JP2011034673A - Optical pickup device - Google Patents

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徹 木村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup device and an optical system for effectively correcting a variation of spherical aberration caused by the mode hopping of a semiconductor laser. <P>SOLUTION: A means (negative lens 4) for correcting the variation of spherical aberration generated in an objective lens 3 is prepared between a light source 11 as a semiconductor laser and the objective lens 3. Even if a mode hopping phenomenon occurs in the semiconductor laser 11 to change an oscillation wavelength, the resulting variation of the spherical aberration of the objective lens 3 is effectively prevented. Even if the refraction index of the objective lens 3 is changed due to a change in an ambient temperature or humidity, the resulting variation of the spherical aberration of the objective lens 3 can be effectively prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ピックアップ装置、対物レンズ及びビームエキスパンダーに関し、特に、球面収差の変動を効果的に補正することが出来る光ピックアップ装置、対物レンズ及びビームエキスパンダーに関する。   The present invention relates to an optical pickup device, an objective lens, and a beam expander, and more particularly, to an optical pickup device, an objective lens, and a beam expander that can effectively correct variations in spherical aberration.

近年、短波長赤色半導体レーザ実用化に伴い、従来の光ディスクすなわち光情報記録媒体であるCD(コンパクトディスク)と同程度の大きさで大容量化させた高密度の光ディスクであるDVD(デジタルバーサタイルディスク)の開発が進んでいるが、近い将来には、より高密度な次世代の光ディスクも登場することが予想される。このような光ディスクなどを媒体とした光情報記録再生装置の光学系において、記録信号の高密度化を図るため、或いは高密度記録信号を再生するため、対物レンズを介して記録媒体上に集光するスポット径を小さくすることが要求されている。このためには、光源であるレーザの短波長化や対物レンズの高NA化が図られつつあるという実情がある。   In recent years, along with the practical application of short-wavelength red semiconductor lasers, DVDs (digital versatile discs), which are high-density optical discs with the same size and capacity as conventional optical discs, ie, CDs (compact discs) that are optical information recording media ) Is under development, but it is expected that next-generation optical discs with higher density will appear in the near future. In an optical system of an optical information recording / reproducing apparatus using such an optical disc as a medium, the recording signal is condensed on the recording medium via an objective lens in order to increase the recording signal density or to reproduce the high-density recording signal. It is required to reduce the spot diameter. For this purpose, there is a fact that the wavelength of the laser as the light source is being shortened and the NA of the objective lens is being increased.

ところで、このようにレーザの短波長化や対物レンズの高NA化が図られてくると、CDやDVDのごとき従来の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行うような比較的長波長のレーザと対物レンズの低NAとの組み合わせからなる光ピックアップ装置では、殆ど無視できる問題でも、それがより顕在化される。   By the way, when the laser wavelength is shortened and the objective lens has a high NA, a relatively long wavelength laser that records or reproduces information on a conventional optical disk such as a CD or a DVD. In an optical pickup device composed of a combination of a low NA of an objective lens, even a problem that can be almost ignored becomes more obvious.

その1つがレーザ光源の発振波長の微小変動により対物レンズで生じる軸上色収差の問題である。一般の光学レンズ材料の波長の微小変動による屈折率変化は、短波長を取り扱うほど大きくなる。そのため、波長の微小変動により生じる焦点のデフォーカス量は大きくなる。ところが、対物レンズの焦点深度は、k・λ/NA(kは比例定数、λは波長、NAは対物レンズの像側開口数)で表されることからわかるように、使用される光源の発振波長が短いほど焦点深度が小さくなり僅かなデフォーカス量も許されない。従って、青紫色半導体レーザー(発振波長400nm程度)のような短波長の光源及び高い像側開口数を有する対物レンズを用いた光学系では、半導体レーザのモードホップ現象など出力変化による波長変動や、高周波重畳による波面収差の劣化を防ぐために軸上色収差の補正が重要となる。 One of them is a problem of axial chromatic aberration that occurs in the objective lens due to minute fluctuations in the oscillation wavelength of the laser light source. The refractive index change due to the minute fluctuation of the wavelength of a general optical lens material increases as the short wavelength is handled. For this reason, the defocus amount of the focus caused by minute fluctuations in wavelength increases. However, the depth of focus of the objective lens is expressed by k · λ / NA 2 (k is a proportional constant, λ is the wavelength, and NA is the image-side numerical aperture of the objective lens). The shorter the oscillation wavelength, the smaller the depth of focus, and a slight defocus amount is not allowed. Therefore, in an optical system using a short-wavelength light source such as a blue-violet semiconductor laser (oscillation wavelength of about 400 nm) and an objective lens having a high image-side numerical aperture, wavelength fluctuation due to output change such as a mode hop phenomenon of the semiconductor laser, In order to prevent deterioration of wavefront aberration due to high frequency superposition, correction of axial chromatic aberration is important.

更に、レーザの短波長化と対物レンズの高NA化の組み合わせにおいて顕在化する別な問題は、温度・湿度変化による光学系の球面収差の変動である。すなわち、光ピックアップ装置において一般的に使用されているプラスチックレンズは、温度や湿度変化を受けて変形しやすく、それにより屈折率が変化する。従来のピックアップ装置に用いられる光学系では問題にならなかった、屈折率変化による球面収差の変動でも、レーザ光源の短波長化と対物レンズの高NA化との組み合わせにおいてはその量が無視できず、スポット径が増大するなどの問題を生じさせることとなる。   Furthermore, another problem that becomes apparent in the combination of shortening the wavelength of the laser and increasing the NA of the objective lens is the fluctuation of the spherical aberration of the optical system due to temperature and humidity changes. That is, the plastic lens generally used in the optical pickup device is easily deformed by changes in temperature and humidity, and the refractive index changes accordingly. Even if the spherical aberration fluctuates due to a change in refractive index, which was not a problem in the optical system used in the conventional pickup device, the amount cannot be ignored in the combination of shortening the wavelength of the laser light source and increasing the NA of the objective lens. This causes problems such as an increase in spot diameter.

ところが、情報の記録又は再生に対して、レーザの短波長化と対物レンズの高NA化の組み合わせを要求する次世代の光ディスクと、従来の光ディスクとは、上述したように光源波長、対物レンズのNAが大きく異なる。また、次世代の光ディスクにおいて予想される光軸に対して垂直な面からのディスク表面の傾きに起因して大きく生じるコマ収差を抑制するには、透明基板厚を薄くすることが効果的であるが、それによりCDなど従来の光ディスクとは透明基板厚などが大きく異なってしまう。従って、共通の対物レンズを少なくとも用いることにより、コストを大幅に増大させることなく、且つコンパクトな光ピックアップ装置を、次世代の光ディスクを含めた異なる光情報記録媒体に対して、いかに球面収差を抑えて情報の記録又は再生を行うようにするかが問題となる。   However, next-generation optical discs that require a combination of shorter laser wavelengths and higher NA objective lenses for information recording or reproduction, and conventional optical discs, as described above, include the light source wavelength and objective lens. NA is very different. In addition, it is effective to reduce the thickness of the transparent substrate in order to suppress coma aberration, which is largely caused by the inclination of the disk surface from the plane perpendicular to the optical axis expected in the next generation optical disk. However, the thickness of the transparent substrate is greatly different from that of a conventional optical disk such as a CD. Therefore, by using at least a common objective lens, the spherical aberration can be suppressed with respect to different optical information recording media including a next-generation optical disc by using a compact optical pickup device without significantly increasing the cost. The problem is whether to record or reproduce information.

そこで、本発明は、温度・湿度変化等に起因する対物レンズの球面収差の変動を効果的に補正できる光ピックアップ装置、その対物レンズ及びビームエキスパンダーを提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical pickup device, an objective lens, and a beam expander that can effectively correct fluctuations in spherical aberration of the objective lens caused by temperature and humidity changes.

また、本発明は、半導体レーザのモードホップや高周波重畳に起因する軸上色収差を効果的に補正できる光ピックアップ装置、その対物レンズ及びビームエキスパンダーを提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide an optical pickup device capable of effectively correcting axial chromatic aberration caused by mode hopping and high-frequency superposition of a semiconductor laser, an objective lens thereof, and a beam expander.

さらに、本発明は、短波長レーザと高NA対物レンズとを備え、異なる光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行える光ピックアップ装置を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide an optical pickup device that includes a short wavelength laser and a high NA objective lens and can record or reproduce information on different optical information recording media.

請求項1に記載の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、前記対物レンズは、少なくとも1枚のプラスチック材料からなるレンズを含み、前記光源と前記対物レンズとの間に、温度−30℃〜+85℃、湿度5%〜90%の間の環境変化に対して、前記対物レンズの形状及び屈折率の少なくとも一方の変化および前記光源の発振波長変動により生じる、球面収差の変動を補正する手段を設けたので、光ピックアップ装置が使用される環境の温度や湿度変化に応じて、前記対物レンズに屈折率変化などが生じたような場合でも、或いは光源の発振波長変動が生じたような場合でも、それらに起因する前記対物レンズの球面収差の変動を、効果的に抑制することが出来る。   The optical pickup device according to claim 1 includes a light source and a condensing optical system including an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source onto an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium. And an optical pickup device for receiving reflected light from the optical information recording medium, wherein the objective lens includes at least one lens made of a plastic material, the light source and the Changes in at least one of the shape and refractive index of the objective lens and fluctuations in the oscillation wavelength of the light source with respect to an environmental change between a temperature of −30 ° C. to + 85 ° C. and a humidity of 5% to 90% between the objective lens and the objective lens Since the means for correcting the fluctuation of spherical aberration caused by the optical pickup device is provided, the objective lens seems to have a refractive index change according to the temperature and humidity changes in the environment where the optical pickup device is used. Even if, or even when the oscillation wavelength variation of the light source occurs, the fluctuation of spherical aberration of the objective lens due to them, effectively it is possible to suppress.

尚、前記光源と前記対物レンズの間とは、前記対物レンズを含めるものとし、従って対物レンズの表面に設けた回折面であっても、本発明の球面収差の変動を補正する手段となり得る。   The space between the light source and the objective lens includes the objective lens. Therefore, even a diffractive surface provided on the surface of the objective lens can be a means for correcting the variation of the spherical aberration of the present invention.

請求項2に記載の光ピックアップ装置は、発振波長λの光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、
前記光源と前記対物レンズとの間に、球面収差の変動を補正する手段を設け、
前記球面収差の変動を補正する手段は、0.2λrmsまでの球面収差を0.07λrms以下に補正可能であるので、例えば光ピックアップ装置が使用される環境の温度や湿度変化および/または光源の発振波長の微小変動によって生じる前記対物レンズの球面収差の変動を、効果的に抑制することができる。
The optical pickup device according to claim 2 includes a light source having an oscillation wavelength λ and an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source on an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium. An optical pickup device having a condensing optical system and a photodetector for receiving reflected light from the optical information recording medium,
Provided between the light source and the objective lens is a means for correcting the variation of spherical aberration,
The means for correcting the fluctuation of the spherical aberration can correct the spherical aberration up to 0.2λ rms to 0.07λ rms or less. For example, the temperature and humidity change of the environment where the optical pickup device is used and / or the oscillation of the light source Variations in spherical aberration of the objective lens caused by minute variations in wavelength can be effectively suppressed.

請求項3に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段は、0.5λrmsまでの球面収差を0.07λrms以下に補正可能であると好ましい。   In the optical pickup device according to claim 3, it is preferable that the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration can correct the spherical aberration up to 0.5λrms to 0.07λrms or less.

請求項4に記載の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、前記光源と前記対物レンズとの間に、前記対物レンズで発生する球面収差の変動を補正する手段を設けたので、例えば光ピックアップ装置が使用される環境の温度や湿度変化および/または光源の発振波長の微小変動によって生じる前記対物レンズの球面収差の変動を、効果的に抑制することができる。   5. An optical pickup device according to claim 4, comprising a light source and an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source onto an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium. And a photodetector for receiving reflected light from the optical information recording medium, wherein a variation in spherical aberration generated in the objective lens between the light source and the objective lens For example, the variation of the spherical aberration of the objective lens caused by, for example, a change in the temperature and humidity of the environment in which the optical pickup device is used and / or a slight variation in the oscillation wavelength of the light source is effectively suppressed. be able to.

半導体レーザの発振波長には±10nm程度の個体間のばらつきがあるため、短波長の光源及び高い像側開口数を有する対物レンズを用いた光学系では、基準となる波長からずれた半導体レーザを用いると装置の性能劣化の要因となり、半導体レーザの選別が必要になり得る。請求項5に記載の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、前記光源と前記対物レンズとの間に、前記光源の発振波長の微小変動に起因して前記対物レンズで発生する球面収差の変動を補正する手段を設けたので、基準となる波長からずれた半導体レーザを用いたときに生じる前記対物レンズの球面収差の変動を効果的に抑制することができるので、半導体レーザの選別が不要となる。   Since the oscillation wavelength of the semiconductor laser has an individual variation of about ± 10 nm, in an optical system using a short wavelength light source and an objective lens having a high image side numerical aperture, a semiconductor laser shifted from a reference wavelength is used. If it is used, it causes degradation of the performance of the apparatus, and it may be necessary to select a semiconductor laser. 6. An optical pickup apparatus according to claim 5, wherein the optical pickup device includes a light source and an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source on an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium. And a light detector for receiving reflected light from the optical information recording medium, the optical pickup device being caused by minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source between the light source and the objective lens Since the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration generated in the objective lens is provided, the fluctuation of the spherical aberration of the objective lens that occurs when the semiconductor laser deviated from the reference wavelength is used is effectively suppressed. Therefore, it is not necessary to select a semiconductor laser.

請求項6に記載の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、前記光源と前記対物レンズとの間に、温湿度変化に起因して前記集光光学系で発生する球面収差の変動を補正する手段を設けたので、例えば光ピックアップ装置が使用される環境の温度や湿度変化に応じて生じる前記対物レンズの球面収差の変動を、効果的に抑制することが出来る。   7. An optical pickup device according to claim 6, comprising a light source and an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source onto an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium. And a light detector for receiving reflected light from the optical information recording medium, wherein the light condensing occurs between the light source and the objective lens due to a change in temperature and humidity. Since the means for correcting the fluctuation of spherical aberration generated in the optical system is provided, for example, the fluctuation of spherical aberration of the objective lens caused by the change in the temperature and humidity of the environment where the optical pickup device is used is effectively suppressed. I can do it.

請求項7に記載の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、前記光源と前記対物レンズとの間に、前記光源の発振波長の微小変動及び温湿度変化に起因して前記集光光学系で発生する球面収差の変動を補正する手段を設けたので、例えば光ピックアップ装置が使用される環境の温度や湿度変化に応じて、及び前記光源として基準波長からずれた半導体レーザを用いた場合に生じる前記対物レンズの球面収差の変動を、効果的に抑制することができる。   8. An optical pickup device according to claim 7, comprising a light source and an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source onto an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium. And an optical pickup device for receiving reflected light from the optical information recording medium, wherein a minute fluctuation in the oscillation wavelength of the light source and a temperature are interposed between the light source and the objective lens. Since means for correcting the variation of spherical aberration generated in the condensing optical system due to humidity change is provided, for example, according to the temperature and humidity change of the environment where the optical pickup device is used, and as a reference as the light source Variations in spherical aberration of the objective lens that occur when a semiconductor laser deviating from the wavelength is used can be effectively suppressed.

請求項8に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段が、少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズとを含み、少なくともその一方は光軸方向に変移可能な可動要素となっていることを特徴とする。また、請求項9に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段が、1枚の正レンズを含み正の屈折力を有する正レンズ群と、1枚の負レンズを含み負の屈折力を有する負レンズ群とを有し、少なくともその一方のレンズ群は光軸方向に変移可能な可動要素となっていることを特徴とする。   9. The optical pickup device according to claim 8, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration includes at least one positive lens and at least one negative lens, at least one of which can be shifted in the optical axis direction. It is a movable element. Further, in the optical pickup device according to claim 9, the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration includes a positive lens group including one positive lens and having positive refractive power, and a negative lens including one negative lens. A negative lens group having a refractive power of at least one lens group, and at least one of the lens groups is a movable element capable of shifting in the optical axis direction.

短波長の光源に用いた光ピックアップ装置では、前述したように、光源の波長変動や温湿度変化等による球面収差の変動が大きい。特に高い像側開口数(高NA)の対物レンズやプラスチック材料からなる対物レンズを用いると変動は増長される。従って、短波長の光源を用いた光ピックアップ装置では、特にこれらの球面収差の変動を補正する手段を設けることが必要となる。光源の発振波長の微小変動や温湿度変化等に起因して、前記対物レンズの球面収差が変動した場合は、前記球面収差の変動を補正する手段の可動要素を適切な量だけ動かして、対物レンズに入射する光束の発散度を情報記録面上に形成された波面の球面収差が最小となるように変えることで、球面収差の変動を補正することができる。   In the optical pickup device used for the short wavelength light source, as described above, the variation of the spherical aberration due to the wavelength variation of the light source and the temperature / humidity variation is large. In particular, when an objective lens having a high image side numerical aperture (high NA) or an objective lens made of a plastic material is used, the fluctuation is increased. Therefore, in an optical pickup device using a light source with a short wavelength, it is necessary to provide means for correcting the variation of these spherical aberrations. If the spherical aberration of the objective lens fluctuates due to minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source or changes in temperature and humidity, the movable element of the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration is moved by an appropriate amount to By changing the divergence of the light beam incident on the lens so that the spherical aberration of the wavefront formed on the information recording surface is minimized, the variation of the spherical aberration can be corrected.

請求項10、11に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段が、次式を満たすことを特徴とする。
νdP>νdN (1)
ただし、
νdP:前記正レンズを含む全正レンズのd線のアッベ数の平均
νdN:前記負レンズを含む全負レンズのd線のアッベ数の平均
上式(1)は、軸上色収差の補正に関する。前記光源の発振波長の微小変動や温湿度変化等に起因して、前記対物レンズの球面収差が変動した場合において、これを補正する手段を、例えば光軸方向に変移可能な光学要素を用いて構成したときは、かかる光学素子を適切な量だけ動かして、前記対物レンズに入射する光束の発散度を対物レンズの球面収差が最小となるように変えることができる。短波長の光源を用いることで問題となる前記対物レンズの軸上色収差については、前記球面収差の変動を補正する手段を以下に述べるような構成にすることにより、補正できる。
The optical pickup device according to claims 10 and 11 is characterized in that the means for correcting the variation of the spherical aberration satisfies the following expression.
νdP> νdN (1)
However,
νdP: Average d-line Abbe number of all positive lenses including the positive lens νdN: Average d-line Abbe number of all negative lenses including the negative lens The above equation (1) relates to correction of axial chromatic aberration. When spherical aberration of the objective lens fluctuates due to minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source, changes in temperature and humidity, etc., means for correcting this, for example, using an optical element capable of shifting in the optical axis direction When configured, the optical element can be moved by an appropriate amount to change the divergence of the light beam incident on the objective lens so that the spherical aberration of the objective lens is minimized. The axial chromatic aberration of the objective lens, which is a problem when using a short wavelength light source, can be corrected by configuring the means for correcting the variation of the spherical aberration as described below.

前記球面収差の変動を補正する手段における正レンズと負レンズの材料を、上式(1)を満たすように選ぶことで、前記対物レンズで発生する色収差とは逆極性の色収差を発生させることができる。従って、軸上色収差が打ち消しあうので、前記球面収差の変動を補正する手段と前記対物レンズとを透過して、光情報記録媒体上に焦点を結んだときの波面は、軸上色収差が小さく抑えられた状態となる。回折面を前記対物レンズおよび/または前記球面収差の変動を補正する手段に付加し、長波長側で対物レンズのバックフォーカスが短くなるような回折レンズとすれば、収差をより良好に補正することが可能となる。この場合、軸上色収差補正の役割を、前記球面収差の変動を補正する手段と前記回折面とに分担できるので、前記球面収差の変動を補正する手段を、例えば光軸方向に変移可能な光学要素を用いて構成したときは、かかる光学要素のストロークが小さくてすむ。   By selecting the materials of the positive lens and the negative lens in the means for correcting the variation of the spherical aberration so as to satisfy the above equation (1), chromatic aberration having a polarity opposite to that of the chromatic aberration generated in the objective lens can be generated. it can. Accordingly, since the axial chromatic aberration cancels out, the wavefront transmitted through the means for correcting the spherical aberration and the objective lens and focused on the optical information recording medium has a small axial chromatic aberration. It will be in the state. If a diffractive surface is added to the objective lens and / or means for correcting fluctuations of the spherical aberration, and the diffractive lens is such that the back focus of the objective lens is shortened on the long wavelength side, the aberration can be corrected better. Is possible. In this case, since the role of correcting the axial chromatic aberration can be shared between the means for correcting the variation of the spherical aberration and the diffractive surface, the means for correcting the variation of the spherical aberration is, for example, an optical that can be shifted in the optical axis direction. When configured using elements, the stroke of such optical elements can be small.

