JP2010055732A - Objective optical element and optical pickup device - Google Patents

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清乃 立山
Kentaro Nakamura
中村  健太郎
Mitsuru Mimori
満 三森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an objective optical element and optical pickup using the same, which increase transmissivity, facilitate processing, and properly record/reproduce information to/from different optical disks. <P>SOLUTION: A first two-stage diffractive structure is set in a central area, the transmissivity of light when a light beam of wavelength λ1 passes through the central area nearest to a peripheral area is lower by 20% or more than the transmissivity of the light when the light beam of wavelength λ1 passes through the peripheral area nearest to the central area, and the first diffractive structure satisfies a conditional equation (1): 2<L<3 μm when the length in the light axis direction in the step surface is L. <P>COPYRIGHT: (C)2010,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/又は再生を行える光ピックアップ装置及びそれに用いる対物光学素子に関する。   The present invention relates to an optical pickup apparatus capable of recording and / or reproducing information interchangeably with different types of optical disks, and an objective optical element used therefor.

近年、波長400nm程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び/又は再生(以下、「記録及び/又は再生」を「記録/再生」と記載する)を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、NA0.85、光源波長405nmの仕様で情報記録/再生を行う光ディスク、いわゆるBlu−ray Disc(以下、BDという)では、DVD(NA0.6、光源波長650nm、記憶容量4.7GB)と同じ大きさである直径12cmの光ディスクに対して、1層あたり25GBの情報の記録が可能である。   In recent years, research and development of high-density optical disc systems that can record and / or reproduce information (hereinafter, “recording and / or reproduction” is referred to as “recording / reproduction”) using a blue-violet semiconductor laser having a wavelength of about 400 nm. Development is progressing rapidly. As an example, in an optical disc for recording / reproducing information with specifications of NA 0.85 and light source wavelength 405 nm, so-called Blu-ray Disc (hereinafter referred to as BD), DVD (NA 0.6, light source wavelength 650 nm, storage capacity 4.7 GB) It is possible to record 25 GB of information per layer on an optical disc having a diameter of 12 cm which is the same size as the above.

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。   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光学素子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光学素子を得るためには、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ことで、波長の違いや保護層の厚みの違いにより発生する球面収差を低減する必要がある。   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. In addition, it is most advantageous to simplify the configuration of the optical pickup device and to reduce the cost by using a common objective optical element disposed opposite to the optical disk. In order to obtain a common objective optical element for a plurality of types of optical disks having different recording / reproducing wavelengths, an optical path difference providing structure having a wavelength dependency of spherical aberration is formed in the objective optical system. It is necessary to reduce the spherical aberration that occurs due to the difference in thickness and the thickness of the protective layer.

特許文献1には、光路差付与構造を有し、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素子に用いる光学素子が記載されている。
特開2005−259332号公報
Patent Document 1 describes an optical element that has an optical path difference providing structure and is used as an objective optical element that can be used in common with high-density optical discs and conventional DVDs and CDs.
JP 2005-259332 A

特許文献1の光学素子においては、対物光学素子の光学面におけるCDの開口数以内の範囲では、CD用の赤外レーザ光とBD又はDVD用の波長のレーザ光とを入射させ、各情報記録面に集光させるために用いる共通領域に回折構造を設けて、光束の振り分けを行っている。かかる場合、赤外レーザ光については0次以外の回折光を用いて集光を行い、BD又はDVD用の波長のレーザ光については0次回折光を用いて集光を行うと、対物光学素子の設計の自由度が高まるので好ましい。そのような回折構造の1タイプとして、段差約3.6μm(BD用の波長の光束では約5λ分の位相差を有する)で光軸方向にシフトした2レベルの光学機能面を有するバイナリー型回折構造が知られている。   In the optical element of Patent Document 1, an infrared laser beam for CD and a laser beam having a wavelength for BD or DVD are made incident within the numerical aperture of the CD on the optical surface of the objective optical element to record each information. A diffractive structure is provided in a common region used for condensing light onto the surface to distribute the light flux. In this case, if the infrared laser beam is condensed using diffracted light other than the 0th order, and the laser beam having a wavelength for BD or DVD is condensed using the 0th order diffracted light, the objective optical element This is preferable because the degree of freedom in design increases. As one type of such a diffractive structure, a binary type diffraction having a two-level optical function surface shifted in the optical axis direction with a step of about 3.6 μm (a light beam with a wavelength for BD has a phase difference of about 5λ). The structure is known.

ところで、このような回折光を生じさせる回折構造には、以下のような問題がある。まず、回折により光が曲げられると、微小な段差により入射光に対して影となる領域が生じ、光の透過率が低下する(影の効果)。加えて、金型加工精度や成形誤差等によって段差が設計とは異なる形状、つまり勾配やダレを持つ形状に加工されるため、入射光に対して影となる領域が増大する。回折構造を通過する光の透過率が低下すると、光ピックアップ装置使用時にレーザパワーがより必要となる。又、このような回折構造に対応する微細な形状を、対物光学素子を形成する金型に彫り込む場合、段差が約3.6μmと比較的大きいために、細長い切削工具を用いなくてはならず、金型の加工が難しいという問題もある。更に、共通領域とそれに隣接する領域とで回折構造の違いにより影の効果が異なることで透過率が不連続となり、いわゆる超解像現象によって集光スポットサイズが不適切になる恐れがある。回折構造の違いには様々な要因があるが、特に、BD.DVD,CDの3互換対物光学素子の場合、共用領域の回折構造における輪帯ピッチが光軸から離れるに連れて狭くなることが多いために、それに応じて同領域と周辺領域の境界近傍では透過率の落ち込みが大きくなり、超解像現象が生じやすくなる。   By the way, the diffractive structure that generates such diffracted light has the following problems. First, when light is bent by diffraction, a region that becomes a shadow with respect to incident light is generated due to a minute step, and the light transmittance is reduced (shadow effect). In addition, the step is processed into a shape different from the design, that is, a shape having a gradient and a sag due to mold processing accuracy, molding error, and the like, so that an area that becomes a shadow with respect to incident light increases. When the transmittance of light passing through the diffractive structure is reduced, more laser power is required when using the optical pickup device. In addition, when a fine shape corresponding to such a diffractive structure is engraved in a mold for forming an objective optical element, a long cutting tool must be used because the step is relatively large at about 3.6 μm. In addition, there is a problem that it is difficult to process the mold. Furthermore, the transmissivity becomes discontinuous due to the shadow effect being different due to the difference in diffraction structure between the common region and the adjacent region, and there is a possibility that the focused spot size becomes inappropriate due to the so-called super-resolution phenomenon. There are various factors in the difference in the diffraction structure. In the case of a DVD / CD 3 compatible objective optical element, the annular zone pitch in the diffractive structure in the common region often becomes narrower as it moves away from the optical axis, and accordingly, transmission is performed near the boundary between the same region and the peripheral region. The drop in rate becomes large and the super-resolution phenomenon tends to occur.

本発明は、上述の問題を考慮したものであり、透過率を高めることが出来、加工が容易であり、異なる光ディスクに対して適切に情報の記録/再生を行える対物光学素子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 consideration of the above-mentioned problems, and has an objective optical element that can increase the transmittance, can be easily processed, and can appropriately record / reproduce information with respect to different optical disks, and the same. An object is to provide an optical pickup device.

請求項1に記載の対物光学素子は、波長λ1の第1光束を出射する第1光源と、波長λ3(1.8λ1<λ3<2.0λ1)の第3光束を出射する第3光源と、対物光学素子とを有し、前記対物光学素子は、前記第1光束を厚さt1の保護層を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第3光束を厚さt3(t1<t3)の保護層を有する第3光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物光学素子において、
前記対物光学素子は、光軸を含む中心領域と、その周囲に設けられた周辺領域とを少なくとも有し、前記中心領域には第1回折構造が形成されており、
前記第1回折構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、前記対物光学素子の光軸を含む前記複数の輪帯の断面の形状は、光軸に平行に延在する複数の段差面と、隣接する前記段差面の光源側端同士を連結する光源側光学機能面と、隣接する前記段差面の光ディスク側端同士を連結する光ディスク側光学機能面とから形成され、前記光源側光学機能面と前記光ディスク側光学機能面とは、光軸に交差する方向に沿って交互に配置されており、
前記波長λ1の光束が前記周辺領域に最も近い前記中心領域を通過した時の光の透過率は、前記波長λ1の光束が前記中心領域に最も近い前記周辺領域を通過した時の光の透過率に対して20%以上低くなっており、
前記第1回折構造は、前記段差面の光軸方向の長さをLとしたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
2μm < L <3μm (1)
The objective optical element according to claim 1, a first light source that emits a first light flux having a wavelength λ1, a third light source that emits a third light flux having a wavelength λ3 (1.8λ1 <λ3 <2.0λ1), An objective optical element, and the objective optical element condenses the first light flux on an information recording surface of a first optical disc having a protective layer having a thickness t1, and the third light flux has a thickness t3 (t1). In an objective optical element for an optical pickup device that records and / or reproduces information by focusing on an information recording surface of a third optical disc having a protective layer <t3),
The objective optical element has at least a central region including an optical axis and a peripheral region provided around the central region, and a first diffractive structure is formed in the central region,
The first diffractive structure includes a plurality of concentric annular zones centered on an optical axis, and a cross-sectional shape of the plurality of annular zones including the optical axis of the objective optical element extends in parallel with the optical axis. A plurality of step surfaces, a light source side optical functional surface that connects light source side ends of the adjacent step surfaces, and an optical disc side optical functional surface that connects optical disc side ends of the adjacent step surfaces, The light source side optical functional surface and the optical disc side optical functional surface are alternately arranged along the direction intersecting the optical axis,
The light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the central region closest to the peripheral region is the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the peripheral region closest to the central region. 20% or more lower than
The first diffractive structure satisfies the following conditional expression, where L is the length of the step surface in the optical axis direction.
2 μm <L <3 μm (1)

本発明によれば、条件式(1)を満たすことで、前記段差面の長さを抑えることが出来、入射光に対して影となる領域を減少させて透過率を向上させることができると共に、本発明の対物光学素子を成形する金型の加工を容易にすることができる。更に、影の効果を低減させることにより、中心領域において周辺領域に近づいて行くに連れて影の効果が増大することによる透過率の低減幅も小さくできる。前記中心領域と前記周辺領域との境界における透過率を近づけることで、超解像現象を抑制して適切な集光スポットを形成できる。   According to the present invention, by satisfying the conditional expression (1), the length of the step surface can be suppressed, and the transmittance can be improved by reducing the shadow area with respect to the incident light. The processing of the mold for molding the objective optical element of the present invention can be facilitated. Furthermore, by reducing the shadow effect, the reduction width of the transmittance due to the shadow effect increasing as the distance from the center region approaches the peripheral region can be reduced. By bringing the transmittance at the boundary between the central region and the peripheral region close to each other, it is possible to suppress the super-resolution phenomenon and form an appropriate condensing spot.

請求項2に記載の対物光学素子は、請求項1に記載の発明において、前記第1回折構造の前記光源側光学機能面は、光軸からの距離が前記光源側光学機能面と等しい前記中央領域の母非球面に対して傾いていることを特徴とする。   The objective optical element according to claim 2 is the center of the invention according to claim 1, wherein the light source side optical functional surface of the first diffractive structure has a distance from the optical axis equal to the light source side optical functional surface. Inclined with respect to the mother aspherical surface of the region.

本発明によれば、光源側光学機能面を傾けることにより、第1回折構造を通過することによって発生する最大光量の回折光の回折次数を変えることなく、回折効率を調整することが可能となる。従って、第1光ディスクと第3光ディスクのいずれに対して光利用効率を重視するかに応じて、適切に第1光束と第3光束の回折効率を調整することが可能となる。   According to the present invention, by tilting the light source side optical functional surface, it becomes possible to adjust the diffraction efficiency without changing the diffraction order of the maximum amount of diffracted light generated by passing through the first diffractive structure. . Therefore, it is possible to appropriately adjust the diffraction efficiencies of the first light flux and the third light flux in accordance with which of the first optical disk and the third optical disk is important.

請求項3に記載の対物光学素子は、請求項1又は2に記載の発明において、1つの前記光学機能面を挟む2つの前記段差面のうち、一方の前記段差面の光軸方向の長さと、他方の前記段差面の光軸方向の長さとが、0.44μm以下の範囲で異なることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the objective optical element according to the first or second aspect, wherein one of the two step surfaces sandwiching the one optical function surface has a length in the optical axis direction of one of the step surfaces. The length of the other step surface in the optical axis direction is different within a range of 0.44 μm or less.

本発明によれば、光源側光学機能面を傾けることが可能となり、第1回折構造を通過することによって発生する最大光量の回折光の回折次数を変えることなく、回折効率を調整することが可能となる。従って、第1光ディスクと第3光ディスクのいずれに対して光利用効率を重視するかに応じて、適切に第1光束と第3光束の回折効率を調整することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to tilt the light source side optical functional surface, and it is possible to adjust the diffraction efficiency without changing the diffraction order of the maximum amount of diffracted light generated by passing through the first diffractive structure. It becomes. Therefore, it is possible to appropriately adjust the diffraction efficiencies of the first light flux and the third light flux in accordance with which of the first optical disk and the third optical disk is important.

請求項4に記載の対物光学素子は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記波長λ1の光束における光軸直交方向の光の透過率分布をとったとき、その透過率は前記中心領域内においては光軸から離れるに連れて漸次減少し、且つ前記中心領域から前記周辺領域にかけて不連続的に増大することを特徴とする。   When the objective optical element according to claim 4 takes the transmittance distribution of the light in the direction perpendicular to the optical axis in the light flux with wavelength λ1 in the invention according to any one of claims 1 to 3, the transmittance is In the central region, the distance gradually decreases as the distance from the optical axis increases, and increases discontinuously from the central region to the peripheral region.

光の透過率分布が、中心領域内においては光軸から離れるにつれて漸次減少し、中心領域から周辺領域にかけて不連続的に増大するような対物光学素子において、影の効果を低減できる本発明によって、不連続的な増大の幅を低減できるため、本発明の効果がより顕著なものとなる。   According to the present invention, the effect of shadows can be reduced in an objective optical element in which the light transmittance distribution gradually decreases as the distance from the optical axis increases in the central region and increases discontinuously from the central region to the peripheral region. Since the width of the discontinuous increase can be reduced, the effect of the present invention becomes more remarkable.

請求項5に記載の対物光学素子は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記第1回折構造を前記波長λ1の光束が通過したときに、0次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生し、前記第1回折構造を前記波長λ3の光束が通過したときに、m(mは0以外の整数)次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生することを特徴とする。   The objective optical element according to claim 5 is the objective optical element according to any one of claims 1 to 4, wherein the zero-order diffracted light has another order when the light beam having the wavelength λ1 passes through the first diffractive structure. Most generated as compared to diffracted light, and when a light beam having the wavelength λ3 passes through the first diffractive structure, m (m is an integer other than 0) order diffracted light is compared with diffracted light of other orders. It is characterized by occurring most frequently.

請求項6に記載の対物光学素子は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記周辺領域には、ブレーズ型もしくは3レベル以上の階段型の第2回折構造が形成されていることを特徴とする。   The objective optical element according to a sixth aspect is the invention according to any one of the first to fifth aspects, wherein a blaze type or a step type second diffraction structure of three or more levels is formed in the peripheral region. It is characterized by that.

上述のように、中心領域と周辺領域の構造が異なるような対物光学素子においては、中心領域から周辺領域にかけて光の透過率が不連続的に増大しやすい傾向があるため、影の効果を低減できる本発明によって、透過率の不連続的な増大の幅を低減でき、本発明の効果がより顕著なものとなる。   As described above, in the objective optical element in which the structure of the central region and the peripheral region is different, the light transmittance tends to increase discontinuously from the central region to the peripheral region, thus reducing the shadow effect. According to the present invention, the width of the discontinuous increase in transmittance can be reduced, and the effect of the present invention becomes more remarkable.

