または再生し、前記第2の光源からの光束の前記集光光学系の回折パターンからのn次回折光(但し、nは1つの整数で、n=m=0を除く)を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがt2(但し、t2>t1)の第2の光情報記録媒体を記録および/または再生する光ピックアップ装置において、前記対物レンズを透過した前記第2の光源からの光束のうち、光情報記録媒体側の開口数がNA2以下の部分の前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介したときの波面収差の3次球面収差成分はオーバーであって、その絶対値をWSA2λ2rmsとしたときに、
0.02λ2rms≦WSA2≦0.06λ2rms
であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical pickup device according to the present invention condenses a light beam from a light source on an information recording surface through a transparent substrate of an optical information recording medium by a condensing optical system including an objective lens. Is an optical pickup device configured to record or reproduce information on at least two types of optical information recording media having different transparent substrate thicknesses and recording densities, and having a wavelength λ1 (nm). 1 light source, a second light source having a wavelength λ2 (nm) (λ2> λ1), and light that receives reflected light from the optical information recording medium of the light flux emitted from the first light source and the second light source. NA1 is a required numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the first optical information recording medium having a transparent substrate thickness t1 with a wavelength λ1. The thickness of the transparent substrate is t2. The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the second optical information recording medium (t2> t1) at the wavelength λ2 is NA2 (NA2 <NA1) In addition, a diffraction pattern is provided on at least one surface of the condensing optical system, and m-order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system of the light beam from the first light source (where m is an integer) Is used to record and / or reproduce the first optical information recording medium having a transparent substrate thickness t1, and n from the diffraction pattern of the condensing optical system of the light beam from the second light source. By using at least the next diffracted light (where n is an integer and n = m = 0 is excluded), the second optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t2 (where t2> t1) is obtained. Optical pick-up for recording and / or playback In the up-apparatus, when the numerical aperture on the optical information recording medium side of the light beam from the second light source that has passed through the objective lens passes through the transparent substrate of the second optical information recording medium at a portion of NA2 or less When the third-order spherical aberration component of the wavefront aberration is over and the absolute value is WSA2λ2rms,
0.02λ2rms ≦ WSA2 ≦ 0.06λ2rms
It is characterized by being.

この光ピックアップ装置によれば、回折パターンがあっても色収差を低減できるとともに、透明基板の厚い第2の光情報記録媒体における球面収差を低減する。   According to this optical pickup device, chromatic aberration can be reduced even with a diffraction pattern, and spherical aberration in the second optical information recording medium having a thick transparent substrate can be reduced.

また、前記mは0を除く一つの整数であり、n=mであることが好ましい。また、前記対物レンズは単レンズであり、前記回折パターンは前記単レンズに設けられていることが好ましい。   The m is an integer other than 0, and preferably n = m. The objective lens is preferably a single lens, and the diffraction pattern is preferably provided on the single lens.

また、前記第1の光情報記録媒体の情報の記録又は再生時における前記対物レンズの光情報媒体側から見た結像倍率をM1とし、前記第2の光情報記録媒体の情報の記録又は再生時における前記対物レンズの光情報記録媒体側から見た結像倍率をM2としたときに、M2とM1はほぼ等しいことが好ましい。これによれば、受光器の単一化及び第1の光源と第2の光源との1パッケージ化が可能となり、装置をコンパクトに構成できる。また、前記M1およびM2は、ほぼ0であることが好ましく、これによれば、光源の位置調整等が容易となる。   Further, when the information is recorded or reproduced on the first optical information recording medium, the imaging magnification viewed from the optical information medium side of the objective lens is M1, and the information is recorded or reproduced on the second optical information recording medium. It is preferable that M2 and M1 are substantially equal when the imaging magnification of the objective lens when viewed from the optical information recording medium side is M2. According to this, it becomes possible to unify the light receiver and to make one package of the first light source and the second light source, and the apparatus can be configured compactly. Further, it is preferable that M1 and M2 are substantially 0. According to this, it is easy to adjust the position of the light source.

また、前記対物レンズを透過した前記第2光源からの光束のうち、もっとも光軸から離れた光線が前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して収束する位置が、前記対物レンズを透過した前記第2の光源からの光束のうち、光情報記録媒体側の開口数がNA2以下の部分の前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介したときの波面収差が最小となる位置より前記対物レンズより遠く、その差が5μm以上あることが好ましい。差が5μm以上あると、第2の光源からの光束のうち、開口数がNA1近傍の光束の収差が大きくなるため、ビームスポットが対物レンズにより絞られすぎることはなくなる。   Further, the position where the light beam farthest from the optical axis among the light beams from the second light source transmitted through the objective lens converges through the transparent substrate of the second optical information recording medium is transmitted through the objective lens. From the position where the wavefront aberration when the numerical aperture on the optical information recording medium side is less than NA2 through the transparent substrate of the second optical information recording medium among the light flux from the second light source is minimized. It is preferable that the distance between the objective lens and the objective lens is 5 μm or more. If the difference is 5 μm or more, out of the light flux from the second light source, the aberration of the light flux having a numerical aperture of near NA1 increases, so that the beam spot is not excessively narrowed by the objective lens.

また、前記対物レンズを透過した前記第2の光源からの光束のうち、もっとも光軸から離れた光線が前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して収束する位置が、前記対物レンズを透過した前記第2の光源からの光束のうち、光情報記録媒体側の開口数がNA2以下の部分の前記第2の光情報記銀媒体の透明基板を介したときの波面収差が最小となる位置より前記対物レンズより遠く、その差が15μm以上あることが更に好ましい。差が15μm以上あると、第2の光源からの光束のうち、開口数が略NA2より大きい光束がフレアとなるため、ビームスポットが対物レンズにより絞られすぎることがないだけでなく、開口制限等が不要となり、集光光学系が簡単となる。   The position at which the light beam farthest from the optical axis among the light beams from the second light source that has passed through the objective lens converges via the transparent substrate of the second optical information recording medium is Of the transmitted light flux from the second light source, the wavefront aberration when the numerical aperture on the optical information recording medium side is NA2 or less through the transparent substrate of the second optical information recording medium is minimized. More preferably, the position is farther from the objective lens than the position, and the difference is 15 μm or more. If the difference is 15 μm or more, among the light beams from the second light source, a light beam having a numerical aperture greater than about NA2 becomes a flare, so that the beam spot is not limited too much by the objective lens, and the aperture is limited. Is eliminated, and the condensing optical system is simplified.

また、本発明による別の光ピックアップ装置は、光源からの光束を対物レンズを含む集光光学系により光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光して情報の記録または再生を行うように構成され、透明基板の厚みおよび記録密度が異なる少なくとも2種類の光情報記録媒体の情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、波長λ1(nm)の第1の光源と、波長λ2(nm)(λ2>λ1)の第2の光源と、前記第1の光源および前記第2の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体を波長λ1で記録または再生するために必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA1とし、透明基板の厚さがt2(但し、t2>t1)の第2光情報記録媒体を波長λ2で記録または再生するために必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA2(但し、NA2<NA1)とし、前記集光光学系の対物レンズの少なくとも1つの面に略輪帯状の回折パターンを設けるとともに、前記第1の光源からの光束の前記集光光学系の回折パターンからのm次回折光(但し、mは1つの整数)を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがt1の第1の光情報記録媒体を記録および/または再生し、前記第2の光源からの光束の前記集光光学系の回折パターンからのn次回折光(但し、nは1つの整数で、n=m=0を除く)を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがt2(但し、t2>t1)の第2の光情報記録媒体を記録および/または再生する光ピックアップ装置において、光軸を含む前記略輪帯状の回折パターンの周縁を通る光線の光情報記録媒体側の開口数をNAXとしたときに、
0.2≦NAX/NA2≦0.9
であることを特徴とする。
Another optical pickup device according to the present invention condenses the light flux from the light source on the information recording surface via the transparent substrate of the optical information recording medium by the condensing optical system including the objective lens, and records or reproduces the information. And an optical pickup device for recording or reproducing information on at least two types of optical information recording media having different thicknesses and recording densities of a transparent substrate, comprising: a first light source having a wavelength λ1 (nm); A second light source having a wavelength λ2 (nm) (λ2> λ1), and a photodetector for receiving reflected light from the optical information recording medium of the luminous flux emitted from the first light source and the second light source. Provided, the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the first optical information recording medium having a thickness t1 of the transparent substrate at a wavelength λ1 is NA1, and the transparent substrate Thickness is t2 (where t2> t 1) NA2 (where NA2 <NA1) is set as the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the second optical information recording medium at wavelength λ2. A substantially ring-shaped diffraction pattern is provided on at least one surface of the objective lens of the optical system, and m-order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system of the light beam from the first light source (where m is one) (Integer) is used to record and / or reproduce the first optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t1, and from the diffraction pattern of the condensing optical system of the light beam from the second light source. N-th order diffracted light (where n is an integer, excluding n = m = 0), at least the second optical information recording with a transparent substrate thickness of t2 (where t2> t1) Record and / or play back media In the optical pickup apparatus, a numerical aperture of the optical information recording medium side of the light ray passing through the periphery of the diffraction pattern of the substantially annular shape including the optical axis is taken as NAX,
0.2 ≦ NAX / NA2 ≦ 0.9
It is characterized by being.

この場合、前記mは0を除く一つの整数であり、n=mであることが好ましい。また、前記対物レンズは単レンズであることが好ましい。   In this case, m is an integer other than 0, and it is preferable that n = m. The objective lens is preferably a single lens.

