JP2010238277A - Optical pickup device and objective lens unit - Google Patents

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objective lens
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optical
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Yuki Ono
雄樹 小野
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Konica Minolta Opto Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup device which can properly record/reproduce information to/from an optical disk having a plurality of information recording layers, and to provide an objective lens unit. <P>SOLUTION: An opening limiting element AP can be moved by a driving mechanism DR in the direction of the optical axis of an objective lens OL. Then, NA1≈NA0≈NA2 can be attained by changing the optical axis direction position of the opening limiting element AP in accordance with magnification m, so that a change in a numerical aperture can be suppressed, when the numerical aperture is defined as NA0 when a parallel luminous flux indicated by a solid line is made incident on the object lens OL (m=0), the numerical aperture as NA1 when diverging light indicated by a dotted line is made incident (m>0), and the numerical aperture as NA2 when converging light indicated by a chain line is made incident (m<0). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の情報記録層を有する光ディスクに対して情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置及び対物レンズユニットに関する。   The present invention relates to an optical pickup device and an objective lens unit capable of recording / reproducing information with respect to an optical disc having a plurality of information recording layers.

DVD(Digital Versatile Disc)やBD(Blu−ray Disc)等においては、記録容量を増加させる手段として2つの情報記録層を有するものが知られている。そして、近年の更なる大容量化の要求に対し、3層以上の複数の情報記録層を有する光ディスク(多層ディスク)及び光ピックアップ装置が開発されており、特に8層以上の情報記録層を有する光ディスクを超多層ディスクという。   In a DVD (Digital Versatile Disc), a BD (Blu-ray Disc), or the like, one having two information recording layers is known as means for increasing the recording capacity. In response to the recent demand for larger capacity, optical discs (multilayer discs) and optical pickup devices having a plurality of information recording layers of three or more layers have been developed, particularly having eight or more information recording layers. The optical disk is called a super multi-layer disk.

一例として、特許文献1には、凹凸部を有するガイドトラック層と、ガイドトラック層の上側及び下側にそれぞれ複数設けられた光記録材料からなる情報記録層とを備えた光ディスクに対して、情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置が開示されている。   As an example, Patent Document 1 discloses information on an optical disc including a guide track layer having a concavo-convex portion and a plurality of information recording layers made of an optical recording material provided above and below the guide track layer. An optical pickup device capable of recording / reproducing data is disclosed.

ところで、情報の記録/再生を行う情報記録層の選択は、対物レンズを光軸方向に移動させると共に、情報記録層の厚さの差異によって発生する球面収差を補正するために、光源と対物レンズとの間に配置したカップリングレンズ等を光軸方向に移動させ、対物レンズの倍率を変更することで行うことができる。しかるに、光学系の倍率を変更すると、対物レンズに入射する光束の発散角又は収束角が変化し、本来的に一定であるべき対物レンズの開口数(NA)が変化してしまう恐れがある。NAの変化は、情報記録面上でのスポット径の変化を招き、読み取りエラー等を生じさせる恐れがある。従来の光ピックアップ装置においては、情報記録層の数が1層〜2層程度と少なく、複数層に対応するための倍率の変化が0であるか小さかったため、NAの変化という問題が顕在化しなかったが、情報記録層の数が多くなり、厚さの変化が0.2mm〜0.6mmと大きくなると共に、更に、NAが0.7以上、0.9以下といった高NAである場合、情報記録層選択の際の倍率変化が大きくなる。そのような光ピックアップ装置においては、倍率変化に伴うNA変化の問題が特に顕著となることを本発明者が見出した。   By the way, the information recording layer for recording / reproducing information is selected by moving the objective lens in the optical axis direction and correcting the spherical aberration caused by the difference in the thickness of the information recording layer. This can be done by moving the coupling lens or the like arranged between and in the optical axis direction and changing the magnification of the objective lens. However, when the magnification of the optical system is changed, the divergence angle or convergence angle of the light beam incident on the objective lens changes, and the numerical aperture (NA) of the objective lens, which should be essentially constant, may change. The change in NA causes a change in spot diameter on the information recording surface, which may cause a reading error or the like. In the conventional optical pickup device, the number of information recording layers is as small as about 1 to 2 layers, and the change in the magnification for accommodating a plurality of layers is 0 or small, so the problem of change in NA does not become obvious. However, when the number of information recording layers is increased, the thickness change is as large as 0.2 mm to 0.6 mm, and the NA is high NA such as 0.7 or more and 0.9 or less, the information A change in magnification when selecting a recording layer is increased. In such an optical pickup device, the present inventor has found that the problem of NA change accompanying change in magnification becomes particularly significant.

特開2008−21348号公報JP 2008-21348 A 特開2002−17027号公報JP 2002-17027 A

これに対し特許文献2によれば、次世代光ディスクシステムにおいて、NA=0.85という高開口数の対物レンズを用いる場合における、光ディスクのカバー層の厚さのバラツキに応じた球面収差の補正として、ビームエキスパンダによる倍率変更を行うと、NAの変化が生じることが記載されている。これは、複数の情報記録層ではなく、一層のカバー層の厚みばらつきに起因する球面収差を補正するものであるが、超多層ディスクにおける情報記録層の選択時の倍率変化と同様の現象であるといえる。しかしながら、NAの変化に対する対策として、特許文献2の従来技術においては、開口絞りを対物レンズから光源側に略焦点距離だけ離しており、このようにすると倍率変化によってNAの変化が却って増大するため、特許文献2の記載に関わらず、NAの変化を抑えることができないといえる。   On the other hand, according to Patent Document 2, in the next-generation optical disc system, when an objective lens having a high numerical aperture of NA = 0.85 is used, the spherical aberration is corrected according to the variation in the thickness of the cover layer of the optical disc. It is described that when the magnification is changed by the beam expander, a change in NA occurs. This corrects the spherical aberration caused by the thickness variation of one cover layer, not a plurality of information recording layers, but is the same phenomenon as the magnification change at the time of selecting the information recording layer in the super multi-layer disc. It can be said. However, as a countermeasure against the change in NA, in the prior art of Patent Document 2, the aperture stop is separated from the objective lens by a substantial focal length to the light source side. In this case, the change in NA increases due to the change in magnification. Regardless of the description in Patent Document 2, it can be said that the change in NA cannot be suppressed.

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の情報記録層を有する光ディスクに対して適切に情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置及び対物レンズユニットを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and provides an optical pickup device and an objective lens unit capable of appropriately recording / reproducing information with respect to an optical disc having a plurality of information recording layers. With the goal.

請求項1に記載の光ピックアップ装置は、第1の光源と、球面収差補正素子と、開口制限素子と、対物レンズとを有し、前記第1の光源から出射された波長λ1の光束を、前記球面収差補正素子、前記開口制限素子を介して前記対物レンズに入射させ、光軸方向に重ねられた複数の情報記録層を有し、表面から最深の情報記録層までの厚さが0.2mm以上、0.6mm以下である第1光ディスクのいずれかの情報記録層に集光することによって情報の記録/再生を行うと共に、前記球面収差補正素子は、情報の記録/再生を行おうとする情報記録層の違いにより発生する球面収差を、前記対物レンズの倍率を変えることで補正するようになっている光ピックアップ装置であって、
前記対物レンズは単玉であり、前記対物レンズの開口数は0.7以上、0.9以下であり、
前記倍率の変化に応じて前記開口制限素子の光軸方向位置を変更する駆動機構を有することを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 1 includes a first light source, a spherical aberration correction element, an aperture limiting element, and an objective lens, and a light beam having a wavelength λ1 emitted from the first light source. It has a plurality of information recording layers that are incident on the objective lens through the spherical aberration correction element and the aperture limiting element and are stacked in the optical axis direction, and the thickness from the surface to the deepest information recording layer is 0. Information is recorded / reproduced by focusing on one of the information recording layers of the first optical disc having a diameter of 2 mm or more and 0.6 mm or less, and the spherical aberration correction element attempts to record / reproduce information. An optical pickup device adapted to correct spherical aberration caused by a difference in information recording layer by changing the magnification of the objective lens,
The objective lens is a single ball, and the numerical aperture of the objective lens is 0.7 or more and 0.9 or less,
It has a drive mechanism which changes the optical axis direction position of the aperture limiting element according to the change of the magnification.

本発明の原理について、図1を参照して説明する。図1(a)は、比較例として示す対物レンズOLと開口制限素子APの光路図であり、図1(b)は、本発明の一例として示す対物レンズOLと開口制限素子APの光路図であり、それぞれ左側が光源側であり、右側が光ディスク側である。図1(a)の比較例においては、開口制限素子APは、対物レンズOLの面頂点Pよりも光源側に固定配置されている。従って、実線で示す平行光束が対物レンズOLに入射したときの開口数をNA0としたときに、対物レンズの倍率が変化し、点線で示す発散光が入射したときの開口数をNA1、または、対物レンズの倍率が変化し、一点鎖線で示す収束光が入射したときの開口数をNA2は、NA1>NA0>NA2となり、開口数が変化してしまっていることがわかる。   The principle of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is an optical path diagram of the objective lens OL and the aperture limiting element AP shown as a comparative example, and FIG. 1B is an optical path diagram of the objective lens OL and the aperture limiting element AP shown as an example of the present invention. Yes, the left side is the light source side, and the right side is the optical disc side. In the comparative example of FIG. 1A, the aperture limiting element AP is fixedly arranged on the light source side with respect to the surface vertex P of the objective lens OL. Therefore, when the numerical aperture when the parallel light beam indicated by the solid line is incident on the objective lens OL is NA0, the magnification of the objective lens is changed, and the numerical aperture when the divergent light indicated by the dotted line is incident is NA1 or It can be seen that the numerical aperture NA2 is NA1> NA0> NA2 when the magnification of the objective lens is changed and the convergent light indicated by the alternate long and short dash line is incident, and the numerical aperture is changed.

これに対し本発明によれば、図1(b)に示すように、開口制限素子APは、駆動機構DRにより対物レンズOLの光軸方向に移動可能となっている。実線で示す平行光束が対物レンズOLに入射したとき(m=0)の開口数をNA0としたときに、対物レンズの倍率が変化し、点線で示す発散光が入射したとき(m>0)の開口数をNA1、または、対物レンズの倍率が変化し、一点鎖線で示す収束光が入射したとき(m<0)の開口数をNA2は、倍率mに応じて開口制限素子APの光軸方向位置を変えることで、NA1≒NA0≒NA2とでき、これにより開口数の変化を抑えることができることがわかる。   On the other hand, according to the present invention, as shown in FIG. 1B, the aperture limiting element AP can be moved in the optical axis direction of the objective lens OL by the drive mechanism DR. When the numerical aperture when the parallel luminous flux indicated by the solid line enters the objective lens OL (m = 0) is NA0, the magnification of the objective lens changes, and the divergent light indicated by the dotted line is incident (m> 0) NA1 or the magnification of the objective lens is changed, and when convergent light indicated by a one-dot chain line is incident (m <0), the numerical aperture NA2 is the optical axis of the aperture limiting element AP according to the magnification m. It can be seen that by changing the direction position, NA1≈NA0≈NA2 can be achieved, thereby suppressing the change in numerical aperture.

発明者の検討の結果、NAが0.6等のようにNAが小さい場合は、倍率変化に伴いNAが変化してしまうという本発明の課題が大きなものとならないことを見出したため、高NAであるNA0.7以上を本発明の範囲とした。NAが0.7以上の場合は、複数の情報記録層を有する光ディスクにおいて、或る情報記録層と異なる情報記録層に集光する際に生じる球面収差を補正するために必要な倍率変動が大きくなり、それに伴って発生するNA変化も大きくなるという、本発明の課題が生じる。また、NAが0.9より大きい場合は、或る情報記録層と異なる情報記録層に集光する際に生じる球面収差が過大なものとなってしまい、倍率変動によって補正できるレベルでなく、現実的でないため、NA0.9以下を本発明の範囲とした。   As a result of the inventor's investigation, it was found that when the NA is small, such as 0.6, the problem of the present invention that the NA changes with the magnification change does not become large. A certain NA of 0.7 or more was defined as the scope of the present invention. When NA is 0.7 or more, in an optical disc having a plurality of information recording layers, the magnification fluctuation necessary for correcting spherical aberration that occurs when focusing on an information recording layer different from an information recording layer is large. Thus, the problem of the present invention is that the NA change that occurs is increased accordingly. On the other hand, when NA is larger than 0.9, the spherical aberration generated when the light is condensed on an information recording layer different from a certain information recording layer becomes excessive, and it is not at a level that can be corrected by a variation in magnification. Therefore, NA of 0.9 or less was set as the scope of the present invention.