請求項7に記載の対物光学素子は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記周辺領域には、第2回折構造が形成されており、前記第2回折構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、前記対物光学素子の光軸を含む前記複数の輪帯の断面の形状は、光軸方向に延在する円筒状の段差面と、前記段差面に交差する方向に延在する光学機能面とを交互に組み合わせてなり、前記第2回折構造に最も近い
前記第1回折構造の前記段差面の光軸方向長さをA、前記第1回折構造に最も近い前記第2回折構造の前記段差面の光軸方向長さをBとしたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
0.65 ≦ B/A ≦ 1 (2)
An objective optical element according to a seventh aspect is the invention according to any one of the first to fifth aspects, wherein a second diffractive structure is formed in the peripheral region, and the second diffractive structure has an optical axis. A plurality of concentric annular zones around the center, and the cross-sectional shape of the plurality of annular zones including the optical axis of the objective optical element includes a cylindrical step surface extending in the optical axis direction and the step And an optical functional surface extending in a direction intersecting the surface alternately, and the length in the optical axis direction of the step surface of the first diffractive structure closest to the second diffractive structure is A, and the first diffraction The following conditional expression is satisfied, where B is the length in the optical axis direction of the step surface of the second diffractive structure closest to the structure.
0.65 ≦ B / A ≦ 1 (2)

上述のように、中心領域と周辺領域とで、急激に段差面の光軸方向長さが変化するような対物光学素子においては、中心領域から周辺領域にかけて光の透過率が不連続的に増大しやすい傾向があるため、影の効果を低減できる本発明によって、光の透過率の不連続的な増大の幅を低減でき、本発明の効果がより顕著なものとなる。   As described above, in the objective optical element in which the optical axis direction length of the step surface changes abruptly between the central region and the peripheral region, the light transmittance increases discontinuously from the central region to the peripheral region. Therefore, according to the present invention that can reduce the shadow effect, the width of the discontinuous increase in light transmittance can be reduced, and the effect of the present invention becomes more remarkable.

請求項8に記載の対物光学素子は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記周辺領域には、第2回折構造が形成されており、前記第2回折構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、前記対物光学素子の光軸を含む前記複数の輪帯の断面の形状は、光軸方向に延在する円筒状の段差面と、前記段差面に交差する方向に延在する光学機能面とを交互に組み合わせてなり、前記第2回折構造に最も近い前記第1回折構造の輪帯ピッチをα、前記第1回折構造に最も近い前記第2回折構造の輪帯ピッチをβとしたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
5 ≦ β/α ≦ 10 (3)
The objective optical element according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein a second diffractive structure is formed in the peripheral region, and the second diffractive structure has an optical axis. A plurality of concentric annular zones around the center, and the cross-sectional shape of the plurality of annular zones including the optical axis of the objective optical element includes a cylindrical step surface extending in the optical axis direction and the step And an optical functional surface extending in a direction intersecting the plane alternately, the ring zone pitch of the first diffractive structure closest to the second diffractive structure is α, and the first diffractive structure closest to the first diffractive structure is When the annular zone pitch of the two-diffractive structure is β, the following conditional expression is satisfied.
5 ≦ β / α ≦ 10 (3)

上述のように、中心領域と周辺領域とで、急激に輪帯ピッチが変化するような対物光学素子においては、中心領域から周辺領域にかけて光の透過率が不連続的に増大しやすい傾向があるため、影の効果を低減できる本発明によって、光の透過率の不連続的な増大の幅を低減でき、本発明の効果がより顕著なものとなる。   As described above, in an objective optical element in which the annular zone pitch changes abruptly between the central region and the peripheral region, the light transmittance tends to increase discontinuously from the central region to the peripheral region. Therefore, according to the present invention that can reduce the shadow effect, the width of the discontinuous increase in light transmittance can be reduced, and the effect of the present invention becomes more remarkable.

請求項9に記載の対物光学素子は、請求項8に記載の発明において、前記第1回折構造の輪帯ピッチは、光軸から離れるに連れて漸次小さくなっており、最も光軸寄りの輪帯ピッチをX、最も前記周辺領域寄りの輪帯ピッチをYとしたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
Y/X ≦ 0.05 (4)
The objective optical element according to a ninth aspect is the invention according to the eighth aspect, wherein the annular zone pitch of the first diffractive structure is gradually decreased as the distance from the optical axis is increased, and the ring closest to the optical axis is provided. When the belt pitch is X and the ring zone pitch closest to the peripheral region is Y, the following conditional expression is satisfied.
Y / X ≦ 0.05 (4)

上述のように、中心領域において第1回折構造の輪帯ピッチが漸次小さくなっていくような対物光学素子においては、第2回折構造においてピッチが急変し、中心領域から周辺領域にかけて光の透過率が不連続的に増大しやすい傾向があるため、影の効果を低減できる本発明によって、光の透過率の不連続的な増大の幅を低減でき、本発明の効果がより顕著なものとなる。   As described above, in the objective optical element in which the annular zone pitch of the first diffractive structure gradually decreases in the central region, the pitch changes suddenly in the second diffractive structure, and the light transmittance from the central region to the peripheral region. Therefore, the present invention that can reduce the shadow effect can reduce the width of the discontinuous increase in light transmittance, and the effect of the present invention becomes more remarkable. .

請求項10に記載の対物光学素子は、請求項1〜9のいずれかに記載の発明において、波長λ2(1.5λ1<λ2<1.7λ1)の第2光束を出射する第3光源を有し、前記対物光学素子は、前記第2光束を厚さt2(t1<t2<t3)の保護層を有する第2光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行うことを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the objective optical element according to any one of the first to ninth aspects, further comprising a third light source that emits a second light flux having a wavelength λ2 (1.5λ1 <λ2 <1.7λ1). The objective optical element records and / or reproduces information by condensing the second light flux on the information recording surface of the second optical disc having a protective layer having a thickness t2 (t1 <t2 <t3). It is characterized by performing.

請求項11に記載の対物光学素子は、請求項10に記載の発明において、前記波長λ2の光束が前記周辺領域に最も近い前記中心領域を通過した時の光の透過率は、前記波長λ2の光束が前記中心領域に最も近い前記周辺領域を通過した時の光の透過率に対して10%以上低くなっていることを特徴とする。   An objective optical element according to an eleventh aspect is the optical element according to the tenth aspect, wherein the light transmittance when the light beam having the wavelength λ2 passes through the central region closest to the peripheral region is the light transmittance of the wavelength λ2. It is characterized in that the luminous flux is 10% or more lower than the light transmittance when passing through the peripheral area closest to the central area.

第1の光束だけでなく、第2の光束においても、光の透過率分布が、中心領域から周辺領域にかけて不連続的に増大するような対物光学素子において、影の効果を低減できる本発明によって、不連続的な増大の幅を低減できるため、本発明の効果がより顕著なものとなる。   In the objective optical element in which the light transmittance distribution discontinuously increases from the center region to the peripheral region not only in the first light beam but also in the second light beam, the effect of shadow can be reduced. Since the width of the discontinuous increase can be reduced, the effect of the present invention becomes more remarkable.

請求項12に記載の対物光学素子は、請求項10又は11に記載の発明において、前記第1回折構造を前記波長λ2の光束が通過したときに、0次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生することを特徴とする。   The objective optical element according to claim 12 is the objective optical element according to claim 10 or 11, wherein the zero-order diffracted light is changed to other orders of diffracted light when the light beam having the wavelength λ2 passes through the first diffractive structure. It is characterized by the most frequent occurrence.

請求項13に記載の対物光学素子は、請求項1〜12のいずれかに記載の発明において、光軸付近の前記第1回折構造は、前記条件式(1)を満たさず、前記周辺構造に近い前記第1回折構造は、前記条件式(1)を満たすことを特徴とする。   The objective optical element according to a thirteenth aspect is the invention according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the first diffractive structure in the vicinity of the optical axis does not satisfy the conditional expression (1), and is in the peripheral structure. The close first diffraction structure satisfies the conditional expression (1).

本発明によれば、光軸付近の第1回折構造は高い透過率を保ちつつ、一方で、周辺領域に近い第1回折構造においては、中心領域と周辺領域の境界における透過率のギャップも低減できるため、好ましい。   According to the present invention, the first diffractive structure near the optical axis maintains a high transmittance, while the first diffractive structure near the peripheral region also reduces the transmittance gap at the boundary between the central region and the peripheral region. This is preferable because it is possible.

請求項14に記載の対物光学素子は、請求項1〜13のいずれかに記載の発明において、前記第1回折構造の前記光ディスク側光学機能面は、光軸からの距離が前記光ディスク側光学機能面と等しい前記中心領域の母非球面に対して傾いていることを特徴とする。   The objective optical element according to claim 14 is the optical disk according to any one of claims 1 to 13, wherein the optical function surface of the first diffractive structure has a distance from the optical axis that is the optical function of the optical disk. It is inclined with respect to the mother aspherical surface of the central region equal to the surface.

請求項15に記載の対物光学素子は、請求項1〜13のいずれかに記載の発明において、前記第1回折構造の前記光ディスク側光学機能面は、光軸からの距離が前記光ディスク側光学機能面と等しい前記中心領域の母非球面に対して傾いていないことを特徴とする。   An objective optical element according to a fifteenth aspect of the present invention is the optical disc according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein the optical function surface of the first diffractive structure has a distance from the optical axis that is the optical function of the optical disc. It is not inclined with respect to the mother aspherical surface of the central region equal to the surface.

請求項16に記載の光ピックアップ装置は、請求項1〜15のいずれかに記載の対物光学素子を有することを特徴とする。   An optical pickup device according to a sixteenth aspect includes the objective optical element according to any one of the first to fifteenth aspects.

本発明に係る光ピックアップ装置は、第1光源、第3光源の少なくとも2つの光源を有するが、第2光源を有していても良い。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、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ための集光光学系を有するが、更に当該集光光学系によって第2光束を第2光ディスクの情報記録面上に集光させるようにしても良い。また、本発明の光ピックアップ装置は、第1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するが、更に、第2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いても良い。即ち、本発明は、2つの光源しか有さず、第1光ディスクと第3光ディスクの2つのディスクに対応する光ピックアップ装置及びそれに用いられる対物レンズに適用されると共に、3つの光源を有し、第1光ディスク、第3光ディスクに加えて、第2光ディスクに対応する光ピックアップ装置及びそれに用いられる対物レンズにも適用される。勿論、4種類以上の光ディスクに対応する光ピックアップ装置及びそれに用いられる対物レンズにも適用される。   The optical pickup device according to the present invention has at least two light sources, a first light source and a third light source, but may have a second light source. Furthermore, the optical pickup device of the present invention includes a condensing optical system for condensing the first light flux on the information recording surface of the first optical disc and condensing the third light flux on the information recording surface of the third optical disc. However, the second light beam may be condensed on the information recording surface of the second optical disk by the condensing optical system. The optical pickup device of the present invention has a light receiving element that receives a reflected light beam from the information recording surface of the first optical disk or the third optical disk, and further receives a reflected light beam from the information recording surface of the second optical disk. You may have a light receiving element. That is, the present invention has only two light sources, and is applied to an optical pickup device corresponding to two disks of the first optical disk and the third optical disk and an objective lens used therefor, and has three light sources, In addition to the first optical disk and the third optical disk, the present invention is also applied to an optical pickup device corresponding to the second optical disk and an objective lens used therefor. Of course, the present invention is also applied to an optical pickup device corresponding to four or more types of optical disks and an objective lens used therefor.

第1光ディスクは、厚さ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2(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光ディスクはBD(Blu−ray Disc)、第2光ディスクはDVDである事が好ましく、第3光ディスクはCDであることが好ましいが、これに限られない。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。尚、保護基板の厚さというときは、0の場合も含み、或いは光ディスクに厚さ数〜数十μmの保護膜が塗布されている場合には、その膜厚も含むものとする。   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 of 2 (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 disc is preferably a BD (Blu-ray Disc), the second optical disc is preferably a DVD, and the third optical disc 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. Note that the thickness of the protective substrate includes the case of 0, or when the protective film having a thickness of several to several tens of μm is applied to the optical disk, the thickness thereof is also included.

BDは、NA0.85の対物光学素子により情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.1mm程度である。更に、DVDとは、NA0.60〜0.67程度の対物光学素子により情報の記録/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、NA0.45〜0.53程度の対物光学素子により情報の記録/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、BDの記録密度が最も高く、次いでHD、DVD、CDの順に低くなる。   In the BD, information is recorded / reproduced by an objective optical element having an NA of 0.85, and the thickness of the protective substrate is about 0.1 mm. Furthermore, DVD is a general term for DVD series optical discs in which information is recorded / reproduced by an objective optical element having an NA of about 0.60 to 0.67 and the thickness of the protective substrate is about 0.6 mm. ROM, DVD-Video, DVD-Audio, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD + R, DVD + RW, and the like are included. Further, in this specification, the CD is a CD series optical disc in which information is recorded / reproduced by an objective optical element having a NA of about 0.45 to 0.53 and the protective substrate has a thickness of about 1.2 mm. It is a generic name and includes CD-ROM, CD-Audio, CD-Video, CD-R, CD-RW, and the like. As for the recording density, the recording density of BD is the highest, followed by HD, DVD, and CD in that order.

なお、保護基板の厚さt1、t2、t3に関しては、以下の条件式(5)、(6)、(7)を満たすことが好ましいが、これに限られない。尚、ここで言う、保護基板の厚さとは、光ディスク表面に設けられた保護基板の厚さのことである。即ち、光ディスク表面から、表面に最も近い情報記録面までの保護基板の厚さのことをいう。   In addition, regarding the thicknesses t1, t2, and t3 of the protective substrate, it is preferable to satisfy the following conditional expressions (5), (6), and (7), but is not limited thereto. The thickness of the protective substrate referred to here is the thickness of the protective substrate provided on the surface of the optical disk. That is, the thickness of the protective substrate from the optical disc surface to the information recording surface closest to the surface.

0.0750mm≦t1≦0.1125mm (5)
0.5mm≦t2≦0.7mm (6)
1.0mm≦t3≦1.3mm (7)
0.0750 mm ≦ t1 ≦ 0.1125 mm (5)
0.5mm ≦ t2 ≦ 0.7mm (6)
1.0mm ≦ t3 ≦ 1.3mm (7)

本明細書において、第1光源、第3光源(更に第2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(8)、(9)を満たすことが好ましい。   In the present specification, the first light source and the third light source (further, the second 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 (8) and (9).

1.5×λ1<λ2<1.7×λ1 (8)
1.8×λ1<λ3<2.0×λ1 (9)
1.5 × λ1 <λ2 <1.7 × λ1 (8)
1.8 × λ1 <λ3 <2.0 × λ1 (9)

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、DVD及びCDが用いられる場合、第1光源の第1波長λ1は好ましくは、0.35μm以上、0.44μm以下、より好ましくは、0.39μm以上、0.42μm以下であって、第2光源の第2波長λ2は好ましくは0.57μm以上、0.68μm以下、より好ましくは0.63μm以上、0.67μm以下であって、第3光源の第3波長λ3は好ましくは、0.75μm以上、0.85μm以下、より好ましくは、0.76μm以上、0.82μm以下である。   When BD, 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 preferably 0.35 μm or more and 0.44 μm or less. Preferably, it is 0.39 μm or more and 0.42 μm or less, and the second wavelength λ2 of the second light source is preferably 0.57 μm or more and 0.68 μm or less, more preferably 0.63 μm or more and 0.67 μm or less. The third wavelength λ3 of the third light source is preferably 0.75 μm or more and 0.85 μm or less, more preferably 0.76 μm or more and 0.82 μm 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光学素子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 amount of light due to the change in the shape and position of the spot on the light receiving element, performs focus detection and track detection, and moves the objective optical element for focusing and tracking based on this detection 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.

