JP2009110591A - Objective lens and optical pickup device - Google Patents

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JP2009110591A JP2007281456A JP2007281456A JP2009110591A JP 2009110591 A JP2009110591 A JP 2009110591A JP 2007281456 A JP2007281456 A JP 2007281456A JP 2007281456 A JP2007281456 A JP 2007281456A JP 2009110591 A JP2009110591 A JP 2009110591A
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JP2007281456A
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Kentaro Nakamura
中村  健太郎
Toru Kimura
徹 木村
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Konica Minolta Opto Inc
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Konica Minolta Opto Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an objective lens for an optical pickup device for recording/reproducing information compatibly with different optical disks with a simple configuration, and to provide an optical pickup device using the objective lens. <P>SOLUTION: A third optical path difference imparting structure has such a function that a third optical flux is flared when made incident, the third optical flux made incident on a peripheral region can be flared on an information recording plane of an third optical disk. Thus, the recording/reproducing can be performed compatibly with three kinds of different optical disks with a simple configuration. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、異なる種類の光ディスクに対して、互換可能に情報の記録及び/又は再生(本明細書では記録/再生と記載することもある)を行う光ピックアップ装置用の対物レンズ及びそれを用いた光ピックアップ装置に関する。   The present invention relates to an objective lens for an optical pickup device that records and / or reproduces information (also referred to as recording / reproduction in this specification) interchangeably with respect to different types of optical discs, and uses the same. The present invention relates to an optical pickup device.

近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザや、第2高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青色SHGレーザ等、波長400〜420nmのレーザ光源が実用化されつつある。これら青紫色レーザ光源を使用すると、DVD(デジタルバーサタイルディスク)と同じ開口数(NA)の対物レンズを使用する場合で、直径12cmの光ディスクに対して、15〜20GBの情報の記録が可能となり、対物レンズのNAを0.85にまで高めた場合には、直径12cmの光ディスクに対して、23〜25GBの情報の記録が可能となる。以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。   In recent years, in an optical pickup device, a laser light source used as a light source for reproducing information recorded on an optical disc and recording information on the optical disc has been shortened. For example, a blue-violet semiconductor laser, Laser light sources with wavelengths of 400 to 420 nm, such as blue SHG lasers that perform wavelength conversion of infrared semiconductor lasers using harmonics, are being put into practical use. When these blue-violet laser light sources are used, when an objective lens having the same numerical aperture (NA) as that of a DVD (digital versatile disk) is used, it is possible to record information of 15 to 20 GB on an optical disk having a diameter of 12 cm. When the NA of the objective lens is increased to 0.85, 23 to 25 GB of information can be recorded on an optical disk having a diameter of 12 cm. Hereinafter, in this specification, an optical disk and a magneto-optical disk using a blue-violet laser light source are collectively referred to as a “high density optical disk”.

尚、NA0.85の対物レンズを使用する高密度光ディスクでは、光ディスクの傾き(スキュー)に起因して発生するコマ収差が増大するため、DVDにおける場合よりも保護層を薄く設計し(DVDの0.6mmに対して、0.1mm)、スキューによるコマ収差量を低減しているものがある。ところで、かかるタイプの高密度光ディスクに対して適切に情報の記録/再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ/レコーダ(光情報記録再生装置)の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したDVDやCD(コンパクトディスク)が販売されている現実をふまえると、高密度光ディスクに対して情報の記録/再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているDVDやCDに対しても同様に適切に情報の記録/再生ができるようにすることが、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ/レコーダとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ/レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、高密度光ディスクとDVD、更にはCDとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録/再生できる性能を有することが望まれる。   In a high-density optical disk using an NA 0.85 objective lens, coma aberration generated due to the inclination (skew) of the optical disk increases, so the protective layer is designed thinner than in the case of DVD (0 of DVD). Some have reduced the amount of coma due to skew. By the way, it can not be said that the value of an optical disc player / recorder (optical information recording / reproducing device) as a product is sufficient only by appropriately recording / reproducing information on such a high-density optical disc. In light of the reality that DVDs and CDs (compact discs) on which a wide variety of information is recorded are currently being sold, it is not possible to record / reproduce information on high-density optical discs. Similarly, making it possible to appropriately record / reproduce information on DVDs and CDs leads to an increase in commercial value as an optical disc player / recorder for high-density optical discs. From such a background, an optical pickup device mounted on an optical disc player / recorder for high density optical discs can appropriately receive information while maintaining compatibility with both high density optical discs, DVDs, and even CDs. It is desired to have a performance capable of recording / reproducing.

高密度光ディスクとDVD、更にはCDとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録/再生できるようにする方法として、高密度光ディスク用の光学系とDVDやCD用の光学系とを情報を記録/再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、またコストが増大する。   As a method for recording / reproducing information appropriately while maintaining compatibility with both high-density optical discs and DVDs, and even CDs, optical systems for high-density optical discs and optical systems for DVDs and CDs are used. A method of selectively switching the system to and from the recording density of an optical disk for recording / reproducing information is conceivable, but a plurality of optical systems are required, which is disadvantageous for miniaturization and increases the cost.

従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、高密度光ディスク用の光学系とDVDやCD用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。そして、光ディスクに対向して配置される対物レンズを共通化することが光ピックアップ装置の構成の簡素化、低コスト化に最も有利となる。尚、記録/再生波長が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通な対物レンズを得るためには、球面収差の波長依存性を有する光路差付与構造を対物光学系に形成する必要がある。   Therefore, in order to simplify the configuration of the optical pickup device and reduce the cost, the optical system for high-density optical discs and the optical system for DVDs and CDs must be shared in compatible optical pickup devices. It is preferable to reduce the number of optical components constituting the optical pickup device as much as possible. And, it is most advantageous to simplify the configuration of the optical pickup device and to reduce the cost to make the objective lens arranged facing the optical disc in common. In order to obtain a common objective lens for a plurality of types of optical disks having different recording / reproducing wavelengths, it is necessary to form an optical path difference providing structure having a wavelength dependency of spherical aberration in the objective optical system.

特許文献1には、光路差付与構造としての回折構造を有し、例えば高密度光ディスクと従来のDVD及びCDに対して共通に使用可能な対物光学系、及びこの対物光学系を搭載した光ピックアップ装置が記載されている。
特開2005−158217号公報
Patent Document 1 discloses an objective optical system having a diffractive structure as an optical path difference providing structure, which can be used in common with, for example, a high-density optical disc and a conventional DVD and CD, and an optical pickup equipped with the objective optical system. An apparatus is described.
JP 2005-158217 A

ここで、特許文献1には、第1の波長λ1の光ビームと第3の波長λ3の光ビームを回折せず、第2の波長λ2の光ビームを回折する第1の回折面と、第1の波長λ1の光ビームと第2の波長λ2の光ビームを回折せず、第3の波長λ3の光ビームを回折する第2の回折面と、を有する回折光学素子を用いて、異なる3種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録/再生を行うようになっている。しかしながら、特許文献1の技術によれば、対物光学系を2枚の光学素子から形成しているため、高精度な組立が必要となりコスト高を招くという問題がある。   Here, Patent Document 1 discloses a first diffraction surface that does not diffract a light beam having a first wavelength λ1 and a light beam having a third wavelength λ3, but diffracts a light beam having a second wavelength λ2, and A diffractive optical element having a second diffractive surface that does not diffract the light beam having the first wavelength λ1 and the light beam having the second wavelength λ2 and diffracts the light beam having the third wavelength λ3 is Information is recorded / reproduced to be compatible with various types of optical disks. However, according to the technique of Patent Document 1, since the objective optical system is formed of two optical elements, there is a problem that high-precision assembly is required and the cost is increased.

これに対し、単玉の対物レンズを用いて、異なる3種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録/再生を行う技術も開発されている。その一例としては、例えば単玉の対物レンズに、青紫色レーザ光束が入射したときは+1次回折光を発生させ、赤色レーザ光束が入射したときは−1次回折光を発生させ、赤外レーザ光束が入射したときは−2次回折光を発生させる光路差付与構造を形成することで、高密度光ディスク、DVD、CDの情報記録面上にそれぞれ適切な集光スポットを形成するというものがある。この態様は、互換のために光路差付与構造を重畳する必要がないという点で、製造がしやすく好ましい態様であると考えられていた。   On the other hand, a technique for recording / reproducing information in a compatible manner with three different types of optical disks using a single objective lens has been developed. As an example, for example, when a blue-violet laser beam is incident on a single objective lens, + 1st order diffracted light is generated, and when a red laser beam is incident, −1st order diffracted light is generated, and an infrared laser beam is generated. In some cases, an appropriate light spot is formed on the information recording surface of a high-density optical disc, DVD, or CD by forming an optical path difference providing structure that generates -2nd order diffracted light when incident. This aspect is considered to be a preferable aspect that is easy to manufacture because it is not necessary to superimpose the optical path difference providing structure for compatibility.

しかしながら、本発明者が検討したところ、このような対物レンズに、赤外レーザ光束を入射させたときに、開口数外を通過した光束が、CDの情報記録面上で十分なフレア光とならないため、光ピックアップ装置において記録/再生エラーが生じる恐れがあることが判明した。   However, as a result of studies by the present inventors, when an infrared laser beam is incident on such an objective lens, the beam that has passed outside the numerical aperture does not become sufficient flare light on the information recording surface of the CD. Therefore, it has been found that there is a possibility that a recording / reproducing error may occur in the optical pickup device.

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光路差付与構造の重畳を最低限に押さえたシンプルな構成でありながら、異なる光ディスクに対して互換可能に情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置用の対物レンズ及びそれを用いた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and is capable of recording / recording information in a manner compatible with different optical discs while having a simple configuration with minimal overlap of the optical path difference providing structure. An object of the present invention is to provide an objective lens for an optical pickup device that can perform reproduction and an optical pickup device using the objective lens.