請求項2に記載の光ピックアップ装置は、請求項1に記載の発明において、前記倍率の変化に応じての前記開口制限素子の光軸方向位置が、以下の式を満たすことを特徴とする。
−0.020≦m×(D/f)≦0.018 (1)
但し、mは前記対物レンズの倍率
D[mm]は前記対物レンズの光源側面頂点から前記開口制限素子の開口制限位置までの光軸方向の距離
f[mm]は前記波長λ1での前記対物レンズの焦点距離
An optical pickup device according to a second aspect is characterized in that, in the invention according to the first aspect, a position in the optical axis direction of the aperture limiting element in accordance with the change in the magnification satisfies the following expression.
−0.020 ≦ m × (D / f) ≦ 0.018 (1)
However, m is the magnification D [mm] of the objective lens, and the distance f [mm] in the optical axis direction from the light source side surface vertex of the objective lens to the aperture limiting position of the aperture limiting element is the objective lens at the wavelength λ1. Focal length

前記対物レンズの倍率mと、前記対物レンズの光源側面頂点から前記開口制限素子までの距離Dと、前記対物レンズの焦点距離fとは、(1)式を満たす範囲にあると、倍率の変化に伴うNAの変化を抑えることができ、実使用上好ましいと言える。   When the magnification m of the objective lens, the distance D from the light source side surface vertex of the objective lens to the aperture limiting element, and the focal length f of the objective lens are within a range satisfying the expression (1), the change in magnification It can be said that it is preferable for practical use.

請求項3に記載の光ピックアップ装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記波長λ1の光束が設計倍率で入射した場合において、有効開口半径hの5割から9割の間で正弦条件違反量が正の極大値を持ち、それより周辺部で正弦条件違反量が減少するようコマ収差の補正状態が設定されており、以下の式を満たすことを特徴とする。
0.015<SCmax/f<0.045 (2)
但し、SCmaxは正弦条件違反量の極大値
According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical pickup device according to the first or second aspect of the present invention, wherein when the light flux having the wavelength λ1 is incident at a design magnification, the sine is between 50% and 90% of the effective aperture radius h. The coma aberration correction state is set so that the condition violating amount has a positive maximum value, and the sine condition violating amount is reduced in the peripheral portion, and the following equation is satisfied.
0.015 <SC max /f<0.045 (2)
However, SC max is the maximum value of the sine condition violation amount.

本発明によれば、前記波長λ1の光束の前記対物レンズの倍率の変化による球面収差の変化が、情報の記録/再生を行う前記情報記録層の位置の変化による球面収差の変化とほぼ相似形である。より具体的には、前記対物レンズに前記λ1の光束が設計倍率で入射した場合において、有効開口半径hの5割から9割の間で正弦条件違反量が正の極大値を持ち、それより周辺部で正弦条件違反量が減少するようコマ収差の補正状態が設定されており、正弦条件違反量の極大値をSCmax、焦点距離をfとして、条件式(4)を満たすようにすることである。これにより、情報の記録/再生を行う情報記録層の位置の変化により発生する球面収差を、高次収差を残留させることなく、入射光の発散収束度の変化により適切に補正することが可能となる。ここで、「ほぼ相似形」とは、情報の記録/再生を行う情報記録層の位置の変化により発生する球面収差を、λ1の光束の対物レンズの倍率の変化により補正した場合に、高次球面収差がマレシャル限界(0.07λrms)以下であることを意味する。又、「高次球面収差」とは、5次以上の球面収差をいうものとする。尚、対物レンズに波長λ1の光束が設計倍率で入射した場合において、正弦条件違反量が正の極大値を持つ位置より周辺部で正弦条件違反量は、単調に減少することが好ましい。「単調に減少する」とは、減少し続けることを意味し、一度減少して、また増加するということがないことを少なくとも意味し、好ましくは、ある位置において減少率が大きく変化することがないことも併せて意味する。また、好ましくは、対物レンズに波長λ1の光束が設計倍率で入射した場合において、有効開口半径hの6割から9割の間で正弦条件違反量が正の極大値を持つことである。 According to the present invention, the change in spherical aberration due to the change in magnification of the objective lens of the light beam having the wavelength λ1 is substantially similar to the change in spherical aberration due to the change in position of the information recording layer for recording / reproducing information. It is. More specifically, when the light beam of λ1 is incident on the objective lens at a design magnification, the sine condition violation amount has a positive maximum value between 50% and 90% of the effective aperture radius h. The coma aberration correction state is set so that the amount of violation of the sine condition is reduced at the periphery, and the conditional expression (4) is satisfied, where SC max is the maximum value of the sine condition violation amount and f is the focal length. It is. As a result, it is possible to appropriately correct the spherical aberration caused by the change in the position of the information recording layer for recording / reproducing information without changing the higher-order aberration, by changing the divergence convergence degree of the incident light. Become. Here, the “substantially similar shape” means a higher order when spherical aberration caused by a change in the position of the information recording layer for recording / reproducing information is corrected by a change in the magnification of the objective lens of the light beam of λ1. It means that the spherical aberration is below the Marechal limit (0.07λrms). “High-order spherical aberration” refers to fifth-order or higher spherical aberration. When the light beam having the wavelength λ1 is incident on the objective lens at the design magnification, it is preferable that the sine condition violation amount monotonously decreases in the peripheral portion from the position where the sine condition violation amount has a positive maximum value. “Monotonically decreasing” means that it continues to decrease, at least means that it decreases once and never increases, and preferably, the reduction rate does not change greatly at a certain position. This also means. Preferably, when the light beam having the wavelength λ1 is incident on the objective lens at the design magnification, the sine condition violation amount has a positive maximum value between 60% and 90% of the effective aperture radius h.

請求項4に記載の光ピックアップ装置は、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が、390nm≦λ1≦420nmであることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the wavelength λ1 is 390 nm ≦ λ1 ≦ 420 nm.

請求項5に記載の光ピックアップ装置は、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が、520nm≦λ1≦540nmであることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the wavelength λ1 is 520 nm ≦ λ1 ≦ 540 nm.

請求項6に記載の光ピックアップ装置は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記第1の光源から出射された波長λ1の光束を前記対物レンズによりBlu−ray Discの情報記録面に集光することによって、情報の記録/再生を行うことを特徴とするので、超多層ディスクとBlu−ray Discとに対して互換可能に情報の記録/再生を行うことができる。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the optical pickup device according to any one of the first to fifth aspects, wherein a light beam having a wavelength λ1 emitted from the first light source is recorded on a Blu-ray Disc by the objective lens. Since the information is recorded / reproduced by focusing on the surface, the information can be recorded / reproduced to be compatible with the super multi-layer disc and the Blu-ray Disc.

請求項7に記載の光ピックアップ装置は、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、前記第1の光源に加えて、波長λ2(λ1<λ2)の光束を出射する第2の光源を有し、前記第2の光源から出射された波長λ2の光束を、前記対物レンズに入射させ、第2光ディスクの情報記録層に集光することによって情報の記録/再生を行うことを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the optical pickup device according to any of the first to sixth aspects, in addition to the first light source, a second light source that emits a light beam having a wavelength λ2 (λ1 <λ2). And recording / reproducing information by making a light beam of wavelength λ2 emitted from the second light source incident on the objective lens and condensing it on an information recording layer of a second optical disc. To do.

請求項8に記載の光ピックアップ装置は、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、前記対物レンズに加えて、第2対物レンズを有し、前記第1の光源に加えて、波長λ2(λ1<λ2)の光束を出射する第2の光源を有し、前記第2の光源から出射された波長λ2の光束を、前記第2対物レンズに入射させ、第2光ディスクの情報記録層に集光することによって情報の記録/再生を行うことを特徴とする。   An optical pickup device according to an eighth aspect of the present invention is the invention according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a second objective lens in addition to the objective lens, and a wavelength in addition to the first light source. an information recording layer of a second optical disc having a second light source that emits a light beam having a wavelength of λ2 (λ1 <λ2), the light beam having a wavelength of λ2 emitted from the second light source being incident on the second objective lens; It is characterized in that information is recorded / reproduced by condensing light on the light.

請求項9に記載の対物レンズユニットは、開口制限素子と対物レンズとを有する対物レンズユニットと、第1の光源と、球面収差補正素子とを有し、前記第1の光源から出射された波長λ1の光束を、前記球面収差補正素子、前記開口制限素子を介して前記対物レンズに入射させ、光軸方向に重ねられた複数の情報記録層を有し、表面から最深の情報記録層までの厚さが0.2mm以上、0.6mm以下である第1光ディスクのいずれかの情報記録層に集光することによって情報の記録/再生を行うと共に、前記球面収差補正素子は、情報の記録/再生を行おうとする情報記録層の違いにより発生する球面収差を、前記対物レンズの倍率を変えることで補正するようになっている光ピックアップ装置で用いられる対物レンズユニットであって、前記対物レンズは単玉であり、前記対物レンズの開口数は0.7以上、0.9以下であり、前記倍率の変化に応じて前記開口制限素子の光軸方向位置を変更する駆動機構を有することを特徴とする。   The objective lens unit according to claim 9 has an objective lens unit having an aperture limiting element and an objective lens, a first light source, and a spherical aberration correction element, and a wavelength emitted from the first light source. A light beam of λ1 is made incident on the objective lens through the spherical aberration correction element and the aperture limiting element, and has a plurality of information recording layers stacked in the optical axis direction, from the surface to the deepest information recording layer. Information is recorded / reproduced by focusing on any information recording layer of the first optical disc having a thickness of 0.2 mm or more and 0.6 mm or less, and the spherical aberration correction element is configured to record / reproduce information. An objective lens unit used in an optical pickup device adapted to correct spherical aberration caused by a difference in an information recording layer to be reproduced by changing a magnification of the objective lens. The objective lens is a single lens, the numerical aperture of the objective lens is 0.7 or more and 0.9 or less, and a driving mechanism that changes the position of the aperture limiting element in the optical axis direction according to the change of the magnification. It is characterized by having.

本発明に係る光ピックアップ装置は、波長λ1の光束を出射する第1の光源を有するが、波長λ2(λ1<λ2)の光束を出射する第2の光源及び/又は波長λ3(λ2<λ3)の光束を出射する第3の光源を有していてもよい。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第2の光源から出射された波長λ2の光束を、光ディスクのガイド層に集光すると同時に、第1の光源から出射された波長λ1の光束を、光ディスクの情報記録層のいずれかの層に集光するための集光光学系を有していても良い。また、本発明の光ピックアップ装置は、光ディスクの情報記録面及びガイド層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。   The optical pickup device according to the present invention includes a first light source that emits a light beam having a wavelength λ1, but a second light source that emits a light beam having a wavelength λ2 (λ1 <λ2) and / or a wavelength λ3 (λ2 <λ3). You may have the 3rd light source which radiate | emits this light beam. Furthermore, the optical pickup device of the present invention condenses the light beam having the wavelength λ2 emitted from the second light source on the guide layer of the optical disk, and simultaneously converts the light beam having the wavelength λ1 emitted from the first light source to the optical disk. You may have the condensing optical system for condensing in any layer of an information recording layer. Moreover, the optical pickup device of the present invention may have a light receiving element that receives a reflected light beam from the information recording surface and the guide layer of the optical disc.