また、前記第1の光情報記録媒体の情報の記録又は再生時における前記対物レンズの光情報記録媒体側から見た結像倍率をM1とし、前記第2の光情報媒体の情報の記録又は再生時における前記対物レンズの光情報媒体側から見た結像倍率をM2としたときに、M2とM1はほぼ等しいことが好ましい。また、前記M1およびM2は、ほぼ0であることが好ましい。   Further, when the information is recorded or reproduced on the first optical information recording medium, the imaging magnification when viewed from the optical information recording medium side of the objective lens is M1, and the information on the second optical information medium is recorded or reproduced. It is preferable that M2 and M1 are substantially equal when the imaging magnification of the objective lens as viewed from the optical information medium side is M2. The M1 and M2 are preferably substantially zero.

また、前記回折パターンの輪帯数が7から30であることが好ましく、球面収差を回折により完全補正する場合よりも輪帯数を減らすことができ、製造が容易となる。   Further, the number of ring zones of the diffraction pattern is preferably 7 to 30, and the number of ring zones can be reduced as compared with the case where spherical aberration is completely corrected by diffraction, and manufacture is facilitated.

また、前記情報記録面に入射する光束は、光軸近傍の第1の光束、前記第1の光束より外側の第2の光束、及び前記第2の光束より外側の第3の光束の少なくとも3つに分割されており、前記第2の光束は、遮蔽手段によって前記情報記録面近傍には到達しないようにされ、前記第1の光源からの光束の前記集光光学系の前記回折パターンからのm次回折光のうち、主に前記第1の光束及び前記第3の光束によりビームスポットを形成して前記第1の光情報記録媒体を記録および/または再生し、前記第2の光源からの光束の前記集光光学系の前記回折パターンからのn次回折光のうち、主に前記第1の光束によりビームスポットを形成して前記第2の光情報記録媒体を記録および/または再生することが好ましい。   The light beam incident on the information recording surface is at least three of a first light beam near the optical axis, a second light beam outside the first light beam, and a third light beam outside the second light beam. The second light beam is prevented from reaching the vicinity of the information recording surface by the shielding means, and the light beam from the first light source from the diffraction pattern of the condensing optical system is divided. Of the m-order diffracted light, a beam spot is formed mainly by the first light flux and the third light flux to record and / or reproduce the first optical information recording medium, and the light flux from the second light source. Of the n-th order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system, it is preferable that a beam spot is formed mainly by the first light flux to record and / or reproduce the second optical information recording medium. .

また、前記対物レンズは単レンズであり、前記回折パターンは前記単レンズに設けられていることが好ましい。   The objective lens is preferably a single lens, and the diffraction pattern is preferably provided on the single lens.

また、前記対物レンズは単レンズであり、前記遮蔽手段は前記単レンズに設けられていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the objective lens is a single lens, and the shielding means is provided on the single lens.

また、前記情報記録面に入射する光束は、光軸近傍の第1の光束、前記第1の光束より外側の第2の光束、及び前記第2の光束より外側の第3の光束の少なくとも3つに分割されており、前記第1の光源からの光束のうち前記第1の光束および前記第3の光束は前記集光光学系の前記回折パターンからのm次回折光を少なくとも利用することによりビームスポットを形成し前記第1の光情報記録媒体を記録および/または再生し、前記第2の光源からの光束の前記第1の光束の前記集光光学系の前記回折パターンからのn次回折光および前記第2の光束を少なくとも利用することによりビームスポットを形成し前記第2の光情報記録媒体を記録および/または再生することが好ましい。   The light beam incident on the information recording surface is at least three of a first light beam near the optical axis, a second light beam outside the first light beam, and a third light beam outside the second light beam. Of the light beams from the first light source, the first light beam and the third light beam are beams by using at least the m-order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system. Forming a spot, recording and / or reproducing the first optical information recording medium, and the nth-order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system of the first light flux of the light flux from the second light source; It is preferable to record and / or reproduce the second optical information recording medium by forming a beam spot by using at least the second light flux.

また、前記第2の光源からの光束の前記第1の光束のうち光軸から最も離れた部分の収束位置が、前記第2の光束の収束位置と異なることが好ましい。   Further, it is preferable that a convergence position of a portion of the first light flux of the light flux from the second light source that is farthest from the optical axis is different from a convergence position of the second light flux.

また、前記対物レンズは単レンズであり、前記回折パターンは前記単レンズに設けられていることが好ましく、また、前記第2の光束は前記回折パターンにて回折されることが好ましい。   The objective lens is preferably a single lens, the diffraction pattern is preferably provided on the single lens, and the second light beam is preferably diffracted by the diffraction pattern.

また、前記第2の光束は前記回折パターンがない部分を通過するようにできる。また、前記第2の光源からの光束のうち、光情報記録媒体側の開口数がNA3(NA2≦NA3<NA1)以上の光束を遮蔽手段によって前記情報記録面の近傍には到達しないようにできる。   In addition, the second light beam can pass through a portion without the diffraction pattern. Further, among the light beams from the second light source, a light beam having a numerical aperture of NA3 (NA2 ≦ NA3 <NA1) or more on the optical information recording medium side can be prevented from reaching the vicinity of the information recording surface by the shielding means. .

また、前記遮蔽手段は、波長λ1の光束を透過しかつ波長λ2の光束を反射する輪帯ダイクロフィルタであることが好ましい。   The shielding means is preferably an annular dichroic filter that transmits a light beam having a wavelength λ1 and reflects a light beam having a wavelength λ2.

また、前記第2の光源からの光束の前記集光光学系の前記回折パターンからのn次回折光のうち光情報記録媒体側の開口数が略NA2以下の部分の光束によりビームスポットを形成し前記第2の光情報記録媒体を記録および/または再生し、開口数が略NA2以上の部分はフレア光となっているようにできる。   In addition, a beam spot is formed by a light beam of a portion whose numerical aperture on the optical information recording medium side of the n-th order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system of the light beam from the second light source is approximately NA2 or less. The second optical information recording medium can be recorded and / or reproduced so that the portion having a numerical aperture of approximately NA2 or more is flare light.

また、前記第1の光源と前記第2の光源とがユニット化され、前記光検出器は、前記第1の光源及び前記第2の光源に対し共通であることが好ましい。   Further, it is preferable that the first light source and the second light source are unitized, and the photodetector is common to the first light source and the second light source.

また、本発明による対物レンズは、光情報記録媒体について情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、少なくとも一つの面に回折パターンを有し、波長780nmの平行光束が入射した際に前記対物レンズを通過した光束のうち前記光情報記録媒体側の開口数が0.45以下の部分についての、厚さ1.2mm、屈折率1.57の透明基板を介したときの波面収差の3次球面収差成分はオーバーであって、その絶対値をWSA2λ2rmsとし、波長650nmの平行光束が入射した際に前記対物レンズを通過した光束のうち前記光情報記録媒体側の開口数が0.6以下の部分についての、厚さ0.6mm、屈折率1.58の透明基板を介したときの波面収差の3次球面収差成分の絶対値をWSA1λ1rmsとしたときに、
0.02λ2rms≦WSA2≦0.06λ2rms、及び
WSA1≦0.04λ1rms
を満足することを特徴とする。
The objective lens according to the present invention is an objective lens for an optical pickup device that records or reproduces information on an optical information recording medium, and has a diffraction pattern on at least one surface, and a parallel light beam having a wavelength of 780 nm is incident thereon. The portion of the light flux that has passed through the objective lens when the numerical aperture on the optical information recording medium side is 0.45 or less is passed through a transparent substrate having a thickness of 1.2 mm and a refractive index of 1.57. The third-order spherical aberration component of the wavefront aberration is over, and the absolute value thereof is WSA2λ2rms, and the numerical aperture on the optical information recording medium side of the light beam that has passed through the objective lens when a parallel light beam having a wavelength of 650 nm is incident. The absolute value of the third-order spherical aberration component of the wavefront aberration when passing through a transparent substrate having a thickness of 0.6 mm and a refractive index of 1.58 for a portion of 0.6 or less is WSA1λ1rms. And when
0.02λ2rms ≦ WSA2 ≦ 0.06λ2rms and WSA1 ≦ 0.04λ1rms
It is characterized by satisfying.

また、本発明による光ピックアップ用対物レンズは、少なくとも一つの面の有効径全面に略輪帯状の回折パターンを有し、光軸を含む前記略輪帯状の回折パターンの周緑の光軸からの高さをHX、最外周の輪帯の高さをHMAXとしたときに、
0.15≦HX/HMAX≦0.65
を満足することを特徴とする。
The objective lens for an optical pickup according to the present invention has a substantially ring-shaped diffraction pattern over the entire effective diameter of at least one surface, and the substantially ring-shaped diffraction pattern including the optical axis from the peripheral green optical axis. When the height is HX and the height of the outermost ring is HMAX,
0.15 ≦ HX / HMAX ≦ 0.65
It is characterized by satisfying.

また、前記対物レンズが単レンズであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the objective lens is a single lens.

また、本発明による別の光ピックアップ用対物レンズは、少なくとも一つの面の有効径全面に略輪帯状の回折パターンが設けられ、少なくともある波長の光束に対して球面収差が2ヶ所以上で不連続であることを特徴とする。   Another objective lens for an optical pickup according to the present invention is provided with a substantially ring-shaped diffraction pattern on the entire effective diameter of at least one surface, and is discontinuous with at least two spherical aberrations for a light beam having a certain wavelength. It is characterized by being.