請求項1記載の対物レンズは、第1光源から出射される波長λ1の第1光束を用いて厚さt1の保護層を有する第1光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第2光源から出射される波長λ2(λ1<λ2)の第2光束を用いて厚さt2(t1≦t2)の保護層を有する第2光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第3光源から出射される波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を用いて厚さt3(t2<t3)の保護層を有する第3光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行う対物レンズを備えた光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
前記対物レンズの光学面は、少なくとも、光軸を含む輪帯状の中央領域と、前記中央領域の周囲に形成された輪帯状の周辺領域とを有し、
前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記録面に集光され、
前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面に集光され、
前記中央領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に集光され、
前記中央領域には、第1の光路差付与構造が形成されており、前記第1の光路差付与構造に前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をMとし、前記第1の光路差付与構造に前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をNとし、前記第1の光路差付与構造に前記第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をOとしたときに、M,N,Oの少なくとも1つは正であり、且つM,N,Oの少なくとも1つは負であり、
前記周辺領域には、第2の光路差付与構造と、第3の光路差付与構造が重畳されて形成されており、
前記第2の光路差付与構造に前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をPとし、前記第2の光路差付与構造に前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をQとしたときに、P≠Qであり、
前記第3の光路差付与構造は、前記第3光束が入射したときにフレア化する機能を有することを特徴とする。
The objective lens according to claim 1, wherein a first light beam having a wavelength λ1 emitted from the first light source is used to form a condensing spot on the information recording surface of the first optical disc having a protective layer having a thickness t1. A focused spot is formed on the information recording surface of the second optical disc having a protective layer having a thickness of t2 (t1 ≦ t2) using a second light beam having a wavelength of λ2 (λ1 <λ2) emitted from the second light source. A condensed spot is formed on the information recording surface of the third optical disc having a protective layer with a thickness t3 (t2 <t3) by using a third light beam having a wavelength λ3 (λ2 <λ3) emitted from the third light source. In the objective lens of the optical pickup device provided with the objective lens to perform,
The optical surface of the objective lens has at least a ring-shaped central region including an optical axis, and a ring-shaped peripheral region formed around the central region,
The first light flux that has passed through the central area and the peripheral area is condensed on the information recording surface of the first optical disc,
The second light flux that has passed through the central area and the peripheral area is condensed on the information recording surface of the second optical disc,
The third light flux that has passed through the central region is condensed on the information recording surface of the third optical disc,
A first optical path difference providing structure is formed in the central region, and has a maximum amount of diffracted light among the diffracted light generated when the first light flux is incident on the first optical path difference providing structure. The diffraction order of the diffracted light is M, and among the diffracted lights generated when the second light flux is incident on the first optical path difference providing structure, the diffraction order of the diffracted light having the largest amount of diffracted light is N, and Of the diffracted light generated when the third light flux is incident on the first optical path difference providing structure, when the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is O, at least one of M, N, and O One is positive and at least one of M, N, O is negative,
In the peripheral region, a second optical path difference providing structure and a third optical path difference providing structure are formed so as to overlap each other,
Of the diffracted light generated when the first light flux is incident on the second optical path difference providing structure, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is P, and the second optical path difference providing structure has the Of the diffracted light generated when the second light beam is incident, P ≠ Q, where Q is the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light.
The third optical path difference providing structure has a function of flaring when the third light beam enters.

本発明によれば、前記第3の光路差付与構造は、前記第3光束が入射したときにフレア化する機能を有するので、前記周辺領域に入射した前記第3の光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上でフレア化することができ、また、中央領域は前記第1の光路差付与構造を用いることにより、互換のための光路差付与構造を重畳する必要がなくなるため、これによりシンプルな構成でありながら、異なる3種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録/再生を行える。尚、「フレア化する機能」とは、前記第3光ディスク使用時における必要開口数より光軸直交方向外側を通過する第3の光束が、第3光ディスクの情報記録面上で良好に集光せず、第3光ディスクの記録/再生に寄与しないようにする機能のことをいう。   According to the present invention, since the third optical path difference providing structure has a function of flaring when the third light beam is incident, the third light beam incident on the peripheral region is transmitted to the third optical disc. Since the first optical path difference providing structure is used in the central area, it is not necessary to superimpose the optical path difference providing structure for compatibility. Even with a simple configuration, information can be recorded / reproduced in a manner compatible with three different types of optical disks. The “flare function” means that the third light flux that passes outside in the direction perpendicular to the optical axis from the required numerical aperture when the third optical disk is used is favorably condensed on the information recording surface of the third optical disk. In other words, it refers to a function that does not contribute to recording / reproduction of the third optical disk.

請求項2に記載の対物レンズは、請求項1に記載の発明において、M=+1,N=−1、O=−2であることを特徴とする。   The objective lens described in claim 2 is characterized in that, in the invention described in claim 1, M = + 1, N = −1, and O = −2.

請求項3に記載の対物レンズは、請求項1に記載の発明において、M=+1,N=−2、O=−3であることを特徴とする。   The objective lens described in claim 3 is characterized in that, in the invention described in claim 1, M = + 1, N = −2, and O = −3.

請求項4に記載の対物レンズは、請求項1に記載の発明において、M=+1,N=−1、O=−1であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the objective lens according to the first aspect, wherein M = + 1, N = −1, and O = −1.

請求項5に記載の対物レンズは、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記第3の光路差付与構造に前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をRとし、前記第3の光路差付与構造に前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をSとし、前記第3の光路差付与構造に前記第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をTとしたときに、R=0,S=0、T=±1であることを特徴とする。   The objective lens according to claim 5 is the objective lens according to any one of claims 1 to 4, wherein the maximum of the diffracted light generated when the first light flux is incident on the third optical path difference providing structure. The diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights generated when the second light flux is incident on the third optical path difference providing structure is R. Where S is S and R = 0 when the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light generated when the third light flux enters the third optical path difference providing structure is T = 0. , S = 0, T = ± 1.

請求項6に記載の対物レンズは、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、M=P及びN=Qであることを特徴とする。   An objective lens according to a sixth aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, M = P and N = Q.

請求項7に記載の対物レンズは、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、前記周辺領域の周囲には、最周辺領域が形成されており、前記最周辺領域を通過した前記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記録面に集光されることを特徴とする。   The objective lens according to claim 7 is the objective lens according to any one of claims 1 to 6, wherein an outermost peripheral region is formed around the peripheral region, and the first lens that has passed through the outermost peripheral region. One light beam is condensed on the information recording surface of the first optical disc.

請求項8に記載の光ピックアップ装置は、請求項1〜7のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする。   An optical pickup device according to an eighth aspect includes the objective lens according to any one of the first to seventh aspects.

本発明に係る光ピックアップ装置は、少なくとも第1光源を有する。第1光源に加えて、第2光源を有してもよく、さらに第3光源を有してもよい。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第1光束を第1光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、第2光源を有する場合、当該集光光学系は第2光束を第2光ディスクの情報記録面上に集光させる。第3光源を有する場合、当該集光光学系は第3光束を第3光ディスクの情報記録面上に集光させる。また、本発明の光ピックアップ装置は、第1光ディスクの情報記録面からの反射光を受光する受光素子を有する。また、第2光ディスク又は第3光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有してもよい。   The optical pickup device according to the present invention includes at least a first light source. In addition to the first light source, a second light source may be included, and a third light source may be further included. Furthermore, the optical pickup device of the present invention has a condensing optical system for condensing the first light flux on the information recording surface of the first optical disc. When the second light source is provided, the condensing optical system condenses the second light beam on the information recording surface of the second optical disc. When it has a 3rd light source, the said condensing optical system condenses the 3rd light beam on the information recording surface of a 3rd optical disk. The optical pickup device of the present invention includes a light receiving element that receives reflected light from the information recording surface of the first optical disc. Moreover, you may have a light receiving element which light-receives the reflected light beam from the information recording surface of a 2nd optical disk or a 3rd optical disk.

第1光ディスクは、厚さがt1の保護基板と情報記録面とを有する。第2光ディスクは厚さがt2(t1≦t2)の保護基板と情報記録面とを有する。第3光ディスクは、厚さがt3(t2<t3)の保護基板と情報記録面とを有する。第1光ディスクが高密度光ディスクであり、第2光ディスクが、DVDであり、第3光ディスクがCDであることが好ましいが、これに限られるものではない。なお、第1光ディスク、第2光ディスク又は第3光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。   The first optical disc has a protective substrate having a thickness t1 and an information recording surface. The second optical disc has a protective substrate having a thickness t2 (t1 ≦ t2) and an information recording surface. The third optical disc has a protective substrate having a thickness t3 (t2 <t3) and an information recording surface. The first optical disk is preferably a high density optical disk, the second optical disk is a DVD, and the third optical disk is preferably a CD, but is not limited thereto. The first optical disc, the second optical disc, or the third optical disc may be a multi-layer optical disc having a plurality of information recording surfaces.

本明細書においては、高密度光ディスクの例としては、NA0.85の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.1mm程度である規格の光ディスク(例えば、BD:ブルーレイディスク(Blu−ray Disc))が挙げられる。また、他の高密度光ディスクの例としては、NA0.65乃至0.67の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.6mm程度である規格の光ディスク(例えば、HD DVD:単にHDともいう)が挙げられる。また、高密度光ディスクには、情報記録面上に数〜数十nm程度の厚さの保護膜(本明細書では、保護基板は保護膜も含むものとする)を有する光ディスクや、保護基板の厚さが0の光ディスクも含まれる。また、高密度光ディスクには、情報の記録/再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色SHGレーザが用いられる光磁気ディスクも含まれるものとする。更に、本明細書においては、DVDとは、NA0.60〜0.67程度の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.6mm程度であるDVD系列光ディスクの総称であり、DVD−ROM、DVD−Video、DVD−Audio、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RW等を含む。また、本明細書においては、CDとは、NA0.45〜0.51程度の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが1.2mm程度であるCD系列光ディスクの総称であり、CD−ROM、CD−Audio、CD−Video、CD−R、CD−RW等を含む。尚、記録密度については、高密度光ディスクの記録密度が最も高く、次いでDVD、CDの順に低くなる。   In the present specification, as an example of a high-density optical disc, information is recorded / reproduced by an objective lens having an NA of 0.85, and a protective optical disc having a thickness of about 0.1 mm (for example, BD: Blu-ray Disc (Blu-ray Disc)). As another example of a high-density optical disk, information is recorded / reproduced by an objective lens having an NA of 0.65 to 0.67, and a standard optical disk having a protective substrate thickness of about 0.6 mm (for example, HD DVD: also simply referred to as HD). In addition, the high-density optical disc includes an optical disc having a protective film with a thickness of about several to several tens of nanometers on the information recording surface (in this specification, the protective substrate includes the protective film), and the thickness of the protective substrate. Also included are optical discs with a zero. The high-density optical disk includes a magneto-optical disk in which a blue-violet semiconductor laser or a blue-violet SHG laser is used as a light source for recording / reproducing information. Furthermore, in this specification, DVD is a general term for DVD series optical discs in which information is recorded / reproduced by an objective lens having an NA of about 0.60 to 0.67 and the thickness of the protective substrate is about 0.6 mm. And includes DVD-ROM, DVD-Video, DVD-Audio, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD + R, DVD + RW, and the like. Further, in this specification, CD is a general term for CD-series optical discs in which information is recorded / reproduced by an objective lens having an NA of about 0.45 to 0.51 and the protective substrate has a thickness of about 1.2 mm. Including CD-ROM, CD-Audio, CD-Video, CD-R, CD-RW, and the like. As for the recording density, the recording density of the high-density optical disk is the highest, and then decreases in the order of DVD and CD.