集光光学系は、対物光学素子を有する。集光光学系は、対物光学素子のみを有していても良いが、集光光学系は、対物光学素子の他にコリメータ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、対物光学素子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。コリメータレンズは、カップリングレンズの一種で、コリメータ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、対物光学素子とは、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、対物光学素子とは、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位可能とされた光学系を指す。対物光学素子は、好ましくは単玉の対物光学素子であるが、複数の光学素子から形成されていても良い。また、対物光学素子は、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回折構造などを設けたハイブリッドレンズであってもよい。また、対物光学素子は、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物光学素子は、回折構造が設けられるベース面(母非球面ともいう)が非球面であることが好ましい。尚、回折構造の製造のしやすさという観点から、特に単玉の対物光学素子である場合に、本発明の効果が顕著となる。   The condensing optical system has an objective optical element. The condensing optical system may include only the objective optical element, but the condensing optical system may include a coupling lens such as a collimator lens in addition to the objective optical element. The coupling lens is a single lens or a lens group that is disposed between the objective optical element and the light source and changes the divergence angle of the light beam. The collimator lens is a kind of coupling lens, and is a lens that emits light incident on the collimator 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 optical element 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 a light beam emitted from a light source on an information recording surface of the optical disk. Preferably, the objective optical element is an optical system that is disposed at a position facing the optical disc in the optical pickup device and has a function of condensing a light beam emitted from the light source on the information recording surface of the optical disc, An optical system that can be integrally displaced at least in the optical axis direction by an actuator. The objective optical element is preferably a single objective optical element, but may be formed from a plurality of optical elements. The objective optical element may be a glass lens, a plastic lens, or a hybrid lens in which a diffractive structure or the like is provided on a glass lens with a photocurable resin or the like. The objective optical element preferably has a refractive surface that is aspheric. In the objective optical element, it is preferable that a base surface (also referred to as a mother aspheric surface) on which a diffractive structure is provided is an aspheric surface. Note that the effect of the present invention is remarkable particularly in the case of a single objective optical element from the viewpoint of easy manufacture of the diffractive structure.

また、対物光学素子をガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Tgが500℃以下であるガラス材料を使用することが好ましく、480℃以下であることがより好ましい。ガラス転移点Tgが500℃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。   Moreover, when using an objective optical element as a glass lens, it is preferable to use the glass material whose glass transition point Tg is 500 degrees C or less, and it is more preferable that it is 480 degrees C or less. By using a glass material having a glass transition point Tg of 500 ° C. or lower, molding at a relatively low temperature is possible, so that the life of the mold can be extended.

さらに、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、対物光学素子をガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物光学素子を駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物光学素子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、2.75以下であるのがより好ましい。   Furthermore, since the specific gravity of the glass lens is generally larger than that of the resin lens, if the objective optical element is a glass lens, the weight is increased and a load is imposed on the actuator that drives the objective optical element. Therefore, when the objective optical element 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 2.75 or less.

このようなガラス材料として具体的には、特開2005−306627の実施例1〜12を例示することができる。例えば、特開2005−306627の実施例1は、ガラス転移点Tgが460℃、比重が2.58、屈折率ndが1.594、アッベ数が59.8である。   Specific examples of such a glass material include Examples 1 to 12 of JP-A-2005-306627. For example, in Example 1 of JP-A-2005-306627, the glass transition point Tg is 460 ° C., the specific gravity is 2.58, the refractive index nd is 1.594, and the Abbe number is 59.8.

また、対物光学素子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1.52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、対物光学素子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 optical element 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 1.52 to 1.60. The refractive index change rate dN / dT (° C. −1 ) with respect to the wavelength of 405 nm accompanying the temperature change within the temperature range of −5 ° C. to 70 ° C. is −20 × 10 −5 to −5 × 10 It is more preferable to use a resin material in the range of −5 (more preferably −10 × 10 −5 to −8 × 10 −5 ). When the objective optical element is a plastic lens, the coupling lens is preferably a plastic lens.

また、対物光学素子を構成する材料のアッベ数は、50以上であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the Abbe number of the material which comprises an objective optical element is 50 or more.

対物光学素子について、以下に記載する。対物光学素子の光学面には、回折構造である第1回折構造が少なくとも形成されている。また、対物光学素子の少なくとも一つの光学面が、中心領域と、中心領域の周りの周辺領域とを有する。対物レンズが、第1光源と第3光源に加えて、第2光源を有する光ピックアップ装置に適用されるものである場合、対物光学素子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していてもよい。中心領域は、対物光学素子の光軸を含む領域であることが好ましいが、光軸を含む微小な領域を未使用領域や特殊な用途の領域とし、その周りを中心領域としてもよい。中心領域、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。図1に示されるように、中心領域CN、周辺領域MD、最周辺領域OT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。   The objective optical element is described below. On the optical surface of the objective optical element, at least a first diffractive structure which is a diffractive structure is formed. In addition, at least one optical surface of the objective optical element has a central region and a peripheral region around the central region. In the case where the objective lens is applied to an optical pickup device having a second light source in addition to the first light source and the third light source, at least one optical surface of the objective optical element is the outermost periphery around the peripheral region. It may have a region. The central region is preferably a region including the optical axis of the objective optical element. However, a minute region including the optical axis may be an unused region or a special purpose region, and the periphery thereof may be the central region. It is preferable that the central region, the peripheral region, and the most peripheral region are provided on the same optical surface. As shown in FIG. 1, it is preferable that the center region CN, the peripheral region MD, and the most peripheral region OT are provided concentrically around the optical axis on the same optical surface.

対物光学素子の中心領域は、中心領域回折構造を有する。中心領域回折構造は、第1回折構造のみから構成されていても良いし、第1回折構造と、第4回折構造(例えば、後述するブレーズ型回折構造であって、第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、2次回折光が最大の回折光量を有し、第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、1次回折光が最大の回折光量を有し、第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、1次回折光が最大の回折光量を有するもの(以下、2/1/1の回折構造と記載する))を重畳させて構成しても良い。   The central region of the objective optical element has a central region diffractive structure. The central region diffractive structure may be composed of only the first diffractive structure, or the first diffractive structure and the fourth diffractive structure (for example, a blazed diffractive structure to be described later, where the first light beam is incident). Among the diffracted lights generated in the second diffracted light, the second-order diffracted light has the largest amount of diffracted light, and among the diffracted lights generated when the second light flux is incident, the first-order diffracted light has the largest amount of diffracted light, and the third light flux Of the diffracted light generated when the light enters, the first-order diffracted light having the maximum amount of diffracted light (hereinafter referred to as a 2/1/1 diffraction structure) may be superimposed.

また、対物レンズが、第1光源と第3光源のみを有する光ピックアップ装置に適用されるものである場合、周辺領域は屈折面であっても、周辺領域回折構造が設けられていてもよい。対物レンズが、第1光源と第3光源に加えて、第2光源を有する光ピックアップ装置に適用されるものである場合、対物光学素子の周辺領域は、周辺領域回折構造を有することが好ましい。周辺領域回折構造は、第2回折構造のみから構成されていても良いし、第2回折構造と、第5回折構造を重畳させて構成しても良い。   When the objective lens is applied to an optical pickup device having only the first light source and the third light source, the peripheral region may be a refractive surface or a peripheral region diffractive structure may be provided. When the objective lens is applied to an optical pickup device having a second light source in addition to the first light source and the third light source, the peripheral region of the objective optical element preferably has a peripheral region diffractive structure. The peripheral region diffractive structure may be configured by only the second diffractive structure, or may be configured by superimposing the second diffractive structure and the fifth diffractive structure.

対物光学素子の最周辺領域は、最周辺領域回折構造を有していても良いし、屈折面のみから構成されていても良い。中心領域、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 outermost peripheral region of the objective optical element may have the outermost peripheral region diffractive structure, or may be composed only of a refractive surface. The central region, the peripheral region, and the most peripheral region are preferably adjacent to each other, but there may be a slight gap between them.

中央回折構造は、対物光学素子の中心領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、中央回折構造が、中心領域の全面に設けられていることである。周辺回折構造は、対物光学素子の周辺領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、周辺回折構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。最周辺回折構造は、対物光学素子の最周辺領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、最周辺回折構造が、最周辺領域の全面に設けられていることである。   The central diffractive structure is preferably provided in a region of 70% or more of the area of the central region of the objective optical element, and more preferably 90% or more. More preferably, the central diffractive structure is provided on the entire surface of the central region. The peripheral diffractive structure is preferably provided in a region of 70% or more of the area of the peripheral region of the objective optical element, and more preferably 90% or more. More preferably, the peripheral diffractive structure is provided on the entire surface of the peripheral region. The most peripheral diffraction structure is preferably provided in a region of 70% or more of the area of the most peripheral region of the objective optical element, and more preferably 90% or more. More preferably, the outermost peripheral diffractive structure is provided on the entire surface of the outermost peripheral region.

なお、本明細書でいう回折構造とは、段差を有し、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る構造の総称である。回折構造は、好ましくは段差を複数有する。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。   Note that the diffractive structure referred to in this specification is a general term for structures that have a step and have a function of condensing or diverging a light beam by diffraction. The diffractive structure preferably has a plurality of steps. 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.

回折構造は、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。また、回折構造は、様々な断面形状(光軸を含む面での断面形状)をとり得、光軸を含む断面形状がブレーズ型構造と階段型構造とに大別される。   The diffractive structure preferably has a plurality of concentric annular zones centered on the optical axis. The diffractive structure can take various cross-sectional shapes (cross-sectional shapes on the plane including the optical axis), and the cross-sectional shapes including the optical axis are roughly classified into a blazed structure and a staircase structure.

ブレーズ型構造とは、図2(a)、(b)に示されるように、回折構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、鋸歯状の形状ということであり、回折構造が母非球面に対して、直角でも平行でもない、斜めの面を有する。尚、図2の例においては、上方が光源側、下方が光ディスク側であって、母非球面としての平面に回折構造が形成されているものとする。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the blazed structure is a sawtooth shape in cross section including the optical axis of an optical element having a diffractive structure. It has an oblique surface that is neither perpendicular nor parallel to the spherical surface. In the example of FIG. 2, it is assumed that the upper side is the light source side and the lower side is the optical disk side, and a diffractive structure is formed on a plane as a mother aspherical surface.

また、階段型構造とは、図2(c)、(d)に示されるように、回折構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、小階段状のもの(階段単位と称する)を複数有するということである。尚、本明細書中、「Xレベル」とは、階段型構造の1つの階段単位において光軸垂直方向に対応する(向いた)輪帯状の面(以下、光学機能面と称することがある)が、段差によって区分けされX個の輪帯面毎に分割されていることをいい、特に3レベル以上の階段型構造は、小さい段差と大きい段差を有し、「小さい段差」とは、1つの階段単位において、最も小さな光軸方向の段差をいい、「大きい段差」とは、1つの階段単位において、最も大きな光軸方向の段差をいうものとする。   In addition, as shown in FIGS. 2C and 2D, the staircase structure is a structure in which the cross-sectional shape including the optical axis of an optical element having a diffractive structure is a small staircase (referred to as a staircase unit). That is to have more than one. In the present specification, the “X level” means an annular surface corresponding to (or facing) the optical axis vertical direction in one step unit of the staircase structure (hereinafter sometimes referred to as an optical function surface). Is divided by X steps, and is divided into X ring zones. Particularly, a three-level or higher staircase structure has a small step and a large step. In the staircase unit, the smallest step in the optical axis direction is meant, and the “large step” means the largest step in the optical axis direction in one staircase unit.

図2(c)に示す回折構造を、5レベルの階段型構造といい、図2(d)に示す回折構造を、2レベルの階段型構造という。第1回折構造は2レベルの階段型構造であって、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、対物光学素子の光軸を含む複数の輪帯の断面の形状は、光軸に平行に延在する複数の段差面Pa、Pbと、隣接する段差面Pa、Pbの光源側端同士を連結する光源側光学機能面Pcと、隣接する段差面Pa、Pbの光ディスク側端同士を連結する光ディスク側光学機能面Pdとから形成され、光源側光学機能面Pcと光ディスク側光学機能面Pdとは、光軸に交差する方向に沿って交互に配置されている。   The diffractive structure shown in FIG. 2C is called a five-level step structure, and the diffractive structure shown in FIG. 2D is called a two-level step structure. The first diffractive structure is a two-level staircase structure, which includes a plurality of concentric annular zones centered on the optical axis, and the cross-sectional shape of the plurality of annular zones including the optical axis of the objective optical element is optical A plurality of step surfaces Pa and Pb extending parallel to the axis, a light source side optical functional surface Pc connecting the light source side ends of the adjacent step surfaces Pa and Pb, and an optical disc side end of the adjacent step surfaces Pa and Pb The light source side optical functional surface Pc and the optical disk side optical functional surface Pd are alternately arranged along the direction intersecting the optical axis.

また、階段型構造において、1つの階段単位の光軸垂直方向の長さをピッチPという。段差面は光軸に平行又は略平行であることが好ましいが、光学機能面は母非球面に平行である場合だけでなく、母非球面に対して斜めであってもよい。     In the staircase structure, the length in the direction perpendicular to the optical axis of one step unit is referred to as a pitch P. The step surface is preferably parallel or substantially parallel to the optical axis, but the optical functional surface may be inclined with respect to the mother aspheric surface as well as when it is parallel to the mother aspheric surface.

尚、回折構造は、ある単位形状が周期的に繰り返されている構造であることが好ましい。 ここでいう「単位形状が周期的に繰り返されている」とは、同一の形状が同一の周期で繰り返されている形状は当然含む。さらに、周期の1単位となる単位形状が、規則性を持って、周期が徐々に長くなったり、徐々に短くなったりする形状も、「単位形状が周期的に繰り返されている」ものに含まれているとする。   The diffractive structure is preferably a structure in which a certain unit shape is periodically repeated. As used herein, “unit shape is periodically repeated” naturally includes shapes in which the same shape is repeated in the same cycle. In addition, the unit shape that is one unit of the cycle has regularity, and the shape in which the cycle gradually increases or decreases gradually is also included in the “unit shape is periodically repeated”. Suppose that

回折構造が、ブレーズ型構造を有する場合、単位形状である鋸歯状の形状が繰り返された形状となる。図2(a)に示されるように、同一の鋸歯状形状が繰り返されてもよいし、図2(b)に示されるように、母非球面の方向に進むに従って、徐々に鋸歯状形状の大きさが大きくなっていく形状、又は、小さくなっていく形状であってもよい。また、徐々に鋸歯状形状の大きさが大きくなった形状と、徐々に鋸歯状形状の大きさが小さくなっていく形状を組み合わせた形状としてもよい。但し、鋸歯状形状の大きさが徐々に変化する場合であっても、鋸歯状形状において、光軸方向(又は通過する光線の方向)の段差量の大きさはほとんど変化しないことが好ましい。加えて、ある領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸(中心)側とは逆を向いている形状とし、他の領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸(中心)側を向いている形状とし、その間に、ブレーズ型構造の段差の向きを切り替えるために必要な遷移領域が設けられている形状としてもよい。この遷移領域は、回折構造により付加される光路差を光路差関数で表現した時、光路差関数の極値となる点に相当する領域である。なお、光路差関数が極値となる点を持つと、光路差関数の傾きが小さくなるので、輪帯ピッチを広げることが可能となり、回折構造の形状誤差による透過率低下を抑制できる。   When the diffractive structure has a blazed structure, a sawtooth shape as a unit shape is repeated. As shown in FIG. 2 (a), the same sawtooth shape may be repeated, and as shown in FIG. 2 (b), the shape of the sawtooth shape gradually increases as it proceeds in the direction of the mother aspheric surface. It may be a shape that increases in size or a shape that decreases. Moreover, it is good also as a shape which combined the shape in which the magnitude | size of the serrated shape became large gradually, and the shape in which the magnitude | size of a serrated shape became small gradually. However, even when the size of the serrated shape changes gradually, it is preferable that the size of the step amount in the optical axis direction (or the direction of the passing light beam) hardly changes in the serrated shape. In addition, in some areas, the blazed structure has a step opposite to the optical axis (center) side, and in other areas, the blazed structure has a step toward the optical axis (center). It is good also as a shape by which the transition area | region required in order to switch the direction of the level | step difference of a blaze | braze type | mold structure is provided in the meantime. This transition region is a region corresponding to a point that becomes an extreme value of the optical path difference function when the optical path difference added by the diffractive structure is expressed by the optical path difference function. Note that if the optical path difference function has an extreme point, the inclination of the optical path difference function becomes small, so that the annular zone pitch can be widened, and the decrease in transmittance due to the shape error of the diffractive structure can be suppressed.