更に、軸上色収差補正の役割を、前記球面収差の変動を補正する手段と回折面とに分担することで回折面のパワーを小さくすることもでき、それにより回折輪帯の間隔が大きくなって、回折効率の高い回折レンズが製造しやすくなる。従って、前記球面収差の変動を補正する手段と、軸上色収差を補正するための手段を別々に設けることなく、波長変動や温湿度変化等が生じた場合でも光学系全体の球面収差、及び軸上色収差が良好に補正されたコンパクトな光ピックアップ装置を得ることができる。   Furthermore, the power of the diffractive surface can be reduced by sharing the role of axial chromatic aberration correction with the means for correcting the variation of the spherical aberration and the diffractive surface, thereby increasing the distance between the diffracting ring zones. This makes it easy to manufacture a diffractive lens having high diffraction efficiency. Accordingly, the spherical aberration of the entire optical system and the shaft can be obtained even when a wavelength variation or a temperature / humidity change occurs without separately providing a means for correcting the variation of the spherical aberration and a means for correcting the axial chromatic aberration. A compact optical pickup device in which the upper chromatic aberration is corrected well can be obtained.

請求項12、13に記載の光ピックアップ装置は、前記νdPと前記νdNが次式を満たすことを特徴とする。
νdP>55 (2)
νdN<35 (3)
上式(2)、(3)を満たすように、前記正レンズと前記負レンズのアッベ数の差が大きくすれば、前記対物レンズと逆極性の色収差をより大きく発生させることができるので、より良好に光ピックアップ光学系の軸上色収差を補正することができる。
The optical pickup device according to claims 12 and 13 is characterized in that the νdP and the νdN satisfy the following expressions.
νdP> 55 (2)
νdN <35 (3)
If the difference between the Abbe numbers of the positive lens and the negative lens is increased so as to satisfy the above expressions (2) and (3), chromatic aberration having a polarity opposite to that of the objective lens can be generated. The axial chromatic aberration of the optical pickup optical system can be corrected well.

請求項14に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段を、前記正レンズを含む正レンズ群と前記負レンズを含む負レンズ群とから構成した場合、次式が成立することを特徴とし、請求項15に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段が、次式が成立することを特徴とする。
Δd・│fP/fN│/Δνd≦0.05 (4)
ただし、
Δd:情報の記録又は再生が可能な任意の1つの光情報記録媒体の1つの情報記録面に対して情報の記録又は再生を行う際の前記可動要素の移動量(mm)
fP:前記正レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
Δνd:前記正レンズ群及び前記負レンズ群中、正レンズのアッベ数の最大値と負レンズのアッベ数の最小値との差
上式(4)は、対物レンズの軸上色収差の補正量と、球面収差の変動を補正する手段の近軸パワー及び、球面収差の変動を補正する手段の可動要素の移動量のバランスに関する。ここで、たとえΔνdの値が小さくても、│fP/fN│の値を大きくすれば、対物レンズの軸上色収差を良好に補正でき、かつ光源の波長変動あるいは温湿度変化に起因する対物レンズの球面収差の変動を補正する手段を、光軸方向に変位可能な光学要素を用いて構成した場合には、かかる光学要素のストロークを小さく抑えることが出来るが、前記正レンズ群の有効径が大きくなりすぎたり、あるいは前記負レンズ群の有効径が小さくなりすぎる恐れがある。逆に、Δνdの値を大きくすれば、たとえ│fP/fN│の値が小さくても、対物レンズの軸上色収差を良好に補正することができるが、球面収差の補正に必要な、球面収差の変動を補正する手段の可動要素の移動量が大きくなってしまうので、光学系のサイズが大きくなってしまう恐れがある。そこで、Δd・│fP/fN│/Δνdの値を上式(5)を満たすようにすることで、これらのバランスを図ることが出来る。
In the optical pickup device according to claim 14, when the means for correcting the variation of the spherical aberration includes a positive lens group including the positive lens and a negative lens group including the negative lens, the following expression is established. The optical pickup apparatus according to claim 15 is characterized in that the means for correcting the variation of the spherical aberration satisfies the following expression.
Δd · | fP / fN | /Δνd≦0.05 (4)
However,
Δd: Amount of movement (mm) of the movable element when information is recorded or reproduced on one information recording surface of any one optical information recording medium capable of recording or reproducing information
fP: focal length (mm) of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length (mm) of the negative lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
Δνd: difference between the maximum value of the Abbe number of the positive lens and the minimum value of the Abbe number of the negative lens in the positive lens group and the negative lens group. The above equation (4) is the correction amount of the longitudinal chromatic aberration of the objective lens. Further, the present invention relates to a balance between the paraxial power of the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration and the movement amount of the movable element of the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration. Here, even if the value of Δνd is small, if the value of | fP / fN | is increased, the axial chromatic aberration of the objective lens can be corrected satisfactorily, and the objective lens caused by the wavelength variation or temperature / humidity change of the light source When the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration is configured using an optical element that is displaceable in the optical axis direction, the stroke of the optical element can be reduced, but the effective diameter of the positive lens group is There is a possibility that it becomes too large or the effective diameter of the negative lens group becomes too small. Conversely, if the value of Δνd is increased, the axial chromatic aberration of the objective lens can be corrected satisfactorily even if the value of | fP / fN | is small, but the spherical aberration necessary for correcting the spherical aberration Since the amount of movement of the movable element of the means for correcting the fluctuation increases, the size of the optical system may increase. Therefore, the balance of these can be achieved by making the value of Δd · | fP / fN | / Δνd satisfy the above equation (5).

請求項16、17に記載の光ピックアップ装置は、少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能となっており、前記球面収差の変動を補正する手段が、透明基板厚が互いに異なる少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して、それぞれの透明基板厚に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えるので、透明基板厚の違いによる球面収差の差を補正し、かつそれぞれの光情報記録媒体に対する記録または再生を行う際に生じる球面収差の変動を良好に補正するので、常に情報記録面上に良好な波面を形成することができる。   The optical pickup device according to claims 16 and 17 is capable of recording and / or reproducing information with respect to at least two types of optical information recording media, and the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration is transparent. For at least two types of optical information recording media having different substrate thicknesses, the divergence of the light beam incident on the objective lens is changed according to the thickness of each transparent substrate. And the fluctuation of spherical aberration that occurs when recording or reproduction is performed on each optical information recording medium is satisfactorily corrected, so that a good wavefront can always be formed on the information recording surface.

請求項18、19に記載の光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の表面側から順に透明基板と情報記録層とが複数積層された光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能となっており、前記球面収差の変動を補正する手段が、それぞれの情報記録層にそれぞれ集光させる際にその情報記録層に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えるので、情報記録面までの厚さの違いによる球面収差の差を補正し、かつそれぞれの情報記録面に対する記録または再生を行う際に生じる球面収差の変動を良好に補正するので、それぞれの情報記録面ごとにそれぞれ、情報記録面上に良好な波面を形成することができる。このように、光情報記録媒体の片側面に2層あるいはそれ以上の情報記録層を有する光情報記録媒体に対しても良好に情報の記録又は再生が可能である。例えば、対物レンズを光軸方向に移動させることで、所望の1つの情報記録面に合焦でき、この際に、情報記録面までの厚さの違いによって変動する球面収差は主に3次の球面収差であるので、前記球面収差の変動を補正する手段の可動要素を光軸方向に沿って変移させることで、球面収差の変動を良好に補正することができる。従って、光情報記録媒体に片側の面に2倍、あるいはそれ以上の情報の記録又は再生を行うことができる。   The optical pickup device according to claims 18 and 19 is capable of recording and / or reproducing information with respect to an optical information recording medium in which a plurality of transparent substrates and information recording layers are laminated in order from the surface side of the optical information recording medium. Since the means for correcting the variation of the spherical aberration changes the divergence of the light beam incident on the objective lens according to the information recording layer when condensing each information recording layer, Since the difference in spherical aberration due to the difference in thickness to the information recording surface is corrected, and the variation in spherical aberration that occurs when recording or reproduction is performed on each information recording surface, it is possible to correct each information recording surface. In addition, a good wavefront can be formed on the information recording surface. Thus, information can be recorded or reproduced satisfactorily even on an optical information recording medium having two or more information recording layers on one side of the optical information recording medium. For example, by moving the objective lens in the optical axis direction, it is possible to focus on one desired information recording surface. At this time, spherical aberration that varies depending on the thickness difference to the information recording surface is mainly the third order. Since it is a spherical aberration, the variation of the spherical aberration can be favorably corrected by shifting the movable element of the means for correcting the variation of the spherical aberration along the optical axis direction. Accordingly, it is possible to record or reproduce information twice or more on one side of the optical information recording medium.

請求項20、21に記載の光ピックアップ装置は、前記2種類の光情報記録媒体の透明基板厚をそれぞれa、b(a<b)としたとき、前記透明基板厚aの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際には、前記透明基板厚bの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際よりも前記負レンズと前記正レンズの間隔を増加させることを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 20 or 21, wherein the transparent substrate thicknesses of the two types of optical information recording media are a and b (a <b), respectively. When recording or reproducing information with respect to the information recording surface, the negative lens and the positive lens may be recorded more than when recording or reproducing information with respect to the information recording surface of the optical information recording medium having the transparent substrate thickness b. It is characterized by increasing the interval.

請求項22に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段を、前記正レンズを含む正レンズ群と前記負レンズを含む負レンズ群とから構成した場合、次式を満たすことを特徴とし、請求項23に記載の光ピックアップ装置は、次式を満たすことを特徴とする。
|fP/fN|≧1.3 (5)
ただし、
fP:前記正レンズ群の焦点距離(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(ただし、前記負レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
上式(5)は、前記球面収差の変動を補正する手段の近軸パワーの関係に関する。前記対物レンズがある特定の厚みを持つ透明基板の組み合わせの元に収差が最小となるように補正されている場合、透明基板の厚みが変化したときには、前記球面収差の変動を補正する手段中の可動要素を動かすことで、その厚みに対して対物レンズの球面収差が最小となるような発散度を有する光束を対物レンズに入射させなければならない。そこで、上式(5)を満たすように、前記球面収差の変動を補正する手段の近軸パワーを選ぶことで、前記可動要素のストロークが小さくてすむので、全体的にコンパクトな光学系を得ることができる。
The optical pickup device according to claim 22 satisfies the following expression when the means for correcting the variation of the spherical aberration includes a positive lens group including the positive lens and a negative lens group including the negative lens. The optical pickup device according to claim 23 satisfies the following expression.
| FP / fN | ≧ 1.3 (5)
However,
fP: focal length of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length of the negative lens group (however, when the negative lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
The above equation (5) relates to the relationship of the paraxial power of the means for correcting the variation of the spherical aberration. When the objective lens is corrected to minimize the aberration under a combination of transparent substrates having a certain thickness, when the thickness of the transparent substrate changes, the means for correcting the variation of the spherical aberration By moving the movable element, a light beam having a divergence that minimizes the spherical aberration of the objective lens with respect to its thickness must be incident on the objective lens. Therefore, by selecting the paraxial power of the means for correcting the variation of the spherical aberration so as to satisfy the above formula (5), the stroke of the movable element can be made small, so that an overall compact optical system is obtained. be able to.

請求項24に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段が、前記球面収差の変動に応じて前記可動要素を光軸に沿って変移させる変移装置を有することを特徴とする。   25. The optical pickup device according to claim 24, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration includes a shift device that shifts the movable element along the optical axis in accordance with the variation of the spherical aberration. .

請求項25に記載の光ピックアップ装置は、前記可動要素が、比重2.0以下の材料から形成されていることを特徴とする。これにより、可動要素の変移装置への負担を軽減できる。   An optical pickup device according to a twenty-fifth aspect is characterized in that the movable element is made of a material having a specific gravity of 2.0 or less. Thereby, the burden to the displacement apparatus of a movable element can be reduced.

請求項26に記載の光ピックアップ装置は、前記正レンズ及び前記負レンズの少なくとも一方は、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする。特に、球面収差補正手段の可動要素をプラスチック材料から形成することで、変移装置への負担を軽減することができ、また高速な追従が可能となる。更に、回折面や非球面を設ける構成要素をプラスチック材料から形成すれば、それらを容易に付加できる。   An optical pickup device according to a twenty-sixth aspect is characterized in that at least one of the positive lens and the negative lens is formed of a plastic material. In particular, by forming the movable element of the spherical aberration correction means from a plastic material, it is possible to reduce the burden on the shift device and to enable high-speed tracking. Furthermore, if the components providing the diffractive surface and the aspherical surface are formed from a plastic material, they can be easily added.

請求項27に記載の光ピックアップ装置は、前記可動要素がプラスチック材料から形成されていることを特徴とする。これにより、光学系の軽量化が達成できるので可動要素の変移装置への負担を軽減できる。また、回折構造を付加し易くなる。   The optical pickup device according to a twenty-seventh aspect is characterized in that the movable element is made of a plastic material. Thereby, since the weight reduction of an optical system can be achieved, the burden to the displacement apparatus of a movable element can be reduced. Moreover, it becomes easy to add a diffractive structure.

請求項28に記載の光ピックアップ装置は、前記正レンズ及び前記負レンズの少なくとも一方は、少なくとも一方の面に非球面を有することを特徴とし、請求項29に記載の光ピックアップ装置は、前記可動要素の少なくとも1面に非球面を有することを特徴とする。この非球面を有することにより、球面収差の変動を補正する手段は、その非球面の収差補正作用によって性能の良い光学系を得ることができる。特に、可動要素に非球面を設けることで、偏芯時の波面収差の劣化を防ぐことができる。   The optical pickup device according to claim 28, wherein at least one of the positive lens and the negative lens has an aspheric surface on at least one surface thereof, and the optical pickup device according to claim 29, wherein the movable lens is movable. It is characterized by having an aspherical surface on at least one surface of the element. By having this aspherical surface, the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration can obtain an optical system with good performance by the aberration correcting action of the aspherical surface. In particular, by providing the movable element with an aspheric surface, it is possible to prevent the wavefront aberration from being deteriorated at the time of decentering.

請求項30に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段が、飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする。   The optical pickup device according to a thirty-third aspect is characterized in that the means for correcting the variation of the spherical aberration is made of a material having a saturated water absorption of 0.5% or less.

請求項31に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段が、前記光源の発振波長の光に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 31, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration is made of a material having an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to light having an oscillation wavelength of the light source. It is characterized by.

請求項32に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段は、前記1枚の正レンズと前記1枚の負レンズとから構成されたことを特徴とする。   The optical pickup device according to a thirty-second aspect is characterized in that the means for correcting the variation of the spherical aberration is composed of the one positive lens and the one negative lens.

請求項33に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段は、輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を含むので、かかる回折面を用いて軸上色収差を効果的に補正できるので、新たに軸上色収差回補正用の光学素子などを設ける必要がなく、低コスト及び省スペースを図れる。尚、回折面を備えた光学素子には、前記レンズ群中の一つのレンズを含み、従って、前記正レンズ群又は前記負レンズの一方であることを含む。また、それらレンズ以外に別に設けられた光学素子であることも含む。   In the optical pickup device according to claim 33, the means for correcting the variation of the spherical aberration includes an optical element having a diffractive surface having an annular diffractive structure. Since the correction can be performed effectively, it is not necessary to newly provide an optical element for correcting axial chromatic aberration, and the cost and space can be saved. The optical element having a diffractive surface includes one lens in the lens group, and therefore includes one of the positive lens group and the negative lens. In addition, the optical element is provided separately from those lenses.

請求項34に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段が、屈折率分布変化が可能な素子を有することを特徴とする。かかる素子としては、図24、25を参照して後述する液晶を用いた素子SEのようなものがあるがこれに限られない。   The optical pickup device according to a thirty-fourth aspect is characterized in that the means for correcting the variation of the spherical aberration includes an element capable of changing a refractive index distribution. Examples of such an element include, but are not limited to, an element SE using liquid crystal described later with reference to FIGS.

請求項35に記載の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、前記光源と前記対物レンズとの間に、前記対物レンズで発生する球面収差の変動と前記対物レンズで発生する軸上色収差とを補正する手段を設けたので、前記光源としての例えば半導体レーザの発振波長が微少変動した場合に生じる前記対物レンズの球面収差の変動を、効果的に抑制することができる。又、環境温度や湿度変化に応じて、前記対物レンズに屈折率変化が生じたような場合でも、それに起因する前記対物レンズの球面収差の変動を、効果的に抑制することが出来る。更に、前記対物レンズで発生する軸上色収差を効果的に補正できるため、球面収差補正手段や対物レンズのフォーカシングが追従できないような瞬間的な発振波長のとび(モードホップ)が起こっても常に情報記録面上に良好な波面を形成することができる。   36. An optical pickup device according to claim 35, comprising a light source and an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source onto an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium. And a photodetector for receiving reflected light from the optical information recording medium, wherein a variation in spherical aberration generated in the objective lens between the light source and the objective lens And a means for correcting the axial chromatic aberration generated in the objective lens, the spherical aberration of the objective lens that occurs when the oscillation wavelength of the semiconductor laser as the light source slightly fluctuates effectively, for example. Can be suppressed. Further, even when a change in refractive index occurs in the objective lens in accordance with changes in environmental temperature and humidity, it is possible to effectively suppress fluctuations in spherical aberration of the objective lens caused by the change. Furthermore, since axial chromatic aberration generated in the objective lens can be effectively corrected, even when instantaneous oscillation wavelength jump (mode hop) occurs that the spherical aberration correction means or the focusing of the objective lens cannot follow. A good wavefront can be formed on the recording surface.

請求項36に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズとを含み、少なくともその一方は光軸方向に変移可能な可動要素となっていることを特徴とする。また、請求項37に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、1枚の正レンズを含み正の屈折力を有する正レンズ群と、1枚の負レンズを含み負の屈折力を有する負レンズ群とを有し、少なくともその一方のレンズ群は光軸方向に変移可能な可動要素となっていることを特徴とする。   37. The optical pickup device according to claim 36, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration includes at least one positive lens and at least one negative lens, at least one of which is a light beam. It is a movable element that can be displaced in the axial direction. The optical pickup device according to claim 37, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration includes a positive lens group including a single positive lens and having a positive refractive power, and a single lens. And a negative lens group having negative refractive power, and at least one of the lens groups is a movable element that can be displaced in the optical axis direction.

短波長の光源に用いた光ピックアップ装置では、前述したように、光源の波長変動や温湿度変化等による球面収差の変動が大きい。特に高い像側開口数(高NA)の対物レンズやプラスチック材料からなる対物レンズを用いると変動は増長される。従って、短波長の光源を用いた光ピックアップ装置では、特にこれらの球面収差の変動を補正する手段を設けることが必要となる。光源の発振波長の微小変動や温湿度変化等に起因して、前記対物レンズの球面収差が変動した場合は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の可動要素を適切な量だけ動かして、対物レンズに入射する光束の発散度を情報記録面上に形成された波面の球面収差が最小となるように変えることで、球面収差の変動を補正することができる。   In the optical pickup device used for the short wavelength light source, as described above, the variation of the spherical aberration due to the wavelength variation of the light source and the temperature / humidity variation is large. In particular, when an objective lens having a high image side numerical aperture (high NA) or an objective lens made of a plastic material is used, the fluctuation is increased. Therefore, in an optical pickup device using a light source with a short wavelength, it is necessary to provide means for correcting the variation of these spherical aberrations. When the spherical aberration of the objective lens fluctuates due to minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source or changes in temperature and humidity, a movable element of means for correcting the fluctuation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration is appropriately set. The variation of the spherical aberration can be corrected by changing the divergence of the light beam incident on the objective lens so as to minimize the spherical aberration of the wavefront formed on the information recording surface.

請求項38、39に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段が、上式(1)を満たすことを特徴とする。   The optical pickup apparatus according to claims 38 and 39 is characterized in that the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration satisfies the above equation (1).

上式(1)は、軸上色収差の補正に関する。前記光源の発振波長の微小変動や温湿度変化等に起因して、前記対物レンズの球面収差が変動した場合において、これを補正する手段を、例えば光軸方向に変移可能な光学要素を用いて構成したときは、かかる光学素子を適切な量だけ動かして、前記対物レンズに入射する光束の発散度を対物レンズの球面収差が最小となるように変えることができる。短波長の光源を用いることで問題となる前記対物レンズの軸上色収差については、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を以下に述べるような構成にすることにより、補正できる。   The above equation (1) relates to correction of axial chromatic aberration. When spherical aberration of the objective lens fluctuates due to minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source, changes in temperature and humidity, etc., means for correcting this, for example, using an optical element capable of shifting in the optical axis direction When configured, the optical element can be moved by an appropriate amount to change the divergence of the light beam incident on the objective lens so that the spherical aberration of the objective lens is minimized. The axial chromatic aberration of the objective lens, which is a problem by using a short wavelength light source, can be corrected by configuring the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration as described below. .

前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段における正レンズと負レンズの材料を、上式(1)を満たすように選ぶことで、前記対物レンズで発生する色収差とは逆極性の色収差を発生させることができる。従って、軸上色収差が打ち消しあうので、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段と前記対物レンズとを透過して、光情報記録媒体上に焦点を結んだときの波面は、軸上色収差が小さく抑えられた状態となる。回折面を前記対物レンズおよび/または前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段に付加し、長波長側で対物レンズのバックフォーカスが短くなるような回折レンズとすれば、収差をより良好に補正することが可能となる。この場合、軸上色収差補正の役割を、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段と前記回折面とに分担できるので、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を、例えば光軸方向に変移可能な光学要素を用いて構成したときは、かかる光学要素のストロークが小さくてすむ。   By selecting the materials of the positive lens and the negative lens in the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration so as to satisfy the above formula (1), the chromatic aberration generated in the objective lens is opposite in polarity. Chromatic aberration can be generated. Accordingly, since the axial chromatic aberration cancels out, the wavefront when focused on the optical information recording medium through the objective lens and the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration is: The axial chromatic aberration is kept small. If a diffractive surface is added to the objective lens and / or means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration, and the diffractive lens is such that the back focus of the objective lens is shortened on the long wavelength side, the aberration is reduced. It becomes possible to correct more favorably. In this case, since the role of axial chromatic aberration correction can be shared by the means for correcting the spherical aberration variation and the axial chromatic aberration and the diffraction surface, the spherical aberration variation and the axial chromatic aberration are corrected. For example, when the means is configured using an optical element that can be shifted in the optical axis direction, the stroke of the optical element can be small.