本発明の光ピックアップ装置で用いられる第1光ディスクは、厚さ方向(光軸方向)に重ねられた複数の情報記録層を有する。8層以上の情報記録層を有する光ディスクにおいて本発明の光ピックアップ装置はより好適に用いることができる。更に好ましくは、8層以上、20層以下の情報記録層を有することである。また、光ディスク表面から、最も深い情報記録層の情報記録面までの厚さが0.2mm以上、0.6mm以下である。また、当該光ディスクは、位置情報を記録したガイド層を有するものであっても良い。ガイド層は一層のみであってもよいし、複数有していてもよいが、情報記録層の層数よりも少ないことが好ましく、情報記録層の層数の半数以下であることが、対物レンズの設計が容易になり好ましい。また、本光ディスクの情報の記録/再生を行うために必要な開口数NAは、0.7以上、0.9以下である場合に、本発明の効果がより顕著となり、NAが0.8以上、0.9以下である場合に、更に顕著となる。また、NAが0.8以上、0.9以下である場合、BDとの互換が行いやすくなるため、その点でも好ましい。光ディスクは表面に保護層を持っていることが好ましく、保護層の厚さは特に限定されるものではないが、対物レンズの開口数が0.7以上である場合は、0.6mm以下であることが好ましく、0.2mm以下であることが更に好ましい。また、情報記録層が8層以上である場合や、保護層を除いた複数の情報記録層をまとめた層厚が0.1mm以上である場合に、本発明の効果がより顕著となるため好ましい。   The first optical disk used in the optical pickup device of the present invention has a plurality of information recording layers stacked in the thickness direction (optical axis direction). The optical pickup device of the present invention can be more suitably used in an optical disc having eight or more information recording layers. More preferably, it has 8 or more and 20 or less information recording layers. The thickness from the optical disk surface to the information recording surface of the deepest information recording layer is 0.2 mm or more and 0.6 mm or less. Further, the optical disc may have a guide layer in which position information is recorded. There may be only one guide layer or a plurality of guide layers, but it is preferably less than the number of information recording layers, and it is less than half the number of information recording layers. This facilitates the design and is preferable. In addition, when the numerical aperture NA necessary for recording / reproducing information on the optical disc is 0.7 or more and 0.9 or less, the effect of the present invention becomes more remarkable, and the NA is 0.8 or more. When the ratio is 0.9 or less, it becomes more prominent. Further, when NA is 0.8 or more and 0.9 or less, compatibility with BD is facilitated, which is also preferable in this respect. The optical disk preferably has a protective layer on the surface, and the thickness of the protective layer is not particularly limited, but is 0.6 mm or less when the numerical aperture of the objective lens is 0.7 or more. It is preferable that it is 0.2 mm or less. Further, when the information recording layer is 8 layers or more, or when the thickness of the plurality of information recording layers excluding the protective layer is 0.1 mm or more, the effect of the present invention becomes more remarkable, which is preferable. .

但し、本発明の光ピックアップ装置は、当該光ディスクに加えて、BD、DVD、CDの少なくとも一つ又は全てと互換可能であるような光ピックアップ装置としても良い。   However, the optical pickup device of the present invention may be an optical pickup device that is compatible with at least one or all of BD, DVD, and CD in addition to the optical disc.

尚、BDは、NA0.85の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.1mm程度である。DVDとは、NA0.60〜0.67程度の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.6mm程度であるDVD系列光ディスクの総称であり、DVD−ROM、DVD−Video、DVD−Audio、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RW等を含む。また、CDとは、NA0.45〜0.53程度の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが1.2mm程度であるCD系列光ディスクの総称であり、CD−ROM、CD−Audio、CD−Video、CD−R、CD−RW等を含む。尚、記録密度については、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 lens having an NA of 0.85, and the thickness of the protective substrate is about 0.1 mm. DVD is a general term for DVD-series optical discs in which information is recorded / reproduced by an objective lens having an NA of about 0.60 to 0.67, and the thickness of the protective substrate is about 0.6 mm. DVD-ROM, DVD -Video, DVD-Audio, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD + R, DVD + RW, etc. CD is a general term for CD optical discs in which information is recorded / reproduced by an objective lens having an NA of about 0.45 to 0.53, and the thickness of the protective substrate is about 1.2 mm. 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.

本明細書において、第1光源、第2光源、第3光源等の光源は、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)は以下の条件式を満たすことが好ましい。   In the present specification, the light sources such as the first light source, the second light source, and the third light source are preferably laser light sources. As the laser light source, a semiconductor laser, a silicon laser, or the like can be preferably used. The first wavelength λ1 of the first light beam emitted from the first light source, the second wavelength λ2 (λ2> λ1) of the second light beam emitted from the second light source, and the third of the third light beam emitted from the third light source. The wavelength λ3 (λ3> λ2) preferably satisfies the following conditional expression.

1.5×λ1<λ2<1.7×λ1
1.9×λ1<λ3<2.1×λ1
1.5 × λ1 <λ2 <1.7 × λ1
1.9 × λ1 <λ3 <2.1 × λ1

また、第1光源の第1波長λ1は好ましくは、350nm以上、440nm以下、より好ましくは、390nm以上、420nm以下であって、第2光源の第2波長λ2は好ましくは570nm以上、680nm以下、より好ましくは630nm以上、670nm以下であって、第3光源を有する場合、第3光源の第3波長λ3は好ましくは、750nm以上、880nm以下、より好ましくは、760nm以上、820nm以下である。尚、第1光源としては、第1波長λ1が520nm、540nm以下のものを用いてもよい。   The first wavelength λ1 of the first light source is preferably 350 nm or more and 440 nm or less, more preferably 390 nm or more and 420 nm or less, and the second wavelength λ2 of the second light source is preferably 570 nm or more and 680 nm or less, More preferably, the third wavelength λ3 of the third light source is preferably 750 nm or more and 880 nm or less, and more preferably 760 nm or more and 820 nm or less when the third light source is provided. As the first light source, one having a first wavelength λ1 of 520 nm or less and 540 nm or less may be used.

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.

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

光ピックアップ装置に用いる集光光学系は、対物レンズを有する。集光光学系は、対物レンズのみを有していても良いが、対物レンズの他にコリメートレンズ等のカップリングレンズを有していてもよい。カップリングレンズとは、対物レンズと光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメートレンズは、カップリングレンズの一種で、コリメートレンズに入射した光を平行光にして出射するレンズである。更に集光光学系は、光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。本明細書において、対物レンズとは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。好ましくは、対物レンズとは、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。   The condensing optical system used for the optical pickup device has an objective lens. The condensing optical system may include only the objective lens, but may include a coupling lens such as a collimator lens in addition to the objective lens. The coupling lens is a single lens or a lens group that is disposed between the objective lens and the light source and changes the divergence angle of the light beam. The collimating lens is a kind of coupling lens, and is a lens that emits light incident on the collimating lens as parallel light. Further, the condensing optical system has an optical element such as a diffractive optical element that divides the light beam emitted from the light source into a main light beam used for recording and reproducing information and two sub light beams used for tracking and the like. May be. In this specification, the objective lens refers to an optical system that is disposed at a position facing the optical disk in the optical pickup device and has a function of condensing the light beam emitted from the light source onto the information recording surface of the optical disk. Preferably, the objective lens is an optical system which is disposed at a position facing the optical disk in the optical pickup device and has a function of condensing the light beam emitted from the light source on the information recording surface of the optical disk, and further includes an actuator An optical system that can be integrally displaced at least in the optical axis direction.

対物レンズは、単玉の対物レンズである。また、対物レンズは、屈折面が非球面であることが好ましい。   The objective lens is a single objective lens. The objective lens preferably has a refractive surface that is aspheric.

対物レンズは、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂などで光路差付与構造等を設けたハイブリッドレンズであってもよい。   The objective lens may be a glass lens, a plastic lens, or a hybrid lens in which an optical path difference providing structure or the like is provided on a glass lens with a photocurable resin or the like.

対物レンズをガラスレンズとした場合、光ピックアップ装置における温度変化の影響を小さくすることができる。   When the objective lens is a glass lens, the influence of temperature change in the optical pickup device can be reduced.

また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料を使用するのが好ましく、環状オレフィン系の中でも、波長405nmに対する温度25℃での屈折率が1.52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、対物レンズをプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。 When the objective lens is a plastic lens, it is preferable to use a cyclic olefin-based resin material. Among the cyclic olefin-based materials, the refractive index at a temperature of 25 ° C. with respect to a wavelength of 405 nm is 1.52 to 1.60. The refractive index change rate dN / dT (° C. −1 ) is −20 × 10 −5 to −5 × 10 − with respect to the wavelength of 405 nm accompanying the temperature change within the range of −5 ° C. to 70 ° C. It is more preferable to use a resin material within a range of 5 (more preferably, −10 × 10 −5 to −8 × 10 −5 ). When the objective lens is a plastic lens, the coupling lens is preferably a plastic lens.

また、対物レンズ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 lens is 50 or more.

対物レンズは、温度変化に対する屈折率変化に起因して生じる球面収差や、光源の波長の変動に応じて生じる球面収差を補正するための光路差付与構造を有していても良い。本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差/位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。好ましくは、光路差付与構造が回折構造であることである。   The objective lens may have an optical path difference providing structure for correcting a spherical aberration caused by a change in refractive index with respect to a temperature change or a spherical aberration caused by a change in wavelength of the light source. The optical path difference providing structure referred to in this specification is a general term for structures that add an optical path difference to an incident light beam. The optical path difference providing structure also includes a phase difference providing structure for providing a phase difference. The phase difference providing structure includes a diffractive structure. The optical path difference providing structure has a step, preferably a plurality of steps. This step adds an optical path difference / phase difference to the incident light flux. The optical path difference added by the optical path difference providing structure may be an integer multiple of the wavelength of the incident light beam or a non-integer multiple of the wavelength of the incident light beam. The steps may be arranged with a periodic interval in the direction perpendicular to the optical axis, or may be arranged with a non-periodic interval in the direction perpendicular to the optical axis. Preferably, the optical path difference providing structure is a diffractive structure.

尚、複数の情報記録層を有する光ディスクのある情報記録層(層Aとする)の情報の記録/再生を行い、次に、他の情報記録層(層Bとする)の情報の記録/再生を行おうとする場合、光ディスク表面から層Aまでの厚みと、光ディスク表面から表面層Bまでの厚みの差に起因する球面収差が発生してしまう。従って、異なる情報記録層における光ディスク表面から情報記録層までの厚さの差に起因して発生する球面収差を補正する球面収差補正素子が必要となる。   It should be noted that information recording / reproduction of an information recording layer (referred to as layer A) of an optical disc having a plurality of information recording layers is performed, and then information recording / reproduction of another information recording layer (referred to as layer B) is performed. When performing the above, spherical aberration due to the difference between the thickness from the optical disk surface to the layer A and the thickness from the optical disk surface to the surface layer B occurs. Therefore, a spherical aberration correction element that corrects the spherical aberration caused by the difference in thickness from the optical disk surface to the information recording layer in different information recording layers is required.

このような球面収差補正手段の例としては、波長λ1の光束の球面収差を補正する液晶装置や、光軸方向に可動する少なくとも1つのレンズを有し、波長λ1の光束の対物レンズの倍率を変化させる第1倍率変換手段等が挙げられる。第1倍率変換手段の例としては、光軸方向に移動可能な前述した単玉のカップリングレンズや、単玉のコリメータレンズや、少なくとも1つの正レンズと少なくとも1つの負レンズを有し、いずれかを光軸方向に可動する2群カップリングレンズや、少なくとも1つの正レンズと少なくとも1つの負レンズを有し、いずれかを光軸方向に可動するビームエキスパンダー等が挙げられる。   Examples of such spherical aberration correction means include a liquid crystal device that corrects spherical aberration of a light beam having a wavelength λ1, and at least one lens that is movable in the optical axis direction. Examples include first magnification conversion means for changing. Examples of the first magnification conversion unit include the above-described single ball coupling lens movable in the optical axis direction, a single ball collimator lens, at least one positive lens and at least one negative lens. Examples include a two-group coupling lens that can move these in the optical axis direction, a beam expander that has at least one positive lens and at least one negative lens, and one of them can move in the optical axis direction.

また、光ピックアップ装置は、波長λ2の光束を用い得る場合、波長λ2の光束の対物レンズの倍率を変化させる第2倍率変換手段を有していてもよい。第2倍率変換手段の例としては、光軸方向に移動可能な前述した単玉のカップリングレンズや、単玉のコリメータレンズや、少なくとも1つの正レンズと少なくとも1つの負レンズを有し、いずれかを光軸方向に可動する2群カップリングレンズや、少なくとも1つの正レンズと少なくとも1つの負レンズを有し、いずれかを光軸方向に可動するビームエキスパンダー等が挙げられる。第2倍率変換手段を有することにより、ガイド層を複数有する光ディスクに対しても容易に対応が可能となる。   Moreover, the optical pickup device may include a second magnification conversion unit that changes the magnification of the objective lens of the light beam having the wavelength λ2 when the light beam having the wavelength λ2 can be used. Examples of the second magnification conversion means include the above-described single coupling lens movable in the optical axis direction, a single collimator lens, at least one positive lens and at least one negative lens, Examples include a two-group coupling lens that can move these in the optical axis direction, a beam expander that has at least one positive lens and at least one negative lens, and one of them can move in the optical axis direction. By including the second magnification conversion means, it is possible to easily cope with an optical disc having a plurality of guide layers.