なお、保護基板の厚さt1、t2、t3に関しては、以下の条件式(1)、(2)、(3)を満たすことが好ましいが、これに限られない。   In addition, regarding the thicknesses t1, t2, and t3 of the protective substrate, it is preferable to satisfy the following conditional expressions (1), (2), and (3), but is not limited thereto.

0.0750mm≦t1≦0.125mm 又は 0.5mm≦t1≦0.7mm (1)
0.5mm≦t2≦0.7mm (2)
1.0mm≦t3≦1.3mm (3)
0.0750 mm ≦ t1 ≦ 0.125 mm or 0.5 mm ≦ t1 ≦ 0.7 mm (1)
0.5mm ≦ t2 ≦ 0.7mm (2)
1.0mm ≦ t3 ≦ 1.3mm (3)

本明細書において、第1光源、第2光源、第3光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。第1光源から出射される第1光束の第1波長λ1、第2光源から出射される第2光束の第2波長λ2(λ2>λ1)、第3光源から出射される第3光束の第3波長λ3(λ3>λ2)は以下の条件式(4)、(5)を満たすことが好ましい。   In the present specification, the first light source, the second light source, and the third light source are preferably laser light sources. As the laser light source, a semiconductor laser, a silicon laser, or the like can be preferably used. The first wavelength λ1 of the first light beam emitted from the first light source, the second wavelength λ2 (λ2> λ1) of the second light beam emitted from the second light source, and the third of the third light beam emitted from the third light source. The wavelength λ3 (λ3> λ2) preferably satisfies the following conditional expressions (4) and (5).

1.5×λ1<λ2<1.7×λ1 (4)   1.5 × λ1 <λ2 <1.7 × λ1 (4)

1.9×λ1<λ3<2.1×λ1 (5)   1.9 × λ1 <λ3 <2.1 × λ1 (5)

また、第1光ディスク、第2光ディスク、第3光ディスクとして、それぞれ、BDまたはHD、DVD及びCDが用いられる場合、第1光源の第1波長λ1は、390nm以上、420nm以下である。また、第2光源の第2波長λ2は好ましくは570nm以上、680nm以下、より好ましくは630nm以上、670nm以下であって、第3光源の第3波長λ3は好ましくは、750nm以上、880nm以下、より好ましくは、760nm以上、820nm以下である。   When BD, HD, DVD, and CD are used as the first optical disc, the second optical disc, and the third optical disc, respectively, the first wavelength λ1 of the first light source is 390 nm or more and 420 nm or less. The second wavelength λ2 of the second light source is preferably 570 nm or more and 680 nm or less, more preferably 630 nm or more and 670 nm or less, and the third wavelength λ3 of the third light source is preferably 750 nm or more and 880 nm or less, and more Preferably, it is 760 nm or more and 820 nm or less.

また、第1光源、第2光源、第3光源のうち少なくとも2つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第1光源と第2光源とが1パッケージに固定収納されているようなものをいうが、これに限られず、2つの光源が収差補正不能なように固定されている状態を広く含むものである。また、光源に加えて、後述する受光素子を1パッケージ化してもよい。   Further, at least two of the first light source, the second light source, and the third light source may be unitized. The unitization means that the first light source and the second light source are fixedly housed in one package, for example. However, the unitization is not limited to this, and the two light sources are fixed so that the aberration cannot be corrected. Is widely included. In addition to the light source, a light receiving element to be described later may be packaged.

受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上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い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物レンズを移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に2つのサブの光検出器を設け、当該2つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。   As the light receiving element, a photodetector such as a photodiode is preferably used. Light reflected on the information recording surface of the optical disc enters the light receiving element, and a read signal of information recorded on each optical disc is obtained using the output signal. Furthermore, it detects the change in the light amount due to the spot shape change and position change on the light receiving element, performs focus detection and track detection, and based on this detection, the objective lens can be moved for focusing and tracking I can do it. The light receiving element may comprise a plurality of photodetectors. The light receiving element may have a main photodetector and a sub photodetector. For example, two sub photodetectors are provided on both sides of a photodetector that receives main light used for recording and reproducing information, and the sub light for tracking adjustment is received by the two sub photodetectors. It is good also as a simple light receiving element. The light receiving element may have a plurality of light receiving elements corresponding to the respective light sources.

また、光ピックアップ装置は、光源から出射された光束が対物レンズに入射する前に、光束の強度をモニターするモニター手段を有することが好ましい。このようなモニター手段は、光源から出射された光束の強度を検出できるが、対物光学素子を通過した後の光束の強度を検出しないため、基礎構造などの光路差付与構造における回折効率の変動を検知できない。従って、このようなモニター手段を有する光ピックアップ装置において、本発明の効果がより顕著になる。   In addition, the optical pickup device preferably includes a monitoring unit that monitors the intensity of the light beam before the light beam emitted from the light source enters the objective lens. Such monitoring means can detect the intensity of the light beam emitted from the light source, but does not detect the intensity of the light beam after passing through the objective optical element. It cannot be detected. Therefore, the effect of the present invention becomes more remarkable in the optical pickup device having such a monitoring means.

光ピックアップ装置の集光光学系は、対物レンズを含む。集光光学系は、対物レンズのみを有していても良いが、対物レンズの他にコリメートレンズ等のカップリングレンズを有していてもよい。カップリングレンズとは、対物レンズと光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメートレンズは、カップリングレンズの一種で、コリメートレンズに入射した光を平行光にして出射するレンズである。更に集光光学系は、光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。本明細書において、対物レンズとは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。好ましくは、対物レンズは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系であって、更に、アクチュエータにより少なくとも光軸方向に一体的に変異可能とされた光学系を指す。対物レンズは、二つ以上の複数のレンズから構成されていてもよいし、単玉のレンズのみでもよいが、好ましくは単玉のレンズである。また、対物レンズは、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂などで光路差付与構造などを設けたハイブリッドレンズであってもよいが、対物レンズがプラスチックレンズであって温度変化に伴う球面収差を補正するための光路差付与構造を設けたとしても、本発明によって回折効率の波長変動を低減できるため、対物レンズがプラスチックレンズである場合に本発明の効果がより顕著になる。尚、対物レンズが複数のレンズを有する場合は、ガラスレンズとプラスチックレンズを混合して用いてもよい。対物レンズが複数のレンズを有する場合、基礎構造である光路差付与構造を有する平板光学素子と非球面レンズ(光路差付与構造を有していてもいなくてもよい)の組み合わせであってもよい。また、対物レンズは、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物レンズは、基礎構造である光路差付与構造が設けられるベース面が非球面であることが好ましい。   The condensing optical system of the optical pickup device includes an objective lens. The condensing optical system may include only the objective lens, but may include a coupling lens such as a collimator lens in addition to the objective lens. The coupling lens is a single lens or a lens group that is disposed between the objective lens and the light source and changes the divergence angle of the light beam. The collimating lens is a kind of coupling lens, and is a lens that emits light incident on the collimating lens as parallel light. Further, the condensing optical system has an optical element such as a diffractive optical element that divides the light beam emitted from the light source into a main light beam used for recording and reproducing information and two sub light beams used for tracking and the like. May be. In this specification, the objective lens refers to an optical system that is disposed at a position facing the optical disk in the optical pickup device and has a function of condensing the light beam emitted from the light source onto the information recording surface of the optical disk. Preferably, the objective lens is an optical system that is disposed at a position facing the optical disk in the optical pickup device and has a function of condensing the light beam emitted from the light source on the information recording surface of the optical disk, and further by an actuator. It refers to an optical system that can be integrally changed at least in the optical axis direction. The objective lens may be composed of two or more plural lenses or may be a single lens, but is preferably a single lens. The objective lens may be a glass lens, a plastic lens, or a hybrid lens in which an optical path difference providing structure or the like is provided on a glass lens with a photocurable resin. Even if the lens is a plastic lens and an optical path difference providing structure for correcting spherical aberration due to a temperature change is provided, the wavelength variation of diffraction efficiency can be reduced by the present invention, so that the objective lens is a plastic lens. The effect of the present invention becomes more remarkable. In addition, when an objective lens has a some lens, you may mix and use a glass lens and a plastic lens. When the objective lens has a plurality of lenses, it may be a combination of a flat plate optical element having an optical path difference providing structure which is a basic structure and an aspherical lens (which may or may not have an optical path difference providing structure). . The objective lens preferably has a refractive surface that is aspheric. In the objective lens, it is preferable that the base surface on which the optical path difference providing structure which is a basic structure is provided is an aspherical surface.

また、対物レンズをガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Tgが400℃以下であるガラス材料を使用することが好ましい。ガラス転移点Tgが400℃以下であるガラス材料を使用することにより、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことが出来る。このようなガラス転移点Tgが低いガラス材料としては、例えば(株)住田光学ガラス製のK−PG325や、K−PG375(共に製品名)がある。   Moreover, when using an objective lens as a glass lens, it is preferable to use the glass material whose glass transition point Tg is 400 degrees C or less. By using a glass material having a glass transition point Tg of 400 ° C. or lower, molding at a relatively low temperature becomes possible, so that the life of the mold can be extended. Examples of such a glass material having a low glass transition point Tg include K-PG325 and K-PG375 (both product names) manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd.