また、本発明による更に別の光ピックアップ用対物レンズは、単レンズであって一つの面の有効径全面に略輪帯状の回折パターンが設けられ、他方の面は連続面であり、少なくともある波長の光束に対して球面収差が2ヶ所以上で不連続であることを特徴とする。   Further, another objective lens for an optical pickup according to the present invention is a single lens, in which a substantially ring-shaped diffraction pattern is provided on the entire effective diameter of one surface, the other surface is a continuous surface, and has at least a certain wavelength. Spherical aberration is discontinuous at two or more places with respect to the luminous flux.

また、本発明による更に別の光ピックアップ用対物レンズは、少なくとも一つの面の光軸部分と有効径周辺には輪帯状の回折パターンが複数設けられ、輪帯とその隣の輪帯との間は屈折面であり、前記屈折面と前記回折パターンとの境界で球面収差が不連続であることを特徴とする。この場合、前記対物レンズが単レンズであることが好ましい。   Further, in another objective lens for optical pickup according to the present invention, a plurality of annular diffraction patterns are provided around the optical axis portion of at least one surface and the effective diameter, and between the annular zone and the adjacent annular zone. Is a refractive surface, and spherical aberration is discontinuous at the boundary between the refractive surface and the diffraction pattern. In this case, it is preferable that the objective lens is a single lens.

また、前記回折パターンの輪帯数が7から30であるようにできる。   Further, the number of ring zones of the diffraction pattern can be 7 to 30.

なお、本発明における集光光学系とは、例えばCDとDVDとを記録又は再生可能とするような光学系の1以上の集合であって、情報記録媒体上への情報の記録及び/又は情報記録媒体上の情報を再生可能とするための光学系全体のみならず、その光学系の一部を意味するものであってもよく、対物レンズを含むものである。   Note that the condensing optical system in the present invention is one or more sets of optical systems capable of recording or reproducing, for example, CDs and DVDs, and recording and / or information on an information recording medium. It may mean not only the entire optical system for making it possible to reproduce information on the recording medium, but also a part of the optical system, and includes an objective lens.

また、本発明における情報記録媒体には、例えば、CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種CD、DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW等の各種DVD、或いはMD等のディスク状の情報記録媒体が挙げられる。一般に、情報記録媒体の情報記録面上には透明基板が存在する。   Examples of the information recording medium in the present invention include various CDs such as CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, and CD-ROM, DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, and DVD. Examples include various DVDs such as -RW, and disk-shaped information recording media such as MD. Generally, a transparent substrate exists on the information recording surface of the information recording medium.

また、情報記録媒体に対する情報の記録および再生とは、上記のような情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上に記録された情報を再生することをいう。本発明における集光光学系は、記録だけ或いは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、或る情報記録媒体に対しては記録を行い、別の情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、或る情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の情報記録媒体に対しては記録及び再生を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。   Further, recording and reproduction of information with respect to the information recording medium means recording information on the information recording surface of the information recording medium as described above and reproducing information recorded on the information recording surface. The condensing optical system in the present invention may be used for performing only recording or reproduction, or may be used for performing both recording and reproduction. Further, it may be used for recording on a certain information recording medium and reproducing on another information recording medium, or may be used for recording or recording on a certain information recording medium. It may be used for performing reproduction and recording and reproduction on another information recording medium. Note that reproduction here includes simply reading information.

また、本発明において、第1の光源(波長λ1)と第2の光源(波長λ2)は、λ2>λ1であって、互いに十分な波長差を有する波長の光をそれぞれ出射する。このような第1及び第2の光源からの異なる波長の光は、上記した情報記録媒体の種類や記録密度の相違のほかに、例えば、情報記録媒体の透明基板の厚さの相違や記録と再生との相違等のために用いられる。   In the present invention, the first light source (wavelength λ1) and the second light source (wavelength λ2) each emit light having a wavelength satisfying λ2> λ1 and having a sufficient wavelength difference. Such light of different wavelengths from the first and second light sources, in addition to the difference in the type and recording density of the information recording medium described above, for example, the difference in the thickness of the transparent substrate of the information recording medium and the recording. Used for differences from playback.

また、対物レンズとは、狭義には光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有する1枚のレンズを指し、広義にはそのレンズと共に、アクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能なレンズ群を指すものとする。ここで、かかるレンズ群には、少なくとも1枚以上のレンズを指すものであり、単玉レンズのみからなるものも含む。従って、本明細書中において、対物レンズの光情報記録媒体側の開口数NAとは、対物レンズの最も光情報記録媒体側に位置するレンズ面の開口数NAを指すものである。また、この開口数NAは、光ピックアップ装置に設けられた絞りやフィルタ等の絞り機能を有する部品又は部材によって、光源からの光束が制限された結果として定義される開口数NAである。   The objective lens, in a narrow sense, is a single condensing function arranged to face the optical information recording medium at the position closest to the optical information recording medium when the optical information recording medium is loaded in the optical pickup device. The term “lens” refers to a lens group that can be actuated at least in the optical axis direction by an actuator together with the lens. Here, such a lens group indicates at least one lens, and includes only a single lens. Therefore, in this specification, the numerical aperture NA of the objective lens on the optical information recording medium side refers to the numerical aperture NA of the lens surface located closest to the optical information recording medium of the objective lens. The numerical aperture NA is a numerical aperture NA defined as a result of the light flux from the light source being limited by a component or member having a diaphragm function such as a diaphragm or a filter provided in the optical pickup device.

また、回折パターンとは、例えばレンズの表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あるいは発散させる作用を持たせたパターンをいい、同一光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合は、回折を生じる領域をいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とする同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、そのような形状を含むものである。   The diffraction pattern refers to a pattern in which a relief is provided on the surface of a lens, for example, to have a function of condensing or diverging a light beam by diffraction. There are regions where diffraction occurs on the same optical surface and regions where it does not occur In the case, it refers to a region where diffraction occurs. As the shape of the relief, for example, it is formed as a concentric ring zone centered on the optical axis on the surface of the optical element, and each ring zone has a sawtooth shape when viewed in cross section in a plane including the optical axis. Although known, it includes such shapes.

本発明によれば、互いに異なる少なくとも2つの波長の光源により厚さの異なる透明基板を有する少なくとも2種類の光情報記録媒体を再生または記録でき、透明基板の薄い光情報記録媒体について色収差を低減させると同時に透明基板の厚い光情報記録媒体について残留収差を半減できるようにした対物レンズ、及びかかる対物レンズを含む集光光学系を有する光ピックアップ装置を提供できる。   According to the present invention, at least two types of optical information recording media having transparent substrates having different thicknesses can be reproduced or recorded by light sources having at least two wavelengths different from each other, and chromatic aberration can be reduced for an optical information recording medium having a thin transparent substrate. At the same time, it is possible to provide an objective lens that can reduce the residual aberration by half for an optical information recording medium having a thick transparent substrate, and an optical pickup device having a condensing optical system including the objective lens.

本発明による実施の形態の光ピックアップ装置の構成を示す光路図である。1 is an optical path diagram illustrating a configuration of an optical pickup device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態にかかる実施例1の対物レンズの第1の基準波長λ1=650nmに対する球面収差図である。It is a spherical aberration figure with respect to 1st reference wavelength (lambda) 1 = 650nm of the objective lens of Example 1 concerning embodiment of this invention. 実施例1の対物レンズの図2の場合の光路図である。FIG. 3 is an optical path diagram of the objective lens of Example 1 in the case of FIG. 2. 実施例1の対物レンズの第2の基準波長λ2=780nmに対する球面収差図である。FIG. 6 is a spherical aberration diagram of the objective lens according to Example 1 with respect to a second reference wavelength λ2 = 780 nm. 実施例1の対物レンズの図4の場合の光路図である。FIG. 5 is an optical path diagram of the objective lens of Example 1 in the case of FIG. 4. 本発明の実施の形態にかかる実施例2の対物レンズの第1の基準波長λ1=650nmに対する球面収差図である。It is a spherical aberration figure with respect to 1st reference wavelength (lambda) 1 = 650nm of the objective lens of Example 2 concerning embodiment of this invention. 実施例2の対物レンズの図6の場合の光路図である。FIG. 7 is an optical path diagram of the objective lens in Example 2 in the case of FIG. 6. 実施例2の対物レンズの第2の基準波長λ2=780nmに対する球面収差図である。FIG. 6 is a spherical aberration diagram of the objective lens according to Example 2 with respect to the second reference wavelength λ2 = 780 nm. 本発明の実施の形態にかかる実施例3の対物レンズの第1の基準波長λ1=650nmに対する球面収差図である。It is a spherical aberration figure with respect to 1st reference wavelength (lambda) 1 = 650nm of the objective lens of Example 3 concerning embodiment of this invention. 実施例3の対物レンズの図9の場合の光路図である。FIG. 10 is an optical path diagram of the objective lens in Example 3 in the case of FIG. 9. 実施例3の対物レンズの第2の基準波長λ2=780nmに対する球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram of the objective lens according to Example 3 for the second reference wavelength λ2 = 780 nm. 本発明の実施の形態にかかる実施例4の対物レンズの第1の基準波長λ1=650nmに対する球面収差図である。It is a spherical aberration figure with respect to 1st reference wavelength (lambda) 1 = 650nm of the objective lens of Example 4 concerning embodiment of this invention. 実施例4の対物レンズの図12の場合の光路図である。FIG. 13 is an optical path diagram of the objective lens of Example 4 in the case of FIG. 12. 実施例4の対物レンズの第2の基準波長λ2=780nmに対する球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram of the objective lens according to Example 4 with respect to the second reference wavelength λ2 = 780 nm.