さらに、光ピックアップ装置は、波長λ1の光束を情報記録層のいずれかにフォーカスするための第1フォーカシング手段を有することが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the optical pickup device has first focusing means for focusing the light beam having the wavelength λ1 on any one of the information recording layers.

また、光ピックアップ装置は、波長λ2の光束をガイド層にフォーカスするための第2フォーカシング手段を有することが好ましい。例えば、このために対物レンズの光軸方向の位置を移動調整させるアクチュエータを有することが好ましい。   In addition, the optical pickup device preferably includes second focusing means for focusing the light beam having the wavelength λ2 on the guide layer. For example, it is preferable to have an actuator for moving and adjusting the position of the objective lens in the optical axis direction for this purpose.

また、本発明の光ピックアップ装置は、開口制限素子を有する。開口制限素子の例としては、通常良く用いられるドーナツ状の絞りや、ピックアップのボビンの開口が絞りを兼ねる場合等が挙げられる。   The optical pickup device of the present invention has an aperture limiting element. Examples of the aperture limiting element include a generally used donut-shaped aperture, and the case where the aperture of the pickup bobbin also serves as the aperture.

図1や図2に記載されるように、対物レンズと開口制限素子を別体としてもよい。また、図12や図13に示すように、対物レンズOLと開口制限素子APを一体化した対物レンズユニットとしてもよい。図12は、鏡筒LBによって対物レンズOLと開口制限素子である絞りAPを一体化した例である。(対物レンズユニットは開口制限素子を駆動する駆動手段も有するが、図示していない。)図13は、対物レンズOLのフランジ部FLを光軸方向の光源側に延在させ、フランジ部の光源側先端に開口制限素子である絞りAPを固定し、一体化した例である。(対物レンズユニットは、開口制限素子を駆動する駆動手段も有するが、図示していない。)   As described in FIGS. 1 and 2, the objective lens and the aperture limiting element may be separated. Further, as shown in FIGS. 12 and 13, an objective lens unit in which the objective lens OL and the aperture limiting element AP are integrated may be used. FIG. 12 shows an example in which the objective lens OL and the aperture AP which is an aperture limiting element are integrated by a lens barrel LB. (The objective lens unit also has a drive means for driving the aperture limiting element, but it is not shown.) FIG. 13 shows the light source of the flange portion by extending the flange portion FL of the objective lens OL toward the light source side in the optical axis direction. This is an example in which a diaphragm AP, which is an aperture limiting element, is fixed to the side tip and integrated. (The objective lens unit also has driving means for driving the aperture limiting element, but it is not shown.)

更に、開口制限素子を光軸方向に駆動させる駆動装置としては、PLZT、ボイスコイルモータ、圧電変換素子等各種のアクチュエータを用いることができる。開口制限素子の駆動位置は、実験やシミュレーション等で、対物レンズの倍率mに対する最適位置を予め求め、テーブル等の形で記憶しておくことにより、球面面収差補正素子の光軸方向位置から換算した現在の倍率mに応じて、かかるテーブル等に基づく目標位置へと、開口制限素子を駆動することができる。   Furthermore, various actuators such as a PLZT, a voice coil motor, and a piezoelectric conversion element can be used as a driving device that drives the aperture limiting element in the optical axis direction. The drive position of the aperture limiting element is converted from the position in the optical axis direction of the spherical surface aberration correction element by obtaining the optimum position for the magnification m of the objective lens in advance and storing it in the form of a table or the like through experiments or simulations. The aperture limiting element can be driven to the target position based on the table or the like according to the current magnification m.

また、倍率の変化に応じての開口制限素子の光軸方向位置は、対物レンズの光源側面よりも光ディスク側に配置することが好ましい。更に好ましくは、以下の式を満たすことである。
−0.020≦m×(D/f)≦0.018 (1)
但し、mは前記対物レンズの倍率
D[mm]は前記対物レンズの光源側面頂点から前記開口制限素子の開口制限位置までの光軸方向の距離
f[mm]は前記波長λ1での前記対物レンズの焦点距離
Further, the position of the aperture limiting element in the optical axis direction according to the change in magnification is preferably arranged closer to the optical disc than the light source side surface of the objective lens. More preferably, the following expression is satisfied.
−0.020 ≦ m × (D / f) ≦ 0.018 (1)
However, m is the magnification D [mm] of the objective lens, and the distance f [mm] in the optical axis direction from the light source side surface vertex of the objective lens to the aperture limiting position of the aperture limiting element is the objective lens at the wavelength λ1. Focal length

尚、開口制限素子の開口制限位置までの光軸方向の距離について以下に説明する。開口制限素子として、図14に示すような非常に薄い絞りを用いている場合は、開口制限位置はALとなり、Dは図14に示す長さ(光源側レンズ面頂点から開口制限素子の表面までの距離)となる。一方、開口制限素子として、図15に示すようなエッジ状の絞りを用いている場合は、開口制限位置はエッジ先端のALとなり、Dは図15に示す長さ(光源側レンズ面頂点から開口制限素子のエッジ先端までの距離)となる。また、開口制限素子として、図16に示すような厚い平板状の絞りを用いている場合は、開口制限位置を絞りの光軸方向厚みの中間点ALとし、Dは図16に示す長さ(光源側レンズ面頂点から開口制限素子の中間点までの距離)となる。   The distance in the optical axis direction to the aperture limiting position of the aperture limiting element will be described below. When a very thin stop as shown in FIG. 14 is used as the aperture limiting element, the aperture limiting position is AL, and D is the length shown in FIG. 14 (from the light source side lens surface vertex to the surface of the aperture limiting element). Distance). On the other hand, when an edge-shaped stop as shown in FIG. 15 is used as the aperture limiting element, the aperture limiting position is AL at the edge tip, and D is the length shown in FIG. Distance to the edge tip of the limiting element). In addition, when a thick flat diaphragm as shown in FIG. 16 is used as the aperture limiting element, the aperture limiting position is set as an intermediate point AL of the thickness in the optical axis direction of the diaphragm, and D is a length ( Distance from the vertex of the light source side lens surface to the intermediate point of the aperture limiting element).

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と好ましい。   The optical information recording / reproducing apparatus preferably has 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、複数の情報記録層を有し、必要開口数が大きな光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際に、倍率変更により球面収差を補正したとしても、開口数の変化を抑え、適切に情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置及び対物レンズユニットを提供することができる。   According to the present invention, when information is recorded / reproduced on an optical disc having a plurality of information recording layers and a large required numerical aperture, the numerical aperture is changed even if the spherical aberration is corrected by changing the magnification. It is possible to provide an optical pickup device and an objective lens unit that can suppress and appropriately record / reproduce information.

以下、本発明の実施の形態について図2を用いて説明する。尚、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置PU1は、光ディスクドライブ装置に組み込むことが可能である。図1は、光ピックアップ装置PU1の概略構成を示す図である。光ピックアップ装置PU1は、多層型光ディスク(MLD)、ブルーレイディスク(BD)、デジタルバーサタイルディスク(DVD)、コンパクトディスク(CD)の4種類の光ディスクに対して互換可能に情報を記録/再生が可能である。ここで、多層型光ディスクMLDとは、厚さ方向に重ねられた情報を記録可能な複数(8層以上)の情報記録層RLと、トラッキングサーボ制御用の位置情報としてのピットを形成したガイドトラック層GLとを有する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The optical pickup device PU1 according to the present embodiment can be incorporated in an optical disk drive device. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the optical pickup device PU1. The optical pickup device PU1 is capable of recording / reproducing information so as to be compatible with four types of optical discs, that is, a multilayer optical disc (MLD), a Blu-ray disc (BD), a digital versatile disc (DVD), and a compact disc (CD). is there. Here, the multilayer optical disk MLD is a guide track in which a plurality of (eight or more layers) information recording layers RL capable of recording information stacked in the thickness direction and pits as position information for tracking servo control are formed. Layer GL.

光ピックアップ装置PU1は、青紫色半導体レーザLD1と、赤色半導体レーザと赤外半導体レーザを一つのパッケージで一体化したLD2と、第1偏光ビームスプリッタPBS1と、ビームエキスパンダの第1レンズBE1と第2レンズBE2と、第1ダイクロイックプリズムDBS1と、第2ダイクロイックプリズムDBS2と、λ/4波長板QWPと、立ち上げミラーMLと、第1対物レンズOL1と、第2対物レンズOL2と、第1センサレンズSL1と、第2センサレンズSL2と、ピンホールPHと、第1光検出器PD1と、第2光検出器PD2と、第1カップリングレンズCP1と、第2カップリングレンズCP2と、2軸アクチュエータAC1と、第1アクチュエータAC2と、第2アクチュエータAC3と、第3アクチュエータAC4を有する。単玉の第1対物レンズOL1は、多層型光ディスクとBDとDVDの記録/再生に用いられ、第2対物レンズOL2は、CDの記録/再生に用いられる。開口数0.7以上である第1対物レンズOL1の直前に配置された第1開口制限素子AP1は、図示しない駆動手段により光軸方向に移動される。また、第1開口制限素子AP1は、図1(b)に示すように、第1対物レンズOL1の面頂点より光ディスク側に設けられ、且つ以下の式(1)を満たすように光軸方向に移動する。更に、対物レンズは以下の式(2)を満たす。
−0.020≦m×(D/f)≦0.018 (1)
0.015<SCmax/f<0.045 (2)
但し、mを前記対物レンズの倍率としたとき
D[mm]は前記対物レンズの光源側面頂点から前記開口制限素子までの距離
f[mm]は前記対物レンズの焦点距離
SCmaxは正弦条件違反量の極大値
The optical pickup device PU1 includes a blue-violet semiconductor laser LD1, an LD2 in which a red semiconductor laser and an infrared semiconductor laser are integrated in one package, a first polarization beam splitter PBS1, a first lens BE1 of a beam expander, and a first lens BE1. A two-lens BE2, a first dichroic prism DBS1, a second dichroic prism DBS2, a λ / 4 wavelength plate QWP, a raising mirror ML, a first objective lens OL1, a second objective lens OL2, and a first sensor. Lens SL1, second sensor lens SL2, pinhole PH, first photodetector PD1, second photodetector PD2, first coupling lens CP1, second coupling lens CP2, biaxial Actuator AC1, first actuator AC2, second actuator AC3, third actuator Having over data AC4. The single objective lens OL1 is used for recording / reproduction of a multilayer optical disc, BD, and DVD, and the second objective lens OL2 is used for recording / reproduction of a CD. The first aperture limiting element AP1 disposed immediately before the first objective lens OL1 having a numerical aperture of 0.7 or more is moved in the optical axis direction by a driving unit (not shown). Further, as shown in FIG. 1B, the first aperture limiting element AP1 is provided on the optical disc side from the surface vertex of the first objective lens OL1, and in the optical axis direction so as to satisfy the following expression (1). Moving. Furthermore, the objective lens satisfies the following formula (2).
−0.020 ≦ m × (D / f) ≦ 0.018 (1)
0.015 <SC max /f<0.045 (2)
However, when m is the magnification of the objective lens, D [mm] is the distance f [mm] from the light source side surface apex of the objective lens to the aperture limiting element, and the focal length SC max of the objective lens is the sine condition violation amount. Local maximum

LD2中の赤色半導体レーザは、λ2=650nm〜680nmの波長を有する赤色レーザ光を出射する。赤色レーザ光は、多層型光ディスクMLDに対して情報の記録/再生を行う際に、ガイドトラック層GLに照射されてトラッキング情報を読み取るサーボ光として用いられ、またDVDの情報記録層に対して情報の記録/再生を行う記録/再生光としても用いられ、その開口数はNA0.65である。一方、青紫色半導体レーザLD1は、λ1=390nm〜420nmの波長を有する青紫色レーザ光を出射する。青紫色レーザ光は、多層型光ディスクMLDの各情報記録層に対して集光され、情報の記録/再生を行う記録/再生光として用いられ、またBDの情報記録層に対して情報の記録/再生を行う記録/再生光としても用いられ、その開口数はNA0.85である。また、LD2中の赤外半導体レーザは、λ3=760nm〜820nmの波長を有する赤外レーザ光を出射する。赤外レーザ光は、CDに対して情報の記録/再生を行う記録/再生光として用いられる。   The red semiconductor laser in the LD 2 emits red laser light having a wavelength of λ2 = 650 nm to 680 nm. The red laser light is used as servo light that is applied to the guide track layer GL to read tracking information when information is recorded / reproduced with respect to the multilayer optical disk MLD, and information is recorded on the information recording layer of the DVD. Is used as recording / reproducing light for performing recording / reproducing, and its numerical aperture is NA 0.65. On the other hand, the blue-violet semiconductor laser LD1 emits blue-violet laser light having a wavelength of λ1 = 390 nm to 420 nm. The blue-violet laser beam is focused on each information recording layer of the multilayer optical disc MLD, used as recording / reproducing light for recording / reproducing information, and also for recording / reproducing information on the BD information recording layer. It is also used as recording / reproducing light for reproducing, and its numerical aperture is NA 0.85. The infrared semiconductor laser in the LD 2 emits infrared laser light having a wavelength of λ3 = 760 nm to 820 nm. Infrared laser light is used as recording / reproducing light for recording / reproducing information on / from a CD.