更に、軸上色収差補正の役割を、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段と回折面とに分担することで回折面のパワーを小さくすることもでき、それにより回折輪帯の間隔が大きくなって、回折効率の高い回折レンズが製造しやすくなる。従って、前記球面収差の変動を補正するための手段と、軸上色収差を補正するための手段を別々に設けることなく、波長変動や温湿度変化等が生じた場合でも光学系全体の球面収差、及び軸上色収差が良好に補正されたコンパクトな光ピックアップ装置を得ることができる。   Furthermore, the power of the diffractive surface can be reduced by sharing the role of correcting the axial chromatic aberration between the spherical aberration variation and the means for correcting the axial chromatic aberration and the diffractive surface. This increases the spacing of the diffractive lens, which makes it easy to manufacture a diffractive lens having high diffraction efficiency. Therefore, the spherical aberration of the entire optical system, even when wavelength fluctuations, temperature / humidity changes, etc. occur without separately providing means for correcting the spherical aberration fluctuation and means for correcting axial chromatic aberration, In addition, a compact optical pickup device in which the longitudinal chromatic aberration is corrected favorably can be obtained.

請求項40、41に記載の光ピックアップ装置は、前記νdPと前記νdNが上式(2)、(3)を満たすことを特徴とする。   The optical pickup device according to claims 40 and 41 is characterized in that the νdP and the νdN satisfy the above expressions (2) and (3).

上式(2)、(3)を満たすように、前記正レンズと前記負レンズのアッベ数の差が大きくすれば、前記対物レンズと逆極性の色収差をより大きく発生させることができるので、より良好に光ピックアップ光学系の軸上色収差を補正することができる。   If the difference between the Abbe numbers of the positive lens and the negative lens is increased so as to satisfy the above expressions (2) and (3), chromatic aberration having a polarity opposite to that of the objective lens can be generated. The axial chromatic aberration of the optical pickup optical system can be corrected well.

請求項42に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を、前記正レンズを含む正レンズ群と前記負レンズを含む負レンズ群とから構成した場合、上式(4)が成立することを特徴とし、請求項43に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段が、上式(4)が成立することを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 42, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration is composed of a positive lens group including the positive lens and a negative lens group including the negative lens. 44. The optical pickup apparatus according to claim 43, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration is satisfied as in the above expression (4). It is characterized by that.

上式(4)は、対物レンズの軸上色収差の補正量と、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の近軸パワー及び、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の可動要素の移動量のバランスに関する。ここで、たとえΔνdの値が小さくても、│fP/fN│の値を大きくすれば、対物レンズの軸上色収差を良好に補正でき、かつ光源の波長変動あるいは温湿度変化に起因する対物レンズの球面収差の変動を補正できる前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を、光軸方向に変位可能な光学要素を用いて構成した場合には、かかる光学要素のストロークを小さく抑えることが出来るが、前記正レンズ群の有効径が大きくなりすぎたり、あるいは前記負レンズ群の有効径が小さくなりすぎる恐れがある。逆に、Δνdの値を大きくすれば、たとえ│fP/fN│の値が小さくても、対物レンズの軸上色収差を良好に補正することができるが、球面収差の補正に必要な、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の可動要素の移動量が大きくなってしまうので、光学系のサイズが大きくなってしまう恐れがある。そこで、Δd・│fP/fN│/Δνdの値を上式(5)を満たすようにすることで、これらのバランスを図ることが出来る。   The above equation (4) is the amount of correction of the axial chromatic aberration of the objective lens, the paraxial power of the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration, the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration. It is related with the balance of the moving amount | distance of the movable element of the means to correct | amend. Here, even if the value of Δνd is small, if the value of | fP / fN | is increased, the axial chromatic aberration of the objective lens can be corrected satisfactorily, and the objective lens caused by the wavelength variation or temperature / humidity change of the light source When the means for correcting the spherical aberration fluctuation and the axial chromatic aberration that can correct the spherical aberration fluctuation is configured using an optical element that can be displaced in the optical axis direction, the stroke of the optical element is reduced. Although it can be suppressed, there is a possibility that the effective diameter of the positive lens group becomes too large, or the effective diameter of the negative lens group becomes too small. Conversely, if the value of Δνd is increased, even if the value of | fP / fN | is small, the axial chromatic aberration of the objective lens can be corrected satisfactorily. Since the amount of movement of the movable element of the means for correcting the aberration variation and the axial chromatic aberration increases, the size of the optical system may increase. Therefore, the balance of these can be achieved by making the value of Δd · | fP / fN | / Δνd satisfy the above equation (5).

請求項44に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を、前記正レンズを含む正レンズ群と前記負レンズを含む負レンズ群とから構成した場合、次式が成立することを特徴とし、請求項45に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段が、次式が成立することを特徴とする。
Δd・│fP/fN│≦0.50 (6)
ただし、
Δd:情報の記録又は再生が可能な任意の1つの光情報記録媒体の1つの情報記録面に対して情報の記録又は再生を行う際の前記可動要素の移動量(mm)
fP:前記正レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
Δνd:前記正レンズ群及び前記負レンズ群中、正レンズのアッベ数の最大値と負レンズのアッベ数の最小値との差
上式(6)は、対物レンズの軸上色収差の補正量と、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の近軸パワー及び、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の可動要素の移動量のバランスに関する。前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の屈折レンズとしての屈折パワーと、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段に付加する回折面の回折パワーを適切に組み合わせることで、対物レンズの軸上色収差を補正することが出来る。この時、例えば前記光源の発振波長の変動あるいは温湿度変化に起因する対物レンズの球面収差の変動をも補正する前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を、光軸方向に変移可能な光学要素を用いて構成した場合には、かかる光学要素のストロークが大きすぎると、球面収差を良好に補正することが出来ないという問題が生じる。そこで、上式(6)において、Δd・│fP/fN│の値を0.50以下にすることで、前記対物レンズの軸上色収差の補正と球面収差の補正のバランスを良好に維持することが出来る。
45. The optical pickup device according to claim 44, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration comprises a positive lens group including the positive lens and a negative lens group including the negative lens. The optical pickup apparatus according to claim 45 is characterized in that the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration satisfies the following expression.
Δd · | fP / fN | ≦ 0.50 (6)
However,
Δd: Amount of movement (mm) of the movable element when information is recorded or reproduced on one information recording surface of any one optical information recording medium capable of recording or reproducing information
fP: focal length (mm) of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length (mm) of the negative lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
Δνd: difference between the maximum value of the Abbe number of the positive lens and the minimum value of the Abbe number of the negative lens in the positive lens group and the negative lens group The above equation (6) is the correction amount of the longitudinal chromatic aberration of the objective lens The present invention relates to the paraxial power of the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration, and the balance of the moving amount of the movable element of the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration. The refractive power as a refractive lens of the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration, and the diffractive power of the diffraction surface added to the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration are appropriately set. By combining them, axial chromatic aberration of the objective lens can be corrected. At this time, for example, means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration for correcting the variation of the spherical aberration of the objective lens due to the variation of the oscillation wavelength of the light source or the change of temperature and humidity is provided in the optical axis direction. In the case of using a shiftable optical element, there is a problem that spherical aberration cannot be corrected satisfactorily if the stroke of the optical element is too large. Therefore, in the above equation (6), by setting the value of Δd · | fP / fN | to 0.50 or less, the balance between the correction of axial chromatic aberration and the correction of spherical aberration of the objective lens can be maintained well. I can do it.

請求項46、47に記載の光ピックアップ装置は、少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能となっており、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段が、透明基板厚が互いに異なる少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して、それぞれの透明基板厚に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えるので、透明基板厚の違いによる球面収差の差を補正し、かつそれぞれの光情報記録媒体に対する記録または再生を行う際に生じる球面収差の変動を良好に補正するので、常に情報記録面上に良好な波面を形成することができる。   The optical pickup device according to claims 46 and 47 is capable of recording and / or reproducing information with respect to at least two types of optical information recording media, wherein the variation in spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration are detected. The correcting means changes the divergence of the light beam incident on the objective lens according to the thickness of each transparent substrate for at least two types of optical information recording media having different transparent substrate thicknesses. Since the difference in spherical aberration due to the difference is corrected and the variation in spherical aberration that occurs when recording or reproduction is performed on each optical information recording medium is well corrected, a good wavefront is always formed on the information recording surface. Can do.

請求項48、49に記載の光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の表面側から順に透明基板と情報記録層とが複数積層された光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能となっており、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段が、それぞれの情報記録層にそれぞれ集光させる際にその情報記録層に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えるので、情報記録面までの厚さの違いによる球面収差の差を補正し、かつそれぞれの情報記録面に対する記録または再生を行う際に生じる球面収差の変動を良好に補正するので、それぞれの情報記録面ごとにそれぞれ、情報記録面上に良好な波面を形成することができる。このように、光情報記録媒体の片側面に2層あるいはそれ以上の情報記録層を有する光情報記録媒体に対しても良好に情報の記録又は再生が可能である。例えば、対物レンズを光軸方向に移動させることで、所望の1つの情報記録面に合焦でき、この際に、情報記録面までの厚さの違いによって変動する球面収差は主に3次の球面収差であるので、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の可動要素を光軸方向に沿って変移させることで、球面収差の変動を良好に補正することができる。従って、光情報記録媒体に片側の面に2倍、あるいはそれ以上の情報の記録又は再生を行うことができる。   The optical pickup device according to claims 48 and 49 is capable of recording and / or reproducing information on an optical information recording medium in which a plurality of transparent substrates and information recording layers are laminated in order from the surface side of the optical information recording medium. When the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration are focused on the respective information recording layers, the light flux incident on the objective lens according to the information recording layer Since the divergence is changed, the difference in spherical aberration due to the difference in thickness up to the information recording surface is corrected, and the variation in spherical aberration that occurs when performing recording or reproduction on each information recording surface is favorably corrected. A good wavefront can be formed on the information recording surface for each information recording surface. Thus, information can be recorded or reproduced satisfactorily even on an optical information recording medium having two or more information recording layers on one side of the optical information recording medium. For example, by moving the objective lens in the optical axis direction, it is possible to focus on one desired information recording surface. At this time, spherical aberration that varies depending on the thickness difference to the information recording surface is mainly the third order. Since it is a spherical aberration, it is possible to satisfactorily correct the variation of the spherical aberration by shifting the movable element of the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration along the optical axis direction. Accordingly, it is possible to record or reproduce information twice or more on one side of the optical information recording medium.

請求項50、51に記載の光ピックアップ装置は、前記2種類の光情報記録媒体の透明基板厚をそれぞれa、b(a<b)としたとき、前記透明基板厚aの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際には、前記透明基板厚bの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際よりも前記負レンズと前記正レンズの間隔を増加させることを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 50 or 51, wherein the transparent substrate thicknesses of the two types of optical information recording media are a and b (a <b), respectively. When recording or reproducing information with respect to the information recording surface, the negative lens and the positive lens may be recorded more than when recording or reproducing information with respect to the information recording surface of the optical information recording medium having the transparent substrate thickness b. It is characterized by increasing the interval.

請求項52に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を、前記正レンズを含む正レンズ群と前記負レンズを含む負レンズ群とから構成した場合、上式(5)を満たすことを特徴とし、請求項53に記載の光ピックアップ装置は、上式(5)を満たすことを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 52, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration is composed of a positive lens group including the positive lens and a negative lens group including the negative lens. The optical pickup device according to claim 53 satisfies the above expression (5).

上式(5)は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の近軸パワーの関係に関する。前記対物レンズがある特定の厚みを持つ透明基板の組み合わせの元に収差が最小となるように補正されている場合、透明基板の厚みが変化したときには、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段中の可動要素を動かすことで、その厚みに対して対物レンズの球面収差が最小となるような発散度を有する光束を対物レンズに入射させなければならない。そこで、上式(5)を満たすように、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の近軸パワーを選ぶことで、前記可動要素のストロークが小さくてすむので、全体的にコンパクトな光学系を得ることができる。   Equation (5) above relates to the relationship between the paraxial power of the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration. When the objective lens is corrected to minimize aberration under a combination of transparent substrates having a specific thickness, when the thickness of the transparent substrate changes, the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration By moving the movable element in the means for correcting the above, a light beam having a divergence that minimizes the spherical aberration of the objective lens with respect to its thickness must be incident on the objective lens. Therefore, by selecting the paraxial power of the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration so as to satisfy the above formula (5), the stroke of the movable element can be reduced. A compact optical system can be obtained.

請求項54に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段が、前記球面収差の変動に応じて前記可動要素を光軸に沿って変移させる変移装置を有することを特徴とする。   55. The optical pickup device according to claim 54, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration causes the movable element to move along the optical axis in accordance with the variation of the spherical aberration. It is characterized by having.

請求項55に記載の光ピックアップ装置は、前記可動要素が、比重2.0以下の材料から形成されていることを特徴とする。これにより、可動要素の変移装置への負担を軽減できる。   An optical pickup device according to a 55th aspect is characterized in that the movable element is made of a material having a specific gravity of 2.0 or less. Thereby, the burden to the displacement apparatus of a movable element can be reduced.

請求項56に記載の光ピックアップ装置は、前記正レンズ及び前記負レンズの少なくとも一方は、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする。特に、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の可動要素をプラスチック材料から形成することで、変移装置への負担を軽減することができ、また高速な追従が可能となる。更に、回折面や非球面を設ける構成要素をプラスチック材料から形成すれば、それらを容易に付加できる。   The optical pickup device according to claim 56, wherein at least one of the positive lens and the negative lens is made of a plastic material. In particular, by forming the movable element of the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration from a plastic material, it is possible to reduce the burden on the shift device and to perform high-speed tracking. Furthermore, if the components providing the diffractive surface and the aspherical surface are formed from a plastic material, they can be easily added.

請求項57に記載の光ピックアップ装置は、前記可動要素がプラスチック材料から形成されていることを特徴とする。これにより、光学系の軽量化が達成できるので可動要素の変移装置への負担を軽減できる。また、回折構造を付加し易くなる。   An optical pickup device according to a 57th aspect is characterized in that the movable element is made of a plastic material. Thereby, since the weight reduction of an optical system can be achieved, the burden to the displacement apparatus of a movable element can be reduced. Moreover, it becomes easy to add a diffractive structure.

請求項58に記載の光ピックアップ装置は、前記正レンズ及び前記負レンズの少なくとも一方は、少なくとも一方の面に非球面を有することを特徴とし、請求項59に記載の光ピックアップ装置は、前記可動要素の少なくとも1面に非球面を有することを特徴とする。この非球面を有することにより、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、その非球面の収差補正作用によって性能の良い光学系を得ることができる。特に、可動要素に非球面を設けることで、偏芯時の波面収差の劣化を防ぐことができる。   59. The optical pickup device according to claim 58, wherein at least one of the positive lens and the negative lens has an aspheric surface on at least one surface thereof, and the optical pickup device according to claim 59, wherein the movable lens is movable. It is characterized by having an aspherical surface on at least one surface of the element. By having this aspherical surface, the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration can obtain an optical system with good performance by the aberration correcting action of the aspherical surface. In particular, by providing the movable element with an aspheric surface, it is possible to prevent the wavefront aberration from being deteriorated at the time of decentering.

請求項60に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段が、飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 60, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration is made of a material having a saturated water absorption of 0.5% or less. .

請求項61に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段が、前記光源の発振波長の光に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 61, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration has an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to light having an oscillation wavelength of the light source. It is formed from the material which is.

請求項62に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、前記1枚の正レンズと前記1枚の負レンズとから構成されたことを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 62, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration comprises the one positive lens and the one negative lens. To do.

請求項63に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を含むと、光学素子の回折面を用いて軸上色収差を効果的に補正できるので、新たに軸上色収差回補正用の光学素子を設ける必要がなく、低コスト及び省スペースを図れる。尚、回折面を備えた光学素子には、前記レンズ群中の一つのレンズを含み、従って、前記正レンズ群又は前記負レンズの一方であることを含む。また、それらレンズ以外に別に設けられた光学素子であることも含む。   The optical pickup device according to claim 63, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration includes an optical element having a diffractive surface having a ring-shaped diffraction structure. Since the axial chromatic aberration can be effectively corrected by using the surface, it is not necessary to newly provide an optical element for correcting the axial chromatic aberration, thereby reducing the cost and space. The optical element having a diffractive surface includes one lens in the lens group, and therefore includes one of the positive lens group and the negative lens. In addition, the optical element is provided separately from those lenses.

請求項64に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、屈折率分布変化が可能な素子を有することを特徴とする。   The optical pickup device according to a 64th aspect is characterized in that the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration includes an element capable of changing a refractive index distribution.

請求項65に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、前記対物レンズの軸上色収差を補正する機能を備えたカップリングレンズを有することを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 65, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration includes a coupling lens having a function of correcting the axial chromatic aberration of the objective lens. And

請求項66に記載の光ピックアップ装置は、輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を有することを特徴とする。   An optical pickup device according to a 66th aspect has an optical element having a diffraction surface having a ring-shaped diffraction structure.

請求項67に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズが前記光学素子(輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子)であることを特徴とする。   The optical pickup device according to a 67th aspect is characterized in that the objective lens is the optical element (an optical element having a diffractive surface having an annular diffractive structure).

請求項68に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズが、少なくとも1面が非球面の単玉対物レンズであって、次式を満たすことを特徴とする。
5.0≦fD/f≦40.0 (7)
ただし、
fD:前記対物レンズの前記回折構造をΦb=b+b+b+………により定義される光路差関数で表した(ここで、hは光軸からの高さ(mm)であり、b、b、b、………は2次、4次、6次、………の光路差関数係数である)とき、fD=1/(−2・b)により定義される、前記対物レンズの前記回折構造のみによる前記光源の発振波長における焦点距離
f:前記対物レンズの屈折パワーと前記対物レンズの前記回折構造による回折パワーとを合わせた前記対物レンズ全体の前記光源の発振波長における焦点距離
請求項68に記載の光ピックアップ装置は、集光光学系の各光学面で発生する球面収差の変動を良好に補正可能な光ピックアップ装置に用いられる対物レンズの軸上色収差の補正に関する。発振波長400nm程度の短波長レーザ光源及びNA0.85程度の高い像側開口数を有する対物レンズを用いる場合、前述の理由から、対物レンズで発生する軸上色収差の補正は重要な問題となり得る。この問題は、上式(7)を満たす焦点距離を有する回折構造を対物レンズに設けることにより解決される。この回折構造は、レーザ光源の発振波長が長波長側に変動した際に、バックフォーカスが短くなる方向に変化するような波長特性を有するので、屈折レンズとしての屈折パワーと、回折レンズとしての回折パワーとを上式(7)を満たすように適切に選ぶことで、対物レンズで発生する軸上色収差を補正することができる。fD/fの値が上式(7)の下限以上で対物レンズの軸上色収差が補正過剰になり過ぎず、上限以下で対物レンズの軸上色収差が補正不足になり過ぎないようすることができる。また、対物レンズの軸上色収差を過剰補正にしておけば、集光光学系に含まれる各光学素子で発生する軸上色収差を対物レンズで丁度キャンセルすることが可能となり、好ましい。
An optical pickup device according to a 68th aspect is characterized in that the objective lens is a single objective lens having at least one aspheric surface and satisfies the following expression.
5.0 ≦ fD / f ≦ 40.0 (7)
However,
fD: The diffractive structure of the objective lens is represented by an optical path difference function defined by Φb = b 2 h 2 + b 4 h 4 + b 6 h 6 +... (where h is a height from the optical axis) a (mm), b 2, b 4, b 6, ......... secondary, fourth, sixth, an optical path difference function coefficients of .........) time, fD = 1 / (- 2 · b 2 ) The focal length at the oscillation wavelength of the light source defined by only the diffractive structure of the objective lens. F: The objective lens combining the refractive power of the objective lens and the diffractive power of the diffractive structure of the objective lens. 69. The focal length at the oscillation wavelength of the entire light source The optical pickup device according to claim 68, wherein the objective lens is used in an optical pickup device capable of satisfactorily correcting a variation in spherical aberration occurring on each optical surface of a condensing optical system. Correction of longitudinal chromatic aberration About. When using a short wavelength laser light source having an oscillation wavelength of about 400 nm and an objective lens having a high image side numerical aperture of about NA 0.85, correction of axial chromatic aberration generated in the objective lens can be an important problem for the reasons described above. This problem is solved by providing the objective lens with a diffractive structure having a focal length that satisfies the above formula (7). This diffractive structure has such a wavelength characteristic that when the oscillation wavelength of the laser light source fluctuates to the longer wavelength side, the back focus changes in the direction of shortening. The axial chromatic aberration generated in the objective lens can be corrected by appropriately selecting the power so as to satisfy the above formula (7). It is possible to prevent the axial chromatic aberration of the objective lens from being overcorrected when the value of fD / f is equal to or higher than the lower limit of the above formula (7), and to prevent the axial chromatic aberration of the objective lens from being excessively corrected when the value is lower than the upper limit. . Further, if the axial chromatic aberration of the objective lens is excessively corrected, it is preferable that the axial chromatic aberration generated in each optical element included in the condensing optical system can be canceled by the objective lens.