以下、本発明による好適な実施の形態の光ピックアップ装置について図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施の形態の対物レンズ及びこれを含む光ピックアップ装置の概略構成を示す図である。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an optical pickup device according to a preferred embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an objective lens according to the present embodiment and an optical pickup device including the objective lens.

図1の光ピックアップ装置は、例えば光情報記録媒体であるCD、DVDの両方について第1及び第2の光源からの各波長が650nmと780nmの光によりその情報記録面から情報を読み取るように構成されている。   The optical pickup device of FIG. 1 is configured to read information from the information recording surface with light having wavelengths of 650 nm and 780 nm from the first and second light sources for both CD and DVD, which are optical information recording media, for example. Has been.

図1のように、光ピックアップ装置は、DVD用として波長650nmの光を出射する第1の半導体レーザ111と、CD用として波長780nmの光を出射する第2の半導体レーザ112が光源としてユニット化されている。コリメータ13と対物レンズ16との間にビームスプリッタ120が配置され、コリメータ13でほぼ平行にされた光がビームスプリッタ120を通過し対物レンズ16へ向かう。また、透明基板21を有する光ディスク20の情報記録面22から反射した光束が光路変更手段としてのビームスプリッタ120で光検出器30に向かうように光路を変える。対物レンズ16はその外周にフランジ部16aを有し、このフランジ部16aにより対物レンズ16を光ピックアップ装置に容易に取り付けることができる。また、フランジ部16aは対物レンズ16の光軸に対し略垂直方向に延びた面を有するから、更に精度の高い取付が容易にできる。   As shown in FIG. 1, the optical pickup device is unitized with a first semiconductor laser 111 that emits light having a wavelength of 650 nm for DVD and a second semiconductor laser 112 that emits light having a wavelength of 780 nm for CD as light sources. Has been. A beam splitter 120 is disposed between the collimator 13 and the objective lens 16, and the light substantially parallelized by the collimator 13 passes through the beam splitter 120 toward the objective lens 16. Further, the optical path is changed so that the light beam reflected from the information recording surface 22 of the optical disk 20 having the transparent substrate 21 is directed to the photodetector 30 by the beam splitter 120 as the optical path changing means. The objective lens 16 has a flange portion 16a on the outer periphery thereof, and the objective lens 16 can be easily attached to the optical pickup device by the flange portion 16a. Further, since the flange portion 16a has a surface extending in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the objective lens 16, attachment with higher accuracy can be facilitated.

第1の光ディスク(DVD)を再生する場合、図の実線のように、第1半導体レーザ111から出射された光束は、コリメータ13を透過し平行光束となる。さらにビームスプリッタ120を経て絞り17によって絞られ、対物レンズ16により第1の光ディスク20の透明基板21を介して情報記録面22に集光される。そして、情報記録面22で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16、絞り17を介して、ビームスプリッタ120で反射され、シリンドリカルレンズ180により非点収差が与えられ、凹レンズ50を経て、光検出器30上ヘ入射し、光検出器30から出カされる信号を用いて、第1の光ディスク20に記録された情報の読み取り信号が得られる。   When reproducing the first optical disk (DVD), the light beam emitted from the first semiconductor laser 111 passes through the collimator 13 and becomes a parallel light beam, as indicated by the solid line in the figure. Further, the light is focused by the diaphragm 17 through the beam splitter 120, and is condensed on the information recording surface 22 by the objective lens 16 through the transparent substrate 21 of the first optical disk 20. Then, the light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 22 is reflected again by the beam splitter 120 through the objective lens 16 and the diaphragm 17, and astigmatism is given by the cylindrical lens 180. Then, a read signal of information recorded on the first optical disc 20 is obtained using a signal incident on the light detector 30 and output from the light detector 30.

また、光検出器30上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ150が第1の半導体レーザ111からの光束を第1の光ディスク20の情報記録面22上に結像するように対物レンズ16を移動させるとともに、第1の半導体レ―ザ111からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ16を移動させる。   In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 30. Based on this detection, the two-dimensional actuator 150 moves the objective lens 16 so that the light beam from the first semiconductor laser 111 forms an image on the information recording surface 22 of the first optical disc 20, and also moves the first semiconductor laser. The objective lens 16 is moved so that the light beam from the 111 is imaged on a predetermined track.

次に、第2の光ディスク(CD)を再生する場合、図の破線のように、第2の半導体レーザ112から出射された光束は、コリメータ13を透過し平行光束となる。さらにビームスプリッタ120を経て絞り17によって絞られ、対物レンズ16により第2の光ディスク20の透明基板21を介して情報記録面22に集光される。そして、情報記録面22で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ16、絞り17を介して、ビームスプリッタ120で反射され、シリンドリカルレンズ180により非点収差が与えられ、凹レンズ50を経て、光検出器30上ヘ入射し、光検出器30から出力される信号を用いて、第2の光ディスク20に記録された情報の読み取り信号が得られる。また、光検出器30上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ15か第1の半導体レーザ112からの光束を第2光ディスク20の情報記録面22上に結像するように対物レンズ16を移動させるとともに、第2の半導体レーサ112からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ16を移動させる。   Next, when reproducing the second optical disk (CD), the light beam emitted from the second semiconductor laser 112 passes through the collimator 13 and becomes a parallel light beam, as indicated by the broken line in the figure. Further, the light is focused by the diaphragm 17 through the beam splitter 120, and is condensed on the information recording surface 22 by the objective lens 16 through the transparent substrate 21 of the second optical disk 20. Then, the light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 22 is reflected again by the beam splitter 120 through the objective lens 16 and the diaphragm 17, and astigmatism is given by the cylindrical lens 180. After that, a read signal of information recorded on the second optical disc 20 is obtained using a signal incident on the photodetector 30 and output from the photodetector 30. In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 30. Based on this detection, the objective lens 16 is moved so that the light beam from the two-dimensional actuator 15 or the first semiconductor laser 112 is imaged on the information recording surface 22 of the second optical disk 20, and the second semiconductor laser 112 is used. The objective lens 16 is moved so that the light beam from the light beam is imaged on a predetermined track.

図1の対物レンズ16は、回折パターンが設けられた単レンズであり、対物レンズ16を透過した第2の半導体レーサ112からの光束のうち、光ディスク側の開口数がNA2以下の部分の第2の光ディスクの透明基板を介したときの波面収差の3次球面収差成分はオーバー(補正過剰)とされており、その絶対値をWSA2λ2rmsとしたときに、
0.02λ2rms≦WSA2≦0.06λ2rms
であるように設計され、この範囲だけ残留収差がある。なお、NA1は第1の光ディスク側の必要開口数であり、NA2は第2の光ディスク側の必要開口数である。
The objective lens 16 shown in FIG. 1 is a single lens provided with a diffraction pattern. Of the light flux from the second semiconductor racer 112 that has passed through the objective lens 16, the second numerical aperture on the optical disc side is NA2 or less. The third-order spherical aberration component of the wavefront aberration when passing through the transparent substrate of the optical disc is over (overcorrection), and when the absolute value is WSA2λ2rms,
0.02λ2rms ≦ WSA2 ≦ 0.06λ2rms
There is a residual aberration in this range. NA1 is a required numerical aperture on the first optical disc side, and NA2 is a required numerical aperture on the second optical disc side.

また、第1の半導体レーザ111及び第2の半導体レーザ112からの光束が回折パターンを通過することにより発生する各回折光は、0次以外の同次数の回折光である。第1の光ディスクの再生時における対物レンズ16の光ディスク側の結像倍率M1と、第2の光ディスクの再生時における対物レンズ16の光ディスク側の結像倍率M2とはほぼ等しく、ほぼ零である。このため、図1の光ピックアップ装置では光検出器が1個で済み、また、第1の半導体レーザ111及び第2の半導体レーザ112は一体の部品として構成でき、ユニット化が可能となっている。   Further, each diffracted light generated when the light flux from the first semiconductor laser 111 and the second semiconductor laser 112 passes through the diffraction pattern is a diffracted light of the same order other than the 0th order. The imaging magnification M1 on the optical disk side of the objective lens 16 at the time of reproduction of the first optical disk and the imaging magnification M2 on the optical disk side of the objective lens 16 at the time of reproduction of the second optical disk are substantially equal and substantially zero. For this reason, the optical pickup apparatus of FIG. 1 requires only one photodetector, and the first semiconductor laser 111 and the second semiconductor laser 112 can be configured as an integral part, and can be unitized. .

なお、図1では、第1の光ディスクをDVD(光源波長650nm)、第2の光ディスクをCD(光源波長780nm)としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第1の光ディスクを次世代高密度光ディスク(光源波長400nm)、第2の光ディスクをDVD(光源波長650nm)等であってもよい。   In FIG. 1, the first optical disc is a DVD (light source wavelength 650 nm) and the second optical disc is a CD (light source wavelength 780 nm). However, the present invention is not limited to this. The optical disc may be a next-generation high-density optical disc (light source wavelength 400 nm), the second optical disc may be a DVD (light source wavelength 650 nm), or the like.