第1対物レンズOL1は、多層型光ディスクMLD、BD、DVDの3種類の光ディスクに対して対応可能な対物レンズである。一方、第2対物レンズOL2は、CDに対して対応可能な対物レンズである。   The first objective lens OL1 is an objective lens that can be applied to three types of optical disks MLD, BD, and DVD. On the other hand, the second objective lens OL2 is an objective lens that is compatible with CD.

開口制限素子の駆動機構について説明する。図3は、第1開口制限素子AP1を駆動する駆動機構DRの斜視図であり、第1対物レンズOL1、ビームエキスパンダのレンズBE1と共に示しているが、それ以外の構成は省略する。第1対物レンズOL1は、レンズホルダLH1により保持されており、駆動機構DRはレンズホルダLH1上に設けられている。第1開口制限素子AP1は、内周縁が薄くなったリング形状を有し、駆動力を受ける連結部DH1aに連結されている。   A drive mechanism for the aperture limiting element will be described. FIG. 3 is a perspective view of the driving mechanism DR that drives the first aperture limiting element AP1, and shows the first objective lens OL1 and the beam expander lens BE1, but the other configurations are omitted. The first objective lens OL1 is held by a lens holder LH1, and the drive mechanism DR is provided on the lens holder LH1. The first aperture limiting element AP1 has a ring shape with a thin inner peripheral edge, and is connected to a connecting portion DH1a that receives a driving force.

連結部DH1aの端部には、四角柱状の駆動軸XDSと対応する形状を有し且つそれに接する角溝DH1bが設けられ、また角溝DH1bとの間に駆動軸XDSを挟むようにして板ばねXSGが取り付けられている。連結部DH1aと板ばねXSGとの間で挟持された駆動部材である駆動軸XDSは、第1対物レンズOL1の光軸方向に延在しており、板ばねXSGの付勢力で適度に押圧されている。駆動軸XDSの一端は自由端であり、その他端は、電気機械変換素子である圧電アクチュエータXPZに連結されている。圧電アクチュエータXPZは、レンズホルダLH1の側壁に取り付けられている。圧電アクチュエータXPZは、ビームエキスパンダのレンズBE1のアクチュエータAC3からの信号を受信する制御回路CPUから、駆動信号を受けるようになっている。   The end portion of the connecting portion DH1a is provided with a square groove DH1b having a shape corresponding to and in contact with the quadrangular columnar drive shaft XDS, and the leaf spring XSG is sandwiched between the square shaft DH1b and the drive shaft XDS. It is attached. A drive shaft XDS, which is a drive member sandwiched between the connecting portion DH1a and the leaf spring XSG, extends in the optical axis direction of the first objective lens OL1, and is appropriately pressed by the urging force of the leaf spring XSG. ing. One end of the drive shaft XDS is a free end, and the other end is connected to a piezoelectric actuator XPZ which is an electromechanical conversion element. The piezoelectric actuator XPZ is attached to the side wall of the lens holder LH1. The piezoelectric actuator XPZ receives a drive signal from a control circuit CPU that receives a signal from the actuator AC3 of the lens BE1 of the beam expander.

圧電アクチュエータXPZは、PZT(ジルコン・チタン酸鉛)などで形成された圧電セラミックスを積層してなる。圧電セラミックスは、その結晶格子内の正電荷の重心と負電荷の重心とが一致しておらず、それ自体分極していて、その分極方向に電圧を印加すると伸びる性質を有している。しかし、圧電セラミックスのこの方向への歪みは微小であり、この歪み量により被駆動部材を駆動することは困難であるため、図4に示すように、複数の圧電セラミックスPEを積み重ねてその間に電極Cを並列接続した構造の積層型圧電アクチュエータが実用可能なものとして提供されている。本実施の形態では、この積層型圧電アクチュエータPZを駆動源として用いている。   The piezoelectric actuator XPZ is formed by laminating piezoelectric ceramics formed of PZT (zircon / lead titanate) or the like. Piezoelectric ceramics have a property in which the center of gravity of the positive charge and the center of gravity of the negative charge in the crystal lattice do not coincide with each other, are themselves polarized, and extend when a voltage is applied in the polarization direction. However, since the distortion of the piezoelectric ceramics in this direction is very small and it is difficult to drive the driven member by the amount of distortion, a plurality of piezoelectric ceramics PE are stacked between the electrodes as shown in FIG. A laminated piezoelectric actuator having a structure in which C is connected in parallel is provided as a practical one. In the present embodiment, this stacked piezoelectric actuator PZ is used as a drive source.

次に、この第1開口制限素子AP1の駆動方法について説明する。一般に、積層型圧電アクチュエータは、電圧印加時の変位量は小さいが、発生力は大でその応答性も鋭い。したがって、圧電アクチュエータXPZに、図5(a)に示すように立ち上がりが鋭く立ち下がりがゆっくりとした略鋸歯状波形のパルス電圧を印加すると、圧電アクチュエータXPZは、パルスの立ち上がり時に急激に伸び、立ち下がり時にそれよりもゆっくりと縮む。したがって、圧電アクチュエータXPZの伸長時には、その衝撃力で駆動軸XDSが図3の手前側へ押し出されるが、第1開口制限素子AP1の連結部DH1aと板ばねXSGは、その慣性により、駆動軸XDSと一緒には移動せず、駆動軸XDSとの間で滑りを生じてその位置に留まる(わずかに移動する場合もある)。一方、パルスの立ち下がり時には立ち上がり時に比較して駆動軸XDSがゆっくりと戻るので、連結部DH1aと板ばねXSGが駆動軸XDSに対して滑らずに、駆動軸XDSと一体的に図3の奥側へ移動する。即ち、周波数が数百から数万ヘルツに設定されたパルスを印加することにより、第1開口制限素子AP1を、光軸方向に所望の速度で連続的に移動させることができる。   Next, a driving method of the first aperture limiting element AP1 will be described. In general, a laminated piezoelectric actuator has a small displacement when a voltage is applied, but has a large generated force and sharp response. Therefore, when a pulse voltage having a substantially sawtooth waveform with a sharp rise and a slow fall as shown in FIG. 5A is applied to the piezoelectric actuator XPZ, the piezoelectric actuator XPZ suddenly extends and rises at the rise of the pulse. It shrinks more slowly when it falls. Therefore, when the piezoelectric actuator XPZ is extended, the driving shaft XDS is pushed out to the near side in FIG. 3 by the impact force, but the connecting portion DH1a of the first opening limiting element AP1 and the leaf spring XSG are driven by the inertia of the driving shaft XDS. Does not move together with the drive shaft XDS, and slips with the drive shaft XDS and stays in that position (may move slightly). On the other hand, when the pulse falls, the drive shaft XDS returns more slowly than when the pulse rises. Therefore, the connecting portion DH1a and the leaf spring XSG do not slide with respect to the drive shaft XDS, and are integrated with the drive shaft XDS as shown in FIG. Move to the side. That is, by applying a pulse whose frequency is set to several hundred to several tens of thousands of hertz, the first aperture limiting element AP1 can be continuously moved at a desired speed in the optical axis direction.

即ち、ビームエキスパンダのレンズBE1のアクチュエータAC3からの信号を受信した制御回路CPUが、それに応じた所定のパルス入力を圧電アクチュエータXPZに印加することにより、第1開口制限素子AP1を光軸方向に所望の速度で連続的に移動させることができるのである。尚、以上より明らかであるが、図5(b)に示すように電圧の立ち上がりがゆっくりで、立ち下がりが鋭いパルスを印加すれば、第1開口制限素子AP1を逆の方向へ移動させることができる。本実施の形態では、駆動軸XDSを四角柱状(回り止め機構)としているので、第1開口制限素子AP1の回り止め機能が発揮され、第1開口制限素子AP1のチルトが抑制されるので、別個にガイド軸を設ける必要はない。   That is, the control circuit CPU that has received a signal from the actuator AC3 of the lens BE1 of the beam expander applies a predetermined pulse input to the piezoelectric actuator XPZ, thereby causing the first aperture limiting element AP1 to move in the optical axis direction. It can be continuously moved at a desired speed. As is clear from the above, as shown in FIG. 5B, when a pulse with a slow rising voltage and a sharp falling edge is applied, the first aperture limiting element AP1 can be moved in the opposite direction. it can. In the present embodiment, since the drive shaft XDS has a quadrangular prism shape (anti-rotation mechanism), the anti-rotation function of the first aperture limiting element AP1 is exhibited, and the tilt of the first aperture limiting element AP1 is suppressed. There is no need to provide a guide shaft.

多層型光ディスクMLDにおける情報の記録/再生について説明する。図2に示す光ピックアップ装置PU1において、LD2の赤色半導体レーザから射出された発散光束は、第2偏光ビームスプリッタPBS2および第2カップリングレンズCP2を通過し,第1ダイクロイックプリズムDBS1で反射され、λ/4波長板QWPを通過し、第2ダイクロイックプリズムDBS2で反射され、第1開口制限素子AP1を通過して第1対物レンズOL1に入射した後、多層型光ディスクMLDの保護基板を介してガイド層GL上に形成されるスポットとなる。   Information recording / reproduction in the multilayer optical disk MLD will be described. In the optical pickup device PU1 shown in FIG. 2, the divergent light beam emitted from the red semiconductor laser of LD2 passes through the second polarization beam splitter PBS2 and the second coupling lens CP2, is reflected by the first dichroic prism DBS1, and λ / 4 wave plate QWP, reflected by the second dichroic prism DBS2, passes through the first aperture limiting element AP1, enters the first objective lens OL1, and then passes through the protective substrate of the multilayer optical disk MLD. It becomes a spot formed on GL.

尚、本実施の形態においては、カップリングレンズCP2が第3アクチュエータAC4によって光軸方向に可動可能であり、波長λ2における第1対物レンズOL1の倍率を変換可能であるため、多層型光ディスクMLDが複数のガイド層を有する場合であっても、対応可能であると共に、第1対物レンズがプラスチックレンズである場合の温度変化時や、ガイド層までの保護層厚の微小な変化に対しても対応可能となる。   In the present embodiment, the coupling lens CP2 can be moved in the optical axis direction by the third actuator AC4, and the magnification of the first objective lens OL1 at the wavelength λ2 can be converted. Even if it has a plurality of guide layers, it is possible to cope with the change in temperature when the first objective lens is a plastic lens, and also for the minute change in the protective layer thickness up to the guide layer. It becomes possible.

ガイド層GLでピットにより変調された反射光束は、再び第1対物レンズOL1、第1開口制限素子AP1を通過し、第2ダイクロイックプリズムDBS2で反射され、λ/4波長板QWPを通過し、第1ダイクロイックプリズムDBS1で反射され、カップリングレンズCP2を通過し、更に第2偏光ビームスプリッタPBS2で反射されて、第2センサレンズSL2を介して第2光検出器PD2に入射する。第2光検出器PD2の出力信号により、多層型光ディスクMLDのトラッキング位置を読み取ることができる。かかるトラッキング情報に基づいて、2軸アクチュエータAC1及び/又は第3アクチュエータAC4を駆動して、ガイド層GLのトラックに対してトラッキングサーボ制御を行うことができ、これにより多層型光ディスクMLDの情報記録層RLにトラッキング情報が記録されていなくても、適切に情報の記録/再生を行うことができる。従って、LD2の赤色半導体レーザの照射は、情報記録層RLに対して情報の記録/再生を行っている間連続して行われる。   The reflected light beam modulated by the pits in the guide layer GL again passes through the first objective lens OL1 and the first aperture limiting element AP1, is reflected by the second dichroic prism DBS2, passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, The light is reflected by the 1 dichroic prism DBS1, passes through the coupling lens CP2, is further reflected by the second polarization beam splitter PBS2, and enters the second photodetector PD2 via the second sensor lens SL2. The tracking position of the multilayer optical disk MLD can be read from the output signal of the second photodetector PD2. Based on such tracking information, the biaxial actuator AC1 and / or the third actuator AC4 can be driven to perform tracking servo control on the track of the guide layer GL, and thereby the information recording layer of the multilayer optical disc MLD. Even if tracking information is not recorded in the RL, information can be recorded / reproduced appropriately. Accordingly, the irradiation of the red semiconductor laser of the LD 2 is continuously performed while information recording / reproduction is being performed on the information recording layer RL.