請求項69に記載の光ピックアップ装置は、前記回折構造は、その回折構造によって発生する回折光のうち、他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きい回折光量のn次回折光(ここで、nは、−1、0及び+1以外の整数)を発生するよう構成されており、前記光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生のために、前記n次回折光を前記光情報記録媒体の情報記録面に集光可能であることを特徴とする。   70. The optical pickup device according to claim 69, wherein the diffractive structure is an n-order diffracted light having a diffracted light quantity larger than that of any of the other orders of diffracted light generated by the diffractive structure (herein , N is an integer other than −1, 0, and +1), and the optical information recording medium is used for recording and / or reproducing information with respect to the optical information recording medium. It is possible to focus on the information recording surface of the recording medium.

請求項69に記載の光ピックアップ装置は、特に、光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を、回折構造で発生する2次以上の高次回折光を使用して行う光ピックアップ装置に用いられる光学系に関する。前記n次の回折光を使用する場合、+1次又は−1次の回折光を使用する場合に比べ、回折構造の輪帯間隔(輪帯ピッチ)を約n倍、輪帯数を約1/n倍とすることができるので、回折構造を付加するためのレンズ成形用金型を製造し易く、その金型の加工時間を短縮することができ、また、加工・製造誤差による回折効率の低下を防ぐことができる。   The optical pickup device according to claim 69 is used for an optical pickup device that records or reproduces information on an optical information recording medium by using second-order or higher-order diffracted light generated by a diffractive structure. The present invention relates to an optical system. When the n-th order diffracted light is used, compared to the case where the + 1st order or −1st order diffracted light is used, the ring interval (ring zone pitch) of the diffractive structure is about n times and the number of ring zones is about 1 Since it can be multiplied by n, it is easy to manufacture a lens mold for adding a diffractive structure, the processing time of the mold can be shortened, and the diffraction efficiency is reduced due to processing and manufacturing errors. Can be prevented.

請求項70に記載の光ピックアップ装置は、輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を有するとともに、前記球面収差の変動を補正する手段が、前記正レンズを含む全正レンズのそれぞれのアッベ数が70.0以下、あるいは、前記負レンズを含む全負レンズのそれぞれのアッベ数が40.0以上であることを特徴とし、請求項71に記載の光ピックアップ装置は、輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を有するとともに、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段が、前記正レンズを含む全正レンズのそれぞれのアッベ数が70.0以下、あるいは、前記負レンズを含む全負レンズのそれぞれのアッベ数が40.0以上であることを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 70, wherein the optical pickup device includes an optical element having a diffractive surface having an annular diffraction structure, and the means for correcting the variation of the spherical aberration includes each of the positive lenses including the positive lens. 72. The optical pickup device according to claim 71, wherein the Abbe number is 70.0 or less, or each Abbe number of all negative lenses including the negative lens is 40.0 or more. The optical element having a diffractive surface having a diffractive structure, and the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration, each Abbe number of the positive lens including the positive lens is 70.0 or less Alternatively, the Abbe number of each of all negative lenses including the negative lens is 40.0 or more.

請求項70に記載の光ピックアップ装置は、対物レンズで発生する軸上色収差を補正することができる前記球面収差の変動を補正する手段の好ましい構成に関し、請求項71に記載の光ピックアップ装置は、対物レンズで発生する軸上色収差を補正することができる前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の好ましい構成に関する。前記球面収差の変動を補正する手段又は前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を構成する正レンズのアッベ数が70.0以下あるいは負レンズのアッベ数が40.0以上である場合、対物レンズで発生する軸上色収差は補正不足になりがちとなる。この際、光源の発振波長が長波長側に微小変動したときに対物レンズのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有する回折構造をもった回折面を、前記球面収差の変動を補正する手段又は前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の構成要素の少なくとも1面に設けることにより、対物レンズの軸上色収差を良好に補正することができる。さらに、この回折面に、光源の発振波長が長波長側に微小変動したときに対物レンズの球面収差が補正不足になるような球面収差特性を持たせることにより、光源の発振波長が長波長側に微小変動したときの球面収差をも補正することができる。また、正レンズのアッベ数が70.0以下であると、強度において優れ、製造もし易く、耐環境性にも良い。一方、負レンズのアッベ数が40.0以上であると、短波長の光に対する透過性に優れる。正レンズおよび負レンズともアッベ数が40.0以上70.0以下であることが好ましい。   The optical pickup device according to claim 70 relates to a preferable configuration of the means for correcting the variation of the spherical aberration capable of correcting the axial chromatic aberration generated in the objective lens, and the optical pickup device according to claim 71, The present invention relates to a preferable configuration of means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration that can correct the axial chromatic aberration generated in the objective lens. The Abbe number of the positive lens constituting the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration or the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration is 70.0 or less, or the Abbe number of the negative lens is 40.0 or more. In some cases, the longitudinal chromatic aberration that occurs in the objective lens tends to be under-corrected. At this time, a diffractive surface having a diffractive structure having a wavelength characteristic that shortens the back focus of the objective lens when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward the long wavelength side, By providing at least one surface of a component of the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration, the axial chromatic aberration of the objective lens can be corrected well. Furthermore, this diffractive surface has a spherical aberration characteristic that causes the spherical aberration of the objective lens to be undercorrected when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates to the long wavelength side, so that the oscillation wavelength of the light source is on the long wavelength side. It is also possible to correct spherical aberration when a slight fluctuation occurs. Further, when the Abbe number of the positive lens is 70.0 or less, the strength is excellent, the manufacturing is easy, and the environment resistance is also good. On the other hand, when the Abbe number of the negative lens is 40.0 or more, the transparency to short wavelength light is excellent. Both the positive lens and the negative lens preferably have an Abbe number of 40.0 or more and 70.0 or less.

請求項72に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動を補正する手段が、請求項73に記載の光ピックアップ装置は、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段がそれぞれ、前記光源の発振波長における近軸パワーをP1とし、前記発振波長より10nm短い波長における近軸パワーをP2とし、前記発振波長より10nm長い波長における近軸パワーをP3としたとき、次式を満足することを特徴とする。
P2<P1<P3 (8)
これにより、前記球面収差の変動を補正する手段又は前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段に、対物レンズやカップリングレンズ等の光学素子で発生する軸上色収差を補正する役割を持たせることができる。すなわち、回折構造により前記球面収差の変動を補正する手段自体又は前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段自体では、軸上色収差を過剰に補正し、対物レンズやカップリングレンズ等の光学素子で発生する軸上色収差とは逆の極性の軸上色収差を発生させることによって、対物レンズやカップリングレンズ等の光学素子で発生する軸上色収差を補正することができる。
An optical pickup device according to a 72nd aspect has means for correcting the variation of the spherical aberration, and an optical pickup device according to the 73rd aspect has means for correcting the variation in the spherical aberration and the axial chromatic aberration, respectively. When the paraxial power at the oscillation wavelength of the light source is P1, the paraxial power at a wavelength 10 nm shorter than the oscillation wavelength is P2, and the paraxial power at a wavelength 10 nm longer than the oscillation wavelength is P3, the following equation is satisfied. It is characterized by doing.
P2 <P1 <P3 (8)
As a result, the means for correcting the variation of the spherical aberration or the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration serves to correct the axial chromatic aberration generated in an optical element such as an objective lens or a coupling lens. Can be given. That is, the means for correcting the variation of the spherical aberration by the diffractive structure itself or the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration excessively corrects the axial chromatic aberration, and the objective lens, the coupling lens, etc. By generating axial chromatic aberration having a polarity opposite to that of the axial chromatic aberration generated in the optical element, it is possible to correct the axial chromatic aberration generated in the optical element such as an objective lens or a coupling lens.

請求項74に記載の光ピックアップ装置は、前記回折面が、前記光源の発振波長の微小変動に対して、前記対物レンズで発生する軸上色収差を抑制する機能を有することを特徴とする。   An optical pickup device according to a 74th aspect is characterized in that the diffractive surface has a function of suppressing axial chromatic aberration generated in the objective lens with respect to minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source.

請求項75に記載の光ピックアップ装置は、前記回折面が、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、前記対物レンズのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有することを特徴とする。これにより、対物レンズの軸上色収差を良好に補正することができる。特に、カップリングレンズおよび/または対物レンズに回折面を設けることにより対物レンズで発生する軸上色収差を補正することで、モードホップのような、球面収差変動手段や対物レンズのフォーカシングが追従できない瞬間的な波長変化が起きた場合でもスポット径が増大せず安定な情報の記録または再生が可能となる。   75. The optical pickup device according to claim 75, wherein the diffractive surface has a wavelength characteristic such that the back focus of the objective lens is shortened when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates to the long wavelength side. And Thereby, the axial chromatic aberration of the objective lens can be favorably corrected. In particular, by correcting axial chromatic aberration generated in the objective lens by providing a diffractive surface on the coupling lens and / or objective lens, the moment when spherical aberration variation means and focusing of the objective lens cannot follow, such as mode hopping Even when a wavelength change occurs, the spot diameter does not increase, and stable information recording or reproduction is possible.

請求項76に記載の光ピックアップ装置は、前記回折面が、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、前記対物レンズの球面収差が補正不足となるような方向に変化する球面収差特性を有することを特徴とする。これにより、光源の発振波長が長波長側に微小変動した際の球面収差を良好に補正することができる。   The optical pickup device according to claim 76, wherein the diffractive surface changes in a direction such that spherical aberration of the objective lens is insufficiently corrected when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward the long wavelength side. It has an aberration characteristic. This makes it possible to satisfactorily correct spherical aberration when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates to the long wavelength side.

請求項77に記載の光ピックアップ装置は、前記光源が、発振波長λ1の光源と発振波長λ2(λ1<λ2)の光源との少なくとも2つの光源を有し、前記集光光学系が、前記発振波長λ1の光源からの第1の光束を、透明基板厚t1の第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ1rms以下の状態で集光でき、前記発振波長λ2の光源から出射された第2の光束を、透明基板厚t2(t1≦t2)の第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ2rms以下の状態で集光できることを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 77, wherein the light source includes at least two light sources, a light source having an oscillation wavelength λ1 and a light source having an oscillation wavelength λ2 (λ1 <λ2), and the condensing optical system includes the oscillation optical system. A predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for recording or reproducing information with respect to the information recording surface of the first optical information recording medium having the transparent substrate thickness t1 is emitted from the light source having the wavelength λ1. The second light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 can be condensed with a wavefront aberration of 0.07λ1 rms or less in the second optical information recording medium having a transparent substrate thickness t2 (t1 ≦ t2). The light beam can be condensed with a wavefront aberration of 0.07λ2 rms or less within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for recording or reproducing information on the recording surface.

例えば、青紫色半導体レーザなど短波長の光源を用いて、異なる透明基板厚の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行おうとする場合、一方の光情報記録媒体に対して、対物レンズの球面収差補正が最適となるように設計すると、他方の光情報記録媒体に対しては、情報の記録又は再生時に球面収差が大きく発生することとなる。より具体的には、対物レンズと透明基板厚t1の光情報記録媒体の組み合わせが無限平行光束の入射に対し球面収差が最小となるように補正されている場合、t2(>t1)の透明基板厚をもつ光情報記録媒体を記録又は再生しようとすると、対物レンズで補正過剰の球面収差が発生する。逆にt2’(<t1)の透明基板厚をもつ光情報記録媒体を記録又は再生しようとすると、対物レンズで補正不足の球面収差が発生する。   For example, when recording or reproducing information on an optical information recording medium having a different transparent substrate thickness using a short wavelength light source such as a blue-violet semiconductor laser, an objective lens is applied to one optical information recording medium. If the spherical aberration correction is designed to be optimal, large spherical aberration will occur in the other optical information recording medium when information is recorded or reproduced. More specifically, when the combination of the objective lens and the optical information recording medium having the transparent substrate thickness t1 is corrected so that the spherical aberration is minimized with respect to the incidence of the infinite parallel light beam, the transparent substrate of t2 (> t1) When recording or reproducing an optical information recording medium having a thickness, an overcorrected spherical aberration occurs in the objective lens. Conversely, when an optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t2 '(<t1) is to be recorded or reproduced, spherical aberration that is insufficiently corrected occurs in the objective lens.

これに対し、例えば対物レンズに回折面を付加し、異なる波長の光束が、透明基板厚が異なる光情報記録媒体に対し、それぞれ良好な波面を形成するような波長依存性を有する回折レンズとすることで、良好に透明基板厚が異なる時の球面収差を補正できる。請求項77に記載の光ピックアップ装置にあるように、短波長の回折光が透明基板厚の小さい光情報記録媒体に対して良好な波面を形成し、長波長の回折光が透明基板厚の大きい光情報記録媒体に対して良好な波面を形成するようにすると良い。   On the other hand, for example, a diffractive surface is added to the objective lens, and the diffractive lens has a wavelength dependency such that light beams of different wavelengths form good wavefronts for optical information recording media having different transparent substrate thicknesses. Thus, it is possible to satisfactorily correct spherical aberration when the transparent substrate thickness is different. 78. The optical pickup device according to claim 77, wherein short-wavelength diffracted light forms a good wavefront with respect to an optical information recording medium having a small transparent substrate thickness, and long-wavelength diffracted light has a large transparent substrate thickness. A good wavefront is preferably formed on the optical information recording medium.

より具体的には、前記回折面が、前記光源の波長が長波長側に微小変動した際に前記対物レンズの球面収差が補正不足になるような球面収差特性を有することが好ましい。更に、光束の発散角度を変更する発散角度変更手段を設けて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を、球面収差が最小となる物体距離に対応した発散度に変更することで、前記対物レンズの球面収差をより良好に補正することができる。特に、t2の透明基板厚をもつ光情報記録媒体に対する球面収差最小時の光束が発散光であれば、ワーキングディスタンスの確保が容易となる。透明基板厚が異なる時の球面収差劣化の補正の役割を上記発散度変更手段と回折面とに分担できるので、発散度変更手段の可動部の移動量が小さくてすむ。また、球面収差補正の役割を上記発散度変更手段と回折面とで分担することで回折面のパワーを小さくすることができ、回折輪帯の間隔が大きくなって、回折効率の高い回折レンズが製造しやすくなる。なお、上記の説明では、対物レンズは透明基板厚t1との組み合わせにおいて、無限遠光束に対して球面収差が最小となるように補正されているとしたが、有限距離からの発散光束あるいは、像側物体に向かう収斂光束に対して球面収差が最小になるように補正されたもののどちらでもよく、上記と同様な方法により透明基板厚が異なる時の球面収差を補正できることは言うまでもない。   More specifically, it is preferable that the diffractive surface has a spherical aberration characteristic such that the spherical aberration of the objective lens is insufficiently corrected when the wavelength of the light source slightly fluctuates toward the long wavelength side. Further, a divergence angle changing means for changing the divergence angle of the light beam is provided, and the divergence degree of the light beam incident on the objective lens is changed to a divergence degree corresponding to the object distance at which the spherical aberration is minimized. The spherical aberration of the lens can be corrected better. In particular, if the luminous flux at the time of minimum spherical aberration with respect to the optical information recording medium having the transparent substrate thickness of t2 is divergent light, it is easy to ensure the working distance. Since the role of correcting spherical aberration deterioration when the transparent substrate thickness is different can be shared by the divergence changing means and the diffraction surface, the amount of movement of the movable part of the divergence changing means can be small. Also, the power of the diffractive surface can be reduced by sharing the role of spherical aberration correction by the divergence changing means and the diffractive surface, and the diffractive lens with high diffraction efficiency can be obtained by increasing the distance between the diffracting ring zones. Easy to manufacture. In the above description, the objective lens is corrected so that the spherical aberration is minimized with respect to the infinity light beam in combination with the transparent substrate thickness t1, but the divergent light beam or the image from a finite distance is used. Needless to say, the spherical aberration can be corrected when the thickness of the transparent substrate is different by the same method as described above.

請求項78に記載の光ピックアップ装置は、輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を有することを特徴とする。   An optical pickup device according to a 78th aspect is characterized by including an optical element having a diffractive surface having an annular diffractive structure.

請求項79に記載の光ピックアップ装置は、前記光学素子の前記回折面が、前記発振波長λ1の光源から出射された前記第1の光束を、透明基板厚t1の第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ1rms以下の状態で集光でき、前記発振波長λ2(λ1<λ2)の光源から出射された前記第2の光束を、透明基板厚t2(t1≦t2)の第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ2rms以下の状態で集光できるような波長特性を有することを特徴とする。具体的には、透明基板厚の違いにより発生する球面収差を、それぞれの光情報記録媒体に対する情報の記録および/または再生を行うのに使用する2つの光源の発振波長の差と、前記回折面に設けた回折構造の作用とを利用して補正する。   79. The optical pickup device according to claim 79, wherein the diffractive surface of the optical element transmits the first light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ1 to the first optical information recording medium having a transparent substrate thickness t1. The light can be condensed with a wavefront aberration of 0.07λ1 rms or less within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for recording or reproducing information on the information recording surface, and the oscillation wavelength λ2 (λ1 <λ2). The image of the objective lens necessary for recording or reproducing information on the information recording surface of the second optical information recording medium having the transparent substrate thickness t2 (t1 ≦ t2) is emitted from the second light flux emitted from the light source. The wavelength characteristic is such that the light can be condensed within a wavefront aberration of 0.07λ2 rms or less within a predetermined numerical aperture on the side. Specifically, the spherical aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrate, the difference in the oscillation wavelength of two light sources used for recording and / or reproducing information on each optical information recording medium, and the diffraction surface Correction is performed using the action of the diffractive structure provided in FIG.

請求項80に記載の光ピックアップ装置は、前記第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して、前記発振波長λ1の光源から出射された前記第1の光束による情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数をNA1とし、前記第2の情報記録媒体の情報記録面に対して、前記発振波長λ2の光源から出射された前記第2の光束による情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数をNA2(NA1>NA2)としたとき、前記光学素子の前記回折面は、前記発振波長λ2の光源から出射された前記第2の光束を、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して前記NA1内で波面収差0.07λ2rms以上の状態で集光させることを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 80 is required for recording or reproducing information by the first light beam emitted from the light source having the oscillation wavelength λ1 with respect to the information recording surface of the first optical information recording medium. The predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens is NA1, and information is recorded by the second light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 on the information recording surface of the second information recording medium. When the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for reproduction is NA2 (NA1> NA2), the diffractive surface of the optical element reflects the second light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2. The optical information recording surface of the second optical information recording medium is condensed with a wavefront aberration of 0.07λ2 rms or more in the NA1.

特に、請求項80に記載のように、発振波長λ1と透明基板厚t1と像側開口数NA1との組み合わせに対して球面収差が良好に補正されている状態とし、発振波長λ2と透明基板厚さt2と像側開口数NA2との組み合わせに対して必要な像側開口数NA2の範囲までの球面収差を前記回折構造の作用によって補正し、像側開口数NA2からNA1までの範囲は球面収差を大きくしておく(フレア成分として大きく発生させておく)ことが好ましい。これにより、発振波長λ2の第2の光束を、発振波長λ1と対物レンズの像側開口数NA1で決まる絞り内の全てを通過するように入射させた際、像側開口数NA2以上の光束はスポットの結像に寄与せず、透明基板厚t1の第1の光情報記録媒体に対して情報記録面上でスポット径が小さくなりすぎないので、光ピックアップ装置の受光手段での誤信号の発生や不要信号の検出を防ぐことができ、さらにそれぞれの光源の発振波長とそれに対応する像側開口数との組み合わせに応じて、絞りを切り替えるための手段等を設ける必要がなくなるので簡易な光ピックアップ装置を得ることができる。特に、前記発振波長λ2の光源から出射された前記第2の光束を、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して前記NA1内で波面収差0.2λ2rms以上の状態で集光させることがより好ましい。   In particular, as described in claim 80, the spherical aberration is satisfactorily corrected for the combination of the oscillation wavelength λ1, the transparent substrate thickness t1, and the image-side numerical aperture NA1, and the oscillation wavelength λ2 and the transparent substrate thickness The spherical aberration up to the range of the image side numerical aperture NA2 required for the combination of the length t2 and the image side numerical aperture NA2 is corrected by the action of the diffraction structure, and the range from the image side numerical aperture NA2 to NA1 is spherical aberration. It is preferable to increase the value (to generate a large amount as a flare component). As a result, when the second light flux having the oscillation wavelength λ2 is incident so as to pass through all of the diaphragm determined by the oscillation wavelength λ1 and the image-side numerical aperture NA1 of the objective lens, the light flux having the image-side numerical aperture NA2 or more is Since the spot diameter does not become too small on the information recording surface with respect to the first optical information recording medium having the transparent substrate thickness t1 without contributing to spot image formation, an error signal is generated in the light receiving means of the optical pickup device. In addition, it is possible to prevent detection of unnecessary signals, and it is not necessary to provide means for switching the aperture according to the combination of the oscillation wavelength of each light source and the corresponding image-side numerical aperture, so that a simple optical pickup A device can be obtained. In particular, the second light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 is condensed with a wavefront aberration of 0.2λ2 rms or more in the NA1 with respect to the information recording surface of the second optical information recording medium. It is more preferable.

請求項81に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズが前記光学素子(輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子)であることを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 81 is characterized in that the objective lens is the optical element (an optical element having a diffractive surface having a ring-shaped diffraction structure).