回折構造が、階段型構造を有する場合、図2(c)で示されるような5レベルの階段単位が、繰り返されるような形状等があり得る。さらに、母非球面の方向に進むに従って、徐々に階段の大きさが大きくなっていく形状や、徐々に階段の大きさが小さくなっていく形状であってもよいが、光軸方向(又は通過する光線の方向)の段差量はほとんど変化しないことが好ましい。   When the diffractive structure has a stepped structure, there may be a shape or the like in which five-level step units as shown in FIG. 2C are repeated. Furthermore, the shape of the staircase gradually increases as it advances in the direction of the mother aspheric surface, or the shape of the staircase gradually decreases. It is preferable that the level difference in the direction of the light beam to be changed hardly changes.

以下に、第1回折構造について詳述する。第1回折構造は、上述したように2レベルの階段型構造である。また、第1回折構造は、少なくとも第1光ディスクと第3光ディスクの互換を可能にするための構造である。従って、第1回折構造は、第1回折構造を通過する第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。   Hereinafter, the first diffraction structure will be described in detail. The first diffractive structure is a two-level step structure as described above. The first diffractive structure is a structure that enables at least the compatibility between the first optical disc and the third optical disc. Therefore, the first diffractive structure is different from the thickness t1 of the protective substrate of the first optical disc and the thickness t3 of the protective substrate of the third optical disc with respect to the first light flux and the third light flux that pass through the first diffractive structure. It is preferable to correct spherical aberration that occurs and / or spherical aberration that occurs due to a difference in wavelength between the first light beam and the third light beam.

第1回折構造は、段差面の光軸方向の長さをLとしたときに、以下の条件式を満たすと好ましい。
2μm < L <3μm (1)
The first diffractive structure preferably satisfies the following conditional expression, where L is the length of the step surface in the optical axis direction.
2 μm <L <3 μm (1)

第1回折構造の段差面の光軸方向の長さLを例えば3.6μmとすると、波長λ1の光束を入射させたとき、最も透過率を高めることができる。しかしながら、長さLが増大するに連れて、入射光に対して影となる領域が増大して透過率が減少し、また第1回折構造を有する対物光学素子を成形する金型の加工が困難となる。そこで、条件式(1)を満たすように、長さLを短くすることで、入射光に対して影となる領域を減少させて透過率を向上させることができると共に、本発明の対物光学素子を成形する金型の加工を容易にすることができる。更に、中心領域と周辺領域との境界における透過率を近づけることができるので、超解像現象を抑制して適切な集光スポットを形成できる。   If the length L in the optical axis direction of the step surface of the first diffractive structure is, for example, 3.6 μm, the transmittance can be maximized when a light beam having the wavelength λ1 is incident. However, as the length L increases, the area that becomes a shadow with respect to incident light increases and the transmittance decreases, and it is difficult to process a mold for molding the objective optical element having the first diffractive structure. It becomes. Therefore, by shortening the length L so as to satisfy the conditional expression (1), it is possible to reduce the area that becomes a shadow with respect to the incident light and improve the transmittance, and to achieve the objective optical element of the present invention. The mold for molding can be easily processed. Furthermore, since the transmittance at the boundary between the central region and the peripheral region can be made closer, an appropriate condensing spot can be formed while suppressing the super-resolution phenomenon.

波長λ1の光束が周辺領域に最も近い中心領域を通過した時の光の透過率は、波長λ1の光束が中心領域に最も近い周辺領域を通過した時の光の透過率に対して20%以上低くなっている場合、本発明による効果が享受できるため好ましい。即ち、第1回折構造が条件式(1)を満たしていない場合、波長λ1の光束が周辺領域に最も近い中心領域を通過した時の光の透過率は、波長λ1の光束が中心領域に最も近い周辺領域を通過した時の光の透過率に対して非常に低くなっていることを表しており、本発明によってその透過率の差を、20%以上程度にまで低減できるため好ましい。25%以上低くなっていると本発明の効果がより顕著になるため更に好ましい。なお、波長λ1の光束が周辺領域に最も近い中心領域を通過した時の光の透過率と、波長λ1の光束が中心領域に最も近い周辺領域を通過した時の光の透過率との差が、40%以下であることが好ましく、30%以下であることが更に好ましい。更に、波長λ2の光束が周辺領域に最も近い中心領域を通過した時の光の透過率は、波長λ2の光束が中心領域に最も近い周辺領域を通過した時の光の透過率に対して10%以上低くなっていると好ましく、15%以上低くなっていると更に好ましい。尚、30%以下であることが好ましく、20%以下であることが更に好ましい。なお本明細書で言う透過率とは、対物光学素子の所定の領域に入射する所定の波長の光束の光量に対し、光ディスクの情報記録面上のスポット形成に寄与する光量の割合とする。   The light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the central region closest to the peripheral region is 20% or more with respect to the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the peripheral region closest to the central region. When it is low, the effect of the present invention can be enjoyed, which is preferable. That is, when the first diffractive structure does not satisfy the conditional expression (1), the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the central region closest to the peripheral region is the light beam having the wavelength λ1 most in the central region. This indicates that the transmittance of light when passing through a nearby peripheral region is very low, and the difference in transmittance can be reduced to about 20% or more by the present invention, which is preferable. If it is lower by 25% or more, the effect of the present invention becomes more remarkable, which is further preferable. The difference between the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the central region closest to the peripheral region and the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the peripheral region closest to the central region is as follows. , 40% or less, more preferably 30% or less. Further, the light transmittance when the light beam having the wavelength λ2 passes through the central region closest to the peripheral region is 10% of the light transmittance when the light beam having the wavelength λ2 passes through the peripheral region closest to the central region. % Is preferably lower, and more preferably 15% or lower. In addition, it is preferable that it is 30% or less, and it is still more preferable that it is 20% or less. Note that the transmittance in the present specification is the ratio of the amount of light that contributes to spot formation on the information recording surface of the optical disc to the amount of light of a predetermined wavelength incident on a predetermined region of the objective optical element.

第1回折構造の光源側光学機能面は、光軸からの距離が光源側光学機能面と等しい中央領域の母非球面に対して傾いていると好ましい。一例にかかる第1回折構造の光軸方向断面を模式的に示す図7において、点線で示す母非球面BAPは、中心領域の母非球面を規定するものであり、例えば光源側光学機能面Pcの中点(中点に限られず、対応する角部でも良い)を結ぶことで求めることができる。「光軸からの距離が光源側光学機能面と等しい中心領域の母非球面に対して傾いている」とは、このような母非球面BAPを光源側光学機能面Pcと重ねたときに、重ねた位置Pxでは、母非球面BAPと光源側光学機能面Pcとが傾き角θc(≠0)で交わることをいう。このように光源側光学機能面Pcを傾けることによって、波長λ1の第1光束の回折効率と、それ以外の波長の光束の回折効率とのバランスを変更することができる。条件式(1)を満たすようにLを小さくすると、波長λ1の第1光束の透過率と、波長λ2の第2光束の透過率とが低下するが、光源側光学機能面Pcを傾けることで、波長λ2の第2光束の透過率を増大させることが出来、また波長λ1の第1光束の透過率についても、光軸からの距離に対する効率分布がなだらかになることと相まって(後述する図6参照)、トータルでの透過率を高く確保できると共に、中心領域と周辺領域との波長λ1の光束の透過率変化を抑制できる。   It is preferable that the light source side optical functional surface of the first diffractive structure is inclined with respect to the mother aspherical surface in the central region whose distance from the optical axis is equal to the light source side optical functional surface. In FIG. 7 schematically showing a cross section in the optical axis direction of the first diffractive structure according to an example, a mother aspheric surface BAP indicated by a dotted line defines a mother aspheric surface in the central region. For example, the light source side optical functional surface Pc Can be obtained by connecting the midpoints (not limited to the midpoint but may be the corresponding corners). “The distance from the optical axis is inclined with respect to the mother aspherical surface in the central region equal to the light source side optical functional surface” means that when such a mother aspherical surface BAP is overlapped with the light source side optical functional surface Pc, In the overlapped position Px, it means that the mother aspheric surface BAP and the light source side optical functional surface Pc intersect at an inclination angle θc (≠ 0). By inclining the light source side optical functional surface Pc in this way, the balance between the diffraction efficiency of the first light beam having the wavelength λ1 and the diffraction efficiency of the light beams having other wavelengths can be changed. If L is made small so as to satisfy the conditional expression (1), the transmittance of the first light flux having the wavelength λ1 and the transmittance of the second light flux having the wavelength λ2 are reduced, but by tilting the light source side optical function surface Pc. The transmittance of the second light flux having the wavelength λ2 can be increased, and the transmittance of the first light flux having the wavelength λ1 is also coupled with the gentle efficiency distribution with respect to the distance from the optical axis (FIG. 6 described later). As a result, it is possible to secure a high total transmittance and to suppress a change in transmittance of the light flux having the wavelength λ1 between the central region and the peripheral region.

尚、光源側光学機能面Pcの法線が、母非球面BAPの法線よりも光軸直交方向外側に向くように、光源側光学機能面Pcが傾いている場合(図7)と、光源側光学機能面Pcの法線が、母非球面BAPの法線よりも光軸直交方向内側に向くように、光源側光学機能面Pcが傾いている場合(図8)とがある。図8に示すように、光源側光学機能面Pcが傾いていると、波長λ2の光束の透過率や波長λ3の光束の透過率を向上できるので好ましい。光ディスク側光学機能面Pdは、母非球面BAPに対して傾いていても良いし、傾いていなくても良い。光ディスク側光学機能面Pdを母非球面に対して傾けることにより、主に第2光束の回折効率を変更することができる。   It should be noted that the light source side optical functional surface Pc is inclined so that the normal line of the light source side optical functional surface Pc faces outward in the direction perpendicular to the optical axis with respect to the normal line of the mother aspheric surface BAP (FIG. 7). There is a case where the light source side optical functional surface Pc is inclined so that the normal line of the side optical functional surface Pc is directed inward in the direction perpendicular to the optical axis with respect to the normal line of the mother aspheric surface BAP (FIG. 8). As shown in FIG. 8, it is preferable that the light source side optical functional surface Pc is inclined because the transmittance of the light beam having the wavelength λ2 and the transmittance of the light beam having the wavelength λ3 can be improved. The optical function surface Pd on the optical disc side may or may not be inclined with respect to the mother aspheric surface BAP. By tilting the optical disc side optical functional surface Pd with respect to the mother aspheric surface, the diffraction efficiency of the second light beam can be mainly changed.

1つの光学機能面を挟む2つの段差面のうち、一方の段差面の光軸方向の長さと、他方の段差面の光軸方向の長さとが、0.44μm以下の範囲で異なると好ましい。このような構成にすることで、第1回折構造の光源側光学機能面を、光軸からの距離が光源側光学機能面と等しい中心領域の母非球面に対して傾けることが可能となる。図7の例で、1つの光源側光学機能面Pcを挟む2つの段差面のうち、一方の段差面Paの光軸方向の長さをL1、他方の段差面Pbの光軸方向の長さをL2とすると、以下の式が成立する。尚、近似的にはL=(L1+L2)/2とできる。
0μm<│L1−L2│≦0.44μm
Of the two step surfaces sandwiching one optical function surface, the length in the optical axis direction of one step surface and the length in the optical axis direction of the other step surface are preferably different within a range of 0.44 μm or less. With such a configuration, the light source side optical functional surface of the first diffractive structure can be tilted with respect to the mother aspherical surface of the central region whose distance from the optical axis is equal to the light source side optical functional surface. In the example of FIG. 7, of two step surfaces sandwiching one light source side optical functional surface Pc, the length in the optical axis direction of one step surface Pa is L1, and the length in the optical axis direction of the other step surface Pb. When L2 is L2, the following formula is established. Note that L = (L1 + L2) / 2 can be approximated.
0 μm <| L1-L2 | ≦ 0.44 μm

波長λ1の光束における光軸直交方向の光の透過率分布をとったとき、その透過率は中心領域内においては光軸から離れるに連れて漸次減少し、且つ中心領域から周辺領域にかけて不連続的に増大する場合、本発明の条件式(1)を満たすことによる効果が顕著となるためと好ましい。図6において、縦軸に波長λ1の光束の透過率を取り、横軸に光軸からの高さをとったとき、実線は本発明の一例として、条件式(1)を満たし、且つ光源側光学機能面を母非球面に対して傾けた回折構造を中心領域に形成した対物光学素子に関するものであり、一点鎖線は、比較例として、L=3.6μmとし、且つ光源側光学機能面を母非球面に等しくした回折構造を中心領域に形成した対物光学素子に関するものである。尚、本発明において波長λ1の光束が周辺領域に最も近い中心領域を通過した時の光の透過率と、波長λ1の光束が中心領域に最も近い周辺領域を通過した時の光の透過率との差δは20%以上である。25%以上である場合に本発明の効果がより顕著となる。40%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましい。即ち、図6における実線部についても、中心領域と周辺領域において光の透過率の差δは20%以上である。   When the light transmittance distribution in the direction orthogonal to the optical axis of the light flux with wavelength λ1 is taken, the transmittance gradually decreases in the central region as it moves away from the optical axis, and is discontinuous from the central region to the peripheral region. In the case where it increases, the effect of satisfying conditional expression (1) of the present invention becomes remarkable, which is preferable. In FIG. 6, when the transmittance of the light beam having the wavelength λ1 is taken on the vertical axis and the height from the optical axis is taken on the horizontal axis, the solid line satisfies the conditional expression (1) as an example of the present invention, and the light source side The present invention relates to an objective optical element in which a diffractive structure whose optical function surface is tilted with respect to the mother aspheric surface is formed in the central region. The dot-and-dash line is L = 3.6 μm as a comparative example, and the light source side optical function surface is The present invention relates to an objective optical element in which a diffractive structure equal to a mother aspheric surface is formed in a central region. In the present invention, the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the central region closest to the peripheral region, and the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the peripheral region closest to the central region. The difference δ is 20% or more. The effect of this invention becomes more remarkable when it is 25% or more. It is preferably 40% or less, and more preferably 30% or less. That is, also in the solid line portion in FIG. 6, the difference in light transmittance δ between the central region and the peripheral region is 20% or more.

図6を参照するに、比較例も実施例も、波長λ1の透過率は中心領域内においては光軸から離れるに連れて漸次減少し、且つ中心領域から周辺領域にかけて不連続的に増大しているが、比較例の場合、周辺領域に向かうに連れて、段差面の影の影響で透過率が2次曲線的に減少するのに対し、本発明では、光軸付近では、波長λ1の光束の透過率は低いが、周辺領域に近づいても透過率の減少度合いが低いので、トータルでは十分な光量を確保できると共に、中心領域と周辺領域との透過率変化を小さく抑えることができるので、超解像現象を抑制することができる。   Referring to FIG. 6, in both the comparative example and the example, the transmittance at the wavelength λ1 gradually decreases as the distance from the optical axis increases in the central region, and increases discontinuously from the central region to the peripheral region. However, in the case of the comparative example, the transmittance decreases in a quadratic curve due to the shadow of the step surface as it goes to the peripheral region, whereas in the present invention, the light flux having the wavelength λ1 is near the optical axis. However, since the degree of decrease in transmittance is low even when approaching the peripheral area, the total amount of light can be secured and the change in the transmittance between the central area and the peripheral area can be kept small. Super-resolution phenomenon can be suppressed.