次に、上述の対物レンズについて説明する。本実施の形態における集光光学系は、両面非球面の単玉レンズであり、一方の非球面上には回折パターンとして回折輪帯(輪帯状の回折面)を設けている。   Next, the above objective lens will be described. The condensing optical system in the present embodiment is a double-sided aspherical single lens, and a diffraction ring zone (ring-shaped diffraction surface) is provided as a diffraction pattern on one aspherical surface.

即ち、対物レンズの屈折面は、次の〔数1〕で表される非球面形状に形成されている。   That is, the refractive surface of the objective lens is formed in an aspherical shape expressed by the following [Equation 1].

Figure 2009104781
Figure 2009104781

ただし、Zは光軸方向の軸、hは光軸と垂直方向の軸(光軸からの高さ:光の進行方向を正とする)、R0は近軸曲率半径、κは円錐係数、Aiは非球面係数、Piは非球面のべき数である。   However, Z is an axis in the optical axis direction, h is an axis perpendicular to the optical axis (height from the optical axis: the light traveling direction is positive), R0 is a paraxial radius of curvature, κ is a cone coefficient, Ai Is the aspheric coefficient, and Pi is the power of the aspheric surface.

また、一般に、回折輪帯のピッチは、位相差関数若しくは光路差関数を使って定義される。具体的には、位相差関数ΦBは単位をラジアンとして以下の〔数2〕で表され、光路差関数Φbは単位をmmとして〔数3〕で表わされる。なお、光路差関数は第1の基準波長λ1についてのものである。   In general, the pitch of the diffraction zone is defined using a phase difference function or an optical path difference function. Specifically, the phase difference function ΦB is expressed by the following [Equation 2] with the unit as radians, and the optical path difference function Φb is expressed by [Equation 3] with the unit as mm. The optical path difference function is for the first reference wavelength λ1.

Figure 2009104781
Figure 2009104781

Figure 2009104781
Figure 2009104781

これら2つの表現方法は、単位が異なるが、回折輪帯のピッチを表わす意味では同等である。即ち、主波長λ(単位mm)に対し、位相差関数の係数Bに、λ/2πを掛ければ光路差関数の係数bに換算でき、また逆に光路差関数の係数bに、2π/λを掛ければ位相差関数の係数Bに換算できる。   Although these two representation methods are different in unit, they are equivalent in terms of representing the pitch of the diffraction zone. That is, if the principal wavelength λ (unit: mm) is multiplied by the phase difference function coefficient B by λ / 2π, it can be converted to the optical path difference function coefficient b, and conversely, the optical path difference function coefficient b is 2π / λ. Can be converted to the coefficient B of the phase difference function.

次に、本実施の形態に係わる対物レンズの具体例として実施例1,2,3,4を説明する。各実施例は単レンズであり、各単レンズは、第1の基準波長λ1=650nm、焦点距離f=3.3mm、開口数NA1=0.6、第1の光ディスクの透明基板の厚さt1=0.6mm、及び第2の基準波長λ2=780nm、開口数NA2=0.45、第2の光ディスクの透明基板の厚さt2=1.2mmに対して、充分な結像性能を有する。また、短波長の第1の基準波長λ1,透明基板厚さt1に対してはほぼ無収差になっている。なお、以下において像側とは光情報記録媒体側の意味である。   Next, Examples 1, 2, 3, and 4 will be described as specific examples of the objective lens according to the present embodiment. Each example is a single lens, and each single lens has a first reference wavelength λ1 = 650 nm, a focal length f = 3.3 mm, a numerical aperture NA1 = 0.6, and a thickness t1 of the transparent substrate of the first optical disk. = 0.6 mm, the second reference wavelength λ2 = 780 nm, the numerical aperture NA2 = 0.45, and the thickness t2 = 1.2 mm of the transparent substrate of the second optical disk, sufficient imaging performance is obtained. Further, there is almost no aberration with respect to the first reference wavelength λ1 having a short wavelength and the transparent substrate thickness t1. In the following, the image side means the optical information recording medium side.

〈実施例1〉
表1に実施例1のレンズデータを示す。なお、以下の表1〜表4において例えば「2.2E−02」は「2.2×10-2」を意味する。
<Example 1>
Table 1 shows lens data of Example 1. In Tables 1 to 4 below, for example, “2.2E-02” means “2.2 × 10 −2 ”.

Figure 2009104781
Figure 2009104781

図2は、実施例1のレンズの第1の基準波長λ1=650nm、透明基板の厚さt1=0.6mmにおける球面収差図であり、図3はこの場合の実施例1のレンズの光路図である。図2から第1の基準波長λ1では充分に球面収差補正がされていることが分かる。同様に、図4は、実施例1のレンズの第2の基準波長λ2=780nm、透明基板の厚さt1=1.2mmにおける球面収差図であり、図5はこの場合の実施例1のレンズの光路図である。図4から分かるように、第2の基準波長λ2では球面収差は残留しているが、通常の屈折レンズで発生する透明基板の厚さの差による球面収差と波長差で発生する色球面収差を加えた球面収差に比べ、回折輪帯による回折効果によりある程度収差補正がされている。   FIG. 2 is a spherical aberration diagram of the lens of Example 1 at the first reference wavelength λ1 = 650 nm and the transparent substrate thickness t1 = 0.6 mm. FIG. 3 is an optical path diagram of the lens of Example 1 in this case. It is. It can be seen from FIG. 2 that the spherical aberration is sufficiently corrected at the first reference wavelength λ1. Similarly, FIG. 4 is a spherical aberration diagram of the lens of Example 1 at the second reference wavelength λ2 = 780 nm and the transparent substrate thickness t1 = 1.2 mm. FIG. 5 is the lens of Example 1 in this case. FIG. As can be seen from FIG. 4, the spherical aberration remains at the second reference wavelength λ2, but the spherical aberration due to the difference in the thickness of the transparent substrate generated in the normal refractive lens and the chromatic spherical aberration generated due to the wavelength difference. Compared to the added spherical aberration, the aberration is corrected to some extent by the diffraction effect of the diffraction ring zone.

このレンズは、図1において、図示しない輪帯ダイクロフィルタを絞り17と対物レンズ16との間に光軸に垂直に配置することで、第2の基準波長λ2の光を出射する第2の光源からの光束のうち像側の開口数NA3以上の光束を反射することによって情報記録面22には到達しないようにすることが好ましい。遮蔽部10のような遮蔽手段によって情報記録面22には到達しないようにすることが好ましい。   This lens is a second light source that emits light of a second reference wavelength λ2 by disposing an annular dichroic filter (not shown) in FIG. 1 between the diaphragm 17 and the objective lens 16 perpendicular to the optical axis. It is preferable not to reach the information recording surface 22 by reflecting a light beam having a numerical aperture NA3 or more on the image side out of the light beam from. It is preferable not to reach the information recording surface 22 by a shielding means such as the shielding unit 10.

〈実施例2〉
表2に実施例2のレンズデータを示す。
<Example 2>
Table 2 shows lens data of Example 2.

Figure 2009104781
Figure 2009104781

図6は、実施例2のレンズの第1の基準波長λ1=650nm、透明基板の厚さt1=0.6mmにおける球面収差図であり、図7はこの場合の実施例2のレンズの光路図である。図6から第1の基準波長λ1では充分に球面収差補正がされていることが分かる。図8は、実施例2のレンズの第2の基準波長λ2=780nm、透明基板の厚さt1=1.2mmにおける球面収差図である。図8から分かるように、第2の基準波長λ2では球面収差が残留しているが、実施例1と同様に、回折効果によりある程度収差補正がされている。また、図7に示すようにレンズ面に輪帯状の遮蔽部10を設けることにより、必要な結像性能を得ることができる。この遮蔽部10は、例えばレンズ面に輪帯状の切り欠き部や輪帯ダイクロフィルタを形成することにより構成できる。なお、遮蔽部10は第1の基準波長λ1の光の結像性能に対しては影響が少ない。   6 is a spherical aberration diagram of the lens of Example 2 at the first reference wavelength λ1 = 650 nm and the transparent substrate thickness t1 = 0.6 mm. FIG. 7 is an optical path diagram of the lens of Example 2 in this case. It is. It can be seen from FIG. 6 that the spherical aberration is sufficiently corrected at the first reference wavelength λ1. FIG. 8 is a spherical aberration diagram of the lens of Example 2 at the second reference wavelength λ2 = 780 nm and the transparent substrate thickness t1 = 1.2 mm. As can be seen from FIG. 8, spherical aberration remains at the second reference wavelength λ2, but as in Example 1, the aberration is corrected to some extent by the diffraction effect. Also, as shown in FIG. 7, the necessary imaging performance can be obtained by providing an annular shield 10 on the lens surface. The shielding unit 10 can be configured by forming an annular cutout or an annular dichroic filter on the lens surface, for example. The shielding unit 10 has little influence on the imaging performance of the light having the first reference wavelength λ1.

〈実施例3〉
表3に実施例3のレンズデータを示す。
<Example 3>
Table 3 shows lens data of Example 3.