ところで、ガラスレンズは一般的に樹脂レンズよりも比重が大きいため、対物レンズをガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物レンズを駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物レンズをガラスレンズとする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が3.0以下であるのが好ましく、2.8以下であるのがより好ましい。   By the way, since the specific gravity of a glass lens is generally larger than that of a resin lens, if the objective lens is a glass lens, the weight increases and a load is imposed on the actuator that drives the objective lens. Therefore, when the objective lens is a glass lens, it is preferable to use a glass material having a small specific gravity. Specifically, the specific gravity is preferably 3.0 or less, and more preferably 2.8 or less.

また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料を使用するのが好ましく、環状オレフィン系の中でも、波長405nmに対する温度25℃での屈折率が1.53乃至1.60の範囲内であって、−5℃から70℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長405nmに対する屈折率変化率dN/dT(℃-1)が−20×10-5乃至−5×10-5(より好ましくは、−10×10-5乃至−8×10-5)の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。 When the objective lens is a plastic lens, it is preferable to use a cyclic olefin-based resin material. Among the cyclic olefin-based materials, the refractive index at a temperature of 25 ° C. with respect to a wavelength of 405 nm is 1.53 to 1.60. The refractive index change rate dN / dT (° C. −1 ) is −20 × 10 −5 to −5 × 10 − with respect to the wavelength of 405 nm accompanying the temperature change within the range of −5 ° C. to 70 ° C. It is more preferable to use a resin material within a range of 5 (more preferably, −10 × 10 −5 to −8 × 10 −5 ). When the objective lens is a plastic lens, the coupling lens is preferably a plastic lens.

対物レンズについて、以下に説明する。対物レンズの少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの周辺領域とを有する。更に好ましくは、対物レンズの少なくとも一つの光学面が、周辺領域の周りに最周辺領域を有する。最周辺領域を設けることにより、高NAの光ディスクに対する記録及び/又は再生をより適切に行うことが可能となる。中央領域は、対物レンズの光軸を含む領域であることが好ましいが、含まない領域であってもよい。中央領域、周辺領域、及び最周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。中央領域、周辺領域、最周辺領域は、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。また、対物レンズの中央領域、周辺領域には光路差付与構造が設けられている。最周辺領域を有する場合、最周辺領域は屈折面であってもよいし、最周辺領域に光路差付与構造が設けられていてもよい。中央領域、周辺領域、最周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。   The objective lens will be described below. At least one optical surface of the objective lens has a central region and a peripheral region around the central region. More preferably, at least one optical surface of the objective lens has an outermost peripheral region around the peripheral region. By providing the outermost peripheral area, recording and / or reproduction with respect to an optical disk with a high NA can be performed more appropriately. The central region is preferably a region including the optical axis of the objective lens, but may be a region not including the optical axis. It is preferable that the central region, the peripheral region, and the most peripheral region are provided on the same optical surface. The central region, the peripheral region, and the most peripheral region are preferably provided concentrically around the optical axis on the same optical surface. An optical path difference providing structure is provided in the central area and the peripheral area of the objective lens. When the outermost peripheral region is provided, the outermost peripheral region may be a refractive surface, or an optical path difference providing structure may be provided in the outermost peripheral region. The central region, the peripheral region, and the outermost peripheral region are preferably adjacent to each other, but there may be a slight gap between them.

なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び/又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。   In addition, the optical path difference providing structure in this specification is a general term for structures that add an optical path difference to an incident light beam. The optical path difference providing structure also includes a phase difference providing structure for providing a phase difference. The phase difference providing structure includes a diffractive structure. The optical path difference providing structure has a step, preferably a plurality of steps. This step adds an optical path difference and / or phase difference to the incident light flux. The optical path difference added by the optical path difference providing structure may be an integer multiple of the wavelength of the incident light beam or a non-integer multiple of the wavelength of the incident light beam. The steps may be arranged with a periodic interval in the direction perpendicular to the optical axis, or may be arranged with a non-periodic interval in the direction perpendicular to the optical axis.

光路差付与構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。各輪帯は段差で区切られていることが好ましい。また、光路差付与構造は、光軸を含む断面形状が階段状のパターンが繰り返されるタイプの構造であることが好ましい。また、複数の光路差付与構造を同一領域に重畳した構造としてもよい。「重畳」とは、文字通り重ね合わせるという意味である。本明細書において、ある基礎構造と別の基礎構造がそれぞれ他の光学面に設けられている場合や、ある基礎構造と別の基礎構造とが同一の光学面にあったとしても、それぞれ異なる領域に設けられており、重なる領域が一切ない場合は、本明細書における重畳ではない。   The optical path difference providing structure preferably has a plurality of concentric annular zones centered on the optical axis. Each annular zone is preferably separated by a step. Further, the optical path difference providing structure is preferably a type of structure in which a step-like pattern having a cross-sectional shape including the optical axis is repeated. A plurality of optical path difference providing structures may be superposed on the same region. “Superimposition” means literally overlapping. In this specification, even if a certain foundation structure and another foundation structure are provided on other optical surfaces, or even if a certain foundation structure and another foundation structure are on the same optical surface, they are different areas. In the case where there is no overlapping region, it is not superposition in this specification.

対物レンズの中央領域には少なくとも第1光路差付与構造が設けられている。また、対物レンズの周辺領域には少なくとも第2光路差付与構造と第3光路差付与構造とが重畳して設けられている。   At least a first optical path difference providing structure is provided in the central region of the objective lens. In addition, at least the second optical path difference providing structure and the third optical path difference providing structure are provided so as to overlap each other in the peripheral region of the objective lens.

対物レンズの第1光路差付与構造に第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をMとし、第1光路差付与構造に第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をNとし、第1光路差付与構造に第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をOとしたときに、M,N,Oの少なくとも1つは正であり、且つM,N,Oの少なくとも1つは負である。この第1光路差付与構造は、異なる光ディスクの互換用の構造であることが好ましい。   Of the diffracted light generated when the first light flux of wavelength λ1 from the first light source is incident on the first optical path difference providing structure of the objective lens, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount is M, and the first Of the diffracted light generated when the second light beam having the wavelength λ2 from the second light source is incident on the optical path difference providing structure, N is the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity. At least one of M, N, and O when the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light generated when the third light beam having the wavelength λ3 from the third light source is incident is O. Is positive and at least one of M, N, O is negative. The first optical path difference providing structure is preferably a structure for compatibility between different optical disks.

M,N,Oの好ましい組み合わせの例としては、以下が挙げられる。
(M,N,O)=(+1、−1、−2)、(+1、−2、−3)、(+1、−1、−1)
Examples of preferable combinations of M, N, and O include the following.
(M, N, O) = (+ 1, -1, -2), (+1, -2, -3), (+1, -1, -1)

対物レンズの第2光路差付与構造に第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をPとし、第2光路差付与構造に第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をQとしたときに、P≠Qである。この第2光路差付与構造も、異なる光ディスクの互換用の構造であることが好ましい。   Of the diffracted light generated when the first light flux of wavelength λ1 from the first light source is incident on the second optical path difference providing structure of the objective lens, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is P, and the second Of the diffracted light generated when the second light beam having the wavelength λ2 from the second light source is incident on the optical path difference providing structure, P ≠ Q, where Q is the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity. is there. This second optical path difference providing structure is also preferably a structure for compatibility with different optical disks.

また、このとき、P=M、Q=Nである事がより好ましい。   At this time, it is more preferable that P = M and Q = N.

対物レンズの第3光路差付与構造は、第3光路差付与構造に第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をRとし、第3光路差付与構造に第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をSとし、第3光路差付与構造に第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をTとしたときに、R=0,S=0,T=±1であることが好ましい。この第3光路差付与構造は、第3光束のフレア出し用の構造である。第3の光路差付与構造を通過した第3光束は、第3光ディスクの情報記録面上に集光しない。   The third optical path difference providing structure of the objective lens is a diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights generated when the first light beam having the wavelength λ1 from the first light source is incident on the third optical path difference providing structure. The diffraction order is R, and the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light generated when the second light beam with the wavelength λ2 from the second light source is incident on the third optical path difference providing structure is S. When the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted lights generated when the third light beam having the wavelength λ3 from the third light source is incident on the third optical path difference providing structure is expressed as R = 0, S = 0, T = ± 1. This third optical path difference providing structure is a structure for flare out of the third light flux. The third light flux that has passed through the third optical path difference providing structure is not condensed on the information recording surface of the third optical disc.

尚、対物レンズがプラスチックレンズである場合、上述の光路差付与構造の他に、温度変化時に発生する球面収差の変化を補正するための温度特性補正用の光路差付与構造を、中央領域、周辺領域、及び最周辺領域の少なくとも一つに設ける様にしてもよい。例えば、温度が上昇し、第1光源、第2光源及び第3光源の波長が伸びた際に、球面収差をアンダーにする機能を有する光路差付与構造である。これによって、温度上昇時のプラスチックの屈折率低下に伴う、球面収差のオーバーを補償することが出来、良好な球面収差を得ることが可能となる。   When the objective lens is a plastic lens, in addition to the optical path difference providing structure described above, an optical path difference providing structure for correcting temperature characteristics for correcting a change in spherical aberration that occurs when the temperature changes is provided in the central region and the peripheral region. It may be provided in at least one of the region and the most peripheral region. For example, it is an optical path difference providing structure that has a function of making spherical aberration under when the temperature of the first light source, the second light source, and the third light source increases when the temperature rises. As a result, it is possible to compensate for the over-spherical aberration accompanying the decrease in the refractive index of the plastic when the temperature rises, and it becomes possible to obtain a good spherical aberration.

また、対物レンズの中央領域に設けられる第1光路差付与構造と、対物レンズの周辺領域に設けられる第2光路差付与構造及び第3光路差付与構造は、対物レンズの異なる光学面に設けられていてもよいが、同一の光学面に設けられることが好ましい。同一の光学面に設けられることにより、製造時の偏芯誤差を少なくすることが可能となるため好ましい。また、光路差付与構造は、対物レンズの光ディスク側の面よりも、対物レンズの光源側の面に設けられることが好ましい。   Further, the first optical path difference providing structure provided in the central area of the objective lens, and the second optical path difference providing structure and the third optical path difference providing structure provided in the peripheral area of the objective lens are provided on different optical surfaces of the objective lens. However, they are preferably provided on the same optical surface. Providing them on the same optical surface is preferable because it makes it possible to reduce eccentricity errors during manufacturing. The optical path difference providing structure is preferably provided on the light source side surface of the objective lens rather than the surface of the objective lens on the optical disc side.