第1回折構造を波長λ1の光束が通過したときに、0次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生し、第1回折構造を波長λ3の光束が通過したときに、m(mは0以外の整数)次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生すると好ましい。又、第1回折構造を前記波長λ2の光束が通過したときに、0次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生すると好ましい。ここで、0次回折光とは透過光を意味する。好ましくは、第1回折構造を波長λ1の光束が通過したときに、0次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生し、第1回折構造を波長λ2の光束が通過したときに、0次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生し、第1回折構造を波長λ3の光束が通過したときに、+1次回折光及び−1次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生する構造である。   When the light beam having the wavelength λ1 passes through the first diffractive structure, the 0th-order diffracted light is generated more than the diffracted light of other orders, and when the light beam having the wavelength λ3 passes through the first diffractive structure, m (M is an integer other than 0) It is preferable that the most diffracted light is generated as compared with diffracted light of other orders. In addition, it is preferable that when the light beam having the wavelength λ2 passes through the first diffractive structure, the 0th-order diffracted light is generated most as compared with other orders of diffracted light. Here, zero-order diffracted light means transmitted light. Preferably, when the light beam having the wavelength λ1 passes through the first diffractive structure, the 0th-order diffracted light is generated more than the diffracted light of other orders, and the light beam having the wavelength λ2 passes through the first diffractive structure. In addition, when the 0th-order diffracted light is generated most in comparison with other orders of diffracted light and the light beam having the wavelength λ3 passes through the first diffractive structure, the + 1st order diffracted light and the −1st order diffracted light are diffracted at other orders It is the most frequently generated structure compared to light.

以下、第2回折構造について説明する。第2回折構造は、ブレーズ型もしくは3レベル以上の階段型構造であることが好ましい。このような構造とすることにより、中心領域の中心回折構造と周辺領域の周辺回折構造との構造が異なるため、中心領域と周辺領域との境界で透過率が不連続に変化しやすくなる。そのため、条件式(1)を満たすことによる本発明の効果がより顕著となる。より好ましくは、第2回折構造が、ブレーズ型の2/1/1の回折構造であることであるか、第2回折構造が、5レベルの階段型構造であって、第1光束に対して0次回折光を最も多く発生させ、第2光束に対して1次回折光を最も多く発生させ、第3光束に対して0次回折光を最も多く発生させるような構造が好ましい例として挙げられる。   Hereinafter, the second diffractive structure will be described. The second diffractive structure is preferably a blaze type or a step type structure of three or more levels. By adopting such a structure, the central diffractive structure in the central region and the peripheral diffractive structure in the peripheral region are different from each other, so that the transmittance easily changes discontinuously at the boundary between the central region and the peripheral region. Therefore, the effect of the present invention by satisfying conditional expression (1) becomes more remarkable. More preferably, the second diffractive structure is a blazed 2/1/1 diffractive structure, or the second diffractive structure is a five-level step-type structure, A preferred example is a structure that generates the most 0th-order diffracted light, generates the most 1st-order diffracted light with respect to the second light flux, and generates the most 0th-order diffracted light with respect to the third light flux.

第2回折構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、対物光学素子の光軸を含む複数の輪帯の断面の形状は、光軸方向に延在する円筒状の段差面と、段差面に交差する方向に延在する光学機能面とを交互に組み合わせてなり、第2回折構造に最も近い第1回折構造の段差面の光軸方向長さをA、第1回折構造に最も近い第2回折構造の段差面の光軸方向長さをBとしたときに、以下の条件式を満たすと好ましい。
0.65 ≦ B/A ≦ 1 (2)
The second diffractive structure includes a plurality of concentric annular zones centered on the optical axis, and a cross-sectional shape of the plurality of annular zones including the optical axis of the objective optical element is a cylindrical shape extending in the optical axis direction. The step surface and the optical functional surface extending in the direction intersecting the step surface are alternately combined, and the length in the optical axis direction of the step surface of the first diffractive structure closest to the second diffractive structure is A, first. When the length in the optical axis direction of the step surface of the second diffractive structure closest to the diffractive structure is B, it is preferable that the following conditional expression is satisfied.
0.65 ≦ B / A ≦ 1 (2)

条件式(2)を満たすような、中心領域と周辺領域とで、急激に段差面の光軸方向長さが変化するような対物光学素子においては、中心領域から周辺領域にかけて光の透過率が不連続的に増大しやすい傾向があるため、影の効果を低減できる本発明によって、光の透過率の不連続的な増大の幅を低減でき、本発明の効果がより顕著なものとなる。ここで、A
は、第2回折構造に最も近い第1回折構造の段差面の光軸方向長さLであり、Bは、第2回折構造がブレーズ型の回折構造の場合、図2(a)に示す段差量Bをいい、第2回折構造が階段型の回折構造の場合、図2(c)に示す段差量Bをいうものとする。特に、第2回折構造が2/1/1の回折構造であるか、第2回折構造が、5レベルの階段型構造であって、第1光束に対して0次回折光を最も多く発生させ、第2光束に対して1次回折光を最も多く発生させ、第3光束に対して0次回折光を最も多く発生させるような構造である場合、本発明が有効である。
In an objective optical element in which the length in the optical axis direction of the step surface changes abruptly between the central region and the peripheral region that satisfies the conditional expression (2), the light transmittance is from the central region to the peripheral region. Since there is a tendency to increase discontinuously, the present invention that can reduce the shadow effect can reduce the width of the discontinuous increase in light transmittance, and the effect of the present invention becomes more remarkable. Where A
Is the length L in the optical axis direction of the step surface of the first diffractive structure closest to the second diffractive structure, and B is the step shown in FIG. 2A when the second diffractive structure is a blazed diffractive structure. When the second diffractive structure is a staircase type diffractive structure, the step amount B shown in FIG. In particular, the second diffractive structure is a 2/1/1 diffractive structure, or the second diffractive structure is a five-level stepped structure, and generates the most 0th-order diffracted light with respect to the first light flux, The present invention is effective when the first-order diffracted light is generated most for the second light beam and the 0-order diffracted light is generated most for the third light beam.

第2回折構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、対物光学素子の光軸を含む複数の輪帯の断面の形状は、光軸に平行に延在する円筒状の段差面と、段差面に交差する方向に延在する光学機能面とを交互に組み合わせてなり、第2回折構造に最も近い第1回折構造の輪帯ピッチをα(図2(d)のP)、第1回折構造に最も近い第2回折構造の輪帯ピッチをβ(図2(a)又は(c)のP)としたときに、以下の条件式を満たすと好ましい。
5 ≦ β/α ≦ 10 (3)
The second diffractive structure includes a plurality of concentric annular zones centered on the optical axis, and the cross-sectional shape of the plurality of annular zones including the optical axis of the objective optical element is a cylindrical shape extending in parallel to the optical axis Of the first diffractive structure closest to the second diffractive structure and α (see FIG. 2 (d)) by alternately combining the step surface and the optical functional surface extending in the direction intersecting the step surface. P) When the annular zone pitch of the second diffractive structure closest to the first diffractive structure is β (P in FIG. 2A or 2C), it is preferable that the following conditional expression is satisfied.
5 ≦ β / α ≦ 10 (3)

条件式(3)を満たすような、中心領域と周辺領域とで、急激に輪帯ピッチが変化するような対物光学素子においては、中心領域から周辺領域にかけて光の透過率が不連続的に増大しやすい傾向があるため、影の効果を低減できる本発明によって、光の透過率の不連続的な増大の幅を低減でき、本発明の効果がより顕著なものとなる。ここで、輪帯ピッチとは、図2に示す値Pを指す。特に、第2回折構造が2/1/1の回折構造であるか、第2回折構造が、5レベルの階段型構造であって、第1光束に対して0次回折光を最も多く発生させ、第2光束に対して1次回折光を最も多く発生させ、第3光束に対して0次回折光を最も多く発生させるような構造である場合、本発明が有効である。   In an objective optical element in which the annular zone pitch changes suddenly between the central region and the peripheral region that satisfies the conditional expression (3), the light transmittance increases discontinuously from the central region to the peripheral region. Therefore, according to the present invention that can reduce the shadow effect, the width of the discontinuous increase in light transmittance can be reduced, and the effect of the present invention becomes more remarkable. Here, the zone pitch refers to the value P shown in FIG. In particular, the second diffractive structure is a 2/1/1 diffractive structure, or the second diffractive structure is a five-level stepped structure, and generates the most 0th-order diffracted light with respect to the first light flux, The present invention is effective when the first-order diffracted light is generated most for the second light beam and the 0-order diffracted light is generated most for the third light beam.

第1回折構造の輪帯ピッチは、光軸から離れるに連れて漸次小さくなっており、最も光軸寄りの輪帯ピッチをX(図2(d)のP)、最も周辺領域寄りの輪帯ピッチをY(図2(d)のP)としたときに、以下の条件式を満たすと好ましい。
Y/X ≦ 0.05 (4)
The annular zone pitch of the first diffractive structure gradually decreases as the distance from the optical axis increases, and the annular zone pitch closest to the optical axis is X (P in FIG. 2 (d)), and the annular zone closest to the peripheral region. When the pitch is Y (P in FIG. 2D), it is preferable that the following conditional expression is satisfied.
Y / X ≦ 0.05 (4)

条件式(4)を満たすような、中心領域において第1回折構造の輪帯ピッチが漸次小さくなっていくような対物光学素子においては、第2回折構造においてピッチが急変し、中心領域から周辺領域にかけて光の透過率が不連続的に増大しやすい傾向があるため、影の効果を低減できる本発明によって、光の透過率の不連続的な増大の幅を低減でき、本発明の効果がより顕著なものとなる。   In an objective optical element in which the annular pitch of the first diffractive structure gradually decreases in the central region that satisfies the conditional expression (4), the pitch changes suddenly in the second diffractive structure, and the central region to the peripheral region. Since the light transmittance tends to increase discontinuously over time, the present invention that can reduce the shadow effect can reduce the width of the light transmittance discontinuous increase, and the effect of the present invention can be further improved. It will be remarkable.

尚、光軸付近の第1回折構造は、条件式(1)を満たさず、周辺構造に近い第1回折構造が、条件式(1)を満たすようにしても良い。具体的には、図6に示すグラフにおいて、中心領域内で、光学機能面を傾けた透過率(実線)と、傾けない透過率(一点鎖線)とが交わる光軸方向の高さをHとすると、「光軸付近」とは、0〜Hの高さに相当し、「周辺構造に近い」とは、H以上の高さに相当することができる。このような構造とすることで、光軸付近の第1回折構造は第1光束に対して高い透過率を保ちつつ、一方で、周辺領域に近い第1回折構造においては、中心領域と周辺領域の境界における第1光束の透過率のギャップも低減できるため、好ましい。   The first diffractive structure near the optical axis may not satisfy the conditional expression (1), and the first diffractive structure close to the peripheral structure may satisfy the conditional expression (1). Specifically, in the graph shown in FIG. 6, H is the height in the optical axis direction at which the transmittance (solid line) with the tilted optical function surface and the transmittance without tilting (the one-dot chain line) intersect in the central region. Then, “near the optical axis” corresponds to a height of 0 to H, and “close to the peripheral structure” can correspond to a height equal to or higher than H. By adopting such a structure, the first diffractive structure near the optical axis maintains a high transmittance with respect to the first light beam, while the first diffractive structure close to the peripheral area has a central region and a peripheral region. This is preferable because the gap of the transmittance of the first light flux at the boundary can be reduced.

第1回折構造の光ディスク側光学機能面は、光軸からの距離が光ディスク側光学機能面と等しい中心領域の母非球面に対して傾いていていてもよい。第1回折構造の光軸方向断面を模式的に示す図9において、点線で示す母非球面BAPは、中心領域の母非球面を規定するものであり、例えば光ディスク側光学機能面Pdの中点(中点に限られず、対応する角部でも良い)を結ぶことで求めることができる。「光軸からの距離が光ディスク側光学機能面と等しい中心領域の母非球面に対して傾いている」とは、このような母非球面BAPを光ディスク側光学機能面Pdと重ねたときに、重ねた位置Pyでは、母非球面BAPと光ディスク側光学機能面Pdとが傾き角θd(≠0)で交わることをいう。このように光ディスク側光学機能面Pdを傾けることによって、波長λ1の第1光束の回折効率と、それ以外の波長の光束の回折効率とのバランスを変更することができる。特に第2光束の回折効率の調整に効果がある。尚、光源側光学機能面Pcと共に傾けても良い。   The optical disc side optical functional surface of the first diffractive structure may be inclined with respect to the mother aspherical surface in the central region whose distance from the optical axis is equal to the optical disc side optical functional surface. In FIG. 9 schematically showing a cross section in the optical axis direction of the first diffractive structure, a mother aspheric surface BAP indicated by a dotted line defines a mother aspheric surface in the central region. For example, the middle point of the optical function surface Pd on the optical disc side (It is not limited to the midpoint, and a corresponding corner may be used). “The distance from the optical axis is inclined with respect to the mother aspheric surface in the central region equal to the optical function surface on the optical disk side” means that such a mother aspheric surface BAP is superimposed on the optical function surface Pd on the optical disk side. In the superimposed position Py, the mother aspheric surface BAP and the optical disc side optical functional surface Pd intersect at an inclination angle θd (≠ 0). Thus, by tilting the optical function surface Pd on the optical disc side, the balance between the diffraction efficiency of the first light beam having the wavelength λ1 and the diffraction efficiency of the light beams having other wavelengths can be changed. This is particularly effective for adjusting the diffraction efficiency of the second light beam. In addition, you may incline with the light source side optical function surface Pc.

尚、光ディスク側光学機能面Pdの法線が、母非球面BAPの法線よりも光軸直交方向外側に向くように、光ディスク側光学機能面Pdが傾いている場合(図9)と、光ディスク側光学機能面Pdの法線が、母非球面BAPの法線よりも光軸直交方向内側に向くように、光ディスク側光学機能面Pdが傾いている場合(図10)とがある。図10に示すように、光ディスク側光学機能面Pdが傾いていると、波長λ2の光束の透過率や波長λ3の光束の透過率を向上できるので好ましい。   Note that the optical disc side optical functional surface Pd is inclined so that the normal line of the optical disc side optical functional surface Pd faces outward in the direction perpendicular to the optical axis with respect to the normal line of the base aspheric surface BAP (FIG. 9). In some cases, the optical disc side optical functional surface Pd is tilted so that the normal line of the side optical functional surface Pd is directed inward in the direction perpendicular to the optical axis with respect to the normal line of the base aspheric surface BAP (FIG. 10). As shown in FIG. 10, it is preferable that the optical disc-side optical functional surface Pd is inclined because the transmittance of the light beam having the wavelength λ2 and the transmittance of the light beam having the wavelength λ3 can be improved.

また、対物光学素子の中心領域に設けられた中心回折構造に加え、対物光学素子の周辺領域に周辺回折構造を設ける場合、対物光学素子の異なる光学面に設けてもよいが、同一の光学面に設けることが好ましい。同一の光学面に設けることにより、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、中心回折構造及び周辺回折構造は、対物光学素子の光ディスク側の面よりも、対物光学素子の光源側の面に設けられることが好ましい。   In addition to the central diffractive structure provided in the central region of the objective optical element, when the peripheral diffractive structure is provided in the peripheral region of the objective optical element, it may be provided on different optical surfaces of the objective optical element, but the same optical surface It is preferable to provide in. Providing them on the same optical surface is preferable because it makes it possible to reduce eccentricity errors during manufacturing. Further, it is preferable that the central diffractive structure and the peripheral diffractive structure are provided on the surface on the light source side of the objective optical element rather than the surface on the optical disc side of the objective optical element.