Figure 2009104781
Figure 2009104781

図9は、実施例3のレンズの第1の基準波長λ1=650nm、透明基板の厚さt1=0.6mmにおける球面収差図であり、図10はこの場合の実施例3のレンズの光路図である。図10から第1の基準波長λ1では充分に球面収差補正がされていることが分かる。図11は、実施例3のレンズの第2の基準波長λ2=780nm、透明基板の厚さt1=1.2mmにおける球面収差図である。図11から分かるように、実施例3では第2の基準波長λ2において必要な結像性能を得るために、開口数の大きいところ(NA0.45以上)で球面収差をオーバー(補正過剰)にしている。   FIG. 9 is a spherical aberration diagram of the lens of Example 3 at the first reference wavelength λ1 = 650 nm and the transparent substrate thickness t1 = 0.6 mm. FIG. 10 is an optical path diagram of the lens of Example 3 in this case. It is. It can be seen from FIG. 10 that the spherical aberration is sufficiently corrected at the first reference wavelength λ1. FIG. 11 is a spherical aberration diagram of the lens of Example 3 at the second reference wavelength λ2 = 780 nm and the transparent substrate thickness t1 = 1.2 mm. As can be seen from FIG. 11, in Example 3, in order to obtain the required imaging performance at the second reference wavelength λ2, the spherical aberration is over (overcorrected) when the numerical aperture is large (NA 0.45 or more). Yes.

また、像側の開口数がほぼNA2以下の部分の光束により情報記録面22にビームスポットを形成し、開口数がほぼNA2以上の部分をフレア光とすることが好ましい。   Further, it is preferable that a beam spot is formed on the information recording surface 22 by a light beam having a numerical aperture of about NA2 or less on the image side, and a portion having a numerical aperture of about NA2 or more is flare light.

〈実施例4〉
表4に実施例4のレンズデータを示す。
<Example 4>
Table 4 shows lens data of Example 4.

Figure 2009104781
Figure 2009104781

図12は、実施例4のレンズの第1の基準波長λ1=650nm、透明基板の厚さt1=0.6mmにおける球面収差図であり、図13はこの場合の実施例4のレンズの光路図である。図12から第1の基準波長λ1では充分に球面収差補正がされていることが分かる。図14は、実施例4のレンズの第2の基準波長λ2=780nm、透明基板の厚さt1=1.2mmにおける球面収差図である。図14から分かるように、実施例3と同様に、実施例4では第2の基準波長λ2において必要な結像性能を得るために、開口数の大きいところで球面収差をオーバー(補正過剰)にしている。本実施例4では、更に、レンズの一面を3分割し、光束を光軸から第1の光束、第2の光束、第3の光束を得ており、図14に示すように、第2の基準波長λ2において球面収差の不連続な部分を設けることにより、実施例3に比べて一層よい結像性能を得ている。   FIG. 12 is a spherical aberration diagram of the lens of Example 4 at the first reference wavelength λ1 = 650 nm and the transparent substrate thickness t1 = 0.6 mm. FIG. 13 is an optical path diagram of the lens of Example 4 in this case. It is. It can be seen from FIG. 12 that the spherical aberration is sufficiently corrected at the first reference wavelength λ1. FIG. 14 is a spherical aberration diagram of the lens of Example 4 at the second reference wavelength λ2 = 780 nm and the transparent substrate thickness t1 = 1.2 mm. As can be seen from FIG. 14, in the same way as in the third embodiment, in the fourth embodiment, in order to obtain the required imaging performance at the second reference wavelength λ2, the spherical aberration is over (overcorrected) at a large numerical aperture. Yes. In Example 4, one surface of the lens is further divided into three parts, and the first, second, and third light fluxes are obtained from the optical axis. As shown in FIG. By providing a discontinuous portion of spherical aberration at the reference wavelength λ2, a better imaging performance can be obtained compared to the third embodiment.

また、第1の光束のうち光軸から最も離れた部分の収束位置が、第2の光束の収束位置と一致せず、残留収差を少なくすることができる。   In addition, the convergence position of the portion of the first light beam that is farthest from the optical axis does not coincide with the convergence position of the second light beam, so that residual aberration can be reduced.

なお、本実施例では、第1の分割面と第3の分割面は、同じ面形状データであるが、同じでなくてもよい。   In the present embodiment, the first divided surface and the third divided surface are the same surface shape data, but may not be the same.

また、各実施例のレンズ材料にはオレフィン系樹脂を使用し、透明基板にはポリカーボネート樹脂(PC)を使用したが、各材料の屈折率を各基準波長につき表5に示す。   Moreover, although the olefin resin was used for the lens material of each Example and the polycarbonate resin (PC) was used for the transparent substrate, the refractive index of each material is shown in Table 5 for each reference wavelength.

Figure 2009104781
Figure 2009104781

次に、上述の実施例の各レンズに設けた複数の輪帯について説明する。レンズ面に複数の輪帯が光軸を中心としたほぼ同心円状に形成されており、レンズの像側の最大開口数に対応する輪帯のピッチPH、最大開口数の1/2の開口数に対応する輪帯のピッチPHの実施例を、残留収差のない場合の比較例とともに示す。   Next, a plurality of annular zones provided in each lens of the above-described embodiment will be described. A plurality of annular zones are formed substantially concentrically around the optical axis on the lens surface, the annular zone pitch PH corresponding to the maximum numerical aperture on the image side of the lens, and the numerical aperture that is 1/2 of the maximum numerical aperture. An example of the ring zone pitch PH corresponding to is shown together with a comparative example in the case of no residual aberration.

(実施例)
第1輪帯: 990.7μm
最小ピッチ:22.0μm
PH: 990.7μm
PF: 22.0μm
輪帯数: 20
(Example)
1st ring zone: 990.7μm
Minimum pitch: 22.0 μm
PH: 990.7μm
PF: 22.0 μm
Number of rings: 20

(比較例)
第1輪帯: 850.2μm
最小ピッチ:11.5μm
PH: 55.6μm
PF: 11.5μm
輪帯数: 38
(Comparative example)
1st ring zone: 850.2μm
Minimum pitch: 11.5 μm
PH: 55.6 μm
PF: 11.5 μm
Number of rings: 38

以上のように、本実施例では、第2の基準波長λ2(650nm)に対し球面収差は残留するものの、輪帯数を、残留収差なしの比較例のレンズに比べて減少させることができるので、レンズの回折パターンを形成し易く、レンズの製造コストを低減できる。   As described above, in this embodiment, although the spherical aberration remains with respect to the second reference wavelength λ2 (650 nm), the number of ring zones can be reduced as compared with the comparative example lens having no residual aberration. It is easy to form a diffraction pattern of the lens, and the manufacturing cost of the lens can be reduced.

また、レンズ面の有効径全面に回折輪帯を設けた場合、回折輪帯の周縁の光軸からの高さHXと、最外周の輪帯の高さHMAXとは、
0.15≦HX/HMAX≦0.65
を満足することが好ましい。
Further, when the diffraction ring zone is provided on the entire effective diameter of the lens surface, the height HX from the optical axis at the periphery of the diffraction ring zone and the height HMAX of the outermost ring zone are:
0.15 ≦ HX / HMAX ≦ 0.65
Is preferably satisfied.

10 遮蔽部(遮蔽手段)
13 コリメータ
16 対物レンズ
17 絞り(開口制限手段)
20 光ディスク
21 透明基板
22 情報記録面
30 光検出器
111 半導体レーザ(第1の光源)
112 半導体レーザ(第2の光源)
120 偏光ビームスプリッタ
150 2次元アクチュエータ
10 Shielding part (shielding means)
13 Collimator 16 Objective Lens 17 Aperture (Aperture Limiting Means)
20 optical disk 21 transparent substrate 22 information recording surface 30 photodetector 111 semiconductor laser (first light source)
112 Semiconductor laser (second light source)
120 Polarizing beam splitter 150 Two-dimensional actuator

Claims (33)