対物レンズは、対物レンズの中央領域を通過する第1光束、第2光束及び第3光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。また、第1光ディスクの保護基板の厚さt1と第2光ディスクの保護基板の厚さt2が異なる場合、第1の光路差付与構造は、第1の光路差付与構造を通過した第1光束及び第2光束に対して、第1光ディスクの保護基板の厚さt1と第2光ディスクの保護基板の厚さt2の違いにより発生する球面収差及び/又は第1光束と第2光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。さらに、第1の光路差付与構造は、第1の光路差付与構造を通過した第1光束及び第3光束に対して、第1光ディスクの保護基板の厚さt1と第3光ディスクの保護基板の厚さt3との違いにより発生する球面収差及び/又は第1光束と第3光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。   The objective lens collects the first light flux, the second light flux, and the third light flux that pass through the central region of the objective lens so as to form a condensed spot. In addition, when the thickness t1 of the protective substrate of the first optical disc is different from the thickness t2 of the protective substrate of the second optical disc, the first optical path difference providing structure includes the first light flux that has passed through the first optical path difference providing structure and With respect to the second light beam, spherical aberration generated due to the difference between the thickness t1 of the protective substrate of the first optical disk and the thickness t2 of the protective substrate of the second optical disk and / or the difference between the wavelengths of the first light beam and the second light beam. It is preferable to correct the generated spherical aberration. Further, the first optical path difference providing structure has a thickness t1 of the protective substrate of the first optical disc and a protective substrate of the third optical disc with respect to the first and third light fluxes that have passed through the first optical path difference providing structure. It is preferable to correct spherical aberration generated due to a difference from the thickness t3 and / or spherical aberration generated due to a difference in wavelength between the first light flux and the third light flux.

また、対物レンズは、対物レンズの周辺領域を通過する第1光束及び第2光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。また、第1光ディスクの保護基板の厚さt1と第2光ディスクの保護基板の厚さt2が異なる場合、第2の光路差付与構造は、第2の光路差付与構造を通過した第1光束及び第2光束に対して、第1光ディスクの保護基板の厚さt1と第2光ディスクの保護基板の厚さt2の違いにより発生する球面収差及び/又は第1光束と第2光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。   The objective lens condenses the first light flux and the second light flux that pass through the peripheral area of the objective lens so as to form a condensing spot. Further, when the thickness t1 of the protective substrate of the first optical disc and the thickness t2 of the protective substrate of the second optical disc are different, the second optical path difference providing structure includes the first light flux that has passed through the second optical path difference providing structure and With respect to the second light beam, spherical aberration generated due to the difference between the thickness t1 of the protective substrate of the first optical disk and the thickness t2 of the protective substrate of the second optical disk and / or the difference between the wavelengths of the first light beam and the second light beam. It is preferable to correct the generated spherical aberration.

また、好ましい態様として、周辺領域の第3光路差付与構造を通過した第3光束は、第3光ディスクの記録及び/又は再生に用いられない態様が挙げられる。周辺領域を通過した第3光束が、第3光ディスクの情報記録面上で集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物レンズの周辺領域を通過する第3光束は、第3光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。対物レンズを通過した第3光束が第3光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸側(又はスポット中心部)から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部、光量密度がスポット中間部よりも高くスポット中心部よりも低いスポット周辺部を有する。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録及び/又は再生に用いられ、スポット中間部及びスポット周辺部は、光ディスクの情報の記録及び/又は再生には用いられない。上記において、このスポット周辺部をフレアと言っている。つまり、対物レンズの周辺領域の第3光路差付与構造を通過した第3光束は、第3光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成する。また、対物レンズを通過した第2光束においても、第2光ディスクの情報記録面上で形成するスポットが、スポット中心部、スポット中間部、スポット周辺部を有することが好ましい。   In addition, as a preferable mode, a mode in which the third light flux that has passed through the third optical path difference providing structure in the peripheral region is not used for recording and / or reproduction of the third optical disc can be cited. It is preferable that the third light flux that has passed through the peripheral region does not contribute to the formation of a focused spot on the information recording surface of the third optical disc. That is, the third light flux that passes through the peripheral area of the objective lens preferably forms a flare on the information recording surface of the third optical disc. In the spot formed on the information recording surface of the third optical disc by the third light flux that has passed through the objective lens, the spot center portion having a high light amount density and the light amount density in order from the optical axis side (or the spot center portion) to the outside. It has a spot middle part lower than the spot center part and a spot peripheral part whose light intensity is higher than the spot middle part and lower than the spot center part. The center portion of the spot is used for recording and / or reproducing information on the optical disc, and the spot intermediate portion and the spot peripheral portion are not used for recording and / or reproducing information on the optical disc. In the above, this spot peripheral part is called flare. That is, the third light flux that has passed through the third optical path difference providing structure in the peripheral region of the objective lens forms a spot peripheral portion on the information recording surface of the third optical disc. In the second light flux that has passed through the objective lens, it is preferable that the spot formed on the information recording surface of the second optical disc has a spot central portion, a spot intermediate portion, and a spot peripheral portion.

本実施の形態によれば、周辺領域を通過した第3光束が、第3光ディスクの情報記録面上でフレアを形成するような第3の光路差付与構造を設けている。   According to the present embodiment, the third optical path difference providing structure is provided such that the third light flux that has passed through the peripheral region forms a flare on the information recording surface of the third optical disc.

対物レンズが最周辺領域を有する場合、対物レンズは、対物レンズの最周辺領域を通過する第1光束を、第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光する。また、最周辺領域を通過した第1光束において、第1光ディスクの記録及び/又は再生時にその球面収差が補正されていることが好ましい。   When the objective lens has the outermost peripheral region, the objective lens condenses the first light flux passing through the outermost peripheral region of the objective lens so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the first optical disc. To do. Further, it is preferable that the spherical aberration of the first light flux that has passed through the most peripheral area is corrected during recording and / or reproduction of the first optical disk.

また、好ましい態様として、最周辺領域を通過した第2光束は、第2光ディスクの記録及び/又は再生に用いられず、最周辺領域を通過した第3光束は、第3光ディスクの記録及び/又は再生に用いられない態様が挙げられる。最周辺領域を通過した第2光束及び第3光束が、それぞれ第2光ディスク及び第3光ディスクの情報記録面上での集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物レンズが最周辺領域を有する場合、対物レンズの最周辺領域を通過する第3光束は、第3光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物レンズの最周辺領域を通過した第3光束は、第3光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。また、対物レンズが最周辺領域を有する場合、対物レンズの最周辺領域を通過する第2光束は、第2光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物レンズの最周辺領域を通過した第2光束は、第2光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。
In a preferred embodiment, the second light flux that has passed through the outermost peripheral area is not used for recording and / or reproduction of the second optical disk, and the third light flux that has passed through the outermost peripheral area is recorded and / or recorded on the third optical disk. An embodiment that is not used for reproduction is included. It is preferable that the second light flux and the third light flux that have passed through the outermost peripheral region do not contribute to the formation of a condensed spot on the information recording surfaces of the second optical disc and the third optical disc, respectively. That is, when the objective lens has the outermost peripheral region, the third light flux that passes through the outermost peripheral region of the objective lens preferably forms a flare on the information recording surface of the third optical disc. In other words, it is preferable that the third light flux that has passed through the outermost peripheral region of the objective lens forms a spot peripheral portion on the information recording surface of the third optical disc. Further, when the objective lens has the outermost peripheral region, the second light flux passing through the outermost peripheral region of the objective lens preferably forms a flare on the information recording surface of the second optical disc. In other words, the second light flux that has passed through the outermost peripheral region of the objective lens preferably forms a spot peripheral portion on the information recording surface of the second optical disc.

対物レンズがプラスチックレンズである場合、最周辺領域が光路差付与構造を有することが好ましく、対物レンズが、ガラスレンズやアサーマル樹脂からなるレンズである場合、最周辺領域は光路差付与構造を有さず、屈折面のみであることが好ましい。   When the objective lens is a plastic lens, the most peripheral region preferably has an optical path difference providing structure. When the objective lens is a lens made of a glass lens or an athermal resin, the outermost peripheral region has an optical path difference providing structure. It is preferable that only the refracting surface be used.

また、本発明に係る光学素子を設計する場合、ピッチ幅が小さな輪帯が発生する可能性がある。尚、ピッチ幅とは、輪帯構造の、光路差付与構造の光学素子の光軸と直交方向の幅をいう。   Moreover, when designing the optical element according to the present invention, a ring zone with a small pitch width may occur. The pitch width refers to the width in the direction orthogonal to the optical axis of the optical element having an annular structure and an optical path difference providing structure.

本発明者は、鋭意研究の結果、このピッチ幅が5μm未満の輪帯であれば、この輪帯を削ったり、埋めてしまっても、光学性能に大きな影響を及ぼさないことを見出した。つまり、ピッチ幅が5μm未満である場合、この小さなピッチ幅の輪帯を削っても、光学性能に大きな影響を及ぼすことはない。   As a result of diligent research, the present inventor has found that if this annular zone is less than 5 μm, even if this annular zone is cut or filled, the optical performance is not greatly affected. That is, when the pitch width is less than 5 μm, even if the ring zone with this small pitch width is cut, the optical performance is not greatly affected.

また、金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点からは、段差のピッチ幅は小さすぎない方が好ましい。従って、光路差付与構造を設計した際に、ピッチ幅が5μm未満の輪帯が発生する場合、そのようなピッチ幅が5μm未満の輪帯を除去して、最終的な光路差付与構造を得る事が好ましい。ピッチ幅が5μm未満の輪帯が凸状である場合は、輪帯を削る事により除去すればよく、ピッチ幅が5μm未満の輪帯が凹状である場合は、輪帯を埋める事により除去すればよい。   Further, from the viewpoint of facilitating the manufacture of the mold and improving the transferability of the mold, it is preferable that the pitch width of the step is not too small. Accordingly, when an optical path difference providing structure is designed, if an annular zone having a pitch width of less than 5 μm is generated, the annular zone having a pitch width of less than 5 μm is removed to obtain a final optical path difference providing structure. Things are preferable. If the annular zone with a pitch width of less than 5 μm is convex, it can be removed by shaving the annular zone. If the annular zone with a pitch width of less than 5 μm is concave, it can be removed by filling the annular zone. That's fine.