対物光学素子は、中心回折構造が設けられた中心領域を通過する第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。好ましくは、対物光学素子は、中心回折構造が設けられた中心領域を通過する第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、対物光学素子は、中心回折構造が設けられた中心領域を通過する第2光束を、第2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。さらに、対物光学素子は、中心回折構造が設けられた中心領域を通過する第3光束を、第3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、対物光学素子が、第1光ディスク、第3光ディスクに加えて、第2光ディスクにも対応するものである場合であって、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が異なる場合、中心回折構造は、中心回折構造を通過する第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、中心回折構造は、中心回折構造を通過した第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 optical element condenses the first light beam, the second light beam, and the third light beam that pass through the central region in which the central diffractive structure is provided so as to form a condensing spot. Preferably, the objective optical element condenses the first light beam passing through the central region provided with the central diffraction structure so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the first optical disc. The objective optical element condenses the second light flux that passes through the central region provided with the central diffractive structure so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the second optical disc. Further, the objective optical element condenses the third light flux that passes through the central region provided with the central diffraction structure so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the third optical disc. The objective optical element corresponds to the second optical disc in addition to the first optical disc and the third optical disc, and the thickness t1 of the protective substrate of the first optical disc and the protective substrate of the second optical disc. When the thickness t2 of the first optical disc is different, the central diffractive structure has a thickness t1 of the protective substrate of the first optical disc and a thickness of the protective substrate of the second optical disc with respect to the first light flux and the second light flux passing through the central diffractive structure. It is preferable to correct spherical aberration generated due to a difference in t2 and / or spherical aberration generated due to a difference in wavelength between the first light flux and the second light flux. Further, the central diffractive structure is generated due to the difference between the thickness t1 of the protective substrate of the first optical disc and the thickness t3 of the protective substrate of the third optical disc with respect to the first light flux and the third light flux that have passed through the central diffractive structure. It is preferable to correct spherical aberration that occurs and / or spherical aberration that occurs due to a difference in wavelength between the first light flux and the third light flux.

また、対物光学素子は、対物光学素子に周辺回折構造が設けられた場合、これを用いて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。好ましくは、対物光学素子は、周辺回折構造が設けられた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、対物光学素子は、周辺回折構造が設けられた場合、これを用いて周辺領域を通過する第2光束を、第2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。また周辺回折構造は、周辺回折構造を通過する第1光束及び第2光束の波長の違いにより発生する色球面収差を補正することが好ましい。   Further, when the objective optical element is provided with a peripheral diffraction structure, the objective optical element condenses the first light beam and the second light beam that pass through the peripheral region so as to form a condensing spot, respectively. . Preferably, the objective optical element condenses the first light flux that passes through the peripheral region provided with the peripheral diffraction structure so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the first optical disc. In addition, when the objective optical element is provided with a peripheral diffraction structure, the second optical flux passing through the peripheral region can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the second optical disk using this. Condensate. In addition, it is preferable that the peripheral diffractive structure corrects chromatic spherical aberration caused by the difference in wavelength between the first light beam and the second light beam that pass through the peripheral diffractive structure.

また、好ましい態様として、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。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、対物光学素子に周辺回折構造が設けられた場合、これにより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。図4に示すように、対物光学素子を通過した第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SCN、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部SMD、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SOT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。但し、スポット中心部の周りにスポット中間部が存在せずスポット周辺部があるタイプ、即ち、集光スポットの周りに薄く光が大きなスポットを形成する場合も、そのスポット周辺部をフレアと呼ぶ。つまり、対物光学素子の周辺領域に設けられた周辺回折構造を通過した第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。   In addition, as a preferable aspect, there is an aspect in which the third light flux that has passed through the peripheral region is not used for recording and / or reproduction of the third optical disk. 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, when the objective optical element is provided with a peripheral diffraction structure, it is preferable that the third light beam passing through the peripheral region thereby forms a flare on the information recording surface of the third optical disk. As shown in FIG. 4, in the spot formed on the information recording surface of the third optical disc by the third light beam that has passed through the objective optical element, the light amount density is increased in the order from the optical axis side (or the spot center) to the outside. It has a high spot center portion SCN, a spot intermediate portion SMD having a light amount density lower than that of the spot center portion, and a spot peripheral portion SOT having a light amount density higher than that of the spot intermediate portion and lower than that of the spot center portion. 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. However, the spot peripheral portion is also referred to as flare even when a spot has a spot peripheral portion around the center portion of the spot and there is a spot peripheral portion, that is, when a light spot with a large light is formed around the condensed spot. That is, the third light flux that has passed through the peripheral diffraction structure provided in the peripheral region of the objective optical element forms a spot peripheral portion on the information recording surface of the third optical disc.

また、最周辺領域を有する場合の好ましい態様として、最周辺領域を通過した第1光束は、第1光ディスクの記録及び/又は再生に用いられ、最周辺領域を通過した第2光束及び第3光束は、第2光ディスク及び第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、対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子の最周辺領域を通過する第2光束及び第3光束は、第2光ディスク及び第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、対物光学素子の最周辺領域を通過した第2光束及び第3光束は、第2光ディスク及び第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。   Moreover, as a preferable aspect in the case of having the outermost peripheral area, the first light flux that has passed through the outermost peripheral area is used for recording and / or reproduction of the first optical disc, and the second and third light fluxes that have passed through the outermost peripheral area. Includes an aspect that is not used for recording and / or reproduction of the second optical disc and the third optical disc. 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 optical element has the outermost peripheral region, the second light flux and the third light flux that pass through the outermost peripheral area of the objective optical element form a flare on the information recording surfaces of the second optical disc and the third optical disc. Is preferred. In other words, the second light flux and the third light flux that have passed through the most peripheral area of the objective optical element preferably form a spot peripheral portion on the information recording surfaces of the second optical disc and the third optical disc.

最周辺領域が最周辺回折構造を有する場合、最周辺回折構造が、最周辺回折構造を通過した第1光束に対して、第1光源の波長の僅かな変動によって発生するスフェロクロマティズム(色球面収差)を補正するようにしてもよい。波長の僅かな変動とは、±10nm以内の変動を指す。例えば、第1光束が波長λ1より±5nm変化した際に、最周辺領域回折構造によって、最周辺領域を通過した第1光束の球面収差の変動を補償し、第1光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が0.001λ2rms以上、0.070λ2rms以下となるようにすることが好ましい。   When the most peripheral region has the most peripheral diffractive structure, the most peripheral diffractive structure causes spherochromatism (color) generated by a slight variation in the wavelength of the first light source with respect to the first light flux that has passed through the most peripheral diffractive structure. (Spherical aberration) may be corrected. A slight change in wavelength refers to a change within ± 10 nm. For example, when the first light beam changes by ± 5 nm from the wavelength λ1, the most peripheral region diffraction structure compensates for the variation in spherical aberration of the first light beam that has passed through the most peripheral region, and on the information recording surface of the first optical disc. It is preferable that the change amount of the wavefront aberration is 0.001λ2 rms or more and 0.070λ2 rms or less.

なお、第1の回折構造と第4の回折構造を重ね併せて中心回折構造を形成することにより、中心回折構造を通過した第1光束、第2光束、第3光束全ての出射光の方向を異ならせることが可能となるため、第1光束、第2光束、第3光束の全ての光束が同じ結像倍率(例えば、全て平行光束)で対物光学素子に入射したとしても、異なる種類の光ディスクを用いていることに起因して発生する収差を補正でき、互換が可能となる。好ましい第4回折構造は、ブレーズ型の2/1/1回折構造である。   In addition, by superimposing the first diffractive structure and the fourth diffractive structure to form the central diffractive structure, the directions of the emitted light of all of the first light flux, the second light flux, and the third light flux that have passed through the central diffractive structure are changed. Since the first light beam, the second light beam, and the third light beam all enter the objective optical element with the same imaging magnification (for example, all parallel light beams), different types of optical disks can be used. It is possible to correct the aberration caused by using the lens and to make it compatible. A preferred fourth diffractive structure is a blazed 2/1/1 diffractive structure.

対物光学素子がプラスチックレンズである場合、温度特性補正用構造として第7回折構造を、第1の回折構造又は第1の回折構造及び第4の回折構造にさらに重ねたものを中心回折構造としてもよい。具体的には、第7回折構造の光軸方向の段差量は、第1光束に対して第1波長の略10波長分の光路差を与え、第2光束に対して第2波長の略6波長分の光路差を与え、第3光束に対して第3波長の略5波長分の光路差を与えるような段差量、又は、第1光束に対して第1波長の略2波長分の光路差を与え、第2光束に対して第2波長の略1波長分の光路差を与え、第3光束に対して第3波長の略1波長分の光路差を与えるような段差量である事が好ましい。   When the objective optical element is a plastic lens, the seventh diffractive structure may be used as the temperature characteristic correcting structure, and the first diffractive structure or the first diffractive structure and the fourth diffractive structure may be further overlapped as the central diffractive structure. Good. Specifically, the step amount in the optical axis direction of the seventh diffractive structure gives an optical path difference of about 10 wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and about 6 of the second wavelength to the second light flux. A step amount that gives an optical path difference corresponding to the wavelength and gives an optical path difference equivalent to approximately 5 wavelengths of the third wavelength to the third light flux, or an optical path corresponding to approximately 2 wavelengths of the first wavelength relative to the first light flux. The difference in level is such that a difference is given, an optical path difference of about one wavelength of the second wavelength is given to the second light flux, and an optical path difference of about one wavelength of the third wavelength is given to the third light flux. Is preferred.

前述したように、段差量は大きすぎない方が好ましい。回折構造を複数重ね合わせて得た回折構造のある輪帯の段差量が基準の値より高い場合、輪帯の段差量を10・λ1/(n−1)(μm)だけ低くすることにより、光学性能に影響を及ぼすことなく、大きすぎる段差量を減らすことが可能となる。なお、基準の値としては、任意の値を設定する事ができるが、10・λ1/(n−1)(μm)を基準値とする事が好ましい。   As described above, it is preferable that the level difference is not too large. When the level difference of the annular zone with the diffraction structure obtained by superimposing a plurality of diffraction structures is higher than the reference value, by reducing the level difference of the annular zone by 10 · λ1 / (n−1) (μm), It is possible to reduce an excessively large step amount without affecting the optical performance. An arbitrary value can be set as the reference value, but 10 · λ1 / (n−1) (μm) is preferably used as the reference value.

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、中心回折構造の全ての輪帯において、(段差量/レベル幅)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、全ての回折構造の全ての輪帯において、(段差量/レベル幅)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, it is preferable that the value of (step amount / level width) is 1 or less in all ring zones of the central diffractive structure. It is 8 or less. More preferably, the value of (step amount / level width) is preferably 1 or less, and more preferably 0.8 or less, in all annular zones of all diffractive 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光学素子の像側開口数を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光学素子の像側開口数を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光学素子の像側開口数をNA3(NA2>NA3)とする。NA1は、0.6以上、0.9以下であることが好ましく、より好ましくは、0.7以上、0.9以下である。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又は0.65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 optical element necessary for reproducing and / or recording information on the first optical disk is NA1, and the objective optical necessary for reproducing and / or recording information on the second optical disk is NA1. The image side numerical aperture of the element is NA2 (NA1 ≧ NA2), and the image side numerical aperture of the objective optical element necessary for reproducing and / or recording information on the third optical disk is NA3 (NA2> NA3). . NA1 is preferably 0.6 or more and 0.9 or less, and more preferably 0.7 or more and 0.9 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 or 0.65. NA3 is preferably 0.4 or more and 0.55 or less. In particular, NA3 is preferably 0.45 or 0.53.

対物光学素子の中心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、対物光学素子の中心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、対物光学素子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、対物光学素子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。   The boundary between the central region and the peripheral region of the objective optical element is 0.9 · NA 3 or more and 1.2 · NA 3 or less (more preferably 0.95 · NA 3 or more, 1.15 · It is preferably formed in a portion corresponding to the range of NA3 or less. More preferably, the boundary between the central region and the peripheral region of the objective optical element is formed in a portion corresponding to NA3. The boundary between the peripheral area and the most peripheral area of the objective optical element is 0.9 · NA 2 or more and 1.2 · NA 2 or less (more preferably 0.95 · NA 2 or more, 1) when the second light beam is used. .15 · NA2 or less) is preferable. More preferably, the boundary between the peripheral region and the most peripheral region of the objective optical element is formed in a portion corresponding to NA2.

対物光学素子を通過した第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。   When the third light beam that has passed through the objective optical element is condensed on the information recording surface of the third optical disk, 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.

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、対物光学素子を通過した第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。   Further, when spherical aberration is continuous and does not have a discontinuous portion, and the third light flux that has passed through the objective optical element is condensed on the information recording surface of the third optical disk, NA2 It is preferable that the absolute value of the longitudinal 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.

また、光ピックアップ装置の用途に応じて、中心領域の各波長に対する回折効率を適宜設定可能である。例えば、第1光ディスクに対して記録及び再生を行い、第2、第3光ディスクに対して再生のみ行う光ピックアップ装置の場合には、中心領域及び/又は周辺領域の回折効率を、第1光束を重視して設定するのが好ましい。一方、第1光ディスクに対して再生のみを行い、第2、第3光ディスクに対して記録及び再生を行う光ピックアップ装置の場合には、中心領域の回折効率を、第2、第3光束を重視して設定し、周辺領域の回折効率を第2光束を重視して設定するのが好ましい。   Also, the diffraction efficiency for each wavelength in the central region can be set as appropriate according to the use of the optical pickup device. For example, in the case of an optical pickup device that performs recording and reproduction on the first optical disc and only reproduction on the second and third optical discs, the diffraction efficiency of the central region and / or the peripheral region is expressed as the first luminous flux. It is preferable to set with emphasis. On the other hand, in the case of an optical pickup device that performs only reproduction with respect to the first optical disc and performs recording and reproduction with respect to the second and third optical discs, the second and third light fluxes are emphasized with respect to the diffraction efficiency of the central region. It is preferable to set the diffraction efficiency of the peripheral region with the second light flux as important.

何れの場合でも、下記条件式(10)を満たすようにすることで、各領域の面積加重平均により計算される第1光束の回折効率を高く確保することが可能となる。   In any case, by satisfying the following conditional expression (10), it is possible to ensure high diffraction efficiency of the first light flux calculated by the area weighted average of each region.

η11≦η21 (10)
但し、η11は中心領域における第1光束の回折効率を表し、η21は周辺領域における第1光束の回折効率を表す。なお、中心領域の回折効率を第2、第3波長の光束重視とした場合には、中心領域の第1光束の回折効率は低くなるが、第1光ディスクの開口数が第3光ディスクの開口数に比べて大きい場合は、第1光束の有効径全体で考えると中心領域の回折効率低下はそれほど大きな影響を与えない。
η11 ≦ η21 (10)
However, η11 represents the diffraction efficiency of the first light flux in the central region, and η21 represents the diffraction efficiency of the first light flux in the peripheral region. When the diffraction efficiency of the central region is focused on the light fluxes of the second and third wavelengths, the diffraction efficiency of the first light flux in the central region is low, but the numerical aperture of the first optical disc is the numerical aperture of the third optical disc. If it is larger than, the lowering of the diffraction efficiency in the central region does not have a significant effect when considering the entire effective diameter of the first light flux.

なお、本明細書における回折効率は、以下のように定義することができる。
[1]同一の焦点距離、レンズ厚さ、開口数を有し、同一の材料で形成され、中央及び周辺回折構造が形成されない対物光学素子の透過率を、中心領域、周辺領域に分けて測定する。この際、中心領域の透過率は、周辺領域に入射する光束を遮断して測定し、周辺領域の透過率は中心領域に入射する光束を遮断して測定する。
[2]中央及び周辺回折構造を有する対物光学素子の透過率を、中心領域と周辺領域に分けて測定する。
[3]上記[2]の結果を[1]の結果で割った値を各領域の回折効率とする。
In addition, the diffraction efficiency in this specification can be defined as follows.
[1] Measure the transmittance of an objective optical element that has the same focal length, lens thickness, and numerical aperture, is formed of the same material, and has no central and peripheral diffractive structures, divided into a central region and a peripheral region. To do. At this time, the transmittance of the central region is measured by blocking the light beam incident on the peripheral region, and the transmittance of the peripheral region is measured by blocking the light beam incident on the central region.
[2] The transmittance of the objective optical element having the central and peripheral diffraction structures is measured separately for the central region and the peripheral region.
[3] The value obtained by dividing the result of [2] by the result of [1] is the diffraction efficiency of each region.