請求項82に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズが、少なくとも1面が非球面の単玉対物レンズであって、次式を満たすことを特徴とする。
0.5≦(f1/νd)・fD1≦10.0 (9)
ただし、
f1:前記対物レンズの屈折パワーと前記対物レンズの前記回折構造による回折パワーとを合わせた前記対物レンズ全体の前記発振波長λ1における焦点距離(mm)
νd:前記対物レンズのd線のアッベ数
fD1:前記対物レンズの前記回折構造をΦb=b+b+b+………により定義される光路差関数で表した(ここで、hは光軸からの高さ(mm)であり、b、b、b、………は2次、4次、6次、………の光路差関数係数である)とき、fD=1/(−2・b)により定義される、前記対物レンズの前記回折構造のみによる前記発振波長λ1における焦点距離(mm)
請求項83に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズが、少なくとも1面が非球面の単玉対物レンズであって、次式を満たすことを特徴とする。
−25.0≦(b/λ1)≦0.0 (10)
ただし、
:前記対物レンズの前記回折構造をΦb=b+b+b+………により定義される光路差関数で表した(ここで、hは光軸からの高さ(mm)であり、b、b、b、………は2次、4次、6次、………の光路差関数係数である)ときのその2次の光路差関数係数
λ1:前記発振波長λ1(mm)
請求項82、83に記載の光ピックアップ装置は、透明基板厚の異なる複数の光情報記録媒体に対して、対物レンズで発生する軸上色収差、及び集光光学系の各光学面で発生する球面収差の変動を良好に補正可能な光ピックアップ装置に関し、特に、波長の異なる複数の光源の光束に対し同一の次数の回折光を利用する光ピックアップ装置において、回折構造を対物レンズに設け、その回折構造の作用によりその同一次数の回折光の軸上色収差をそれぞれ補正する場合に関する。
The optical pickup device according to claim 82 is characterized in that the objective lens is a single objective lens having at least one aspheric surface and satisfies the following expression.
0.5 ≦ (f1 / νd) · fD1 ≦ 10.0 (9)
However,
f1: Focal length (mm) of the entire objective lens at the oscillation wavelength λ1, which is obtained by combining the refractive power of the objective lens and the diffraction power of the objective lens by the diffraction structure
νd: d-line Abbe number of the objective lens fD1: the diffraction structure of the objective lens is represented by an optical path difference function defined by Φb = b 2 h 2 + b 4 h 4 + b 6 h 6 +. Here, h is a height (mm) from the optical axis, and b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, sixth-order,. Where fD = 1 / (− 2 · b 2 ), focal length (mm) at the oscillation wavelength λ1 due to only the diffractive structure of the objective lens
An optical pickup device according to an 83rd aspect is characterized in that the objective lens is a single objective lens having at least one aspheric surface and satisfies the following expression.
-25.0 ≦ (b 2 /λ1)≦0.0 (10)
However,
b 2 : The diffractive structure of the objective lens is represented by an optical path difference function defined by Φb = b 2 h 2 + b 4 h 4 + b 6 h 6 +... (where h is a height from the optical axis) is a (mm), b 2, b 4, b 6, ......... secondary, fourth, sixth, an optical path difference function coefficients of .........) Part 2 order optical path difference function coefficient when λ1: the oscillation wavelength λ1 (mm)
84. The optical pickup device according to claim 82, wherein the optical chromatic aberration generated by the objective lens and the spherical surface generated by each optical surface of the condensing optical system for a plurality of optical information recording media having different transparent substrate thicknesses. The present invention relates to an optical pickup device that can satisfactorily correct aberration fluctuations. In particular, in an optical pickup device that uses diffracted light of the same order with respect to light beams of a plurality of light sources having different wavelengths, a diffractive structure is provided in an objective lens and the diffraction is performed. The present invention relates to a case where axial chromatic aberration of the diffracted light of the same order is corrected by the action of the structure.

短波長光源(発振波長500nm程度以下)および従来の像側開口数(例えば、CDではNA0.45程度、DVDではNA0.6程度)よりも高い像側開口数を有する対物レンズを用いる場合には、コマ収差の発生を小さく抑えるために、光情報記録媒体の透明基板厚を0.2mm以下と小さくすることが特に有効であるが、上式(9)を満たすことにより、短波長光源および従来の長波長光源の両光束に対して軸上色収差が補正過剰になり過ぎたり、補正不足になり過ぎたりせず、バランスよく補正することができ、透明基板厚の異なる複数の光情報記録媒体に対して、それぞれの情報記録面にそれぞれ良好なスポットを形成するような波長特性をもつ回折構造を対物レンズに設けることにより、従来の透明基板厚(例えば、CDでは1.2mm、DVDでは0.6mm)の大きい光情報記録媒体に対しても単一の光ピックアップ装置(少なくとも、対物レンズ及びその駆動機構を共用する光ピックアップ装置)で、情報の記録又は再生を行うことが可能となる。上式(9)において左辺の下限以上で、600nm〜800nmの長波長光源の光束に対して軸上色収差が補正過剰になり過ぎず、右辺の上限以下で、500nm以下の短波長光源の光束に対して軸上色収差が補正不足になり過ぎなくでき、好ましい。   When using a short wavelength light source (oscillation wavelength of about 500 nm or less) and an objective lens having an image side numerical aperture higher than a conventional image side numerical aperture (for example, about NA 0.45 for CD and about NA 0.6 for DVD) In order to suppress the occurrence of coma aberration, it is particularly effective to make the transparent substrate thickness of the optical information recording medium as small as 0.2 mm or less. On-axis chromatic aberration is not overcorrected or undercorrected for both luminous fluxes of a long wavelength light source, and can be corrected in a well-balanced manner. On the other hand, by providing the objective lens with a diffractive structure having a wavelength characteristic that forms a good spot on each information recording surface, a conventional transparent substrate thickness (for example, 1 for a CD). Recording or reproducing information with a single optical pickup device (at least an optical pickup device sharing the objective lens and its driving mechanism) even on an optical information recording medium having a large size (2 mm, 0.6 mm for DVD) Is possible. In the above equation (9), the axial chromatic aberration is not excessively corrected with respect to the light beam of the long wavelength light source of 600 nm to 800 nm above the lower limit of the left side, and the light beam of the short wavelength light source of 500 nm or less is below the upper limit of the right side. On the other hand, the axial chromatic aberration can be prevented from being insufficiently corrected, which is preferable.

また、上式(10)を満たすことにより、対物レンズに設けた回折構造での収差補正の負担を軽減できる、すなわち、上式(10)を満たすことにより、対物レンズに設けた回折構造に、集光光学系で発生する軸上色収差の補正の役割をほとんど持たせないようにできるので、回折構造の輪帯間隔が大きく、輪帯数が少なく、回折効率の高い対物レンズとすることができる。ここで、b=0の場合は、対物レンズに設けた回折構造により、集光光学系で発生する軸上色収差を補正しない場合に相当し、−25.0≦(b/λ1)<0.0の場合は、長波長の光源(600nm〜800nm程度)の光束に対して軸上色収差が過剰補正にならない程度に、短波長の光源(500nm程度以下)の光束に対して軸上色収差を補正する場合に相当する。こうして補正不足の軸上色収差は、対物レンズと光源との間に配置される前記球面収差の変動を補正する手段を、請求項10、11、33、38、39、63又は65に記載の構成とすることにより補正することができる。また、対物レンズで発生する軸上色収差を回折構造の作用によって補正する場合、対物レンズの材料のアッベ数をνdとしたとき、νd>55.0を満足することが好ましく、それにより2次スペクトルを小さく抑えることができる。 Further, by satisfying the above formula (10), it is possible to reduce the burden of aberration correction in the diffractive structure provided in the objective lens, that is, by satisfying the above formula (10), the diffractive structure provided in the objective lens Since it can be made to have little role in correcting the longitudinal chromatic aberration generated in the condensing optical system, an objective lens having a high diffraction efficiency can be obtained with a large ring interval of the diffractive structure, a small number of ring zones. . Here, b 2 = 0 corresponds to the case where the axial chromatic aberration generated in the condensing optical system is not corrected by the diffractive structure provided in the objective lens, and −25.0 ≦ (b 2 / λ1) < In the case of 0.0, the axial chromatic aberration for the light beam of the short wavelength light source (about 500 nm or less) is such that the axial chromatic aberration is not overcorrected for the light beam of the long wavelength light source (about 600 nm to 800 nm). This corresponds to the case where correction is made. 66. The structure according to claim 10, 11, 33, 38, 39, 63, or 65, wherein the axial chromatic aberration undercorrected in this way corrects the variation of the spherical aberration arranged between the objective lens and the light source. This can be corrected. Further, when the axial chromatic aberration generated in the objective lens is corrected by the action of the diffractive structure, it is preferable that νd> 55.0 is satisfied when the Abbe number of the material of the objective lens is νd, whereby the secondary spectrum. Can be kept small.

請求項84に記載の光ピックアップ装置は、前記回折面が、前記光源の発振波長の微小変動に対して、前記対物レンズで発生する軸上色収差を補正する機能を有することを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 84, wherein the diffractive surface has a function of correcting axial chromatic aberration generated in the objective lens with respect to minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source.

請求項85に記載の光ピックアップ装置は、前記回折面が、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、前記対物レンズのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有するので、短波長光源を用いたときに問題となる軸上色収差を良好に補正することが可能となる。   In the optical pickup device according to claim 85, since the diffractive surface has a wavelength characteristic such that the back focus of the objective lens is shortened when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward the long wavelength side. It is possible to satisfactorily correct the axial chromatic aberration that is a problem when using a wavelength light source.

請求項86に記載の光ピックアップ装置は、前記回折面は、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、前記対物レンズの球面収差が補正不足となるような方向に変化する球面収差特性を有することを特徴とする。これにより、球面収差補正の役割を前記球面収差の変動を補正する手段又は前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段と、前記回折面とに分担できるので、前記球面収差の変動を補正する手段又は前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を、光軸方向に変移可能な光学要素を用いて構成した場合には、その光学要素のストローク量が小さくてすむ。また、前述のように、球面収差補正の役割を、前記球面収差の変動を補正する手段又は前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段と、前記回折面とで分担することで、前記回折面のパワーを抑えることができ、回折輪帯の間隔を大きくできるので、回折効率の高い光学素子が製造しやすくなる。   The optical pickup device according to claim 86, wherein the diffractive surface is a spherical surface that changes in a direction such that the spherical aberration of the objective lens is insufficiently corrected when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward the long wavelength side. It has an aberration characteristic. As a result, the role of spherical aberration correction can be shared between the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration or the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration, and the diffraction surface. When the means for correcting the aberration or the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration is configured using an optical element that can be shifted in the optical axis direction, the stroke amount of the optical element can be small. . Further, as described above, the role of spherical aberration correction is shared by the diffractive surface with the means for correcting the variation of the spherical aberration or the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration, and the diffraction surface. Since the power of the diffractive surface can be suppressed and the distance between the diffraction zones can be increased, an optical element with high diffraction efficiency can be easily manufactured.

請求項87、88に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズが、少なくとも1面に、光軸側からその外周に向かって順に、屈折作用により前記光源から出射された光束を複数の光束に分割する、少なくとも第1の部分、第2の部分及び第3の部分を有し、前記第1の部分及び前記第3の部分は、透明基板厚t1の第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように前記光源からの光束を集光可能であり、前記第1の部分及び前記第2の部分は、透明基板厚t2(t1<t2)の第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように前記光源からの光束を集光可能であることを特徴とする。   90. The optical pickup device according to claim 87, wherein the objective lens divides a light beam emitted from the light source by a refraction action into a plurality of light beams on at least one surface in order from the optical axis side toward the outer periphery thereof. And having at least a first portion, a second portion, and a third portion, wherein the first portion and the third portion are information recording surfaces of the first optical information recording medium having a transparent substrate thickness t1. The light beam from the light source can be condensed so that information can be recorded or reproduced, and the first part and the second part have a transparent substrate thickness t2 (t1 <t2). The light beam from the light source can be condensed so that information can be recorded on or reproduced from the information recording surface of the second optical information recording medium.

請求項89に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズの少なくとも1面に、屈折作用により入射光束をk個(k≧4)の輪帯状の光束(ここで、光軸側からその外側に向かって、順に第1、第2、・・・・・・、第k光束とする)に分割する輪帯状段差部分を形成し、
前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/または再生を行う場合には、
前記第1及び第k光束がつくる最良像面位置における前記第1及び第k光束の波面収差の球面収差成分は0.05λ1rms以下(λ1の光源波長)であり、前記第2ないし第(k−1)光束のうち、少なくとも2つの光束はそれぞれ、前記第1及び第k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけ上の最良像面位置が形成され、前記第1及び第k光束がつくる前記最良像面位置で、前記第1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第1ないし第k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼmiλ1(mi個は整数で、i=1,2,・・・・・・,k)となることを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 89, wherein at least one surface of the objective lens is provided with k incident light beams (k ≧ 4) in a ring-shaped light beam (wherein, from the optical axis side to the outside thereof) by refraction. Forming a ring-shaped step portion that is divided into first, second,...
When recording and / or reproducing information on the first optical information recording medium,
The spherical aberration component of the wavefront aberration of the first and k-th light beams at the best image plane position formed by the first and k-th light beams is 0.05λ1 rms or less (λ1 light source wavelength), and the second to (k− 1) Among the light beams, at least two of the light beams have an apparent best image plane position formed at a position different from the best image plane position formed by the first and kth light beams, and the first and kth light beams. The wavefront aberration of each of the first to k-th light beams passing through the required numerical aperture with respect to the first optical information recording medium at the best image plane position formed by the light beam is approximately miλ1 (where mi is an integer). I = 1, 2,..., K).

請求項89に記載の光ピックアップ装置によれば、前記輪帯状段差により分割される複数の分割面により、前記第1の光情報記録媒体(第1の光ディスク)の透明基板厚と前記第2の光情報記録媒体(第2の光ディスク)の透明基板厚との間の基板厚差において、残留誤差が小さくなるようにしているので、複数種類の光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を適切に行うことができる。かかる対物レンズについては、図26を参照して後述する。   According to the optical pickup device of claim 89, the transparent substrate thickness of the first optical information recording medium (first optical disc) and the second optical disc are divided by a plurality of dividing surfaces divided by the annular zone step. Residual error is reduced in the substrate thickness difference from the transparent substrate thickness of the optical information recording medium (second optical disc), so that information can be recorded and / or reproduced appropriately for multiple types of optical discs. Can be done. Such an objective lens will be described later with reference to FIG.

請求項90に記載の光ピックアップ装置は、前記第1の光情報記録媒体の透明基板厚t1は、0.6mm以下であり、前記第2の光情報記録媒体の透明基板厚t2は、0.6mm以上であり、前記発振波長λ2は、600nm以上800nm以下の範囲内であることを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 90, wherein the transparent substrate thickness t1 of the first optical information recording medium is 0.6 mm or less, and the transparent substrate thickness t2 of the second optical information recording medium is 0. It is 6 mm or more, and the oscillation wavelength λ2 is in the range of 600 nm to 800 nm.

請求項91に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズの球面収差のうち、3次の球面収差成分をSA1、5次及び7次及び9次の球面収差成分の和をSA2としたとき、次式を満たすことを特徴とする。
|SA1/SA2|>1.0 (11)
ただし、
SA1:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多項式に展開したときの3次の球面収差成分
SA2:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多項式に展開したときの5次の球面収差成分と7次の球面収差成分と9次の球面収差成分との2乗和の平方根
請求項91に記載の光ピックアップ装置は、対物レンズで発生する球面収差の実質的な次数の球面収差成分におけるバランスに関する。特に、高い像側開口数の単玉対物レンズでは、中心厚(軸上厚)の僅かな違いで球面収差の量は大きくなる傾向があるので、対物レンズに要求される中心厚の許容範囲は非常に小さくなり、さらに、モールド成形でレンズを製造する場合には、複数のレンズを数μm以下の中心厚のふれで得ることも難しいが、上式(11)を満たすことにより、3次の球面収差成分は、前記球面収差の変動を補正する手段又は前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段によって比較的容易に補正することができるので、中心厚の許容範囲(特に、設計値からの誤差)を拡げることができる。
The optical pickup device according to claim 91, wherein the third-order spherical aberration component of the spherical aberration of the objective lens is SA1, and the sum of the fifth-order, seventh-order, and ninth-order spherical aberration components is SA2. It is characterized by satisfying the formula.
| SA1 / SA2 |> 1.0 (11)
However,
SA1: Third-order spherical aberration component when the aberration function is expanded into a Zernike polynomial SA2: Fifth-order spherical aberration component and seventh-order spherical aberration when the aberration function is expanded into a Zernike polynomial The optical pickup apparatus according to claim 91 relates to a balance in a spherical aberration component of a substantial order of spherical aberration generated in an objective lens. In particular, in a single objective lens having a high image-side numerical aperture, the amount of spherical aberration tends to increase due to a slight difference in the center thickness (axial thickness). In addition, when a lens is manufactured by molding, it is difficult to obtain a plurality of lenses with a center thickness of a few μm or less. Since the spherical aberration component can be corrected relatively easily by the means for correcting the variation of the spherical aberration or the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration, the tolerance of the center thickness (in particular, (Error from design value) can be expanded.

請求項92に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズの開口数を決定する絞りが、前記対物レンズのもっとも光源側の面の面頂点より前記光情報記録媒体が配置される側に位置することを特徴とする。これにより、発散光が対物レンズに入射する場合に、対物レンズの最も光源側の面の光線通過高さを小さく抑えることが出来るので、対物レンズの小型化あるいは収差補正上好ましい。   The optical pickup device according to claim 92, wherein a diaphragm for determining a numerical aperture of the objective lens is positioned on a side where the optical information recording medium is disposed with respect to a surface vertex of the surface closest to the light source of the objective lens. It is characterized by. Thus, when divergent light is incident on the objective lens, the light beam passing height on the surface closest to the light source of the objective lens can be kept small, which is preferable in terms of downsizing the objective lens or correcting aberrations.

請求項93に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズが、少なくとも1面に非球面を有する単玉対物レンズであるので、球面収差またはコマ収差を効果的に補正でき、小型かつ軽量なコンパクトな光ピックアップ装置を提供できる。特に、両面とも非球面とすることにより、球面収差とコマ収差とを効果的に補正できるのでより好ましい。   In the optical pickup device according to claim 93, since the objective lens is a single objective lens having an aspheric surface on at least one surface, it is possible to effectively correct spherical aberration or coma aberration, and it is small and light and compact. An optical pickup device can be provided. In particular, it is more preferable that both surfaces are aspherical because spherical aberration and coma can be effectively corrected.

請求項94に記載の光ピックアップ装置は、前記光源が、少なくとも500nm以下の発振波長を有するので、高密度な情報の記録または高密度記録信号の再生が可能となる。また、発振波長500nm以下の短波長光源を用いた場合に問題となる軸上色収差は、特に、請求項10、11、33、38、39、63又は65に記載の構成とすることで補正することができる。   In the optical pickup device according to claim 94, since the light source has an oscillation wavelength of at least 500 nm or less, high-density information recording or high-density recording signal reproduction is possible. In addition, the longitudinal chromatic aberration, which is a problem when using a short wavelength light source with an oscillation wavelength of 500 nm or less, is particularly corrected by adopting the configuration according to claim 10, 11, 33, 38, 39, 63 or 65. be able to.

請求項95に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズの像側開口数NAは、少なくとも0.65以上であることを特徴とする。前記対物レンズの像側開口数を0.65以上(より好ましくは0.75以上)と従来より大きくすることで、より一層の光情報記録媒体の高密度大容量化が達成できる。以下、具体的な数値をあげて説明する。光情報記録媒体上に集光するスポット径は、kλ/NA(k:比例定数、λ:光源の発振波長、NA:対物レンズの像側開口数)で表せるので、発振波長400nmの青紫色半導体レーザ及び像側開口数0.85の対物レンズを用いた高密度光ピックアップ光学系では、発振波長650nmの赤色半導体レーザ及び像側開口数0.65の対物レンズを用いた低密度光ピックアップ光学系に比べ、スポット径は約1/2となる。ここで、光情報記録媒体上への記録密度は、スポット径比の逆数の2乗に比例するので、高密度光ピックアップ光学系の記録密度は、低密度光ピックアップ光学系の4倍となる。   The optical pickup device according to claim 95 is characterized in that an image-side numerical aperture NA of the objective lens is at least 0.65 or more. By increasing the image side numerical aperture of the objective lens to 0.65 or more (more preferably 0.75 or more) as compared with the conventional lens, it is possible to achieve higher density and larger capacity of the optical information recording medium. Hereinafter, specific numerical values will be described. The spot diameter focused on the optical information recording medium can be expressed by kλ / NA (k: proportional constant, λ: oscillation wavelength of the light source, NA: image side numerical aperture of the objective lens), so a blue-violet semiconductor with an oscillation wavelength of 400 nm In a high-density optical pickup optical system using a laser and an objective lens having an image-side numerical aperture of 0.85, a low-density optical pickup optical system using a red semiconductor laser having an oscillation wavelength of 650 nm and an objective lens having an image-side numerical aperture of 0.65 The spot diameter is about ½. Here, since the recording density on the optical information recording medium is proportional to the square of the inverse of the spot diameter ratio, the recording density of the high-density optical pickup optical system is four times that of the low-density optical pickup optical system.