光源からの光束を対物レンズを含む集光光学系により光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光して情報の記録または再生を行うように構成され、透明基板の厚みおよび記録密度が異なる少なくとも2種類の光情報記録媒体の情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、
波長λ1(nm)の第1の光源と、
波長λ2(nm)(λ2>λ1)の第2の光源と、
前記第1の光源および前記第2の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、を備え、
透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体を波長λ1で記録または再生するために必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA1とし、透明基板の厚さがt2(但し、t2>t1)の第2光情報記録媒体を波長λ2で記録または再生するために必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA2(但し、NA2<NA1)とし、前記集光光学系の少なくとも1つの面に回折パターンを設けるとともに、前記第1の光源からの光束の前記集光光学系の回折パターンからのm次回折光(但し、mは1つの整数)を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがt1の第1の光情報記録媒体を記録および/または再生し、前記第2の光源からの光束の前記集光光学系の回折パターンからのn次回折光(但し、nは1つの整数で、n=m=0を除く)を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがt2(但し、t2>t1)の第2の光情報記録媒体を記録および/または再生する光ピックアップ装置において、
前記対物レンズを透過した前記第2の光源からの光束のうち、光情報記録媒体側の開口数がNA2以下の部分の前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介したときの波面収差の3次球面収差成分はオーバーであって、その絶対値をWSA2λ2rmsとしたときに、
0.02λ2rms≦WSA2≦0.06λ2rms
であることを特徴とする光ピックアップ装置。
The light beam from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate of the optical information recording medium by a condensing optical system including an objective lens, and information is recorded or reproduced. An optical pickup device for recording or reproducing information of at least two types of optical information recording media having different recording densities,
A first light source having a wavelength λ1 (nm);
A second light source of wavelength λ2 (nm) (λ2>λ1);
A photodetector for receiving reflected light from the optical information recording medium of the luminous flux emitted from the first light source and the second light source;
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the first optical information recording medium with the transparent substrate thickness t1 at the wavelength λ1 is NA1, and the thickness of the transparent substrate Is the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the second optical information recording medium of t2 (where t2> t1) at the wavelength λ2 (where NA2 < NA1), a diffraction pattern is provided on at least one surface of the condensing optical system, and m-order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system of the light beam from the first light source (where m is one) (Integer) is used to record and / or reproduce the first optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t1, and from the diffraction pattern of the condensing optical system of the light beam from the second light source. N-order diffracted light (where n is An optical pickup that records and / or reproduces a second optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t2 (where t2> t1) by using at least two integers, excluding n = m = 0 In the device
Of the light flux from the second light source that has passed through the objective lens, the wavefront aberration when the numerical aperture on the optical information recording medium side is NA2 or less through the transparent substrate of the second optical information recording medium When the third-order spherical aberration component is over and its absolute value is WSA2λ2rms,
0.02λ2rms ≦ WSA2 ≦ 0.06λ2rms
An optical pickup device characterized by that.
前記mは0を除く一つの整数であり、n=mであることを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 1, wherein the m is an integer other than 0, and n = m. 前記対物レンズは単レンズであり、前記回折パターンは前記単レンズに設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 1, wherein the objective lens is a single lens, and the diffraction pattern is provided on the single lens. 前記第1の光情報記録媒体の情報の記録又は再生時における前記対物レンズの光情報媒体側から見た結像倍率をM1とし、前記第2の光情報記録媒体の情報の記録又は再生時における前記対物レンズの光情報記録媒体側から見た結像倍率をM2としたときに、M2とM1はほぼ等しいことを特徴とする請求項1,2または3に記載の光ピックアップ装置。 The imaging magnification seen from the optical information medium side of the objective lens at the time of recording or reproducing information on the first optical information recording medium is M1, and at the time of recording or reproducing information on the second optical information recording medium 4. The optical pickup device according to claim 1, wherein M <b> 2 and M <b> 1 are substantially equal when the imaging magnification of the objective lens viewed from the optical information recording medium side is M <b> 2. 前記M1およびM2は、ほぼ0であることを特徴とする請求項4に記載の光ピックアップ装置。 5. The optical pickup device according to claim 4, wherein M1 and M2 are substantially zero. 前記対物レンズを透過した前記第2光源からの光束のうち、もっとも光軸から離れた光線が前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して収束する位置が、前記対物レンズを透過した前記第2の光源からの光束のうち、光情報記録媒体側の開口数がNA2以下の部分の前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介したときの波面収差が最小となる位置より前記対物レンズより遠く、その差が5μm以上あることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 Of the luminous flux from the second light source that has passed through the objective lens, the position at which the light beam farthest from the optical axis converges through the transparent substrate of the second optical information recording medium passes through the objective lens. Of the light flux from the second light source, the objective from the position where the wavefront aberration is minimized when the numerical aperture on the optical information recording medium side is NA2 or less through the transparent substrate of the second optical information recording medium. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup device is far from the lens and has a difference of 5 μm or more. 前記対物レンズを透過した前記第2の光源からの光束のうち、もっとも光軸から離れた光線が前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して収束する位置が、前記対物レンズを透過した前記第2の光源からの光束のうち、光情報記録媒体側の開口数がNA2以下の部分の前記第2の光情報記銀媒体の透明基板を介したときの波面収差が最小となる位置より前記対物レンズより遠く、その差が15μm以上あることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 Of the luminous flux from the second light source that has passed through the objective lens, the position where the light beam farthest from the optical axis converges through the transparent substrate of the second optical information recording medium has passed through the objective lens. From the position where the wavefront aberration when the numerical aperture on the optical information recording medium side through the transparent substrate of the second optical information recording medium of the luminous flux from the second light source passes through the transparent substrate is minimized. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup device is far from the objective lens and has a difference of 15 μm or more. 光源からの光束を対物レンズを含む集光光学系により光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光して情報の記録または再生を行うように構成され、透明基板の厚みおよび記録密度が異なる少なくとも2種類の光情報記録媒体の情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、
波長λ1(nm)の第1の光源と、
波長λ2(nm)(λ2>λ1)の第2の光源と、
前記第1の光源および前記第2の光源からの出射光束の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、を備え、
透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体を波長λ1で記録または再生するために必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA1とし、透明基板の厚さがt2(但し、t2>t1)の第2光情報記録媒体を波長λ2で記録または再生するために必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA2(但し、NA2<NA1)とし、前記集光光学系の対物レンズの少なくとも1つの面に略輪帯状の回折パターンを設けるとともに、前記第1の光源からの光束の前記集光光学系の回折パターンからのm次回折光(但し、mは1つの整数)を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがt1の第1の光情報記録媒体を記録および/または再生し、前記第2の光源からの光束の前記集光光学系の回折パターンからのn次回折光(但し、nは1つの整数で、n=m=0を除く)を少なくとも利用することにより、透明基板の厚さがt2(但し、t2>t1)の第2の光情報記録媒体を記録および/または再生する光ピックアップ装置において、
光軸を含む前記略輪帯状の回折パターンの周縁を通る光線の光情報記録媒体側の開口数をNAXとしたときに、
0.2≦NAX/NA2≦0.9
であることを特徴とする光ピックアップ装置。
The light beam from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate of the optical information recording medium by a condensing optical system including an objective lens, and information is recorded or reproduced. An optical pickup device for recording or reproducing information of at least two types of optical information recording media having different recording densities,
A first light source having a wavelength λ1 (nm);
A second light source of wavelength λ2 (nm) (λ2>λ1);
A photodetector for receiving reflected light from the optical information recording medium of the luminous flux emitted from the first light source and the second light source;
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the first optical information recording medium with the transparent substrate thickness t1 at the wavelength λ1 is NA1, and the thickness of the transparent substrate Is the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the second optical information recording medium of t2 (where t2> t1) at the wavelength λ2. NA1), a substantially ring-shaped diffraction pattern is provided on at least one surface of the objective lens of the condensing optical system, and m-order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system of the light beam from the first light source (Where m is an integer), at least, the first optical information recording medium having a transparent substrate thickness t1 is recorded and / or reproduced, and the light flux from the second light source is collected. From diffraction pattern of optical optics A second optical information recording medium in which the thickness of the transparent substrate is t2 (where t2> t1) by using at least n-th order diffracted light (where n is an integer and excluding n = m = 0) In an optical pickup device for recording and / or reproducing
When the numerical aperture on the optical information recording medium side of the light beam passing through the periphery of the substantially ring-shaped diffraction pattern including the optical axis is NAX,
0.2 ≦ NAX / NA2 ≦ 0.9
An optical pickup device characterized by that.