また、第1光束乃至第3光束の何れか二つの光束の光利用効率が70%以上であって、残りの一つの光束の光利用効率を30%以上、70%以下にするようにしてもよい。残りの一つの光束の光利用効率を40%以上、60%以下にするようにしてもよい。この場合、光利用効率を30%以上、70%以下(または40%以上、60%以下)とする光束は、第3光束であることが好ましい。   The light utilization efficiency of any two of the first to third light fluxes is 70% or more, and the light utilization efficiency of the remaining one light flux is 30% or more and 70% or less. Good. The light utilization efficiency of the remaining one light beam may be 40% or more and 60% or less. In this case, it is preferable that the light beam having the light use efficiency of 30% or more and 70% or less (or 40% or more and 60% or less) is the third light beam.

なお、ここでいう光利用効率とは、中心領域回折構造が形成された対物光学素子(周辺領域回折構造及び最周辺領域回折構造が形成されていてもよい)により光ディスクの情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をLAとし、同一の材料から形成され、且つ、同一の焦点距離、軸上厚さ、開口数、波面収差を有し、中心領域回折構造、周辺領域回折構造及び最周辺領域回折構造が形成されない対物光学素子により、光情報記録媒体の情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をLBとしたとき、LA/LBにより算出するものとする。なお、ここでいうエアリーディスクとは、集光スポットの光軸を中心とする半径r'の円をいう。r'=0.61・λ/NAで表される。   The light utilization efficiency here is formed on the information recording surface of the optical disc by an objective optical element having a central region diffractive structure (the peripheral region diffractive structure and the most peripheral region diffractive structure may be formed). The light amount of the focused light spot in the Airy disk is LA, which is formed from the same material and has the same focal length, axial thickness, numerical aperture, and wavefront aberration. When the amount of light in the Airy disk of the focused spot formed on the information recording surface of the optical information recording medium is LB by the objective optical element in which the diffractive structure and the most peripheral region diffractive structure are not formed, it is calculated by LA / LB. Shall. Here, the Airy disk refers to a circle having a radius r ′ centered on the optical axis of the focused spot. r ′ = 0.61 · λ / NA.

対物光学素子の第1光束における焦点距離をf1(mm)とし、対物光学素子の中心厚さをd(mm)とした際に、下記の式(11)を満たすことが好ましい。
0.7≦d/f1≦1.5 (11)
When the focal length of the first optical flux of the objective optical element is f1 (mm) and the center thickness of the objective optical element is d (mm), it is preferable that the following expression (11) is satisfied.
0.7 ≦ d / f1 ≦ 1.5 (11)

なお、下記の式(11)’を満たすことがより好ましい。
1.0≦d/f1≦1.3 (11)’
In addition, it is more preferable to satisfy | fill following formula (11) '.
1.0 ≦ d / f1 ≦ 1.3 (11) ′

上記構成により、回折構造のピッチを小さくすることなく、第3光ディスクとしてのCDのワーキングディスタンスを確保でき、対物光学素子の製造も容易にする事が出来、加えて、光の利用効率を高く維持することが可能となる。   With the above configuration, the working distance of the CD as the third optical disk can be secured without reducing the pitch of the diffractive structure, the objective optical element can be easily manufactured, and the light utilization efficiency is maintained high. It becomes possible to do.

また、以下の条件式を満たすことが好ましい。
2.1mm≦φ≦4.2mm
尚、Φは、第2光ディスク使用時の対物光学素子の有効径を表す。上記範囲を満たすことにより、第3光ディスクとしてのCDのワーキングディスタンスを実使用上問題ないレベルの距離を確保しつつ、例え、対物光学素子がプラスチックレンズであったとしても、温度変化時における収差変化を問題ないレベルに維持することができる。
Moreover, it is preferable to satisfy the following conditional expressions.
2.1mm ≦ φ ≦ 4.2mm
Φ represents the effective diameter of the objective optical element when the second optical disk is used. By satisfying the above range, the working distance of the CD as the third optical disk is secured at a distance that does not cause a problem in practical use, and even if the objective optical element is a plastic lens, the aberration changes when the temperature changes Can be maintained at a problem-free level.

第1光束、第2光束及び第3光束は、平行光として対物光学素子に入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物光学素子に入射してもよい。好ましくは、第1光束が対物光学素子に入射する時の、対物光学素子の結像倍率m1が、下記の式(12)を満たすことである。
−0.02<m1<0.02 (12)
The first light beam, the second light beam, and the third light beam may be incident on the objective optical element as parallel light, or may be incident on the objective optical element as divergent light or convergent light. Preferably, the imaging magnification m1 of the objective optical element when the first light beam enters the objective optical element satisfies the following expression (12).
−0.02 <m1 <0.02 (12)

一方で、第1光束を発散光として対物光学素子に入射する場合、第1光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の結像倍率m1が、下記の式(12')を満たすことが好ましい。
−0.10<m1<0.00 (12')
On the other hand, when the first light beam enters the objective optical element as diverging light, the imaging magnification m1 of the objective optical element when the first light beam enters the objective optical element satisfies the following expression (12 ′). It is preferable.
−0.10 <m1 <0.00 (12 ′)

また、第2光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、第2光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の結像倍率m2が、下記の式(13)を満たすことが好ましい。
−0.02<m2<0.02 (13)
When the second light beam is incident on the objective optical element as parallel light or substantially parallel light, the imaging magnification m2 of the objective optical element when the second light beam enters the objective optical element is expressed by the following equation (13). It is preferable to satisfy.
−0.02 <m2 <0.02 (13)

一方で、第2光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第2光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の結像倍率m2が、下記の式(13')を満たすことが好ましい。   On the other hand, when the second light flux is incident on the objective optical element as diverging light, the imaging magnification m2 of the objective optical element when the second light flux is incident on the objective optical element satisfies the following expression (13 ′). It is preferable.

−0.10<m2<0.00 (13')   −0.10 <m2 <0.00 (13 ′)

また、第3光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、第3光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の結像倍率m3が、下記の式(14)を満たすことが好ましい。第3光束が平行光である場合、トラッキングにおいて問題が発生しやすくなるが、本発明は第3光束が平行光であっても、良好なトラッキング特性を得ることを可能とし、3つの異なる光ディスクに対して記録及び/又は再生を適切に行う事を可能とする。
−0.02<m3<0.02 (14)
When the third light beam is incident on the objective optical element as parallel light or substantially parallel light, the imaging magnification m3 of the objective optical element when the third light beam is incident on the objective optical element is expressed by the following equation (14). It is preferable to satisfy. When the third light flux is parallel light, a problem easily occurs in tracking. However, even if the third light flux is parallel light, the present invention can obtain good tracking characteristics, and can be used for three different optical disks. On the other hand, recording and / or reproduction can be appropriately performed.
−0.02 <m3 <0.02 (14)

一方で、第3光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第3光束が対物光学素子へ入射する時の、対物光学素子の結像倍率m3が、下記の式(14')を満たすことが好ましい。
−0.10<m3<0.00 (14')
On the other hand, when the third light beam is incident on the objective optical element as diverging light, the imaging magnification m3 of the objective optical element when the third light beam enters the objective optical element satisfies the following formula (14 ′). It is preferable.
−0.10 <m3 <0.00 (14 ′)

また、第3光ディスクを用いる際の対物光学素子のワーキングディスタンス(WD)は、0.20mm以上、1.5mm以下であることが好ましい。好ましくは、0.3mm以上、1.20mm以下である。次に、第2光ディスクを用いる際の対物光学素子のWDは、0.4mm以上、1.3mm以下であることが好ましい。さらに、第1光ディスクを用いる際の対物光学素子のWDは、0.4mm以上、1.2mm以下であることが好ましい。   In addition, the working distance (WD) of the objective optical element when using the third optical disk is preferably 0.20 mm or more and 1.5 mm or less. Preferably, it is 0.3 mm or more and 1.20 mm or less. Next, the WD of the objective optical element when using the second optical disk is preferably 0.4 mm or more and 1.3 mm or less. Further, the WD of the objective optical element when using the first optical disk is preferably 0.4 mm or more and 1.2 mm or less.

本発明に係る光情報記録再生装置は、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有する。   An optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention includes an optical disc drive apparatus having the optical pickup device described above.

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ごと、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 disc drive apparatus main body in which the optical pickup device is stored is taken out to the outside.

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、透過率を高めることが出来、加工が容易であり、異なる光ディスクに対して適切に情報の記録/再生を行える対物光学素子及びそれを用いた光ピックアップ装置を提供することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to provide an objective optical element that can increase the transmittance, can be easily processed, and can appropriately record / reproduce information with respect to different optical disks, and an optical pickup device using the objective optical element. It becomes possible.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図5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. 5 is a diagram schematically showing a configuration of the optical pickup device 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、対物光学素子OBJ、絞りST、コリメートレンズCL偏光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波長λ1=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とを一体化したユニットMD1、レーザモジュールLM等を有する。   The optical pickup device PU1 emits a laser beam (first beam) having a wavelength of λ1 = 405 nm that is emitted when information is recorded / reproduced with respect to the objective optical element OBJ, aperture stop ST, collimator lens CL polarization dichroic prism PPS, BD. The unit includes a unit MD1, a laser module LM, and the like in which a first semiconductor laser LD1 (first light source) to be emitted and a first light receiving element PD1 that receives a reflected light beam from the information recording surface RL1 of the BD are integrated.

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波長λ2=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波長λ3=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 includes a second semiconductor laser EP1 (second light source) that emits a laser beam (second beam) having a wavelength λ2 = 658 nm and is emitted when information is recorded / reproduced with respect to a DVD, and a CD. A third semiconductor laser EP2 (third light source) that emits a laser beam (third beam) having a wavelength λ3 = 785 nm and is reflected from the information recording surface RL2 of the DVD. It has a second light receiving element DS1 that receives the light beam, a third light receiving element DS2 that receives the reflected light beam from the information recording surface RL3 of the CD, and a prism PS.

図1(a)及び(b)に示されるように、本実施の形態の対物光学素子OBJにおいて、光源側の非球面光学面に光軸を含む中心領域CNと、その周囲に配置された周辺領域MDと、更にその周囲に配置された最周辺領域OTとが、光軸を中心とする同心円状に形成されている。図示していないが、中心領域CNには第1回折構造と第4回折構造が重畳された中心回折構造が形成され、周辺領域MDには周辺回折構造が形成されている。また、最周辺領域OTには、回折構造が形成されているものと回折構造が形成されず屈折面のものとがある。第1回折構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、図7,8,10,11のいずれかに示すように、対物光学素子OBJの光軸を含む複数の輪帯の断面の形状は、光軸に平行に延在する複数の段差面と、隣接する前記段差面の光源側端同士を連結する光源側光学機能面と、隣接する前記段差面の光ディスク側端同士を連結する光ディスク側光学機能面とから形成され、前記光源側光学機能面と前記光ディスク側光学機能面とは、光軸に交差する方向に沿って交互に配置されており、波長λ1の光束が周辺領域に最も近い中心領域を通過した時の光の透過率は、波長λ1の光束が中心領域に最も近い周辺領域を通過した時の光の透過率に対して20%以上低くなっており、第1回折構造は、段差面の光軸方向の長さをLとしたときに、以下の条件式を満たす。
2μm < L <3μm (1)
As shown in FIGS. 1A and 1B, in the objective optical element OBJ of the present embodiment, a central region CN including the optical axis on the aspherical optical surface on the light source side, and a periphery disposed around the central region CN The region MD and the outermost peripheral region OT disposed around the region MD are formed concentrically around the optical axis. Although not shown, a central diffractive structure in which the first diffractive structure and the fourth diffractive structure are superimposed is formed in the central region CN, and a peripheral diffractive structure is formed in the peripheral region MD. The outermost peripheral region OT includes a diffractive structure formed and a diffractive structure formed without a diffractive structure. The first diffractive structure includes a plurality of concentric ring zones centered on the optical axis, and a plurality of rings including the optical axis of the objective optical element OBJ, as shown in any of FIGS. The shape of the cross section of the belt is such that a plurality of step surfaces extending in parallel to the optical axis, a light source side optical functional surface connecting the light source side ends of the adjacent step surfaces, and an optical disc side end of the adjacent step surface The light source side optical functional surface and the optical disc side optical functional surface are alternately arranged along the direction intersecting the optical axis, and the light flux having the wavelength λ1. When the light beam passes through the central region closest to the peripheral region, the light transmittance is 20% or more lower than the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the peripheral region closest to the central region. When the length of the step surface in the optical axis direction is L, In addition, the following conditional expression is satisfied.
2 μm <L <3 μm (1)

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、偏光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、図示しない1/4波長板により直線偏光から円偏光に変換され、絞りSTによりその光束径が規制され、対物光学素子OBJに入射する。ここで、対物光学素子OBJの中心領域と周辺領域と最周辺領域により集光された光束は、厚さ0.1mm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 is transmitted through the polarization dichroic prism PPS, converted into a parallel light beam by the collimator lens CL, and then straightened by a quarter wavelength plate (not shown). The polarized light is converted into circularly polarized light, the diameter of the light beam is regulated by the stop ST, and is incident on the objective optical element OBJ. Here, the light beam condensed by the central region, the peripheral region, and the most peripheral region of the objective optical element OBJ is a spot formed on the information recording surface RL1 of the BD via the protective substrate PL1 having a thickness of 0.1 mm. It becomes.

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、再び対物光学素子OBJ、絞りSTを透過した後、図示しない1/4波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、偏光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により対物光学素子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 again transmitted through the objective optical element OBJ and the aperture stop ST, and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a quarter wavelength plate (not shown), and by the collimating lens CL. A converged light beam is transmitted through the polarization dichroic prism PPS, and then converges on the light receiving surface of the first light receiving element PD1. Then, by using the output signal of the first light receiving element PD1 to focus or track the objective optical element OBJ by the biaxial actuator AC, information recorded on the BD can be read.

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、偏光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により平行光束とされた後、図示しない1/4波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物光学素子OBJに入射する。ここで、対物光学素子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, then reflected by the polarization dichroic prism PPS, converted into a parallel light beam by the collimator lens CL, and is not shown in the figure. The light is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the quarter wavelength plate and enters the objective optical element OBJ. Here, the light beam condensed by the central region and the peripheral region of the objective optical element OBJ (the light beam that has passed through the most peripheral region is flared and forms a spot peripheral part) is a protective substrate PL2 having a thickness of 0.6 mm. And the spot formed on the information recording surface RL2 of the DVD, forming the center of the spot.

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、再び対物光学素子OBJ、絞りSTを透過した後、図示しない1/4波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、偏光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 optical element OBJ and the aperture stop ST, and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a quarter wavelength plate (not shown), and by the collimating lens CL. After being reflected by the polarization dichroic prism PPS, after being reflected by the polarization dichroic prism PPS, it is reflected twice 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、偏光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により平行光束とされた後、図示しない1/4波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物光学素子OJTに入射する。ここで、対物光学素子OBJの中央領域により集光された(周辺領域及び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。   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 polarization dichroic prism PPS, converted into a parallel light beam by the collimator lens CL, and then shown in the figure. It is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the quarter wave plate that is not, and enters the objective optical element OJT. Here, the light beam condensed by the central region of the objective optical element OBJ (the light beam that has passed through the peripheral region and the most peripheral region is flared and forms a spot peripheral part) is a protective substrate PL3 having a thickness of 1.2 mm. And the spot formed on the information recording surface RL3 of the CD.

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、再び対物光学素子OBJ、絞りSTを透過した後、図示しない1/4波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、偏光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 transmitted again through the objective optical element OBJ and the aperture stop ST, and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a quarter wavelength plate (not shown), and by the collimating lens CL. After being reflected by the polarization dichroic prism PPS, after being reflected by the polarization dichroic prism PPS, it is reflected twice 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)
以下、上述した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。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、2.5×E−3)を用いて表す場合がある。また、対物光学素子の光学面は、それぞれ数1式に表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。
(Example)
Examples that can be used in the above-described embodiment will be described below. In the following (including lens data in the table), a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −3 ) may be expressed using E (for example, 2.5 × E−3). In addition, the optical surface of the objective optical element is formed as an aspherical surface that is symmetric about the optical axis and is defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Table 1 into Formula 1.