請求項96に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズが、以下の式を満たすことを特徴とする。
1.1≦d1/f≦3.0 (12)
ただし、
d1:軸上レンズ厚(mm)
f:前記光源の発振波長における焦点距離(mm)(ただし、前記光源に発振波長が異なる複数の光源を有する場合には、最も波長が短い発振波長における焦点距離、また前記対物レンズに回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
上式(12)は、良好な像高特性を得るための条件に関する。0.65以上の大きな像側開口数を得ようとするとき、値d1/fが下限以上であれば、良好な像高特性を確保でき、シフト感度を小さくできる。また、対物レンズのレンズ面の有効径の最大位置での非球面の接面と光軸に垂直な面とのなす角を小さくすることができるので、レンズ成形する際の金型の加工が容易になる。一方、値d1/fが上限以上であれば、中心厚(軸上厚)が大きくなりすぎることがないので、ワーキングディスタンスを大きく確保することができる。また、非点収差の発生を小さく抑えることができるので、良好な像高特性を確保できる。以上より、値d1/fは、下記式を満足することがより望ましい。
1.2≦d1/f≦2.3 (12’)
また、下記式を満足することが特に望ましい。
1.4≦d1/f≦1.8 (12”)
請求項97に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズが、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする。前記対物レンズをプラスチック製とすることで、軽量化を達成でき、フォーカシング機構への負担を軽減することができる。また、前記対物レンズは安定した精度で安価に大量生産することができる。更に、対物レンズに非球面や回折面を設ける際には、容易にそれらを形成することができる。特に、射出成形(射出圧縮成形を含む)により製造することが好ましい。
The optical pickup apparatus according to claim 96 is characterized in that the objective lens satisfies the following expression.
1.1 ≦ d1 / f ≦ 3.0 (12)
However,
d1: On-axis lens thickness (mm)
f: Focal length (mm) at the oscillation wavelength of the light source (however, if the light source has a plurality of light sources having different oscillation wavelengths, the focal length at the oscillation wavelength with the shortest wavelength, and a diffraction surface on the objective lens) If equipped, the total focal length combining the refractive power and diffraction power)
The above equation (12) relates to conditions for obtaining good image height characteristics. When trying to obtain a large image-side numerical aperture of 0.65 or more, if the value d1 / f is equal to or greater than the lower limit, good image height characteristics can be ensured and shift sensitivity can be reduced. In addition, since the angle formed between the aspherical contact surface at the maximum effective diameter of the lens surface of the objective lens and the surface perpendicular to the optical axis can be reduced, it is easy to process the mold during lens molding. become. On the other hand, if the value d1 / f is equal to or greater than the upper limit, the center thickness (axial thickness) does not become too large, so that a large working distance can be ensured. In addition, since the occurrence of astigmatism can be suppressed to a low level, good image height characteristics can be ensured. From the above, it is more desirable that the value d1 / f satisfies the following formula.
1.2 ≦ d1 / f ≦ 2.3 (12 ′)
Moreover, it is particularly desirable to satisfy the following formula.
1.4 ≦ d1 / f ≦ 1.8 (12 ″)
The optical pickup apparatus according to claim 97 is characterized in that the objective lens is made of a plastic material. By making the objective lens made of plastic, weight reduction can be achieved, and the burden on the focusing mechanism can be reduced. Further, the objective lens can be mass-produced at low cost with stable accuracy. Furthermore, when an aspherical surface and a diffractive surface are provided on the objective lens, they can be easily formed. In particular, it is preferable to manufacture by injection molding (including injection compression molding).

請求項98に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズが、飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする。これにより、吸湿による対物レンズの屈折率変化が少なくなり好ましい。   An optical pickup device according to a 98th aspect is characterized in that the objective lens is made of a material having a saturated water absorption rate of 0.5% or less. This is preferable because the refractive index change of the objective lens due to moisture absorption is reduced.

請求項99に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズは、前記光源の発振波長の光に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする。これにより、高い光強度を有する光源を必要としないため省エネルギーが図れる。   The optical pickup device according to claim 99, wherein the objective lens is formed of a material having an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to light having an oscillation wavelength of the light source. To do. Thereby, since a light source having high light intensity is not required, energy saving can be achieved.

請求項100に記載の対物レンズは、請求項1乃至99のいずれかに記載の光ピックアップ装置に適用可能であることを特徴とする。   The objective lens according to a 100th aspect is applicable to the optical pickup device according to any one of the 1st to 99th aspects.

請求項101に記載の対物レンズは、請求項1乃至99のいずれかに記載の光ピックアップ装置に用いられた前記対物レンズであることを特徴とする。   An objective lens according to a 101st aspect is the objective lens used in the optical pickup device according to any of the 1st to 99th aspects.

請求項102に記載の対物レンズは、少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能な光ピックアップ装置であって、発振波長λ1の光源と、前記発振波長λ1とは異なる発振波長λ2(λ1<λ2)の光源と、前記発振波長λ1の光源から出射された第1の光束を、透明基板厚t1の透明基板を介して第1の光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、前記発振波長λ2の光源から出射された第2の光束を、透明基板厚t2(t1≦t2)の透明基板を介して第2の光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる対物レンズを含む集光光学系と、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを有する光ピックアップ装置用の対物レンズにおいて、次式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
1.1≦d1/f≦3.0 (13)
ただし、
d1:軸上レンズ厚(mm)
f:前記発振波長λ1における焦点距離(mm)(ただし、前記対物レンズに回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
請求項103に記載の対物レンズは、像側開口数NAが、0.75以上であることを特徴とする。
The objective lens according to claim 102 is an optical pickup device capable of recording and / or reproducing information with respect to at least two types of optical information recording media, the light source having an oscillation wavelength λ1, and the oscillation wavelength λ1. The information recording of the first optical information recording medium through the transparent substrate having the transparent substrate thickness t1 is performed by using a light source having a different oscillation wavelength λ2 (λ1 <λ2) and a first light beam emitted from the light source having the oscillation wavelength λ1. The second light beam emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 is condensed on the surface and the information recording surface of the second optical information recording medium is passed through the transparent substrate having the transparent substrate thickness t2 (t1 ≦ t2). In an objective lens for an optical pickup device, comprising: a condensing optical system including an objective lens that condenses the light; and a photodetector that receives reflected light from the first and second optical information recording media. Characterized by satisfying the formula The objective lens.
1.1 ≦ d1 / f ≦ 3.0 (13)
However,
d1: On-axis lens thickness (mm)
f: Focal length (mm) at the oscillation wavelength λ1 (however, when the objective lens is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
The objective lens described in Item 103 is characterized in that the image-side numerical aperture NA is 0.75 or more.

請求項104に記載の対物レンズは、輪帯状の回折構造を有する回折面を備えていることを特徴とする。   An objective lens according to a 104th aspect is characterized by including a diffractive surface having an annular diffractive structure.

請求項105に記載の対物レンズは、前記回折面が、前記発振波長λ1の光源から出射された前記第1の光束を、前記第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ1rms以下の状態で集光でき、前記発振波長λ2の光源から出射された前記第2の光束を、前記第2の情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ2rms以下の状態で集光できるような波長特性を有することを特徴とする。   The objective lens according to claim 105, wherein the diffractive surface transmits the first light beam emitted from the light source having the oscillation wavelength λ1 to the information recording surface of the first optical information recording medium. The second light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 can be condensed with a wavefront aberration of 0.07λ1 rms or less within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for recording or reproduction. 2. A wavelength characteristic capable of focusing on the information recording surface of the information recording medium 2 with a wavefront aberration of 0.07λ2 rms or less within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for recording or reproducing information. It is characterized by having.

請求項106に記載の対物レンズは、前記第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して、前記発振波長λ1の光源から出射された前記第1の光束による情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数をNA1とし、前記第2の情報記録媒体の情報記録面に対して、前記発振波長λ2の光源から出射された前記第2の光束による情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数をNA2(NA1>NA2)としたとき、前記回折面は、前記発振波長λ2の光源から出射された前記第2の光束を、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して前記NA1内で波面収差0.07λ2rms以上の状態で集光させることを特徴とする。   The objective lens described in claim 106 is necessary for recording or reproducing information by the first light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ1 with respect to the information recording surface of the first optical information recording medium. The predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens is NA1, and information is recorded or reproduced by the second light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 on the information recording surface of the second information recording medium. When the predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for the above is NA2 (NA1> NA2), the diffractive surface transmits the second light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 to the second The optical information recording medium is focused on the information recording surface within the NA1 with a wavefront aberration of 0.07λ2 rms or more.

請求項107に記載の対物レンズは、前記回折面が、前記光源の発振波長の微小変動に対して、軸上色収差を抑制する機能を有することを特徴とする。   The objective lens described in claim 107 is characterized in that the diffractive surface has a function of suppressing axial chromatic aberration with respect to minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source.

請求項108に記載の対物レンズは、前記回折面が、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に前記対物レンズのバックフォーカスを短くするような波長特性を有することを特徴とする。   The objective lens according to claim 108, wherein the diffractive surface has a wavelength characteristic that shortens a back focus of the objective lens when an oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward a long wavelength side. .

請求項109に記載の対物レンズは、前記回折面が、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に前記対物レンズの球面収差が補正不足になるような方向に変化する球面収差特性を有することを特徴とする。   The objective lens according to claim 109, wherein the diffractive surface has a spherical aberration characteristic that changes in a direction such that the spherical aberration of the objective lens is insufficiently corrected when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward the long wavelength side. It is characterized by having.

請求項110に記載の対物レンズは、少なくとも1面が非球面の単玉レンズであって、次式を満たすことを特徴とする。
0.5≦(f1/νd)・fD1≦10.0 (14)
ただし、
f1:屈折パワーと前記回折構造による回折パワーとを合わせた前記発振波長λ1における焦点距離(mm)
νd:レンズ材料のd線のアッベ数
fD1:前記回折構造をΦb=b+b+b+………により定義される光路差関数で表した(ここで、hは光軸からの高さ(mm)であり、b、b、b、………は2次、4次、6次、………の光路差関数係数である)とき、fD=1/(−2・b)により定義される、前記回折構造のみによる前記発振波長λ1における焦点距離(mm)
上式(14)を満たすことにより、短波長光源および従来の長波長光源の両光束に対して軸上色収差が補正過剰になり過ぎたり、補正不足になり過ぎたりせず、バランスよく補正することができる。上式(14)において左辺の下限以上で、600nm〜800nmの長波長光源の光束に対して軸上色収差が補正過剰になり過ぎず、右辺の上限以下で、500nm以下の短波長光源の光束に対して軸上色収差が補正不足になり過ぎなくでき、好ましい。また、透明基板厚の異なる複数の光情報記録媒体に対して、それぞれの情報記録面にそれぞれ良好なスポットを形成するような波長特性を有する回折構造とすることにより、従来の透明基板厚(例えば、CDでは1.2mm、DVDでは0.6mm)の大きい光情報記録媒体に対しても、短波長光源及び高い像側開口数を必要とする透明基板厚の薄い光情報記録媒体(例えば、透明基板厚0.2mm以下)に対しても、情報の記録又は再生に兼用することができる対物レンズを得ることが可能となる。
The objective lens described in claim 110 is a single lens having at least one aspherical surface and satisfies the following expression.
0.5 ≦ (f1 / νd) · fD1 ≦ 10.0 (14)
However,
f1: Focal length (mm) at the oscillation wavelength λ1 obtained by combining the refractive power and the diffraction power by the diffraction structure
νd: d-line Abbe number of the lens material fD1: the diffraction structure is represented by an optical path difference function defined by Φb = b 2 h 2 + b 4 h 4 + b 6 h 6 +... (where h is FD = 1 when the height from the optical axis (mm) and b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, sixth-order,. / (− 2 · b 2 ), focal length (mm) at the oscillation wavelength λ1 due to the diffraction structure alone
By satisfying the above equation (14), the axial chromatic aberration is not overcorrected or undercorrected for both light beams of the short wavelength light source and the conventional long wavelength light source, and the correction is performed in a balanced manner. Can do. In the above equation (14), the axial chromatic aberration is not excessively corrected with respect to the light beam of the long wavelength light source of 600 nm to 800 nm above the lower limit of the left side, and the light beam of the short wavelength light source of 500 nm or less is below the upper limit of the right side. On the other hand, the axial chromatic aberration can be prevented from being insufficiently corrected, which is preferable. In addition, for a plurality of optical information recording media having different transparent substrate thicknesses, a conventional transparent substrate thickness (for example, The optical information recording medium with a thin transparent substrate that requires a short wavelength light source and a high image-side numerical aperture (for example, transparent) It is possible to obtain an objective lens that can also be used for recording or reproducing information for a substrate thickness of 0.2 mm or less.

請求項111に記載の対物レンズは、少なくとも1面が非球面の単玉レンズであって、次式を満たすことを特徴とする。
−25.0≦(b/λ1)≦0.0 (15)
ただし、
:前記回折構造をΦb=b+b+b+………により定義される光路差関数で表した(ここで、hは光軸からの高さ(mm)であり、b、b、b、………は2次、4次、6次、………の光路差関数係数である)ときのその2次の光路差関数係数
λ1:前記発振波長λ1(mm)
また、上式(15)を満たすことにより、対物レンズに設けた回折構造での収差補正の負担を軽減できる、すなわち、上式(15)を満たすことにより、対物レンズに設けた回折構造に、集光光学系で発生する軸上色収差の補正の役割をほとんど持たせないようにできるので、回折構造の輪帯間隔が大きく、輪帯数が少なく、回折効率の高い対物レンズとすることができる。ここで、b=0の場合は、対物レンズに設けた回折構造により、集光光学系で発生する軸上色収差を補正しない場合に相当し、−25.0≦(b/λ1)<0.0の場合は、長波長の光源(600nm〜800nm程度)の光束に対して軸上色収差が過剰補正にならない程度に、短波長の光源(500nm程度以下)の光束に対して軸上色収差を補正する場合に相当する。こうして補正不足の軸上色収差は、対物レンズと光源との間に配置される前記球面収差の変動を補正する手段を、請求項10、11、33、38、39、63又は65に記載の構成とすることにより補正することができる。また、対物レンズで発生する軸上色収差を回折構造の作用によって補正する場合、対物レンズの材料のアッベ数をνdとしたとき、νd>55.0を満足することが好ましく、それにより2次スペクトルを小さく抑えることができる。
The objective lens described in Item 111 is a single lens having at least one aspheric surface and satisfies the following expression.
-25.0 ≦ (b 2 /λ1)≦0.0 (15)
However,
b 2 : The diffraction structure is represented by an optical path difference function defined by Φb = b 2 h 2 + b 4 h 4 + b 6 h 6 +... (where h is a height (mm) from the optical axis) Where b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, sixth-order,...)) Second-order optical path difference function coefficients. Wavelength λ1 (mm)
Further, by satisfying the above formula (15), it is possible to reduce the burden of aberration correction in the diffractive structure provided in the objective lens, that is, by satisfying the above formula (15), the diffractive structure provided in the objective lens Since it can be made to have little role in correcting the longitudinal chromatic aberration generated in the condensing optical system, an objective lens having a high diffraction efficiency can be obtained with a large ring interval of the diffractive structure, a small number of ring zones. . Here, b 2 = 0 corresponds to the case where the axial chromatic aberration generated in the condensing optical system is not corrected by the diffractive structure provided in the objective lens, and −25.0 ≦ (b 2 / λ1) < In the case of 0.0, the axial chromatic aberration for the light beam of the short wavelength light source (about 500 nm or less) is such that the axial chromatic aberration is not overcorrected for the light beam of the long wavelength light source (about 600 nm to 800 nm). This corresponds to the case where correction is made. 66. The structure according to claim 10, 11, 33, 38, 39, 63, or 65, wherein the axial chromatic aberration undercorrected in this way corrects the variation of the spherical aberration arranged between the objective lens and the light source. This can be corrected. Further, when the axial chromatic aberration generated in the objective lens is corrected by the action of the diffractive structure, it is preferable that νd> 55.0 is satisfied when the Abbe number of the material of the objective lens is νd, whereby the secondary spectrum. Can be kept small.

請求項112に記載の対物レンズは、球面収差のうち、3次の球面収差成分をSA1、5次及び7次及び9次の球面収差成分の和をSA2としたとき、次式を満たすことを特徴とする。
|SA1/SA2|>1.0 (16)
ただし、
SA1:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多項式に展開したときの3次の球面収差成分
SA2:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多項式に展開したときの5次の球面収差成分と7次の球面収差成分と9次の球面収差成分との2乗和の平方根
対物レンズで発生する球面収差の実質的な次数の球面収差成分におけるバランスに関する。特に、高い像側開口数の単玉対物レンズでは、中心厚(軸上厚)の僅かな違いで球面収差の量は大きくなる傾向があるので、対物レンズに要求される中心厚の許容範囲は非常に小さくなり、さらに、モールド成形でレンズを製造する場合には、複数のレンズを数μm以下の中心厚のふれで得ることも難しいが、上式(11)を満たすことにより、対物レンズで発生する球面収差の実質的な次数の球面収差成分におけるバランスを良好にでき、対物レンズに要求させる中心厚の許容範囲(特に、設計値からの誤差)を拡げることができる。
The objective lens according to claim 112 satisfies the following expression when the sum of the third-order spherical aberration components of SA1, the fifth-order, seventh-order, and ninth-order spherical aberration components is SA2. Features.
| SA1 / SA2 |> 1.0 (16)
However,
SA1: Third-order spherical aberration component when the aberration function is expanded into a Zernike polynomial SA2: Fifth-order spherical aberration component and seventh-order spherical aberration when the aberration function is expanded into a Zernike polynomial The square root of the sum of squares of the component and the ninth-order spherical aberration component relates to the balance of the spherical aberration component of the substantial order of the spherical aberration generated in the objective lens. In particular, in a single objective lens having a high image-side numerical aperture, the amount of spherical aberration tends to increase due to a slight difference in the center thickness (axial thickness). In addition, when manufacturing lenses by molding, it is difficult to obtain a plurality of lenses with a center thickness of several μm or less, but by satisfying the above equation (11), The balance of the spherical aberration component of the substantial order of the generated spherical aberration can be improved, and the allowable range of center thickness required for the objective lens (particularly, an error from the design value) can be expanded.

請求項113に記載の対物レンズは、少なくとも1面に、光軸側からその外周に向かって順に、屈折作用により前記光源から出射された光束を複数の光束に分割する、少なくとも第1の部分、第2の部分及び第3の部分を有し、前記第1の部分及び前記第3の部分は、前記第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように前記発振波長λ1の光源からの光束を集光可能であり、前記第1の部分及び前記第2の部分は、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように前記発振波長λ2の光源からの光束を集光可能であることを特徴とする。   The objective lens according to claim 113, at least a first portion that divides a light beam emitted from the light source by a refracting action into a plurality of light beams on at least one surface in order from the optical axis side toward the outer periphery thereof. A second portion and a third portion, wherein the first portion and the third portion record or reproduce information on an information recording surface of the first optical information recording medium; The light beam from the light source having the oscillation wavelength λ1 can be condensed so that the first part and the second part can record information on the information recording surface of the second optical information recording medium. Alternatively, the light beam from the light source having the oscillation wavelength λ2 can be condensed so that reproduction can be performed.

請求項114に記載の対物レンズは、少なくとも1面に、屈折作用により入射光束をk個(k≧4)の輪帯状の光束(ここで、光軸側からその外側に向かって、順に第1、第2、・・・・・・、第k光束とする)に分割する輪帯状段差部分を形成し、前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/または再生を行う場合には、前記第1及び第k光束がつくる最良像面位置における前記第1及び第k光束の波面収差の球面収差成分は0.05λ1rms以下(λ1の光源波長)であり、前記第2ないし第(k−1)光束のうち、少なくとも2つの光束はそれぞれ、前記第1及び第k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけ上の最良像面位置が形成され、前記第1及び第k光束がつくる前記最良像面位置で、前記第1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第1ないし第k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼmiλ1(mi個は整数で、i=1,2,・・・・・・,k)となることを特徴とする。   The objective lens according to claim 114, wherein at least one surface is provided with k incident light fluxes (k ≧ 4) due to refracting action (here, the first light beam is sequentially directed from the optical axis side toward the outside thereof). , Second,..., K-th luminous flux), and when recording and / or reproducing information with respect to the first optical information recording medium. The spherical aberration component of the wavefront aberration of the first and k-th beams at the best image plane position created by the first and k-th beams is 0.05λ1 rms or less (λ1 light source wavelength), and the second to ( k-1) At least two of the light beams have an apparent best image plane position formed at a position different from the best image surface position formed by the first and kth light beams. The first optical information at the best image plane position generated by the k luminous flux. The wavefront aberration of the light beam in each of the first to kth light beams passing through the required numerical aperture for the recording medium is approximately miλ1 (mi is an integer, i = 1, 2,..., K ).

請求項115に記載の対物レンズは、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする。   The objective lens according to claim 115 is made of a plastic material.

請求項116に記載の対物レンズは、飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする。   The objective lens described in Item 116 is formed of a material having a saturated water absorption rate of 0.5% or less.

請求項117に記載の対物レンズは、前記光源の発振波長に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする。   The objective lens according to claim 117 is formed of a material having an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to an oscillation wavelength of the light source.

請求項118に記載の対物レンズは、少なくとも一方の面が非球面の単玉レンズであることを特徴とする。   The objective lens according to claim 118 is a single lens having at least one aspheric surface.

請求項119に記載の対物レンズは、請求項1乃至99のいずれかに記載の光ピックアップ装置に適用可能であることを特徴とする。   The objective lens described in Item 119 is applicable to the optical pickup device described in any one of Items 1 to 99.