従って、光路差付与構造のピッチ幅は全て5μm以上である事が好ましい。   Therefore, it is preferable that the pitch width of the optical path difference providing structure is 5 μm or more.

また、細長い輪帯が少ない方が製造上好ましいという観点から、光路差付与構造の全ての輪帯において、(段差量/ピッチ幅)の値が、1以下である事が好ましく、更に好ましくは0.8以下である事である。更に好ましくは、全ての光路差付与構造の全ての輪帯において、(段差量/ピッチ幅)の値が、1以下である事が好ましく、更に好ましくは0.8以下である事である。   Further, from the viewpoint that it is preferable from the viewpoint of manufacturing that the number of elongated ring zones is small, the value of (step amount / pitch width) is preferably 1 or less, more preferably 0 in all the ring zones of the optical path difference providing structure. .8 or less. More preferably, the value of (step difference / pitch width) is preferably 1 or less, and more preferably 0.8 or less, in all annular zones of all optical path difference providing structures.

第1光ディスクに対して情報を再生及び/又は記録するために必要な対物レンズの像側開口数をNA1とし、第2光ディスクに対して情報を再生及び/又は記録するために必要な対物レンズの像側開口数をNA2(NA1≧NA2)とし、第3光ディスクに対して情報を再生及び/又は記録するために必要な対物レンズの像側開口数をNA3(NA2>NA3)とする。NA1は、0.8以上、0.9以下であることか、又は、0.55以上、0.7以下であることが好ましい。特にNA1は0.85であることが好ましい。NA2は、0.55以上、0.7以下であることが好ましい。特にNA2は0.60であることが好ましい。また、NA3は、0.4以上、0.55以下であることが好ましい。特にNA3は0.45又は0.53であることが好ましい。   The objective-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording information on the first optical disk is NA1, and the objective lens necessary for reproducing and / or recording information on the second optical disk The image-side numerical aperture is NA2 (NA1 ≧ NA2), and the image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording information on the third optical disk is NA3 (NA2> NA3). NA1 is preferably 0.8 or more and 0.9 or less, or preferably 0.55 or more and 0.7 or less. In particular, NA1 is preferably 0.85. NA2 is preferably 0.55 or more and 0.7 or less. In particular, NA2 is preferably 0.60. NA3 is preferably 0.4 or more and 0.55 or less. In particular, NA3 is preferably 0.45 or 0.53.

対物レンズの中央領域と周辺領域の境界は、第3光束の使用時において、0.9・NA3以上、1.2・NA3以下(より好ましくは、0.95・NA3以上、1.15・NA3以下)の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの中央領域と周辺領域の境界が、NA3に相当する部分に形成されていることである。また、対物レンズの周辺領域と最周辺領域の境界は、第2光束の使用時において、0.9・NA2以上、1.2・NA2以下(より好ましくは、0.95・NA2以上、1.15・NA2以下)の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの周辺領域と最周辺領域の境界が、NA2に相当する部分に形成されていることである。対物レンズの最外周の外側の境界は、第1光束の使用時において、0.9・NA1以上、1.2NA1以下(より好ましくは、0.95・NA1以上、1.15・NA1以下)の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの最外周の外側の境界が、NA1に相当する部分に形成されていることである。   The boundary between the central region and the peripheral region of the objective lens is 0.9 · NA3 or more and 1.2 · NA3 or less (more preferably 0.95 · NA3 or more, 1.15 · NA3) when the third light flux is used. It is preferably formed in a portion corresponding to the following range. More preferably, the boundary between the central region and the peripheral region of the objective lens is formed in a portion corresponding to NA3. The boundary between the peripheral area and the most peripheral area of the objective lens is 0.9 · NA 2 or more and 1.2 · NA 2 or less (more preferably 0.95 · NA 2 or more, 1. 15 · NA2 or less) is preferable. More preferably, the boundary between the peripheral region and the most peripheral region of the objective lens is formed in a portion corresponding to NA2. The outer boundary of the outermost periphery of the objective lens is 0.9 · NA1 or more and 1.2NA1 or less (more preferably 0.95 · NA1 or more and 1.15 · NA1 or less) when the first light beam is used. It is preferably formed in a portion corresponding to the range. More preferably, the outer boundary of the outermost periphery of the objective lens is formed in a portion corresponding to NA1.

対物レンズを通過した第3光束を第3光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも1箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第3光束の使用時において、0.9・NA3以上、1.2・NA3以下(より好ましくは、0.95・NA3以上、1.15・NA3以下)の範囲に存在することが好ましい。また、対物レンズを通過した第2光束を第2光ディスクの情報記録面上に集光する場合にも、球面収差が少なくとも一箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第2光束の使用時において、0.9・NA2以上、1.2・NA2以下(より好ましくは、0.95・NA2以上、1.1・NA2以下)の範囲に存在することが好ましい。   When the third light flux that has passed through the objective lens is condensed on the information recording surface of the third optical disc, it is preferable that the spherical aberration has at least one discontinuous portion. In that case, the discontinuous portion has a range of 0.9 · NA 3 or more and 1.2 · NA 3 or less (more preferably 0.95 · NA 3 or more and 1.15 · NA 3 or less) when the third light flux is used. It is preferable that it exists in. Also, when the second light flux that has passed through the objective lens is condensed on the information recording surface of the second optical disk, it is preferable that the spherical aberration has at least one discontinuous portion. In that case, the discontinuous portion is in a range of 0.9 · NA 2 or more and 1.2 · NA 2 or less (more preferably 0.95 · NA 2 or more and 1.1 · NA 2 or less) when the second light flux is used. It is preferable that it exists in.

また、球面収差が連続していて、不連続部を有さない場合であって、対物レンズを通過した第3光束を第3光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、NA2では、縦球面収差の絶対値が0.03μm以上であって、NA3では縦球面収差の絶対値が0.02μm以下であることが好ましい。より好ましくは、NA2では、縦球面収差の絶対値が0.08μm以上であって、NA3では縦球面収差の絶対値が0.01μm以下である。また、対物レンズを通過した第2光束を第2光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、NA1では、縦球面収差の絶対値が0.03μm以上であって、NA2では縦球面収差の絶対値が0.005μm以下であることが好ましい。   In addition, when spherical aberration is continuous and does not have a discontinuous portion and the third light flux that has passed through the objective lens is condensed on the information recording surface of the third optical disk, NA2 It is preferable that the absolute value of the spherical aberration is 0.03 μm or more, and in NA3, the absolute value of the longitudinal spherical aberration is 0.02 μm or less. More preferably, in NA2, the absolute value of longitudinal spherical aberration is 0.08 μm or more, and in NA3, the absolute value of longitudinal spherical aberration is 0.01 μm or less. Further, when the second light flux that has passed through the objective lens is condensed on the information recording surface of the second optical disk, the absolute value of the longitudinal spherical aberration is 0.03 μm or more at NA1, and the longitudinal spherical aberration is at NA2. The absolute value is preferably 0.005 μm or less.

光情報記録再生装置に、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を組み込むことができる。   An optical disk drive device having the above-described optical pickup device can be incorporated into the optical information recording / reproducing device.

ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体毎、外部に取り出される方式とがある。   Here, the optical disk drive apparatus provided in the optical information recording / reproducing apparatus will be described. The optical disk drive apparatus can hold an optical disk mounted from the optical information recording / reproducing apparatus main body containing the optical pickup apparatus or the like. There are a system in which only the tray is taken out and a system in which the optical disk drive apparatus main body in which the optical pickup device or the like is stored is taken out.

上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。 ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。   An optical information recording / reproducing apparatus using each of the above-described methods is generally equipped with the following components, but is not limited thereto. An optical pickup device housed in a housing or the like, a drive source of an optical pickup device such as a seek motor that moves the optical pickup device together with the housing toward the inner periphery or outer periphery of the optical disc, and the optical pickup device housing the inner periphery or outer periphery of the optical disc These include a transfer means of an optical pickup device having a guide rail or the like that guides toward the head, a spindle motor that rotates the optical disk, and the like.

前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。   In addition to these components, the former method is provided with a tray that can be held in a state in which an optical disk is mounted and a loading mechanism for sliding the tray, and the latter method has no tray and loading mechanism. It is preferable that each component is provided in a drawer corresponding to a chassis that can be pulled out to the outside.

本発明によれば、簡単且つ低コストの構成で、異なる3種の光ディスク(例えば、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとDVDとCDの3つの光ディスク)に対して、一つの光ピックアップ装置で情報の記録及び/又は再生を互換可能に行うことができる。さらに、単玉のプラスチック製の対物レンズを用いて、異なる3種の光ディスクに対して、情報の記録及び/又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置、対物レンズを提供することが可能になる。   According to the present invention, one optical pickup device is provided for three different types of optical disks (for example, a high-density optical disk using a blue-violet laser light source and three optical disks of DVD and CD) with a simple and low-cost configuration. The information can be recorded and / or reproduced in a compatible manner. Furthermore, it is possible to provide an optical pickup device and an objective lens capable of appropriately recording and / or reproducing information on three different types of optical disks using a single plastic objective lens. Become.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、異なる光ディスクであるBDとDVDとCDに対して適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置PU1の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置PU1は、光情報記録再生装置に搭載できる。ここでは、第1光ディスクをBDとし、第2光ディスクをDVDとし、第3光ディスクをCDとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup apparatus PU1 of the present embodiment that can appropriately record and / or reproduce information on BD, DVD, and CD, which are different optical disks. Such an optical pickup device PU1 can be mounted on an optical information recording / reproducing device. Here, the first optical disc is a BD, the second optical disc is a DVD, and the third optical disc is a CD. The present invention is not limited to the present embodiment.

光ピックアップ装置PU1は、対物レンズOBJ、絞りST、コリメートレンズCL、ダイクロイックプリズムPPS、BDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され405nmのレーザ光束(第1光束)を射出する第1半導体レーザLD1(第1光源)と、BDの情報記録面RL1からの反射光束を受光する第1の受光素子PD1と、レーザモジュールLM等を有する。   The optical pickup device PU1 emits a 405 nm laser light beam (first light beam) that is emitted when information is recorded / reproduced with respect to the objective lens OBJ, stop ST, collimating lens CL, dichroic prism PPS, and BD. It includes a semiconductor laser LD1 (first light source), a first light receiving element PD1 that receives a reflected light beam from the information recording surface RL1 of the BD, a laser module LM, and the like.