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、Aiは非球面係数、hは光軸からの高さ、rは近軸曲率半径である。   Here, X (h) is an axis in the optical axis direction (with the light traveling direction being positive), κ is a conical coefficient, Ai is an aspherical coefficient, h is a height from the optical axis, and r is a paraxial radius of curvature. It is.

また、回折構造を用いた実施例の場合、その回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路差は、数2式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。   Further, in the case of the embodiment using the diffractive structure, the optical path difference given to the light flux of each wavelength by the diffractive structure is defined by an equation in which the coefficient shown in the table is substituted into the optical path difference function of Formula 2. .

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、Ci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 C i is the coefficient of the optical path difference function.

表1に実施例1のレンズデータを示す。実施例1において、中心領域の中心回折構造は、2レベルの階段型の第1回折構造と、ブレーズ型の2/1/1回折構造である第4回折構造とを重畳している。第1回折構造に第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、0次回折光が最大の回折光量を有し、第2回折構造に第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、0次回折光が最大の回折光量を有し、第2回折構造に第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、±1次回折光が最大の回折光量を有する。第4回折構造に第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、2次回折光が最大の回折光量を有し、第1回折構造に第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、1次回折光が最大の回折光量を有し、第1回折構造に第3光束が入射した場合に発生する回折光のうち、1次回折光が最大の回折光量を有する。一方、周辺領域の周辺回折構造は、5ステップの階段型の第2回折構造を有している。第2回折構造に第1光束が入射した場合に発生する回折光のうち、0次回折光が最大の回折光量を有し、第2周辺領域回折構造に第2光束が入射した場合に発生する回折光のうち、1次回折光が最大の回折光量を有する。本実施例では波長λ1=405nmの光束が周辺領域に最も近い中心領域を通過した時の光の透過率が、波長λ1の光束が中心領域に最も近い周辺領域を通過した時の光の透過率に対して28%低くなっており、またL=2.2μmである。尚、L=3.6μmとした従来例においては、波長λ1=405nmの光束が周辺領域に最も近い中心領域を通過した時の光の透過率が、波長λ1の光束が中心領域に最も近い周辺領域を通過した時の光の透過率に対して57%も低くなっており、ギャップが非常に大きい。それに比べて、本発明は、ギャップを28%にまで低減させることが可能となる。   Table 1 shows lens data of Example 1. In the first embodiment, the central diffractive structure in the central region overlaps the two-level staircase-type first diffractive structure and the fourth diffractive structure that is a blaze-type 2/1/1 diffractive structure. Of the diffracted light generated when the first light beam is incident on the first diffractive structure, the 0th-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light, and the diffracted light generated when the second light beam is incident on the second diffractive structure Of these, the 0th-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light, and the ± 1st-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light among the diffracted light generated when the third light beam enters the second diffractive structure. Of the diffracted light generated when the first light beam enters the fourth diffractive structure, the second-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light, and the diffracted light generated when the second light beam enters the first diffractive structure. Of these, the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light, and the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light among the diffracted light generated when the third light beam enters the first diffractive structure. On the other hand, the peripheral diffraction structure in the peripheral region has a five-step step-type second diffraction structure. Of the diffracted light generated when the first light beam is incident on the second diffractive structure, the 0th-order diffracted light has the largest amount of diffracted light, and the diffraction is generated when the second light beam is incident on the second peripheral region diffractive structure. Of the light, the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light. In this embodiment, the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 = 405 nm passes through the central region closest to the peripheral region, and the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the peripheral region closest to the central region. And L = 2.2 μm. In the conventional example in which L = 3.6 μm, the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 = 405 nm passes through the central region closest to the peripheral region is the periphery where the light beam having the wavelength λ1 is closest to the central region. It is 57% lower than the light transmittance when passing through the region, and the gap is very large. In contrast, the present invention can reduce the gap to 28%.


(a)は、本発明に係る対物光学素子OBJの一例を、光軸方向から見た図であり、(b)は断面図である。(A) is the figure which looked at an example of the objective optical element OBJ which concerns on this invention from the optical axis direction, (b) is sectional drawing. 本発明に係る対物光学素子OBJに設けられる回折構造の幾つかの例(a)〜(d)を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically some examples (a)-(d) of the diffraction structure provided in the objective optical element OBJ which concerns on this invention. 回折構造の重畳を示す図である。It is a figure which shows the superimposition of a diffraction structure. 本発明に係る対物光学素子によるスポットの形状を示した図である。It is the figure which showed the shape of the spot by the objective optical element which concerns on this invention. 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。1 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup device according to the present invention. 透過率を示すグラフである。It is a graph which shows the transmittance | permeability. 一例にかかる第1回折構造の光軸方向断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the optical axis direction cross section of the 1st diffraction structure concerning an example. 一例にかかる第1回折構造の光軸方向断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the optical axis direction cross section of the 1st diffraction structure concerning an example. 一例にかかる第1回折構造の光軸方向断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the optical axis direction cross section of the 1st diffraction structure concerning an example. 一例にかかる第1回折構造の光軸方向断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the optical axis direction cross section of the 1st diffraction structure concerning an example.

符号の説明Explanation of symbols

AC 二軸アクチュエータ
PPS 偏光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 対物光学素子
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
CN 中心領域
MD 周辺領域
OT 最周辺領域
AC biaxial actuator PPS polarization dichroic prism CL collimating lens LD1 blue-violet semiconductor laser LM laser module OBJ objective optical element 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 CN center Area MD Peripheral area OT Most peripheral area

Claims (16)

波長λ1の第1光束を出射する第1光源と、波長λ3(1.8λ1<λ3<2.0λ1)の第3光束を出射する第3光源と、対物光学素子とを有し、前記対物光学素子は、前記第1光束を厚さt1の保護層を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第3光束を厚さt3(t1<t3)の保護層を有する第3光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物光学素子において、
前記対物光学素子は、光軸を含む中心領域と、その周囲に設けられた周辺領域とを少なくとも有し、前記中心領域には第1回折構造が形成されており、
前記第1回折構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、前記対物光学素子の光軸を含む前記複数の輪帯の断面の形状は、光軸に平行に延在する複数の段差面と、隣接する前記段差面の光源側端同士を連結する光源側光学機能面と、隣接する前記段差面の光ディスク側端同士を連結する光ディスク側光学機能面とから形成され、前記光源側光学機能面と前記光ディスク側光学機能面とは、光軸に交差する方向に沿って交互に配置されており、
前記波長λ1の光束が前記周辺領域に最も近い前記中心領域を通過した時の光の透過率は、前記波長λ1の光束が前記中心領域に最も近い前記周辺領域を通過した時の光の透過率に対して20%以上低くなっており、
前記第1回折構造は、前記段差面の光軸方向の長さをLとしたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする対物光学素子。
2μm < L <3μm (1)
A first light source that emits a first light flux having a wavelength λ1, a third light source that emits a third light flux having a wavelength λ3 (1.8λ1 <λ3 <2.0λ1), and an objective optical element, The element condenses the first light beam on an information recording surface of a first optical disk having a protective layer having a thickness of t1, and the third optical disk has a protective layer having a thickness of t3 (t1 <t3). In an objective optical element for an optical pickup device that records and / or reproduces information by focusing on the information recording surface of
The objective optical element has at least a central region including an optical axis and a peripheral region provided around the central region, and a first diffractive structure is formed in the central region,
The first diffractive structure includes a plurality of concentric annular zones centered on an optical axis, and a cross-sectional shape of the plurality of annular zones including the optical axis of the objective optical element extends in parallel with the optical axis. A plurality of step surfaces, a light source side optical functional surface that connects light source side ends of the adjacent step surfaces, and an optical disc side optical functional surface that connects optical disc side ends of the adjacent step surfaces, The light source side optical functional surface and the optical disc side optical functional surface are alternately arranged along the direction intersecting the optical axis,
The light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the central region closest to the peripheral region is the light transmittance when the light beam having the wavelength λ1 passes through the peripheral region closest to the central region. 20% or more lower than
The objective optical element according to claim 1, wherein the first diffractive structure satisfies the following conditional expression where L is a length of the step surface in the optical axis direction.
2 μm <L <3 μm (1)
前記第1回折構造の前記光源側光学機能面は、光軸からの距離が前記光源側光学機能面と等しい前記中心領域の母非球面に対して傾いていることを特徴とする請求項1に記載の対物光学素子。   2. The light source side optical functional surface of the first diffractive structure is inclined with respect to a mother aspherical surface of the central region whose distance from an optical axis is equal to the light source side optical functional surface. The objective optical element described. 1つの前記光学機能面を挟む2つの前記段差面のうち、一方の前記段差面の光軸方向の長さと、他方の前記段差面の光軸方向の長さとが、0.44μm以下の範囲で異なることを特徴とする請求項1又は2に記載の対物光学素子。   Of the two step surfaces sandwiching one optical functional surface, the length in the optical axis direction of one of the step surfaces and the length in the optical axis direction of the other step surface are within a range of 0.44 μm or less. The objective optical element according to claim 1, wherein the objective optical elements are different. 前記波長λ1の光束における光軸直交方向の光の透過率分布をとったとき、その透過率は前記中心領域内においては光軸から離れるに連れて漸次減少し、且つ前記中心領域から前記周辺領域にかけて不連続的に増大することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の対物光学素子。   When the transmittance distribution of light in the direction orthogonal to the optical axis in the light flux having the wavelength λ1 is taken, the transmittance gradually decreases in the central region as the distance from the optical axis increases, and from the central region to the peripheral region The objective optical element according to claim 1, wherein the objective optical element increases discontinuously. 前記第1回折構造を前記波長λ1の光束が通過したときに、0次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生し、前記第1回折構造を前記波長λ3の光束が通過したときに、m(mは0以外の整数)次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生す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光学素子。   When the light beam having the wavelength λ1 passes through the first diffractive structure, the 0th-order diffracted light is generated more than the diffracted light of other orders, and the light beam having the wavelength λ3 passes through the first diffractive structure. 5. The objective optical element according to claim 1, wherein m (m is an integer other than 0) order diffracted light is generated most in comparison with other orders of diffracted light. 前記周辺領域には、ブレーズ型もしくは3レベル以上の階段型の第2回折構造が形成されてい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光学素子。   The objective optical element according to any one of claims 1 to 5, wherein a blaze-type or three-level or higher step-type second diffraction structure is formed in the peripheral region. 前記周辺領域には、第2回折構造が形成されており、前記第2回折構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、前記対物光学素子の光軸を含む前記複数の輪帯の断面の形状は、光軸方向に延在する円筒状の段差面と、前記段差面に交差する方向に延在する光学機能面とを交互に組み合わせてなり、前記第2回折構造に最も近い前記第1回折構造の前記段差面の光軸方向長さをA、前記第1回折構造に最も近い前記第2回折構造の前記段差面の光軸方向長さをBとしたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の対物光学素子。
0.65 ≦ B/A ≦ 1 (2)
A second diffractive structure is formed in the peripheral region, and the second diffractive structure includes a plurality of concentric annular zones around the optical axis and includes the optical axis of the objective optical element. The cross-sectional shape of the annular zone is formed by alternately combining a cylindrical step surface extending in the optical axis direction and an optical functional surface extending in a direction intersecting the step surface, and the second diffractive structure. The length in the optical axis direction of the step surface of the first diffractive structure closest to the first diffraction structure is A, and the length in the optical axis direction of the step surface of the second diffractive structure closest to the first diffractive structure is B. The objective optical element according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.65 ≦ B / A ≦ 1 (2)
前記周辺領域には、第2回折構造が形成されており、前記第2回折構造は、光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、前記対物光学素子の光軸を含む前記複数の輪帯の断面の形状は、光軸方向に延在する円筒状の段差面と、前記段差面に交差する方向に延在する光学機能面とを交互に組み合わせてなり、前記第2回折構造に最も近い前記第1回折構造の輪帯ピッチをα、前記第1回折構造に最も近い前記第2回折構造の輪帯ピッチをβとしたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の対物光学素子。
5 ≦ β/α ≦ 10 (3)
A second diffractive structure is formed in the peripheral region, and the second diffractive structure includes a plurality of concentric annular zones around the optical axis and includes the optical axis of the objective optical element. The cross-sectional shape of the annular zone is formed by alternately combining a cylindrical step surface extending in the optical axis direction and an optical functional surface extending in a direction intersecting the step surface, and the second diffractive structure. When the annular zone pitch of the first diffractive structure closest to is α and the annular pitch of the second diffractive structure closest to the first diffractive structure is β, the following conditional expression is satisfied: The objective optical element in any one of Claims 1-5.
5 ≦ β / α ≦ 10 (3)
前記第1回折構造の輪帯ピッチは、光軸から離れるに連れて漸次小さくなっており、最も光軸寄りの輪帯ピッチをX、最も前記周辺領域寄りの輪帯ピッチをYとしたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項8に記載の対物光学素子。
Y/X ≦ 0.05 (4)
The annular pitch of the first diffractive structure gradually decreases as the distance from the optical axis increases. When the annular zone pitch closest to the optical axis is X and the annular zone pitch closest to the peripheral region is Y, The objective optical element according to claim 8, wherein the following conditional expression is satisfied.
Y / X ≦ 0.05 (4)
波長λ2(1.5λ1<λ2<1.7λ1)の第2光束を出射する第3光源を有し、前記対物光学素子は、前記第2光束を厚さt2(t1<t2<t3)の保護層を有する第2光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行うことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の対物光学素子。   A third light source that emits a second light beam having a wavelength λ2 (1.5λ1 <λ2 <1.7λ1) is provided, and the objective optical element protects the second light beam with a thickness t2 (t1 <t2 <t3). The objective optical element according to claim 1, wherein information is recorded and / or reproduced by focusing on an information recording surface of a second optical disc having a layer. 前記波長λ2の光束が前記周辺領域に最も近い前記中心領域を通過した時の光の透過率は、前記波長λ2の光束が前記中心領域に最も近い前記周辺領域を通過した時の光の透過率に対して10%以上低くなっていることを特徴とする請求項10に記載の対物光学素子。   The light transmittance when the light beam having the wavelength λ2 passes through the central region closest to the peripheral region is the light transmittance when the light beam having the wavelength λ2 passes through the peripheral region closest to the central region. The objective optical element according to claim 10, wherein the objective optical element is lower by 10% or more. 前記第1回折構造を前記波長λ2の光束が通過したときに、0次回折光が他の次数の回折光に比して最も多く発生することを特徴とする請求項10又は11に記載の対物光学素子。   12. The objective optical system according to claim 10, wherein when the light beam having the wavelength λ <b> 2 passes through the first diffractive structure, the 0th-order diffracted light is generated most as compared with diffracted light of other orders. element. 光軸付近の前記第1回折構造は、前記条件式(1)を満たさず、前記周辺構造に近い前記第1回折構造は、前記条件式(1)を満たすことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の対物光学素子。   The first diffractive structure near the optical axis does not satisfy the conditional expression (1), and the first diffractive structure close to the peripheral structure satisfies the conditional expression (1). The objective optical element according to any one of 12. 前記第1回折構造の前記光ディスク側光学機能面は、光軸からの距離が前記光ディスク側光学機能面と等しい前記中心領域の母非球面に対して傾いていることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の対物光学素子。   2. The optical disc-side optical functional surface of the first diffractive structure is inclined with respect to a mother aspherical surface of the central region whose distance from an optical axis is equal to the optical disc-side optical functional surface. The objective optical element according to any one of 13. 前記第1回折構造の前記光ディスク側光学機能面は、光軸からの距離が前記光ディスク側光学機能面と等しい前記中心領域の母非球面に対して傾いていないことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の対物光学素子。   2. The optical disc side optical functional surface of the first diffractive structure is not inclined with respect to a mother aspherical surface of the central region whose distance from an optical axis is equal to the optical disc side optical functional surface. The objective optical element according to any one of 13. 請求項1〜15のいずれかに記載の対物光学素子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 optical element according to claim 1.
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