ここで、多層型光ディスクMLDのいずれかの情報記録層RLに対して情報の記録/再生を行う場合には、第2アクチュエータAC3を駆動してビームエキスパンダの第1レンズBE1を光軸方向に変位させ、第1対物レンズOL1への入射光束の発散角を変化させ、第1対物レンズの倍率を変化させる。これにより、記録/再生を所望する情報記録層のいずれかを任意に選択できる。このとき、第2アクチュエータAC3から駆動信号を受信した制御回路CPU(図3)は、それから倍率mを求め、かかる倍率mに最適な第1開口制限素子AP1の位置を求めて、所定のパルス入力を圧電アクチュエータXPZに印加することにより、第1開口制限素子AP1を光軸方向の最適位置へと移動させる。このことにより、対物レンズの倍率の変化に伴うNAの変化を抑えることが可能となる。   Here, when recording / reproducing information with respect to any information recording layer RL of the multilayer optical disc MLD, the second actuator AC3 is driven to move the first lens BE1 of the beam expander in the optical axis direction. Displacement is performed to change the divergence angle of the incident light beam to the first objective lens OL1, and to change the magnification of the first objective lens. Thereby, any of the information recording layers desired to be recorded / reproduced can be arbitrarily selected. At this time, the control circuit CPU (FIG. 3) that has received the drive signal from the second actuator AC3 obtains the magnification m therefrom, obtains the position of the first aperture limiting element AP1 optimum for the magnification m, and inputs a predetermined pulse. Is applied to the piezoelectric actuator XPZ to move the first aperture limiting element AP1 to the optimum position in the optical axis direction. This makes it possible to suppress a change in NA accompanying a change in the magnification of the objective lens.

更に多層型光ディスクMLDに対する情報の記録又は再生時には、青紫色半導体レーザLD1を発光させる。青紫色半導体レーザLD1から射出された発散光束は、第1偏光ビームスプリッタPBS1、ビームエキスパンダの第1レンズBE1及び第2レンズBE2、第1ダイクロイックプリズムDBS1、λ/4波長板QWPを通過し、第2ダイクロイックプリズムDBS2で反射され、第1開口制限素子AP1を介して第1対物レンズOL1に入射した後、多層型光ディスクMLDの保護基板を介して、選択された情報記録層RL上に形成されるスポットとなる。第1対物レンズOL1は、2軸アクチュエータAC1によって駆動され、フォーカシングやトラッキングが行われる。   Further, the blue-violet semiconductor laser LD1 is caused to emit light when information is recorded on or reproduced from the multilayer optical disk MLD. The divergent light beam emitted from the blue-violet semiconductor laser LD1 passes through the first polarizing beam splitter PBS1, the first lens BE1 and second lens BE2 of the beam expander, the first dichroic prism DBS1, and the λ / 4 wavelength plate QWP. After being reflected by the second dichroic prism DBS2 and entering the first objective lens OL1 via the first aperture limiting element AP1, it is formed on the selected information recording layer RL via the protective substrate of the multilayer optical disk MLD. It becomes a spot. The first objective lens OL1 is driven by a biaxial actuator AC1, and focusing and tracking are performed.

選択された情報記録層RLで情報ピットにより変調された反射光束は、再び第1対物レンズOL1、第1開口制限素子AP1を通過し、第2ダイクロイックプリズムDBS2で反射され、λ/4波長板QWP、第2ダイクロイックプリズムDBS1、ビームエキスパンダの第2レンズBE2及び第1レンズBE1を通過し、更に第1偏光ビームスプリッタPBS1で反射され、第1センサレンズSL1を通過し、ピンホールPHを通過することで所望の層ではない他の情報記録層で反射された迷光を除去され、第1光検出器PD1に入射する。第1光検出器PD1の出力信号により、選択された情報記録層RLに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light flux modulated by the information pits in the selected information recording layer RL again passes through the first objective lens OL1 and the first aperture limiting element AP1, is reflected by the second dichroic prism DBS2, and is a λ / 4 wavelength plate QWP. , Passes through the second dichroic prism DBS1, the second lens BE2 and the first lens BE1 of the beam expander, is further reflected by the first polarizing beam splitter PBS1, passes through the first sensor lens SL1, and passes through the pinhole PH. Thus, stray light reflected by another information recording layer that is not a desired layer is removed, and is incident on the first photodetector PD1. Information recorded on the selected information recording layer RL can be read by the output signal of the first photodetector PD1.

次に、BDに対する情報の記録又は再生について説明する。青紫色半導体レーザLD1を発光させると、ここから射出された発散光束は、第1偏光ビームスプリッタPBS1、ビームエキスパンダの第1レンズBE1及び第2レンズBE2、第1ダイクロイックプリズムDBS1、λ/4波長板QWPを通過し、第2ダイクロイックプリズムDBS2で反射され、第1開口制限素子AP1を通過して第1対物レンズOL1に入射した後、BDの保護基板を介して情報記録層RL上に形成されるスポットとなる。第1対物レンズOL1は、2軸アクチュエータAC1によって駆動され、フォーカシングやトラッキングが行われる。   Next, recording or reproduction of information on the BD will be described. When the blue-violet semiconductor laser LD1 is caused to emit light, the divergent light beam emitted from the laser beam is a first polarizing beam splitter PBS1, a first lens BE1 and a second lens BE2 of a beam expander, a first dichroic prism DBS1, and a λ / 4 wavelength. The light passes through the plate QWP, is reflected by the second dichroic prism DBS2, passes through the first aperture limiting element AP1, enters the first objective lens OL1, and then is formed on the information recording layer RL via the BD protective substrate. It becomes a spot. The first objective lens OL1 is driven by a biaxial actuator AC1, and focusing and tracking are performed.

情報記録層RLで情報ピットにより変調された反射光束は、再び第1対物レンズOL1、第1開口制限素子AP1を通過し、第2ダイクロイックプリズムDBS2で反射され、λ/4波長板QWP、ダイクロイックプリズムDBS1、ビームエキスパンダの第2レンズBE2及び第1レンズBE1を通過し、更に第1偏光ビームスプリッタPBS1で反射され、第1センサレンズSL1を通過し、ピンホールPHを通過し、第1光検出器PD1に入射する。第1光検出器PD1の出力信号により、BDの情報記録層RLに記録された情報を読み取ることができる。尚、BD使用時には第1対物レンズOL1に平行光を入射させる場合、第1開口制限素子AP1はいずれの位置にあっても良いが、発散光もしくは収束光を入射させる場合には、その倍率に応じて駆動機構DRが、第1開口制限素子AP1を最適な位置に移動させることが出来る。   The reflected light beam modulated by the information pits in the information recording layer RL again passes through the first objective lens OL1 and the first aperture limiting element AP1, is reflected by the second dichroic prism DBS2, and is reflected by the λ / 4 wavelength plate QWP and the dichroic prism. DBS1 passes through the second lens BE2 and the first lens BE1 of the beam expander, is further reflected by the first polarizing beam splitter PBS1, passes through the first sensor lens SL1, passes through the pinhole PH, and detects the first light. Is incident on the device PD1. Information recorded on the information recording layer RL of the BD can be read by the output signal of the first photodetector PD1. Note that when the BD is used, when the parallel light is incident on the first objective lens OL1, the first aperture limiting element AP1 may be in any position, but when diverging light or convergent light is incident, the magnification is increased. Accordingly, the drive mechanism DR can move the first aperture limiting element AP1 to an optimal position.

次に、DVDに対する情報の記録又は再生について説明する。LD2の赤色半導体レーザを発光させると、ここから射出された波長λ2の発散光束は、第2偏光ビームスプリッタPBS2を通過し,カップリングレンズCP2を通過する。尚、カップリングレンズCP2を、第3アクチュエータAC4によって光軸方向の所望の位置に移動させておくことで、DVDにおいて発生する球面収差を補正することも可能である。カップリングレンズCP2を通過した光束は、ダイクロイックプリズムDBS1で反射され、λ/4波長板QWPを通過し、第2ダイクロイックプリズムDBS2で反射され、第1開口制限素子AP1を通過して第1対物レンズOL1に入射した後、DVDの保護基板を介して情報記録層RL上に形成されるスポットとなる。   Next, recording or reproduction of information on the DVD will be described. When the red semiconductor laser of LD2 emits light, the divergent light beam having the wavelength λ2 emitted therefrom passes through the second polarizing beam splitter PBS2 and passes through the coupling lens CP2. In addition, it is also possible to correct the spherical aberration generated in the DVD by moving the coupling lens CP2 to a desired position in the optical axis direction by the third actuator AC4. The light beam that has passed through the coupling lens CP2 is reflected by the dichroic prism DBS1, passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, is reflected by the second dichroic prism DBS2, passes through the first aperture limiting element AP1, and passes through the first objective lens. After entering the OL1, it becomes a spot formed on the information recording layer RL via the DVD protective substrate.

情報記録層RLでピットにより変調された反射光束は、再び第1対物レンズOL1、第1開口制限素子AP1を通過し、第2ダイクロイックプリズムDBS2で反射され、λ/4波長板QWPを通過し、第1ダイクロイックプリズムDBS1で反射され、更に第2偏光ビームスプリッタPBS2で反射されて、第2センサレンズSL2を介して第2光検出器PD2に入射する。第2光検出器PD2の出力信号により、DVDの情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the pits in the information recording layer RL again passes through the first objective lens OL1 and the first aperture limiting element AP1, is reflected by the second dichroic prism DBS2, passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, The light is reflected by the first dichroic prism DBS1, further reflected by the second polarization beam splitter PBS2, and enters the second photodetector PD2 via the second sensor lens SL2. DVD information can be read by the output signal of the second photodetector PD2.

次に、CDに対する情報の記録又は再生について説明する。LD2の赤外半導体レーザを発光させると、ここから射出された波長λ3の発散光束は、第2偏光ビームスプリッタPBS2を通過し,カップリングレンズCP2を通過する。尚、カップリングレンズCP2を、第3アクチュエータAC4によって光軸方向の所望の位置に移動させておくことで、CDにおいて発生する球面収差を補正することも可能である。カップリングレンズCP2を通過した光束は、ダイクロイックプリズムDBS1で反射され、λ/4波長板QWPを通過し、第2ダイクロイックプリズムDBS2も通過し、立ち上げミラーMLで反射され、第2開口制限素子AP2を通過して第2対物レンズOL2に入射した後、CDの保護基板を介してCDの情報記録層上に形成されるスポットとなる。   Next, recording or reproduction of information with respect to a CD will be described. When the infrared semiconductor laser of LD2 is caused to emit light, a divergent light beam having a wavelength λ3 emitted therefrom passes through the second polarization beam splitter PBS2 and passes through the coupling lens CP2. Note that the spherical aberration occurring in the CD can be corrected by moving the coupling lens CP2 to a desired position in the optical axis direction by the third actuator AC4. The light beam that has passed through the coupling lens CP2 is reflected by the dichroic prism DBS1, passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, passes through the second dichroic prism DBS2, is reflected by the rising mirror ML, and is reflected by the second aperture limiting element AP2. After passing through and entering the second objective lens OL2, it becomes a spot formed on the CD information recording layer via the CD protective substrate.