また、レーザモジュールLMは、DVDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され658nmのレーザ光束(第2光束)を射出する第2半導体レーザEP1(第2光源)と、CDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され785nmのレーザ光束(第3光束)を射出する第3半導体レーザEP2(第3光源)と、DVDの情報記録面RL2からの反射光束を受光する第2の受光素子DS1と、CDの情報記録面RL3からの反射光束を受光する第3の受光素子DS2と、プリズムPSと、を有している。   The laser module LM also emits a 658 nm laser beam (second beam) when recording / reproducing information on a DVD and emits a 658 nm laser beam (second beam), and a CD. A third semiconductor laser EP2 (third light source) that emits a 785 nm laser beam (third beam) when recording / reproducing information and a second beam that receives a reflected beam from the information recording surface RL2 of the DVD. Light receiving element DS1, a third light receiving element DS2 that receives a reflected light beam from the information recording surface RL3 of the CD, and a prism PS.

本実施の形態の対物レンズOBJはポリオレフィン系のプラスチック製の単玉レンズであって、通過する光束の種類に応じて、図2に示すように、光軸を含む中央領域CNと、その周囲の周辺領域MDと、更にその周囲の最周辺領域OTとに分けることができる。   The objective lens OBJ of the present embodiment is a single lens made of a polyolefin-based plastic. Depending on the type of light beam passing therethrough, as shown in FIG. It can be divided into a peripheral area MD and a peripheral area OT around it.

光源側(光ディスク側でも良い)の光学面の中央領域には、第1の光路差付与構造が形成されている。第1の光路差付与構造に、青紫色半導体レーザLD1からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をMとし、この光路差付与構造にレーザモジュールLMからの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をNとし、この光路差付与構造にレーザモジュールLMからの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をOとしたときに、(M,N,O)=(+1,−1,−2)である。さらに、中央領域には第1の光路差付与構造に加えて、温度特性補正用の光路差付与構造が重畳されている。温度特性補正用の光路差付与構造に、青紫色半導体レーザLD1からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、10次の回折光の回折光量が最大となり、この光路差付与構造にレーザモジュールLMからの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、6次の回折光の回折光量が最大となり、この光路差付与構造にレーザモジュールLMからの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、5次の回折光の回折光量が最大となる。   A first optical path difference providing structure is formed in the central region of the optical surface on the light source side (or on the optical disc side). Of the diffracted light generated when the first light flux of wavelength λ1 from the blue-violet semiconductor laser LD1 is incident on the first optical path difference providing structure, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is defined as M. Of the diffracted light generated when the second light flux having the wavelength λ2 from the laser module LM is incident on the optical path difference providing structure, N is the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity. Of the diffracted light generated when the third light flux of wavelength λ3 from the module LM is incident, when the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is O, (M, N, O) = (+ 1 , -1, -2). Furthermore, in addition to the first optical path difference providing structure, an optical path difference providing structure for correcting temperature characteristics is superimposed on the central region. Of the diffracted light generated when the first light flux of wavelength λ1 from the blue-violet semiconductor laser LD1 is incident on the optical path difference providing structure for temperature characteristic correction, the diffracted light quantity of the 10th order diffracted light is maximized. Of the diffracted light generated when the second light beam having the wavelength λ2 from the laser module LM is incident on the difference providing structure, the diffracted light amount of the sixth-order diffracted light is maximized. Of the diffracted light generated when the third light flux having the wavelength λ3 is incident, the diffracted light quantity of the fifth-order diffracted light is maximized.

又、周辺領域には、第2の光路差付与構造と第3の光路差付与構造が重畳されて形成されている。第2の光路差付与構造に波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をPとし、第2の光路差付与構造に波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をQとしたときに、P=+1,Q=−1である。   In the peripheral region, the second optical path difference providing structure and the third optical path difference providing structure are formed so as to overlap each other. Of the diffracted light generated when the first light flux having the wavelength λ1 is incident on the second optical path difference providing structure, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is P, and the second optical path difference providing structure has a wavelength. Of the diffracted light generated when the second light flux of λ2 is incident, P = + 1 and Q = −1, where Q is the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light.

更に、第3の光路差付与構造は、第3の光路差付与構造に、青紫色半導体レーザLD1からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数を0とし、この光路差付与構造にレーザモジュールLMからの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数を0とし、この光路差付与構造にレーザモジュールLMからの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数を±1とする。   Furthermore, the third optical path difference providing structure has a maximum diffracted light quantity among the diffracted light generated when the first light flux of wavelength λ1 from the blue-violet semiconductor laser LD1 is incident on the third optical path difference providing structure. The diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights generated when the second light flux of wavelength λ2 from the laser module LM is incident on this optical path difference providing structure is set to 0. Is set to 0, and the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights generated when the third light flux with the wavelength λ3 from the laser module LM enters the optical path difference providing structure is ± 1.

さらに、周辺領域には第2、第3の光路差付与構造に加えて、温度特性補正用の光路差付与構造が重畳されている。温度特性補正用の光路差付与構造に、青紫色半導体レーザLD1からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、10次の回折光の回折光量が最大となり、この光路差付与構造にレーザモジュールLMからの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、6次の回折光の回折光量が最大となり、この光路差付与構造にレーザモジュールLMからの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、5次の回折光の回折光量が最大となる。   Further, in addition to the second and third optical path difference providing structures, an optical path difference providing structure for correcting temperature characteristics is superimposed on the peripheral region. Of the diffracted light generated when the first light flux of wavelength λ1 from the blue-violet semiconductor laser LD1 is incident on the optical path difference providing structure for temperature characteristic correction, the diffracted light quantity of the 10th order diffracted light is maximized. Of the diffracted light generated when the second light beam having the wavelength λ2 from the laser module LM is incident on the difference providing structure, the diffracted light quantity of the sixth-order diffracted light is maximized, and this optical path difference providing structure is supplied from the laser module LM. Of the diffracted light generated when the third light flux having the wavelength λ3 is incident, the diffracted light quantity of the fifth-order diffracted light is maximized.

最周辺領域には温度特性補正用の光路差付与構造が設けられている。温度特性補正用の光路差付与構造に、青紫色半導体レーザLD1からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、10次の回折光の回折光量が最大となり、この光路差付与構造にレーザモジュールLMからの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、6次の回折光の回折光量が最大となり、この光路差付与構造にレーザモジュールLMからの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、5次の回折光の回折光量が最大となる。
An optical path difference providing structure for correcting temperature characteristics is provided in the most peripheral region. Of the diffracted light generated when the first light flux of wavelength λ1 from the blue-violet semiconductor laser LD1 is incident on the optical path difference providing structure for temperature characteristic correction, the diffracted light quantity of the 10th order diffracted light is maximized. Of the diffracted light generated when the second light beam having the wavelength λ2 from the laser module LM is incident on the difference providing structure, the diffracted light quantity of the sixth-order diffracted light is maximized, and this optical path difference providing structure is supplied from the laser module LM. Of the diffracted light generated when the third light flux having the wavelength λ3 is incident, the diffracted light quantity of the fifth-order diffracted light is maximized.

青紫色半導体レーザLD1から射出された第1光束(λ1=405nm)の発散光束は、ダイクロイックプリズムPPSを透過し、コリメートレンズCLにより平行光束とされた後、絞りSTによりその光束径が規制され、対物レンズOBJによって厚さ0.0875mmの保護基板PL1を介して、BDの情報記録面RL1上に形成されるスポットとなる。   The divergent light beam of the first light beam (λ1 = 405 nm) emitted from the blue-violet semiconductor laser LD1 passes through the dichroic prism PPS and is converted into a parallel light beam by the collimator lens CL, and then the light beam diameter is regulated by the stop ST. It becomes a spot formed on the information recording surface RL1 of the BD through the protective substrate PL1 having a thickness of 0.0875 mm by the objective lens OBJ.

情報記録面RL1上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、絞りSTを透過した後、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムPPSを透過した後、第1の受光素子PD1の受光面上に収束する。そして、第1の受光素子PD1の出力信号を用いて、2軸アクチュエータACにより対物レンズOBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、BDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL1 is transmitted again through the objective lens OBJ and the aperture stop ST, then converged by the collimating lens CL, and transmitted through the dichroic prism PPS, and then the first light receiving element. It converges on the light receiving surface of PD1. Then, by using the output signal of the first light receiving element PD1 to focus or track the objective lens OBJ by the biaxial actuator AC, it is possible to read information recorded on the BD.

赤色半導体レーザEP1から射出された第2光束(λ2=658nm)の発散光束は、プリズムPSで反射された後、ダイクロイックプリズムPPSにより反射され、コリメートレンズCLにより有限発散光束とされた後、対物レンズOBJに入射する。ここで、対物レンズOBJの中央領域と周辺領域により集光された(最周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する)光束は、厚さ0.6mmの保護基板PL2を介して、DVDの情報記録面RL2に形成されるスポットとなり、スポット中心部を形成する。   The divergent light beam of the second light beam (λ2 = 658 nm) emitted from the red semiconductor laser EP1 is reflected by the prism PS, is then reflected by the dichroic prism PPS, is converted to a finite divergent light beam by the collimator lens CL, and then the objective lens. Incident on OBJ. Here, the light beam condensed by the central region and the peripheral region of the objective lens OBJ (the light beam that has passed through the most peripheral region is flared and forms a spot peripheral part) is passed through the protective substrate PL2 having a thickness of 0.6 mm. Thus, the spot is formed on the information recording surface RL2 of the DVD, and the center of the spot is formed.

情報記録面RL2上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、絞りSTを透過した後、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムPPSにより反射された後、その後、プリズム内で2回反射された後、第2の受光素子DS1に収束する。そして、第2の受光素子DS1の出力信号を用いてDVDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL2 is again transmitted through the objective lens OBJ and the aperture stop ST, then becomes a convergent light beam by the collimator lens CL, reflected by the dichroic prism PPS, and thereafter in the prism. And then converges on the second light receiving element DS1. The information recorded on the DVD can be read using the output signal of the second light receiving element DS1.