前記mは0を除く一つの整数であり、n=mであることを特徴とする請求項8に記載の光ピックアップ装置。 9. The optical pickup device according to claim 8, wherein m is an integer other than 0, and n = m. 前記対物レンズは単レンズであることを特徴とする請求項8または9に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 8, wherein the objective lens is a single lens. 前記第1の光情報記録媒体の情報の記録又は再生時における前記対物レンズの光情報記録媒体側から見た結像倍率をM1とし、前記第2の光情報媒体の情報の記録又は再生時における前記対物レンズの光情報媒体側から見た結像倍率をM2としたときに、M2とM1はほぼ等しいことを特徴とする請求項8,9また10に記載の光ピックアップ装置。 The imaging magnification seen from the optical information recording medium side of the objective lens at the time of recording or reproducing information on the first optical information recording medium is M1, and at the time of recording or reproducing information on the second optical information medium 11. The optical pickup device according to claim 8, wherein M <b> 2 and M <b> 1 are substantially equal when an imaging magnification as viewed from the optical information medium side of the objective lens is M <b> 2. 前記M1およびM2は、ほぼ0であることを特徴とする請求項11に記載の光ピックアップ装置。 12. The optical pickup device according to claim 11, wherein M1 and M2 are substantially zero. 前記回折パターンの輪帯数が7から30であることを特徴とする請求項8〜12のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to any one of claims 8 to 12, wherein the number of ring zones of the diffraction pattern is 7 to 30. 前記情報記録面に入射する光束は、光軸近傍の第1の光束、前記第1の光束より外側の第2の光束、及び前記第2の光束より外側の第3の光束の少なくとも3つに分割されており、前記第2の光束は、遮蔽手段によって前記情報記録面近傍には到達しないようにされ、前記第1の光源からの光束の前記集光光学系の前記回折パターンからのm次回折光のうち、主に前記第1の光束及び前記第3の光束によりビームスポットを形成して前記第1の光情報記録媒体を記録および/または再生し、前記第2の光源からの光束の前記集光光学系の前記回折パターンからのn次回折光のうち、主に前記第1の光束によりビームスポットを形成して前記第2の光情報記録媒体を記録および/または再生することを特徴とする請求項1,2,8または9に記載の光ピックアップ装置。 The light beam incident on the information recording surface is at least three of a first light beam near the optical axis, a second light beam outside the first light beam, and a third light beam outside the second light beam. The second light flux is divided so that it does not reach the vicinity of the information recording surface by the shielding means, and m next time from the diffraction pattern of the condensing optical system of the light flux from the first light source. Of the folded light, a beam spot is formed mainly by the first light flux and the third light flux to record and / or reproduce the first optical information recording medium, and the light flux from the second light source Of the n-th order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system, a beam spot is mainly formed by the first light flux to record and / or reproduce the second optical information recording medium. Claim 1, 2, 8 or 9 The optical pickup device. 前記対物レンズは単レンズであり、前記回折パターンは前記単レンズに設けられていることを特徴とする請求項14に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 14, wherein the objective lens is a single lens, and the diffraction pattern is provided on the single lens. 前記対物レンズは単レンズであり、前記遮蔽手段は前記単レンズに設けられていることを特徴とする諸求項14または15に記載の光ピックアップ装置。 16. The optical pickup device according to claim 14, wherein the objective lens is a single lens, and the shielding means is provided on the single lens. 前記情報記録面に入射する光束は、光軸近傍の第1の光束、前記第1の光束より外側の第2の光束、及び前記第2の光束より外側の第3の光束の少なくとも3つに分割されており、前記第1の光源からの光束のうち前記第1の光束および前記第3の光束は前記集光光学系の前記回折パターンからのm次回折光を少なくとも利用することによりビームスポットを形成し前記第1の光情報記録媒体を記録および/または再生し、前記第2の光源からの光束の前記第1の光束の前記集光光学系の前記回折パターンからのn次回折光および前記第2の光束を少なくとも利用することによりビームスポットを形成し前記第2の光情報記録媒体を記録および/または再生することを特徴とする特許請求項1,2,8または9に記載の光ピックアップ装置。 The light beam incident on the information recording surface is at least three of a first light beam near the optical axis, a second light beam outside the first light beam, and a third light beam outside the second light beam. Of the light beams from the first light source, the first light beam and the third light beam are divided into beam spots by using at least the m-order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system. Forming and recording and / or reproducing the first optical information recording medium, and the nth-order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system of the first light flux of the light flux from the second light source and the first light flux. 10. The optical pickup device according to claim 1, wherein a beam spot is formed by using at least two light beams to record and / or reproduce the second optical information recording medium. . 前記第2の光源からの光束の前記第1の光束のうち光軸から最も離れた部分の収束位置が、前記第2の光束の収束位置と異なることを特徴とする請求項17に記載の光ピックアップ装置。 18. The light according to claim 17, wherein a convergence position of a portion of the first light flux of the light flux from the second light source that is farthest from the optical axis is different from a convergence position of the second light flux. Pickup device. 前記対物レンズは単レンズであり、前記回折パターンは前記単レンズに設けられていることを特徴とする請求項17に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 17, wherein the objective lens is a single lens, and the diffraction pattern is provided on the single lens. 前記第2の光束は前記回折パターンにて回折されることを特徴とする請求項17,18または19に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 17, wherein the second light beam is diffracted by the diffraction pattern. 前記第2の光束は前記回折パターンがない部分を通過することを特徴とする請求項17,18または19に記載の光ピックアップ装置。 20. The optical pickup device according to claim 17, 18 or 19, wherein the second light beam passes through a portion without the diffraction pattern. 前記第2の光源からの光束のうち、光情報記録媒体側の開口数がNA3(NA2≦NA3<NA1)以上の光束を遮蔽手段によって前記情報記録面の近傍には到達しないようにしたことを特徴とする請求項1,2,8または9に記載の光ピックアップ装置。 Among the light beams from the second light source, a light beam having a numerical aperture of NA3 (NA2 ≦ NA3 <NA1) or more on the optical information recording medium side is prevented from reaching the vicinity of the information recording surface by the shielding means. The optical pickup device according to claim 1, 2, 8, or 9. 前記遮蔽手段は、波長λ1の光束を透過しかつ波長λ2の光束を反射する輪帯ダイクロフィルタであることを特徴とする請求項22に記載の光ピックアップ装置。 23. The optical pickup device according to claim 22, wherein the shielding means is an annular dichroic filter that transmits a light beam having a wavelength [lambda] 1 and reflects a light beam having a wavelength [lambda] 2. 前記第2の光源からの光束の前記集光光学系の前記回折パターンからのn次回折光のうち光情報記録媒体側の開口数が略NA2以下の部分の光束によりビームスポットを形成し前記第2の光情報記録媒体を記録および/または再生し、開口数が略NA2以上の部分はフレア光となっていることを特徴とする請求項1〜23のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 A beam spot is formed by the light beam of the portion of the n-th order diffracted light from the diffraction pattern of the condensing optical system of the light beam from the second light source whose numerical aperture on the optical information recording medium side is approximately NA2 or less. 24. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical information recording medium is recorded and / or reproduced, and a portion having a numerical aperture of approximately NA2 or more is flare light. 前記第1の光源と前記第2の光源とがユニット化され、前記光検出器は、前記第1の光源及び前記第2の光源に対し共通であることを特徴とする請求項1〜24のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 25. The unit according to claim 1, wherein the first light source and the second light source are unitized, and the photodetector is common to the first light source and the second light source. The optical pick-up apparatus of any one of Claims. 光情報記録媒体について情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、少なくとも一つの面に回折パターンを有し、波長780nmの平行光束が入射した際に前記対物レンズを通過した光束のうち前記光情報記録媒体側の開口数が0.45以下の部分についての、厚さ1.2mm、屈折率1.57の透明基板を介したときの波面収差の3次球面収差成分はオーバーであって、その絶対値をWSA2λ2rmsとし、波長650nmの平行光束が入射した際に前記対物レンズを通過した光束のうち前記光情報記録媒体側の開口数が0.6以下の部分についての、厚さ0.6mm、屈折率1.58の透明基板を介したときの波面収差の3次球面収差成分の絶対値をWSA1λ1rmsとしたときに、
0.02λ2rms≦WSA2≦0.06λ2rms、及び
WSA1≦0.04λ1rmsを満足することを特徴とする対物レンズ。
An objective lens for an optical pickup device for recording or reproducing information with respect to an optical information recording medium, having a diffraction pattern on at least one surface and passing through the objective lens when a parallel light beam having a wavelength of 780 nm is incident The third-order spherical aberration component of the wavefront aberration when the numerical aperture on the optical information recording medium side of the light flux passes through a transparent substrate with a thickness of 1.2 mm and a refractive index of 1.57 is as follows: The absolute value is WSA2λ2rms, and the portion of the light beam that has passed through the objective lens when a parallel light beam having a wavelength of 650 nm is incident has a numerical aperture of 0.6 or less on the optical information recording medium side, When the absolute value of the third-order spherical aberration component of the wavefront aberration when passing through a transparent substrate having a thickness of 0.6 mm and a refractive index of 1.58 is WSA1λ1 rms,
An objective lens satisfying 0.02λ2rms ≦ WSA2 ≦ 0.06λ2rms and WSA1 ≦ 0.04λ1rms.
少なくとも一つの面の有効径全面に略輪帯状の回折パターンを有し、光軸を含む前記略輪帯状の回折パターンの周緑の光軸からの高さをHX、最外周の輪帯の高さをHMAXとしたときに、
0.15≦HX/HMAX≦0.65
を満足することを特徴とする光ピックアップ用対物レンズ。
At least one of the effective diameters of at least one surface has a substantially annular diffraction pattern, the height of the substantially annular diffraction pattern including the optical axis from the peripheral green optical axis is HX, and the height of the outermost annular zone is When S is HMAX,
0.15 ≦ HX / HMAX ≦ 0.65
An objective lens for an optical pickup characterized by satisfying
前記対物レンズが単レンズである請求項27に記載の光ピックアップ用対物レンズ。 The objective lens for an optical pickup according to claim 27, wherein the objective lens is a single lens. 少なくとも一つの面の有効径全面に略輪帯状の回折パターンが設けられ、少なくともある波長の光束に対して球面収差が2ヶ所以上で不連続であることを特徴とする光ピックアップ用対物レンズ。 An objective lens for an optical pickup, characterized in that a substantially ring-shaped diffraction pattern is provided on the entire effective diameter of at least one surface, and spherical aberration is discontinuous at two or more locations with respect to a light beam having at least a certain wavelength. 単レンズであって一つの面の有効径全面に略輪帯状の回折パターンが設けられ、他方の面は連続面であり、少なくともある波長の光束に対して球面収差が2ヶ所以上で不連続であることを特徴とする光ピックアップ用対物レンズ。 A single lens is provided with a substantially ring-shaped diffraction pattern over the entire effective diameter of one surface, the other surface is a continuous surface, and is discontinuous with at least two spherical aberrations for a light beam of a certain wavelength. An objective lens for an optical pickup, characterized in that there is. 少なくとも一つの面の光軸部分と有効径周辺には輪帯状の回折パターンが複数設けられ、輪帯とその隣の輪帯との間は屈折面であり、前記屈折面と前記回折パターンとの境界で球面収差が不連続であることを特徴とする光ピックアップ用対物レンズ。 A plurality of zonal diffraction patterns are provided around the optical axis portion of the at least one surface and the effective diameter, and a refracting surface is formed between the zonal zone and the adjacent zonal zone. An objective lens for an optical pickup, characterized in that spherical aberration is discontinuous at the boundary. 前記対物レンズが単レンズである請求項31に記載の光ピックアップ用対物レンズ。 The objective lens for an optical pickup according to claim 31, wherein the objective lens is a single lens. 前記回折パターンの輪帯数が7から30であることを特徴とする請求項26〜32のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 26 to 32, wherein the number of annular zones of the diffraction pattern is 7 to 30.
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