CDの情報記録層でピットにより変調された反射光束は、再び第2対物レンズOL2、第2開口制限素子AP2を通過し、立ち上げミラーML2で反射され、第2ダイクロイックプリズムDBS2を通過し、λ/4波長板QWPを通過し、第1ダイクロイックプリズムDBS1で反射され、更に第2偏光ビームスプリッタPBS2で反射されて、第2センサレンズSL2を介して第2光検出器PD2に入射する。第2光検出器PD2の出力信号により、CDの情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the pits in the information recording layer of the CD again passes through the second objective lens OL2 and the second aperture limiting element AP2, is reflected by the rising mirror ML2, passes through the second dichroic prism DBS2, and λ / 4 wave plate QWP, reflected by the first dichroic prism DBS1, further reflected by the second polarization beam splitter PBS2, and incident on the second photodetector PD2 via the second sensor lens SL2. CD information can be read by the output signal of the second photodetector PD2.

次に、上述の実施の形態に用いることができる実施例について説明する。本実施例の対物レンズは、上述対物レンズOL1に適用することが可能である。以下の表中のriは曲率半径、diは第i面から第i+1面までの光軸方向の位置、niは各面の屈折率を表している。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)を用いて表すものとする。対物光学素子の光学面は、それぞれ数1式に表1に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。設計倍率は表中mで表されている。 Next, examples that can be used in the above-described embodiment will be described. The objective lens of the present embodiment can be applied to the objective lens OL1. In the following table, ri represents the radius of curvature, di represents the position in the optical axis direction from the i-th surface to the (i + 1) -th surface, and ni represents the refractive index of each surface. In the following (including the lens data in the table), a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −3 ) is represented using E (for example, 2.5 × E−3). The optical surface of the objective optical element is formed as an aspherical surface that is axisymmetric about the optical axis, each of which is defined by a mathematical formula obtained by substituting the coefficient shown in Table 1 into Formula 1. The design magnification is represented by m in the table.

Figure 2010238277
Figure 2010238277

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 (the light traveling direction is positive), κ is a conical coefficient, A i is an aspheric coefficient, h is a height from the optical axis, and r is a paraxial curvature. Radius.

(実施例1)
表1に実施例1のレンズデータを示す。図6に、横軸に実施例1における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.350mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした。尚、図6及び後述する図7〜11において、絞りの位置がゼロのとき、光軸方向において、対物レンズの光源側光学面頂点と同じ位置に開口制限素子が位置しており、それから光ディスク側への移動量を正として表す。又、倍率m=0のときは、理論上、開口制限素子は光軸方向いずれの位置でも良い。
Example 1
Table 1 shows lens data of Example 1. In FIG. 6, the horizontal axis represents the magnification of the objective lens in Example 1, and the vertical axis represents the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction. The thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, 0 In the case where the focused spot is formed at a position of 350 mm, the position where the numerical aperture is substantially constant is plotted. 6 and FIGS. 7 to 11 described later, when the position of the stop is zero, the aperture limiting element is located at the same position as the light source side optical surface vertex of the objective lens in the optical axis direction. The amount of movement to is expressed as positive. When the magnification m = 0, theoretically, the aperture limiting element may be located at any position in the optical axis direction.

実施例1の場合には、図3に示すように、m=−0.064のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.315mmの位置とし(m×D/f=0.011)、m=−0.048のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.400mmの位置とし(m×D/f=0.011)、m=0.032のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.660mmの位置とする(m×D/f=−0.012)。実施例1では、対物レンズの有効径φ=3.0mm、SCmax/f=0.022である。 In the case of Example 1, as shown in FIG. 3, when m = −0.064, the position of the aperture limiting element is set to a position of D = 0.315 mm from the light source side surface apex of the objective lens (m × D /F=0.001), when m = −0.048, the position of the aperture limiting element is D = 0.400 mm from the light source side surface vertex of the objective lens (m × D / f = 0.111). , M = 0.032, the position of the aperture limiting element is D = 0.660 mm from the light source side surface apex of the objective lens (m × D / f = −0.012). In Example 1, the effective diameter of the objective lens is φ = 3.0 mm, and SC max /f=0.022.

Figure 2010238277
Figure 2010238277

(実施例2)
表2に実施例2のレンズデータを示す。図7に、横軸に実施例2における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.350mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした。実施例2の場合には、図7に示すように、m=−0.093のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.290mmの位置とし(m×D/f=0.015)、m=−0.073のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.425mmの位置とし(m×D/f=0.018)、m=0.041のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.870mmの位置とする(m×D/f=−0.020)。実施例2では、対物レンズの有効径φ=3.0mm、SCmax/f=0.043である。
(Example 2)
Table 2 shows lens data of Example 2. In FIG. 7, the horizontal axis represents the magnification of the objective lens in Example 2, and the vertical axis represents the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction. The thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, 0 In the case where the focused spot is formed at a position of 350 mm, the position where the numerical aperture is substantially constant is plotted. In the case of Example 2, as shown in FIG. 7, when m = −0.093, the position of the aperture limiting element is set to a position of D = 0.290 mm from the light source side surface apex of the objective lens (m × D /F=0.015) and m = −0.073, the position of the aperture limiting element is D = 0.425 mm from the light source side surface apex of the objective lens (m × D / f = 0.018). , M = 0.041, the position of the aperture limiting element is D = 0.870 mm from the light source side surface vertex of the objective lens (m × D / f = −0.020). In Example 2, the effective diameter of the objective lens is φ = 3.0 mm, and SC max /f=0.043.

Figure 2010238277
Figure 2010238277

(実施例3)
表3に実施例3のレンズデータを示す。図8に、横軸に実施例3における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.250mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした。実施例3の場合には、図8に示すように、m=−0.041のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.450mmの位置とし(m×D/f=0.010)、m=−0.029のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.500mmの位置とし(m×D/f=0.008)、m=0.022のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.660mmの位置とする(m×D/f=−0.008)。実施例3では、対物レンズの有効径φ=3.0mm、SCmax/f=0.016である。
Example 3
Table 3 shows lens data of Example 3. In FIG. 8, the horizontal axis represents the magnification of the objective lens in Example 3, and the vertical axis represents the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction. The thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, 0 In the case where the focused spot is formed at a position of 250 mm, the position where the numerical aperture is substantially constant is plotted. In the case of Example 3, as shown in FIG. 8, when m = −0.041, the position of the aperture limiting element is set to a position of D = 0.450 mm from the light source side surface vertex of the objective lens (m × D /F=0.010) and m = −0.029, the position of the aperture limiting element is set to D = 0.500 mm from the light source side surface vertex of the objective lens (m × D / f = 0.008). When m = 0.022, the position of the aperture limiting element is D = 0.660 mm from the light source side surface apex of the objective lens (m × D / f = −0.008). In Example 3, the effective diameter of the objective lens is φ = 3.0 mm and SC max /f=0.016.

Figure 2010238277
Figure 2010238277

(実施例4)
表4に実施例4のレンズデータを示す。図9に、横軸に実施例4における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.350mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした。実施例4の場合には、図9に示すように、m=−0.066のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.300mmの位置とし(m×D/f=0.011)、m=−0.049のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.390mmの位置とし(m×D/f=0.011)、m=0.032のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.665mmの位置とする(m×D/f=−0.012)。実施例4では、対物レンズの有効径φ=3.0mm、SCmax/f=0.024である。
Example 4
Table 4 shows lens data of Example 4. In FIG. 9, the horizontal axis represents the magnification of the objective lens in Example 4, and the vertical axis represents the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction. The thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, 0 In the case where the focused spot is formed at a position of 350 mm, the position where the numerical aperture is substantially constant is plotted. In the case of Example 4, as shown in FIG. 9, when m = −0.066, the position of the aperture limiting element is set to a position of D = 0.300 mm from the light source side surface apex of the objective lens (m × D /F=0.011) and m = −0.049, the position of the aperture limiting element is D = 0.390 mm from the light source side surface apex of the objective lens (m × D / f = 0.011). , M = 0.032, the position of the aperture limiting element is D = 0.665 mm from the light source side surface vertex of the objective lens (m × D / f = −0.012). In Example 4, the effective diameter of the objective lens is φ = 3.0 mm and SC max /f=0.024.

Figure 2010238277
Figure 2010238277

(実施例5)
表5に実施例5のレンズデータを示す。図10に、横軸に実施例5における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.350mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした。実施例5の場合には、図10に示すように、m=−0.065のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.320mmの位置とし(m×D/f=0.012)、m=−0.048のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.400mmの位置とし(m×D/f=0.011)、m=0.031のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.690mmの位置とする(m×D/f=−0.012)。実施例5では、対物レンズの有効径φ=3.0mm、SCmax/f=0.024であるが、使用する波長λ1=530nmである。
(Example 5)
Table 5 shows lens data of Example 5. In FIG. 10, the horizontal axis represents the magnification of the objective lens in Example 5, and the vertical axis represents the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction. The thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, 0 In the case where the focused spot is formed at a position of 350 mm, the position where the numerical aperture is substantially constant is plotted. In the case of Example 5, as shown in FIG. 10, when m = −0.065, the position of the aperture limiting element is D = 0.320 mm from the light source side surface apex of the objective lens (m × D /F=0.012), when m = −0.048, the position of the aperture limiting element is D = 0.400 mm from the light source side surface vertex of the objective lens (m × D / f = 0.111). , M = 0.031, the position of the aperture limiting element is D = 0.690 mm from the light source side surface apex of the objective lens (m × D / f = −0.012). In Example 5, the effective diameter of the objective lens is φ = 3.0 mm and SC max /f=0.024, but the wavelength λ1 used is 530 nm.

Figure 2010238277
Figure 2010238277

(実施例6)
表6に実施例6のレンズデータを示す。図11に、横軸に実施例6における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.350mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした。実施例6の場合には、図11に示すように、m=−0.053のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.300mmの位置とし(m×D/f=0.011)、m=−0.037のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.380mmの位置とし(m×D/f=0.010)、m=0.026のときは、開口制限素子の位置は対物レンズの光源側面頂点からD=0.565mmの位置とする(m×D/f=−0.011)。実施例6では、対物レンズの有効径φ=2.4mm、SCmax/f=0.022である
(Example 6)
Table 6 shows lens data of Example 6. In FIG. 11, the horizontal axis represents the magnification of the objective lens in Example 6, and the vertical axis represents the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction. The thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, 0 In the case where the focused spot is formed at a position of 350 mm, the position where the numerical aperture is substantially constant is plotted. In the case of Example 6, as shown in FIG. 11, when m = −0.053, the position of the aperture limiting element is D = 0.300 mm from the light source side surface apex of the objective lens (m × D /F=0.011) and m = −0.037, the position of the aperture limiting element is D = 0.380 mm from the light source side surface vertex of the objective lens (m × D / f = 0.010) , M = 0.026, the position of the aperture limiting element is D = 0.565 mm from the light source side surface apex of the objective lens (m × D / f = −0.011). In Example 6, the effective diameter of the objective lens is φ = 2.4 mm, and SC max /f=0.022.

Figure 2010238277
Figure 2010238277

各実施例の値を表7、8にまとめて示す。但し、表7、8中の符号は請求項に記載の符号に対応する。   The values of each example are summarized in Tables 7 and 8. However, the symbols in Tables 7 and 8 correspond to the symbols described in the claims.