請求項120に記載のビームエキスパンダーは、少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズとを含み、少なくともその一方は光軸方向に沿って変移可能な可動要素となっており、前記正レンズを含む全正レンズのそれぞれのアッベ数が70.0以下あるいは前記負レンズを含む全負レンズのそれぞれのアッベ数が40.0以上であって、少なくとも1面に輪帯状の回折構造を有する回折面を有することを特徴とする。   The beam expander according to claim 120 includes at least one positive lens and at least one negative lens, at least one of which is a movable element that can be displaced along the optical axis direction, and the positive lens A diffraction having an Abbe number of 70.0 or less or a total Abbe number of all negative lenses including the negative lens of 40.0 or more and having an annular diffraction structure on at least one surface It has a surface.

ビームエキスパンダーを構成する正レンズのアッベ数が70.0以下あるいは負レンズのアッベ数が40.0以上である場合、他の光学素子(特に、好ましくは、光ピックアップ装置に適用した際の対物レンズ)で発生する軸上色収差は補正不足になりがちとなるが、回折面を設けることにより、その軸上色収差を良好に補正することが可能となる。特に、入射光源の発振波長が長波長側に微小変動したときに対物レンズのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有する回折構造をもった回折面を少なくとも1面に設けることにより、対物レンズの軸上色収差を良好に補正することができる。さらに、この回折面に、光源の発振波長が長波長側に微小変動したときに対物レンズの球面収差が補正不足になるような球面収差特性を持たせることにより、光源の発振波長が長波長側に微小変動したときの球面収差をも補正することができる。また、正レンズのアッベ数が70.0以下であると、強度において優れ、製造もし易く、耐環境性にも良い。一方、負レンズのアッベ数が40.0以上であると、短波長の光に対する透過性に優れる。正レンズおよび負レンズともアッベ数が40.0以上70.0以下であることが好ましい。   When the Abbe number of the positive lens constituting the beam expander is 70.0 or less or the Abbe number of the negative lens is 40.0 or more, other optical elements (particularly preferably, an objective lens when applied to an optical pickup device) The axial chromatic aberration that occurs in (1) tends to be undercorrected, but by providing a diffractive surface, it is possible to correct the axial chromatic aberration satisfactorily. In particular, by providing at least one diffractive surface with a diffractive structure having a wavelength characteristic that shortens the back focus of the objective lens when the oscillation wavelength of the incident light source slightly fluctuates to the long wavelength side, Axial chromatic aberration can be corrected satisfactorily. Furthermore, this diffractive surface has a spherical aberration characteristic that causes the spherical aberration of the objective lens to be undercorrected when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates to the long wavelength side, so that the oscillation wavelength of the light source is on the long wavelength side. It is also possible to correct spherical aberration when a slight fluctuation occurs. Further, when the Abbe number of the positive lens is 70.0 or less, the strength is excellent, the manufacturing is easy, and the environment resistance is also good. On the other hand, when the Abbe number of the negative lens is 40.0 or more, the transparency to short wavelength light is excellent. Both the positive lens and the negative lens preferably have an Abbe number of 40.0 or more and 70.0 or less.

請求項121に記載のビームエキスパンダーは、入射させる光束を出力する光源の発振波長における近軸パワーをP1とし、前記発振波長より10nm短い波長における近軸パワーをP2とし、前記発振波長より10nm長い波長における近軸パワーをP3としたとき、次式を満足することを特徴とする。
P2<P1<P3 (17)
これにより、ビームエキスパンダーに、対物レンズやカップリングレンズ等の光学素子で発生する軸上色収差を補正する役割を持たせることができる。すなわち、回折構造によりビームエキスパンダー自体では軸上色収差を過剰に補正し、対物レンズやカップリングレンズ等の光学素子で発生する軸上色収差とは逆の極性の軸上色収差を発生させることによって、対物レンズやカップリングレンズ等の光学素子で発生する軸上色収差を補正することができる。
The beam expander according to claim 121, wherein a paraxial power at an oscillation wavelength of a light source that outputs an incident light beam is P1, a paraxial power at a wavelength 10 nm shorter than the oscillation wavelength is P2, and a wavelength 10 nm longer than the oscillation wavelength. When the paraxial power at is P3, the following equation is satisfied.
P2 <P1 <P3 (17)
Thereby, the beam expander can be given a role of correcting axial chromatic aberration generated in an optical element such as an objective lens or a coupling lens. That is, the diffractive structure overcorrects axial chromatic aberration in the beam expander itself, and generates axial chromatic aberration having a polarity opposite to that of axial chromatic aberration generated in an optical element such as an objective lens or a coupling lens. Axial chromatic aberration generated in an optical element such as a lens or a coupling lens can be corrected.

請求項122に記載のビームエキスパンダーは、前記回折面が、入射させる光束を出力する光源の発振波長の微小変動に対して、出射側に配置される集光レンズで発生する軸上色収差を抑制する機能を有することを特徴とする。   The beam expander according to claim 122, wherein the diffractive surface suppresses on-axis chromatic aberration generated in a condensing lens arranged on the exit side with respect to minute fluctuations in an oscillation wavelength of a light source that outputs an incident light beam. It has a function.

請求項123に記載のビームエキスパンダーは、前記回折面が、入射させる光束を出力する光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、出射側に配置される集光レンズのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有することを特徴とする。これにより、対物レンズ等の光学素子の軸上色収差を良好に補正することができる。   The beam expander according to claim 123, wherein when the oscillating wavelength of the light source that outputs the incident light beam slightly fluctuates toward the long wavelength side, the back focus of the condenser lens disposed on the output side is short. It is characterized by having such a wavelength characteristic. Thereby, axial chromatic aberration of an optical element such as an objective lens can be corrected well.

請求項124に記載のビームエキスパンダーは、前記回折面が、入射させる光束を出力する光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、出射側に配置される集光レンズの球面収差が補正不足となるような方向に変化する球面収差特性を有することを特徴とする。これにより、入力させる光束を出力する光源の発振波長が長波長側に微小変動した際の球面収差を良好に補正することができる。   The beam expander according to claim 124, wherein the diffractive surface corrects spherical aberration of the condensing lens arranged on the exit side when the oscillation wavelength of the light source that outputs the incident light beam slightly fluctuates to the long wavelength side. It has a characteristic of spherical aberration that changes in a direction that becomes insufficient. This makes it possible to satisfactorily correct spherical aberration when the oscillation wavelength of the light source that outputs the input light flux slightly fluctuates to the long wavelength side.

請求項125に記載のビームエキスパンダーは、前記可動要素が、比重2.0以下の材料から形成されていることを特徴とする。これにより、可動要素の変移装置への負担を軽減できる。   A beam expander according to a 125th aspect is characterized in that the movable element is made of a material having a specific gravity of 2.0 or less. Thereby, the burden to the displacement apparatus of a movable element can be reduced.

請求項126に記載のビームエキスパンダーは、前記可動要素が、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする。これにより、変移装置への負担を軽減することができ、また高速な可動要素の光軸方向の移動が可能となる。更に、回折面や非球面を設ける構成要素をプラスチック材料から形成すれば、それらを容易に付加できる。   The beam expander according to claim 126 is characterized in that the movable element is made of a plastic material. As a result, it is possible to reduce the burden on the shift device, and it is possible to move the movable element in the optical axis direction at high speed. Furthermore, if the components providing the diffractive surface and the aspherical surface are formed from a plastic material, they can be easily added.

請求項127に記載のビームエキスパンダーは、前記可動要素の少なくとも1面に非球面を有することを特徴とする。   The beam expander according to a 127th aspect is characterized in that at least one surface of the movable element has an aspherical surface.

請求項128に記載のビームエキスパンダーは、前記可動要素が、飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする。   The beam expander according to claim 128 is characterized in that the movable element is made of a material having a saturated water absorption of 0.5% or less.

請求項129に記載のビームエキスパンダーは、前記可動要素が、入射させる光源の発振波長の光に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする。   The beam expander according to claim 129, wherein the movable element is made of a material having an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to light having an oscillation wavelength of an incident light source. To do.

請求項130に記載のビームエキスパンダーは、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする。   The beam expander according to claim 130 is made of a plastic material.

請求項131に記載のビームエキスパンダーは、少なくとも1面に非球面を有することを特徴とする。   The beam expander according to claim 131 is characterized in that at least one surface has an aspherical surface.

請求項132に記載のビームエキスパンダーは、飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする。   The beam expander according to claim 132 is formed of a material having a saturated water absorption rate of 0.5% or less.

請求項133に記載のビームエキスパンダーは、入射させる光源の発振波長の光に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする。   The beam expander according to claim 133 is formed of a material having an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to light having an oscillation wavelength of an incident light source.

請求項134に記載のビームエキスパンダーは、請求項8乃至33、36乃至63のいずれかに記載の光ピックアップ装置に適用可能であることを特徴とする。   A beam expander according to a thirteenth aspect is applicable to the optical pickup device according to any one of the eighth to thirty-third and thirty-sixth to thirty-sixth aspects.

本明細書中で用いる回折面とは、光学素子の表面、例えばレンズの表面に、レリーフを設けて、回折によって光線の角度を変える作用を持たせた形態(又は面)のことをいい、一つの光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合は、回折を生じる領域をいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とする略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、そのような形状を含むものである。特に、そのような鋸歯状の輪帯構造であることが好ましい。   The diffractive surface used in this specification refers to a form (or surface) in which a relief is provided on the surface of an optical element, for example, the surface of a lens, so that the angle of the light beam is changed by diffraction. When there is a region where diffraction occurs on one optical surface and a region where it does not occur, the region where diffraction occurs. As the shape of the relief, for example, on the surface of the optical element, it is formed as a substantially concentric annular zone centered on the optical axis, and each annular zone is shaped like a sawtooth if the cross section is viewed in a plane including the optical axis. Are known, but include such shapes. In particular, such a sawtooth ring zone structure is preferable.

本明細書中において、対物レンズとは、狭義には光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有するレンズを指し、広義にはそのレンズと共に、アクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能なレンズ群を指すものとする。   In this specification, the objective lens is, in a narrow sense, a light collecting action that is arranged to face the optical information recording medium at the position closest to the optical information recording medium when the optical information recording medium is loaded in the optical pickup device. In a broad sense, it refers to a lens group that can be operated at least in the optical axis direction by an actuator together with the lens.

本明細書中において、集光光学系とは、少なくとも対物レンズを含み、光源から対物レンズとの間に配置されて、入射される光束を略平行光束とするためのカップリングレンズ(入射される発散光束を平行光束とするコリメータを含む)を指すものとする。但し、後述するビームエキスパンダー等の一体的に機能される少なくとも光学素子の集合体であって、その集合体を構成する一部の光学素子が光軸方向に沿って変移可能な集合体、及びその集合体の一部の光学素子は、ここでは集光光学系に含まないものとする。尚、カップリングレンズは、複数のレンズからなっていてもよく、また、それらのレンズが離間され、その間に他の光学素子が介在する構成であってもよい。   In this specification, the condensing optical system includes at least an objective lens, and is disposed between the light source and the objective lens, and is a coupling lens (incident incident) for converting the incident light beam into a substantially parallel light beam. Including a collimator that makes a divergent light beam a parallel light beam. However, it is an assembly of at least optical elements that function integrally, such as a beam expander, which will be described later, and an assembly in which some of the optical elements constituting the assembly can be displaced along the optical axis direction, and Here, a part of the optical elements of the aggregate is not included in the condensing optical system. The coupling lens may be composed of a plurality of lenses, or may be configured such that these lenses are spaced apart and another optical element is interposed therebetween.

本明細書中において、ビームエキスパンダーとは、少なくとも1つのレンズ等の光学素子を光軸方向に沿って変移可能であり、それにより出射光束の発散角(発散作用、収束作用を含む)を可変可能であって、略平行光束を入射させた際に略平行光束を出射可能なレンズ等の光学素子の集合体(レンズ群等の光学素子群)を指すものとする。それらレンズ等の複数の光学素子が一体化されていることが好ましく、少なくとも1つのレンズ等の光学素子が光軸方向に沿って変移可能に少なくとも構成されたものであれば、実際にその変移を行う変移装置といった駆動手段は、ビームエキスパンダーとしては含んでいなくてもよい。   In this specification, a beam expander can change an optical element such as at least one lens along the optical axis direction, thereby making it possible to vary the divergence angle (including divergence and convergence) of the emitted light beam. An assembly of optical elements such as a lens (an optical element group such as a lens group) capable of emitting a substantially parallel light beam when a substantially parallel light beam is incident thereon. It is preferable that a plurality of optical elements such as these lenses are integrated, and if at least one optical element such as a lens is configured to be capable of shifting along the optical axis direction, the transition is actually performed. The driving means such as the shifting device to be performed may not be included as a beam expander.

本明細書中において、球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段とは、球面収差の変動を補正する手段と軸上色収差を補正する手段とが単一の手段、たとえば一つの光学素子やその集合体(例えば、ビームエキスパンダー)により、2つの補正機能を両方有している構成であることを意味するものであり、例えば、特定のアッベ数の正レンズ及び負レンズで構成したビームエキスパンダーや、回折構造を有する面を備えたビームエキスパンダー等が挙げられる。また、本明細書中において、光ピックアップ装置に関する発明では、特段の規定がない限り、焦点距離としては、使用される光源のうち最も発振波長の短い光を出射する光源のその発振波長に対する焦点距離を指すものとする。   In the present specification, the means for correcting the variation of spherical aberration and the axial chromatic aberration is a single means, for example, a single optical means, for correcting the variation of spherical aberration and for correcting the axial chromatic aberration. This means that the device and its aggregate (for example, a beam expander) have both of two correction functions, for example, a beam composed of a positive lens and a negative lens having a specific Abbe number. Examples thereof include an expander and a beam expander having a surface having a diffractive structure. In this specification, in the invention related to the optical pickup device, unless otherwise specified, the focal length is the focal length of the light source that emits the light having the shortest oscillation wavelength among the light sources used. Shall be pointed to.

本明細書中において、光源の発振波長の微小変動とは、光源の発振波長に対して、±10nmの範囲内での波長変動を指すものとする。また、本明細書中において、各種の収差を(良好に)補正するとは、波面収差を求めたときにいわゆる回折限界性能である0.07λrms以下(ここで、λは使用する光源の発振波長)であることが好ましく、さらに、装置上の機械精度等を考慮して0.05λrms以下であることがより好ましい。これらにより種々の光情報記録媒体に対して、それぞれ適切なスポットサイズを得ることができる。   In this specification, the minute fluctuation of the oscillation wavelength of the light source refers to a wavelength fluctuation within a range of ± 10 nm with respect to the oscillation wavelength of the light source. Further, in this specification, correcting various aberrations (good) means that the wavefront aberration is 0.07λ rms or less, which is a so-called diffraction-limited performance (where λ is the oscillation wavelength of the light source used). Further, it is more preferable that it is 0.05λrms or less in consideration of mechanical accuracy on the apparatus. Accordingly, appropriate spot sizes can be obtained for various optical information recording media.

本明細書中において、光情報記録媒体(光ディスク)としては、例えば、CD−R、CD−RW、CD−Video、CD−ROM等の各種CD、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD−Video等の各種DVD、或いはMD等のディスク状の現在の光情報記録媒体および次世代の光情報記録媒体なども含まれる。尚、本明細書中において用いる透明基板とは、厚さが0mmすなわち透明基板が存在しない場合も含む。   In this specification, as an optical information recording medium (optical disk), for example, various CDs such as CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, Various DVDs such as DVD-RW and DVD-Video, and disk-like current optical information recording media such as MD and next-generation optical information recording media are also included. In addition, the transparent substrate used in this specification includes a case where the thickness is 0 mm, that is, there is no transparent substrate.

本明細書中において、情報の記録および再生とは、上記のような光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上に記録された情報を再生することをいう。本発明の光ピックアップ装置は、記録だけ或いは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、或る光情報記録媒体に対しては記録を行い、別の光情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、或る光情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の光情報記録媒体に対しては記録及び再生を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることも含むものである。   In this specification, recording and reproducing information means recording information on the information recording surface of the optical information recording medium as described above and reproducing information recorded on the information recording surface. The optical pickup device of the present invention may be used only for recording or reproduction, or may be used for both recording and reproduction. Further, it may be used for recording with respect to a certain optical information recording medium and for reproducing with respect to another optical information recording medium, or with respect to a certain optical information recording medium. May be used for recording or reproduction, and recording and reproduction for another optical information recording medium. Note that reproduction here also includes simply reading information.

本発明の光ピックアップ装置は、各種のプレーヤまたはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだAV機器、パソコン、その他の情報端末等の音声および/または画像の記録および/または再生装置に搭載することができる。   The optical pickup device of the present invention can be mounted on audio and / or image recording and / or reproducing devices of various players or drives, or AV equipment, personal computers, and other information terminals in which they are incorporated.

本発明によれば、光ピックアップ装置において、球面収差の変動を効果的に補正できる。   According to the present invention, fluctuations in spherical aberration can be effectively corrected in an optical pickup device.

本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical pick-up apparatus concerning this Embodiment. 実施例1に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。2 is a configuration diagram of an optical system of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 1. FIG. 実施例1の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 3 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 1. 実施例2に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 6 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 2. 実施例2の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 6 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 2. 実施例3に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 4 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 3. 実施例3の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 6 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 3. 実施例4に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 6 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 4. 実施例4に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 6 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 4. 実施例4の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 4; 実施例4の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 4; 実施例5に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 6 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 5. 実施例5に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 6 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 5. 実施例5の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 5. 実施例5の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 5. 実施例6に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 6 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 6. 実施例6の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 12 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 6; 実施例7に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 10 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 7. 実施例7の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 12 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 7. 実施例8に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 10 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to an eighth embodiment. 実施例8の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 12 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 8; 実施例9に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 10 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 9. 実施例9の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 12 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 9; 実施例10に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 12 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 10. 実施例10の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 12 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 10; 実施例10に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 12 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 10. 実施例11に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 12 is an optical system configuration diagram of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 11. 実施例11の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 12 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 11; 実施例12に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of an optical system of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 12. 実施例12に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of an optical system of a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 12. 実施例12の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 22 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 12; 実施例12の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 22 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 12; 実施例13に係るコリメータと、負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of an optical system of a collimator, a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 13. 実施例13の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 20 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 13; 実施例14に係るコリメータと、負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram of an optical system of a collimator, a negative lens 5, a positive lens 4, and an objective lens 3 according to Example 14. 実施例14の光学系に係る対物レンズ3にかかる球面収差図である。FIG. 22 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3 according to the optical system of Example 14; 異なる実施の形態にかかる光学系を示す図である。It is a figure which shows the optical system concerning different embodiment. 本実施の形態の変形例にかかる光学系を示す図である。It is a figure which shows the optical system concerning the modification of this Embodiment. 本実施の形態の光ピックアップ装置に使用可能な対物レンズ3’を模式的に示した断面図(a)及び光源側から見た正面図(b)である。FIG. 4 is a cross-sectional view (a) schematically showing an objective lens 3 ′ usable in the optical pickup device of the present embodiment, and a front view (b) seen from the light source side.

本実施の形態において用いられる非球面は、次の[数1]で表される。但し、xは光軸方向の軸、hは光軸と垂直方向の軸、光の進行方向を正とし、rは近軸曲率半径、κは円錐係数、A2iは非球面係数である。 The aspheric surface used in the present embodiment is expressed by the following [Equation 1]. Here, x is an axis in the optical axis direction, h is an axis perpendicular to the optical axis, and the light traveling direction is positive, r is a paraxial radius of curvature, κ is a conic coefficient, and A 2i is an aspheric coefficient.

本実施の形態で用いられる回折面は、光路差関数として[数2]により表される。   The diffractive surface used in the present embodiment is expressed by [Equation 2] as an optical path difference function.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。図1において、第1の光情報記録媒体23に対して記録および/または再生を行う第1光源11と、第2の光情報記録媒体24に対して記録および/または再生を行う第1光源11とは波長の異なる第2光源12とを備え、それぞれの光源から射出される発散光束の発散角を所望の発散角に変換するカップリングレンズ21、22と、上記それぞれの光源からの光束をほぼ同一の方向に進むようにする光路合成手段であるビームスプリッタ62と、ビームスプリッタ62からの光束を光情報記録媒体の情報記録面5に集光する対物レンズ3と、光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器41、42とを備えている。図中、8は絞り、9はシリンドリカルレンズ、71、72は1/4波長板、15は光源11からの発散光束の発散度を小さくするためのカップリングレンズ、16は凹レンズ、17は反射光束を分離するためのホログラムである。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device according to the present embodiment. In FIG. 1, a first light source 11 that performs recording and / or reproduction with respect to a first optical information recording medium 23, and a first light source 11 that performs recording and / or reproduction with respect to a second optical information recording medium 24. And a second light source 12 having different wavelengths, coupling lenses 21 and 22 for converting the divergence angles of divergent light beams emitted from the respective light sources into desired divergence angles, and substantially the light beams from the respective light sources. A beam splitter 62 which is an optical path combining means for traveling in the same direction, an objective lens 3 for condensing the light beam from the beam splitter 62 on the information recording surface 5 of the optical information recording medium, and reflection from the optical information recording medium Photodetectors 41 and 42 for receiving light are provided. In the figure, 8 is a stop, 9 is a cylindrical lens, 71 and 72 are quarter-wave plates, 15 is a coupling lens for reducing the divergence of a divergent light beam from the light source 11, 16 is a concave lens, and 17 is a reflected light beam. It is a hologram for separating.