赤外半導体レーザEP2から射出された第3光束(λ3=785nm)の発散光束は、プリズムPSで反射された後、ダイクロイックプリズムPPSにより反射され、コリメートレンズCLにより有限発散光束とされた後、対物レンズOBJに入射する。ここで、対物レンズOBJの中央領域により集光された光束は、厚さ1.2mmの保護基板PL3を介して、CDの情報記録面RL3上に形成されるスポットとなる。なお、中央領域の外側の光束は、対物レンズOBJの手前に配置されているダイクロイックフィルター(図示せず)によって遮光され、対物レンズOBJの周辺領域及び最周辺領域には入射しない。   The divergent light beam of the third light beam (λ3 = 785 nm) emitted from the infrared semiconductor laser EP2 is reflected by the prism PS, then reflected by the dichroic prism PPS, converted to a finite divergent light beam by the collimator lens CL, and then the objective. The light enters the lens OBJ. Here, the light beam collected by the central region of the objective lens OBJ becomes a spot formed on the information recording surface RL3 of the CD via the protective substrate PL3 having a thickness of 1.2 mm. The light beam outside the central region is shielded by a dichroic filter (not shown) disposed in front of the objective lens OBJ and does not enter the peripheral region and the most peripheral region of the objective lens OBJ.

情報記録面RL3上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、絞りSTを透過した後、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムPPSにより反射された後、その後、プリズム内で2回反射された後、第3の受光素子DS2に収束する。そして、第3の受光素子DS2の出力信号を用いてCDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL3 is again transmitted through the objective lens OBJ and the aperture stop ST, then becomes a convergent light beam by the collimating lens CL, reflected by the dichroic prism PPS, and then in the prism. And then converges on the third light receiving element DS2. The information recorded on the CD can be read using the output signal of the third light receiving element DS2.

<実施例>
次に、上述の実施の形態に用いることができる実施例について説明する。表1に本実施例のレンズデータを示す。図3〜5に、本実施例にかかる対物レンズについて、それぞれBD、DVD、CD使用時の縦球面収差図を示す。尚、これ以降(表のレンズデータ含む)において、10のべき乗数(例えば、2.5×10-3)を、E(例えば、2.5E―3)を用いて表すものとする。
<Example>
Next, examples that can be used in the above-described embodiment will be described. Table 1 shows lens data of this example. FIGS. 3 to 5 show longitudinal spherical aberration diagrams of the objective lens according to this example when using BD, DVD, and CD, respectively. In the following (including the lens data in the table), a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −3 ) is represented by using E (for example, 2.5E-3).

Figure 2009110591
Figure 2009110591

対物光学素子の光学面は、それぞれ数1式に、表1に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。   The optical surface of the objective optical element is formed as an aspherical surface that is axisymmetric about the optical axis and is defined by a mathematical formula in which the coefficients shown in Table 1 are substituted into Equation (1).

Figure 2009110591
Figure 2009110591

ここで、X(h)は光軸方向の軸(光の進行方向を正とする)、κは円錐係数、A2iは非球面係数、hは光軸からの高さである。 Here, X (h) is an axis in the optical axis direction (the light traveling direction is positive), κ is a conical coefficient, A 2i is an aspherical coefficient, and h is a height from the optical axis.

また、光路差付与構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は、数2式の光路差関数に、表1に示す係数を代入した数式で規定される。   Further, the optical path length given to the light flux of each wavelength by the optical path difference providing structure is defined by a mathematical formula obtained by substituting the coefficient shown in Table 1 into the optical path difference function of Formula 2.

Figure 2009110591
Figure 2009110591

λは入射光束の波長、λBは製造波長(ブレーズ化波長)、dorは回折次数、B2iは光路差関数の係数である。 λ is the wavelength of the incident light beam, λB is the manufacturing wavelength (blazed wavelength), dor is the diffraction order, and B 2i is the coefficient of the optical path difference function.

本実施の形態によれば、図5においても示されている様に、第3の光路差付与構造で、波長λ3の光束をフレア化させることができるので、CD使用時に書き込みエラーや読み取りエラーが発生することを抑制できる。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the third optical path difference providing structure can flare the light beam having the wavelength λ3. Occurrence can be suppressed.

本発明に係る光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the optical pick-up apparatus which concerns on this invention. 対物レンズの断面図である。It is sectional drawing of an objective lens. 本実施例にかかる対物レンズのBD使用時の縦球面収差図である。It is a longitudinal spherical aberration diagram at the time of BD use of the objective lens concerning a present Example. 本実施例にかかる対物レンズのDVD使用時の縦球面収差図である。It is a longitudinal spherical aberration diagram at the time of DVD use of the objective lens according to the present example. 本実施例にかかる対物レンズのCD使用時の縦球面収差図であるが、フレア出し構造を設けない場合の特性を点線で示す。FIG. 4 is a longitudinal spherical aberration diagram of the objective lens according to the present embodiment when a CD is used, and the characteristics when a flare out structure is not provided are indicated by dotted lines.

符号の説明Explanation of symbols

AC 二軸アクチュエータ
PPS ダイクロイックプリズム
CL コリメートレンズ
LD1 青紫色半導体レーザ
LM レーザモジュール
OBJ 対物レンズ
PL1 保護基板
PL2 保護基板
PL3 保護基板
PU1 光ピックアップ装置
RL1 情報記録面
RL2 情報記録面
RL3 情報記録面
AC biaxial actuator PPS dichroic prism CL collimating lens LD1 blue-violet semiconductor laser LM laser module OBJ objective lens PL1 protective substrate PL2 protective substrate PL3 protective substrate PU1 optical pickup device RL1 information recording surface RL2 information recording surface RL3 information recording surface

Claims (8)

第1光源から出射される波長λ1の第1光束を用いて厚さt1の保護層を有する第1光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第2光源から出射される波長λ2(λ1<λ2)の第2光束を用いて厚さt2(t1≦t2)の保護層を有する第2光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第3光源から出射される波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を用いて厚さt3(t2<t3)の保護層を有する第3光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行う対物レンズを備えた光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
前記対物レンズの光学面は、少なくとも、光軸を含む輪帯状の中央領域と、前記中央領域の周囲に形成された輪帯状の周辺領域とを有し、
前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記録面に集光され、
前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面に集光され、
前記中央領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に集光され、
前記中央領域には、第1の光路差付与構造が形成されており、前記第1の光路差付与構造に前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をMとし、前記第1の光路差付与構造に前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をNとし、前記第1の光路差付与構造に前記第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をOとしたときに、M,N,Oの少なくとも1つは正であり、且つM,N,Oの少なくとも1つは負であり、 前記周辺領域には、第2の光路差付与構造と、第3の光路差付与構造が重畳されて形成されており、
前記第2の光路差付与構造に前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をPとし、前記第2の光路差付与構造に前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をQとしたときに、P≠Qであり、
前記第3の光路差付与構造は、前記第3光束が入射したときにフレア化する機能を有することを特徴とする対物レンズ。
A focused spot is formed on the information recording surface of the first optical disc having the protective layer having a thickness t1 using the first light flux having the wavelength λ1 emitted from the first light source, and the wavelength λ2 emitted from the second light source. A wavelength emitted from the third light source by forming a condensing spot on the information recording surface of the second optical disc having a protective layer having a thickness of t2 (t1 ≦ t2) using the second light flux of (λ1 <λ2). An optical pickup device having an objective lens for forming a focused spot on an information recording surface of a third optical disk having a protective layer having a thickness of t3 (t2 <t3) using a third light flux of λ3 (λ2 <λ3) In the objective lens of
The optical surface of the objective lens has at least a ring-shaped central region including an optical axis, and a ring-shaped peripheral region formed around the central region,
The first light flux that has passed through the central area and the peripheral area is condensed on the information recording surface of the first optical disc,
The second light flux that has passed through the central area and the peripheral area is condensed on the information recording surface of the second optical disc,
The third light flux that has passed through the central region is condensed on the information recording surface of the third optical disc,
A first optical path difference providing structure is formed in the central region, and has a maximum amount of diffracted light among the diffracted light generated when the first light flux is incident on the first optical path difference providing structure. The diffraction order of the diffracted light is M, and among the diffracted lights generated when the second light flux is incident on the first optical path difference providing structure, the diffraction order of the diffracted light having the largest amount of diffracted light is N, and Of the diffracted light generated when the third light flux is incident on the first optical path difference providing structure, when the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is O, at least one of M, N, and O One is positive, and at least one of M, N, and O is negative, and in the peripheral region, a second optical path difference providing structure and a third optical path difference providing structure are formed to overlap each other. And
Of the diffracted light generated when the first light flux is incident on the second optical path difference providing structure, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is P, and the second optical path difference providing structure has the Of the diffracted light generated when the second light beam is incident, P ≠ Q, where Q is the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light.
The objective lens according to claim 3, wherein the third optical path difference providing structure has a function of flaring when the third light beam enters.
M=+1,N=−1、O=−2であることを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。   The objective lens according to claim 1, wherein M = + 1, N = −1, and O = −2. M=+1,N=−2、O=−3であることを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。   The objective lens according to claim 1, wherein M = + 1, N = −2, and O = −3. M=+1,N=−1、O=−1であることを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。   The objective lens according to claim 1, wherein M = + 1, N = −1, and O = −1. 前記第3の光路差付与構造に前記第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をRとし、前記第3の光路差付与構造に前記第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をSとし、前記第3の光路差付与構造に前記第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をTとしたときに、R=0,S=0、T=±1であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の対物レンズ。   Of the diffracted light generated when the first light flux is incident on the third optical path difference providing structure, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is R, and the third optical path difference providing structure has the Of the diffracted light generated when the second light beam is incident, the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light is S, and the light beam is generated when the third light beam is incident on the third optical path difference providing structure. 5. The diffraction light of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light, where T is the diffraction order, R = 0, S = 0, and T = ± 1. Objective lens described in 1. M=P及びN=Qであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の対物レンズ。   The objective lens according to claim 1, wherein M = P and N = Q. 前記周辺領域の周囲には、最周辺領域が形成されており、前記最周辺領域を通過した前記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記録面に集光されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の対物レンズ。   The outermost peripheral area is formed around the peripheral area, and the first light flux that has passed through the outermost peripheral area is condensed on an information recording surface of the first optical disc. The objective lens in any one of 1-6. 請求項1〜7のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする光ピックアップ装置。   An optical pickup device comprising the objective lens according to claim 1.
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