Figure 2010238277
Figure 2010238277

Figure 2010238277
Figure 2010238277

本発明の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of this invention. 光ピックアップ装置PU1の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of optical pick-up apparatus PU1. 第1開口制限素子AP1を駆動する駆動機構DRの斜視図である。It is a perspective view of drive mechanism DR which drives 1st aperture restriction element AP1. 複数の圧電セラミックスPEを積み重ねてその間に電極Cを並列接続した構造の積層型圧電アクチュエータPZを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a multilayer piezoelectric actuator PZ having a structure in which a plurality of piezoelectric ceramics PE are stacked and electrodes C are connected in parallel therebetween. 圧電アクチュエータPZに印加される電圧パルスの波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the voltage pulse applied to the piezoelectric actuator PZ. 横軸に実施例1における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.350mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした図である。The horizontal axis represents the magnification of the objective lens in Example 1, the vertical axis represents the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction, and the thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, 0.350 mm. FIG. 6 is a diagram in which positions where numerical apertures are substantially constant are plotted in the case where a condensing spot is formed in 横軸に実施例2における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.350mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした図である。The horizontal axis indicates the magnification of the objective lens in Example 2, and the vertical axis indicates the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction. The thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, and 0.350 mm. FIG. 6 is a diagram in which positions where numerical apertures are substantially constant are plotted in the case where a condensing spot is formed in 横軸に実施例3における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.350mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした図である。The horizontal axis represents the magnification of the objective lens in Example 3, the vertical axis represents the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction, and the thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, and 0.350 mm. FIG. 6 is a diagram in which positions where numerical apertures are substantially constant are plotted in the case where a condensing spot is formed in 横軸に実施例4における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.350mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした図である。The horizontal axis represents the magnification of the objective lens in Example 4, the vertical axis represents the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction, and the thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, 0.350 mm. FIG. 6 is a diagram in which positions where numerical apertures are substantially constant are plotted in the case where a condensing spot is formed in 横軸に実施例5における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.350mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした図である。The horizontal axis represents the magnification of the objective lens in Example 5, the vertical axis represents the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction, and the thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, 0.350 mm. FIG. 6 is a diagram in which positions where numerical apertures are substantially constant are plotted in the case where a condensing spot is formed in 横軸に実施例6における対物レンズの倍率をとり、縦軸に開口制限素子(絞り)の光軸方向位置をとって、保護基板の厚さ0.020mm、0.050mm、0.350mmの位置に集光スポットを形成する場合について、開口数が略一定となる位置をプロットした図である。The horizontal axis represents the magnification of the objective lens in Example 6, the vertical axis represents the position of the aperture limiting element (aperture) in the optical axis direction, and the thickness of the protective substrate is 0.020 mm, 0.050 mm, 0.350 mm. FIG. 6 is a diagram in which positions where numerical apertures are substantially constant are plotted in the case where a condensing spot is formed in 対物レンズと開口制限素子のあるタイプとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an objective lens and the type with an aperture limiting element. 対物レンズと開口制限素子の別なタイプとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between another type of an objective lens and an aperture limiting element. 対物レンズと開口制限素子の更に別なタイプとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between another type of an objective lens and an aperture limiting element. 対物レンズと開口制限素子の更に別なタイプとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between another type of an objective lens and an aperture limiting element. 対物レンズと開口制限素子の更に別なタイプとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between another type of an objective lens and an aperture limiting element.

LD1:青紫色半導体レーザ(多層型光ディスク及びBDの記録/再生光)
LD2:赤色半導体レーザ(多層型光ディスクのサーボ光、DVDの記録/再生光)
PBS1:第1偏光ビームスプリッタ
PBS2:第2偏光ビームスプリッタ
BE1:ビームエキスパンダの第1レンズ(多層型光ディスクの記録/再生光のフォーカシングレンズ)
BE2:ビームエキスパンダの第2レンズ(多層型光ディスク及びBDの記録/再生光の球面収差補正レンズ)
DBS1:ダイクロイックプリズム(青紫色レーザ光は透過、赤色レーザ光は反射)
QWP:λ/4波長板
ML:立ち上げミラー
OL1:第1対物レンズ
OL2:第2対物レンズ
SL1:第1センサレンズ(多層型光ディスク及びBDの記録/再生光用)
SL2:第2センサレンズ(多層型光ディスクのサーボ光、DVDの記録/再生光用)
PH:ピンホール(多層型光ディスクの他層からの迷光除去用)
PD1:第1光検出器(多層型光ディスク及びBDの記録/再生光読み取り用)
PD2:第2光検出器(多層型光ディスクのサーボ光、DVDの記録/再生光読み取り用)
AC1:2軸アクチュエータ(多層型光ディスクのサーボ光、及び、BD/DVDの記録/再生光のフォーカシング/トラッキング用)
AC2:第1アクチュエータ(多層型光ディスク及びBDの球面収差補正用)
AC3:第2アクチュエータ(多層型光ディスクのサーボ光のフォーカシング用)
AP1:第1開口制限素子
AP2:第2開口制限素子
CPU: 制御回路
DH1a: 連結部
DH1b: 角溝
DR: 駆動機構
PE: 圧電セラミックス
XDS: 駆動軸
XPZ: 圧電アクチュエータ
LD1: Blue-violet semiconductor laser (Multi-layer type optical disc and BD recording / reproducing light)
LD2: Red semiconductor laser (servo light for multilayer optical disk, DVD recording / reproducing light)
PBS1: first polarizing beam splitter PBS2: second polarizing beam splitter BE1: first lens of beam expander (focusing lens for recording / reproducing light of multilayer optical disk)
BE2: the second lens of the beam expander (spherical aberration correction lens for multilayer optical disk and BD recording / reproducing light)
DBS1: Dichroic prism (transmits blue-violet laser light and reflects red laser light)
QWP: λ / 4 wavelength plate ML: Raising mirror OL1: First objective lens OL2: Second objective lens SL1: First sensor lens (for recording / reproducing light of multilayer type optical disc and BD)
SL2: Second sensor lens (for servo light of multilayer optical disk, DVD recording / reproducing light)
PH: Pinhole (for removing stray light from other layers of multilayer optical disks)
PD1: First optical detector (for recording / reproducing light reading of a multilayer optical disk and a BD)
PD2: Second photodetector (for servo light of multilayer optical disk, for reading / recording light of DVD)
AC1: Biaxial actuator (for focusing / tracking of servo light of multilayer optical disk and recording / reproducing light of BD / DVD)
AC2: First actuator (for correcting spherical aberration of multilayer optical disk and BD)
AC3: Second actuator (for focusing servo light on multilayer optical disks)
AP1: first aperture limiting element AP2: second aperture limiting element CPU: control circuit DH1a: connecting portion DH1b: square groove DR: drive mechanism PE: piezoelectric ceramic XDS: drive shaft XPZ: piezoelectric actuator

Claims (9)

第1の光源と、球面収差補正素子と、開口制限素子と、対物レンズとを有し、前記第1の光源から出射された波長λ1の光束を、前記球面収差補正素子、前記開口制限素子を介して前記対物レンズに入射させ、光軸方向に重ねられた複数の情報記録層を有し、表面から最深の情報記録層までの厚さが0.2mm以上、0.6mm以下である第1光ディスクのいずれかの情報記録層に集光することによって情報の記録/再生を行うと共に、前記球面収差補正素子は、情報の記録/再生を行おうとする記録層の違いにより発生する球面収差を、前記対物レンズの倍率を変えることで補正するようになっている光ピックアップ装置であって、
前記対物レンズは単玉であり、前記対物レンズの開口数は0.7以上、0.9以下であり、
前記倍率の変化に応じて前記開口制限素子の光軸方向位置を変更する駆動機構を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
A first light source, a spherical aberration correction element, an aperture limiting element, and an objective lens. A light beam having a wavelength λ1 emitted from the first light source is converted into the spherical aberration correction element and the aperture limiting element. A plurality of information recording layers stacked in the optical axis direction and having a thickness from the surface to the deepest information recording layer of 0.2 mm or more and 0.6 mm or less. Information is recorded / reproduced by focusing on one of the information recording layers of the optical disc, and the spherical aberration correction element is adapted to cause spherical aberration caused by a difference in the recording layer to record / reproduce information. An optical pickup device adapted to correct by changing the magnification of the objective lens,
The objective lens is a single ball, and the numerical aperture of the objective lens is 0.7 or more and 0.9 or less,
An optical pickup device comprising: a drive mechanism that changes the position of the aperture limiting element in the optical axis direction in accordance with the change in magnification.
前記倍率の変化に応じての前記開口制限素子の光軸方向位置が、以下の式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置。
−0.020≦m×(D/f)≦0.018 (1)
但し、mは前記対物レンズの倍率
D[mm]は前記対物レンズの光源側面頂点から前記開口制限素子の開口制限位置までの光軸方向の距離
f[mm]は前記波長λ1での前記対物レンズの焦点距離
The optical pickup device according to claim 1, wherein a position in the optical axis direction of the aperture limiting element according to the change in the magnification satisfies the following expression.
−0.020 ≦ m × (D / f) ≦ 0.018 (1)
However, m is the magnification D [mm] of the objective lens, and the distance f [mm] in the optical axis direction from the light source side surface vertex of the objective lens to the aperture limiting position of the aperture limiting element is the objective lens at the wavelength λ1. Focal length
前記波長λ1の光束が設計倍率で入射した場合において、有効開口半径hの5割から9割の間で正弦条件違反量が正の極大値を持ち、それより周辺部で正弦条件違反量が減少するようコマ収差の補正状態が設定されており、以下の式を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置。
0.015<SCmax/f<0.045 (2)
但し、SCmaxは正弦条件違反量の極大値
When the light beam having the wavelength λ1 is incident at the design magnification, the sine condition violation amount has a positive maximum value between 50% and 90% of the effective aperture radius h, and the sine condition violation amount decreases in the peripheral portion. The optical pickup device according to claim 1, wherein the coma aberration correction state is set so as to satisfy the following expression.
0.015 <SC max /f<0.045 (2)
However, SC max is the maximum value of the sine condition violation amount.
前記波長λ1が、390nm≦λ1≦420nmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 1, wherein the wavelength λ1 is 390 nm ≦ λ1 ≦ 420 nm. 前記波長λ1が、520nm≦λ1≦540nmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 1, wherein the wavelength λ1 satisfies 520 nm ≦ λ1 ≦ 540 nm. 前記第1の光源から出射された波長λ1の光束を前記対物レンズによりBlu−ray Discの情報記録面に集光することによって、情報の記録/再生を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   6. Information recording / reproduction is performed by condensing a light beam having a wavelength λ1 emitted from the first light source onto an information recording surface of a Blu-ray Disc by the objective lens. The optical pickup device according to any one of the above. 前記第1の光源に加えて、波長λ2(λ1<λ2)の光束を出射する第2の光源を有し、前記第2の光源から出射された波長λ2の光束を、前記対物レンズに入射させ、第2光ディスクの情報記録層に集光することによって情報の記録/再生を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   In addition to the first light source, a second light source that emits a light beam having a wavelength λ2 (λ1 <λ2) is provided, and the light beam having a wavelength λ2 emitted from the second light source is incident on the objective lens. The optical pickup device according to claim 1, wherein information is recorded / reproduced by focusing on an information recording layer of the second optical disc. 前記対物レンズに加えて、第2対物レンズを有し、
前記第1の光源に加えて、波長λ2(λ1<λ2)の光束を出射する第2の光源を有し、前記第2の光源から出射された波長λ2の光束を、前記第2対物レンズに入射させ、第2光ディスクの情報記録層に集光することによって情報の記録/再生を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
A second objective lens in addition to the objective lens;
In addition to the first light source, a second light source that emits a light beam having a wavelength λ2 (λ1 <λ2) is provided, and the light beam having a wavelength λ2 emitted from the second light source is supplied to the second objective lens. 7. The optical pickup device according to claim 1, wherein the information is recorded / reproduced by being incident and condensed on an information recording layer of the second optical disc.
開口制限素子と対物レンズとを有する対物レンズユニットと、第1の光源と、球面収差補正素子とを有し、前記第1の光源から出射された波長λ1の光束を、前記球面収差補正素子、前記開口制限素子を介して前記対物レンズに入射させ、光軸方向に重ねられた複数の情報記録層を有し、表面から最深の情報記録層までの厚さが0.2mm以上、0.6mm以下である第1光ディスクのいずれかの情報記録層に集光することによって情報の記録/再生を行うと共に、前記球面収差補正素子は、情報の記録/再生を行おうとする情報記録層の違いにより発生する球面収差を、前記対物レンズの倍率を変えることで補正するようになっている光ピックアップ装置で用いられる対物レンズユニットであって、
前記対物レンズは単玉であり、前記対物レンズの開口数は0.7以上、0.9以下であり、
前記倍率の変化に応じて前記開口制限素子の光軸方向位置を変更する駆動機構を有することを特徴とする対物レンズユニット。
An objective lens unit having an aperture limiting element and an objective lens, a first light source, and a spherical aberration correction element, and a light beam having a wavelength λ1 emitted from the first light source is converted into the spherical aberration correction element, A plurality of information recording layers that are incident on the objective lens through the aperture limiting element and are stacked in the optical axis direction have a thickness from the surface to the deepest information recording layer of 0.2 mm or more and 0.6 mm. Information is recorded / reproduced by focusing on one of the following information recording layers of the first optical disc, and the spherical aberration correction element is caused by the difference in the information recording layer to record / reproduce information. An objective lens unit used in an optical pickup device adapted to correct the generated spherical aberration by changing the magnification of the objective lens,
The objective lens is a single ball, and the numerical aperture of the objective lens is 0.7 or more and 0.9 or less,
An objective lens unit comprising: a drive mechanism that changes the position of the aperture limiting element in the optical axis direction in accordance with the change in magnification.
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