更に、本実施の形態においては、対物レンズ3の球面収差の変動を補正する手段及び発散度変更手段として、前記光源側から順に配置された負レンズ5と正レンズ4と、アクチュエータ7を備えている(以下、球面収差補正手段、及び発散度変更手段ともいう)。アクチュエータ7は、光学要素としての負レンズ5を光軸方向に移動させて光束の発散角度を変更する変移装置として機能する。また、本実施の形態に関連して、その具体的な一部の光学系を示す実施例1〜14においては、この変移可能な負レンズ5と正レンズ4とから構成された、いわゆるビームエキスパンダーの一例のことを、球面収差補正手段と表現する場合がある。尚、6は、フォーカシングのため対物レンズ3を光軸方向に駆動するアクチュエータである。第1光源11は波長λ1=405nmのレーザ光を射出し、第2光源12は波長λ2=655nmのレーザ光を射出できるものとする。   Further, in the present embodiment, a negative lens 5, a positive lens 4, and an actuator 7 which are arranged in order from the light source side are provided as means for correcting the variation of spherical aberration of the objective lens 3 and divergence changing means. (Hereinafter also referred to as spherical aberration correcting means and divergence changing means). The actuator 7 functions as a shift device that changes the divergence angle of the light beam by moving the negative lens 5 as an optical element in the optical axis direction. In addition, in Examples 1 to 14 showing a specific part of the optical system in relation to the present embodiment, a so-called beam expander composed of the shiftable negative lens 5 and positive lens 4 is used. One example may be expressed as spherical aberration correction means. Reference numeral 6 denotes an actuator for driving the objective lens 3 in the optical axis direction for focusing. It is assumed that the first light source 11 can emit laser light having a wavelength λ1 = 405 nm, and the second light source 12 can emit laser light having a wavelength λ2 = 655 nm.

以下に述べる実施例において、実施例1、2、11、12は、対物レンズ3に回折面を設けて軸上色収差を補正しており、実施例3〜5は、負レンズ5と正レンズ4に特定の素材を用いて軸上色収差を補正しており、実施例6〜8、13、14は、負レンズ5と正レンズ4の少なくとも一方に回折面を設けて対物レンズ3の軸上色収差を補正しており、実施例9、10は、負レンズ5と正レンズ4の特定の素材と、正レンズ4に設けた回折面の相乗効果で対物レンズ3の軸上色収差を補正している。また、実施例4、5、12は、異なる光情報記録媒体に対し、同一の光学系を用いて情報の記録又は再生を行う例である。尚、以下の対物レンズの実施例では、吸水率0.01%以下で、光源波長400nmの光束による透過率が90.5%及び光源波長700nmの光束による透過率が92%であるプラスチック材料を用いて形成した。また、以下の実施例において、図1に示した本実施の形態における第1光源11のみを用いた実施例では、具体的な実施の形態の図面は省略したが、概して図1のピックアップ装置において、例えば、第2光源12と、カップリングレンズ22と、ビームスプリッタ62と、光検出器42と、1/4波長板72と、ホログラム17とを取り除いたような態様とすることができる。以下、各実施例について説明する。   In Examples described below, Examples 1, 2, 11, and 12 are provided with a diffractive surface on the objective lens 3 to correct axial chromatic aberration, and Examples 3 to 5 are negative lens 5 and positive lens 4. The axial chromatic aberration of the objective lens 3 is corrected by providing a diffractive surface on at least one of the negative lens 5 and the positive lens 4 in Examples 6 to 8, 13, and 14. In Examples 9 and 10, the axial chromatic aberration of the objective lens 3 is corrected by the synergistic effect of the specific material of the negative lens 5 and the positive lens 4 and the diffraction surface provided on the positive lens 4. . Examples 4, 5, and 12 are examples in which information is recorded or reproduced on different optical information recording media using the same optical system. In the following objective lens embodiments, a plastic material having a water absorption of 0.01% or less, a transmittance of 90.5% by a light beam having a light source wavelength of 400 nm, and a transmittance of 92% by a light beam having a light source wavelength of 700 nm is used. Formed using. Further, in the following example, in the example using only the first light source 11 in the present embodiment shown in FIG. 1, the drawings of the specific embodiment are omitted, but generally in the pickup apparatus of FIG. For example, the second light source 12, the coupling lens 22, the beam splitter 62, the photodetector 42, the quarter wavelength plate 72, and the hologram 17 may be removed. Each example will be described below.

(実施例1)
表1に、実施例1における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。尚、これより示すレンズデータ内において、10のべき乗数(例えば、2.5×10−3)を、E(例えば、2.5×E−3)を用いて表している。また、回転対称な多項式によって表される回折面の回折による1次光は、回折後収束する方向に光線の角度が変化する光のことを意味する。
Example 1
Table 1 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 1. In the lens data shown here, a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −3 ) is expressed using E (for example, 2.5 × E−3). Further, the first-order light generated by diffraction on the diffraction surface represented by a rotationally symmetric polynomial means light whose angle of light changes in the direction of convergence after diffraction.

図2は、実施例1に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図3は、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例1においては、波長405nmの第1光源11と、対物レンズ3の像側開口数NA0.85との組み合わせにより情報の記録又は再生を行うものとする。本実施例においては、前記球面収差の変動を補正する手段の負レンズ5及び正レンズ4の材料として、それぞれνdN=23.8、νdP=81.6の材料を選び、更に、対物レンズ3の光源側の面に回折面を設けることで、対物レンズ3で発生する軸上色収差を補正している。また、本実施例においては、fN=−8.13(mm)、fP=9.48(mm)であり、f=1.765(mm)、fD=71.483(mm)である。   FIG. 2 is an optical system configuration diagram of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the first embodiment. FIG. 3 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3. In the first embodiment, information is recorded or reproduced by a combination of the first light source 11 having a wavelength of 405 nm and the image-side numerical aperture NA 0.85 of the objective lens 3. In the present embodiment, materials of νdN = 23.8 and νdP = 81.6 are selected as materials of the negative lens 5 and the positive lens 4 of the means for correcting the variation of the spherical aberration, respectively. By providing a diffractive surface on the light source side surface, axial chromatic aberration generated in the objective lens 3 is corrected. In this embodiment, fN = −8.13 (mm), fP = 9.48 (mm), f = 1.765 (mm), and fD = 71.383 (mm).

本実施例では、光源の発振波長の微小変動(以下、単に、波長変動ともいう)あるいは温度変化時の球面収差の変動の補正を、以下のように行うことができる。本実施例の場合は、波長が大きくなったとき、あるいは温度が上昇したときに対物レンズ3では、補正過剰の球面収差が発生する。かかる場合、発生した球面収差を、アクチュエータ7により負レンズ5を光軸に沿って動かすことで、負レンズ5と正レンズ4の間隔を小さくすれば、補正不足の球面収差を発生させることができる。適切な量だけ負レンズ5を動かせば、補正過剰の球面収差をキャンセルすることができ、球面収差の補正結果を示す表2から明らかなように、光学系全体の球面収差は良好となる。   In this embodiment, correction of minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source (hereinafter also simply referred to as wavelength fluctuations) or fluctuations in spherical aberration at the time of temperature changes can be performed as follows. In this embodiment, overcorrected spherical aberration occurs in the objective lens 3 when the wavelength increases or when the temperature rises. In such a case, if the gap between the negative lens 5 and the positive lens 4 is reduced by moving the negative lens 5 along the optical axis by the actuator 7 with respect to the generated spherical aberration, an undercorrected spherical aberration can be generated. . If the negative lens 5 is moved by an appropriate amount, the overcorrected spherical aberration can be canceled, and the spherical aberration of the entire optical system becomes good as is apparent from Table 2 showing the correction result of the spherical aberration.

(実施例2)
表3に、実施例2における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
(Example 2)
Table 3 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 2.

図4は、実施例2に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図5は、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例2においては、波長405nmの第1光源11と、対物レンズ3の像側開口数NA0.85との組み合わせにより情報の記録又は再生を行うものとする。実施例2では、前記球面収差の変動を補正する手段の負レンズ5及び正レンズ4の材料として、それぞれνdN=30.0、νdP=56.5の材料を選び、更に、対物レンズ3の光源側の面に回折面を設けることで、対物レンズ3で発生する軸上色収差を補正している。また、本実施例においては、fN=−4.75(mm)、fP=6.47(mm)であり、f=1.765(mm)、fD=71.483(mm)である。   FIG. 4 is an optical system configuration diagram of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the second embodiment. FIG. 5 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3. In the second embodiment, information is recorded or reproduced by a combination of the first light source 11 having a wavelength of 405 nm and the image-side numerical aperture NA 0.85 of the objective lens 3. In Example 2, materials of νdN = 30.0 and νdP = 56.5 are selected as materials of the negative lens 5 and the positive lens 4 of the means for correcting the variation of the spherical aberration, respectively, and the light source of the objective lens 3 is further selected. By providing a diffractive surface on the side surface, axial chromatic aberration generated in the objective lens 3 is corrected. In this embodiment, fN = −4.75 (mm), fP = 6.47 (mm), f = 1.765 (mm), and fD = 71.383 (mm).

本実施例での波長変動あるいは温度変化時の球面収差の変動の補正については、実施例1と同様なので、説明は省略する。球面収差の補正結果を示す表4から明らかなように、波長変動時あるいは温度変化時の球面収差は良好なものとなっている。また、対物レンズ3及び球面収差の変動を補正する手段として、負レンズ5及び正レンズ4にプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化・可動機構への負担の軽減を図っている。   The correction of the variation of the spherical aberration at the time of the wavelength variation or the temperature variation in this embodiment is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. As is apparent from Table 4 showing the correction result of the spherical aberration, the spherical aberration at the time of wavelength variation or temperature change is good. Further, by using plastic materials for the negative lens 5 and the positive lens 4 as means for correcting fluctuations in the objective lens 3 and spherical aberration, the weight of the optical system is reduced and the burden on the movable mechanism is reduced.

(実施例3)
表5に、実施例3における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
(Example 3)
Table 5 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 3.

図6は、実施例3に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図7は、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例3においては、波長405nmの第1光源11と、対物レンズ3の像側開口数NA0.85との組み合わせにより情報の記録又は再生を行うものとする。実施例3においては、負レンズ5及び正レンズ4の材料として、それぞれνdN=23.8、νdP=81.6の材料を選ぶことで、軸上色収差を補正している。また、本実施例においては、fN=−9.27(mm)、fP=11.08(mm)であり、f=1.765(mm)である。   FIG. 6 is an optical system configuration diagram of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the third embodiment. FIG. 7 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3. In the third embodiment, information is recorded or reproduced by a combination of the first light source 11 having a wavelength of 405 nm and the image-side numerical aperture NA 0.85 of the objective lens 3. In Example 3, axial chromatic aberration is corrected by selecting materials of νdN = 23.8 and νdP = 81.6 as materials of the negative lens 5 and the positive lens 4, respectively. In this embodiment, fN = −9.27 (mm), fP = 11.08 (mm), and f = 1.765 (mm).

本実施例での波長変動あるいは温度変化時の球面収差の補正は実施例1と同様なので、説明は省略する。球面収差の補正結果を示す表6から明らかなように、波長変動時あるいは温度変化時の球面収差は良好なものとなっている。また、対物レンズ3にプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化・可動機構への負担の軽減を図っている。   The correction of spherical aberration at the time of wavelength fluctuation or temperature change in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. As is apparent from Table 6 showing the correction result of the spherical aberration, the spherical aberration at the time of wavelength fluctuation or temperature change is good. Further, by using a plastic material for the objective lens 3, the weight of the optical system is reduced and the burden on the movable mechanism is reduced.

(実施例4)
表7に、実施例4における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
Example 4
Table 7 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 4.

図8、9は、第4の実施例に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図10、11は、異なる光情報記録媒体に対してそれぞれ、情報の記録又は再生を行う際における、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例4においては、同一光学系を用いて、波長405nmの第1光源11と、透明基板厚0.1mmの光情報記録媒体との組み合わせ、又は波長655nmの第2光源11と、透明基板厚0.6mmの光情報記録媒体との組み合わせにより情報の記録又は再生を行う光ピックアップ装置の例である。実施例4においては、負レンズ5及び正レンズ4の材料として、それぞれνdN=30.0、νdP=56.5の材料を選ぶことで、軸上色収差を補正している。また、本実施例においては、fN=−3.82(mm)、fP=6.85(mm)であり、f1=1.765(mm)、fD1=5000000.02(mm)である。なお、発振波長λ2=655nmにおける対物レンズの焦点距離は、f2=1.804である。   8 and 9 are optical system configuration diagrams of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the fourth embodiment. 10 and 11 are spherical aberration diagrams concerning the objective lens 3 when information is recorded or reproduced on different optical information recording media. In Example 4, using the same optical system, a combination of a first light source 11 with a wavelength of 405 nm and an optical information recording medium with a transparent substrate thickness of 0.1 mm, or a second light source 11 with a wavelength of 655 nm, and a transparent substrate thickness This is an example of an optical pickup device that records or reproduces information in combination with a 0.6 mm optical information recording medium. In Example 4, axial chromatic aberration is corrected by selecting materials of νdN = 30.0 and νdP = 56.5 as materials of the negative lens 5 and the positive lens 4, respectively. Further, in this embodiment, fN = −3.82 (mm), fP = 6.85 (mm), f1 = 1.765 (mm), and fD1 = 500000.02 (mm). Note that the focal length of the objective lens at the oscillation wavelength λ2 = 655 nm is f2 = 1.804.

実施例4においては、異なる光情報記録媒体における透明基板厚の違いに起因して発生する球面収差の変動を、光源側から順に1枚の負レンズ5、1枚の正レンズ4から構成される発散角度変更手段(本発明の球面収差の変動を補正する手段、或いは球面収差の変動と軸上色収差とを補正する手段に相当する)の間隔を変えることで補正している。また、対物レンズ3の光源側の面に回折面を設けることで、上記球面収差をより良好に補正している。更に、光源の波長変動時や温湿度変化時の対物レンズの球面収差劣化も、発散度変更手段の間隔を変えることで良好に補正している。すなわち、表8から明らかなように、負レンズ5と正レンズ4の間隔を適切な間隔に変更することで、基板厚変更時、波長変動時及び温湿度変化時の対物レンズ3の球面収差劣化を、良好に補正している。また、対物レンズ3及び、負レンズ5、正レンズ4にプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化・可動機構への負担の軽減を図っている。   In the fourth embodiment, the variation in spherical aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrate in different optical information recording media is composed of one negative lens 5 and one positive lens 4 in order from the light source side. Correction is performed by changing the interval of the divergence angle changing means (corresponding to the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration of the present invention or the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration). Further, by providing a diffractive surface on the light source side surface of the objective lens 3, the spherical aberration is corrected more favorably. Furthermore, the spherical aberration deterioration of the objective lens when the light source wavelength is changed or when the temperature and humidity are changed is well corrected by changing the interval of the divergence changing means. That is, as apparent from Table 8, by changing the distance between the negative lens 5 and the positive lens 4 to an appropriate distance, the spherical aberration of the objective lens 3 is deteriorated when the substrate thickness is changed, the wavelength is changed, and the temperature and humidity are changed. Is corrected well. Further, by using a plastic material for the objective lens 3, the negative lens 5, and the positive lens 4, the weight of the optical system is reduced and the burden on the movable mechanism is reduced.

(実施例5)
表9に、実施例5における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
(Example 5)
Table 9 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 5.

図12、13は、実施例5に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図14、15は、異なる光情報記録媒体に対してそれぞれ、情報の記録又は再生を行う際における、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例5においては、同一光学系を用いて、波長405nmの第1光源11と、透明基板厚0.1mmの光情報記録媒体との組み合わせ、又は波長655nmの第2光源11と、透明基板厚0.6mmの光情報記録媒体との組み合わせにより情報の記録又は再生を行う光ピックアップ装置の例である。実施例5においては、負レンズ5及び正レンズ4の材料として、それぞれνdN=30.0、νdP=56.5の材料を選ぶことで、軸上色収差を補正している。また、本実施例においては、fN=−6.59(mm)、fP=9.85(mm)であり、f1=3.011(mm)、fD1=849964.33(mm)である。なお、発振波長λ2=655nmにおける対物レンズの焦点距離は、f2=3.076である。   12 and 13 are optical system configuration diagrams of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the fifth embodiment. FIGS. 14 and 15 are spherical aberration diagrams concerning the objective lens 3 when information is recorded or reproduced on different optical information recording media, respectively. In Example 5, using the same optical system, a combination of a first light source 11 with a wavelength of 405 nm and an optical information recording medium with a transparent substrate thickness of 0.1 mm, or a second light source 11 with a wavelength of 655 nm, and a transparent substrate thickness This is an example of an optical pickup device that records or reproduces information in combination with a 0.6 mm optical information recording medium. In Example 5, axial chromatic aberration is corrected by selecting materials of νdN = 30.0 and νdP = 56.5 as materials of the negative lens 5 and the positive lens 4, respectively. In this embodiment, fN = −6.59 (mm), fP = 9.85 (mm), f1 = 3.011 (mm), and fD1 = 849964.33 (mm). Note that the focal length of the objective lens at the oscillation wavelength λ2 = 655 nm is f2 = 3.076.

実施例4と同様に、表10から明らかなように、負レンズ5と正レンズ4の間隔を適切な間隔に変更することで、透明基板厚変更時、波長変動時及び温湿度変化時の対物レンズの球面収差劣化を、良好に補正出来る。また、対物レンズ3、負レンズ5、正レンズ4にプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化・可動機構への負担の軽減を図っている。   As is clear from Table 10, by changing the distance between the negative lens 5 and the positive lens 4 to an appropriate distance, the objective at the time of changing the thickness of the transparent substrate, changing the wavelength, and changing the temperature and humidity is clear. The spherical aberration deterioration of the lens can be corrected well. Further, by using a plastic material for the objective lens 3, the negative lens 5, and the positive lens 4, the weight of the optical system is reduced and the burden on the movable mechanism is reduced.

尚、球面収差の変動を補正する手段としての負レンズ5に入射する光束は、上述した実施例のように平行光だけでなく、発散光あるいは収斂光であっても、本発明の光学系を同様に適用することができ。また、本実施例では図示していないが、光源と球面収差補正手段の間に、光源からの光束の発散度を変えるカップリングレンズを設けることができる。かかるカップリングレンズに回折面を付加して、長波長側でバックフォーカスが短くなるような回折レンズとすることで、対物レンズで発生する軸上色収差を補正できる。   Note that the light beam incident on the negative lens 5 as a means for correcting the fluctuation of the spherical aberration is not only parallel light but also divergent light or convergent light as in the above-described embodiment, and the optical system of the present invention is used. Can be applied as well. Although not shown in the present embodiment, a coupling lens for changing the divergence of the light beam from the light source can be provided between the light source and the spherical aberration correcting means. By adding a diffractive surface to such a coupling lens so as to shorten the back focus on the long wavelength side, axial chromatic aberration generated in the objective lens can be corrected.

本発明による光学系に用いるカップリングレンズは、上記の形態に限らず、同一出願人による特願2000−060843号にあるようなものであれば、対物レンズ3で発生する軸上色収差をより良好に補正できる。   The coupling lens used in the optical system according to the present invention is not limited to the above-described form, and if it is as in Japanese Patent Application No. 2000-060843 by the same applicant, the axial chromatic aberration generated in the objective lens 3 is better. Can be corrected.

また、上記カップリングレンズと球面収差の変動を補正する手段(負レンズ5、正レンズ4)の間に、光源からの光束の非点隔差を緩和し、球面収差補正手段にほぼ円形の光束を入射させることができるビーム整形素子を設ける場合、温湿度変化に起因するカップリングレンズの焦点移動により、カップリングレンズからの光束の発散度が変わって、上記ビーム整形素子により非点収差が発生してしまう。これを抑えるためには、同一出願人による特願2000−053858号にあるようなカップリングレンズを用いることで、ビーム整形素子による非点収差の発生を抑えることができる。   Further, the astigmatic difference of the light beam from the light source is reduced between the coupling lens and the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration (the negative lens 5 and the positive lens 4), and a substantially circular light beam is applied to the spherical aberration correcting means. When a beam shaping element that can be made incident is provided, the divergence of the light beam from the coupling lens changes due to the focal point movement of the coupling lens due to temperature and humidity changes, and astigmatism is generated by the beam shaping element. End up. In order to suppress this, astigmatism due to the beam shaping element can be suppressed by using a coupling lens as disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-053858 by the same applicant.

尚、実施例4、5において、光源波長655nm、透明基板厚0.6mmの光情報記録媒体に対する収差図は、NA0.65まで図示している。しかし、この時、対物レンズ3には光源波長405nm、NA0.85で決まる絞りを全て通過する光束が入射している。結像に寄与しないNA0.65以上の光束は、対物レンズ3に設けた回折面の効果を利用してフレア成分とすることで、情報記録面上でスポット径がしぼられ過ぎず、光ピックアップ装置の受光素子での不要信号の検出を防止することが出来る。   In Examples 4 and 5, aberration diagrams for optical information recording media having a light source wavelength of 655 nm and a transparent substrate thickness of 0.6 mm are shown up to NA 0.65. However, at this time, the objective lens 3 is incident with a light beam that passes through all the apertures determined by the light source wavelength of 405 nm and NA of 0.85. A light beam of NA 0.65 or more that does not contribute to image formation is used as a flare component by utilizing the effect of the diffractive surface provided on the objective lens 3, so that the spot diameter is not excessively reduced on the information recording surface, and the optical pickup device It is possible to prevent detection of unnecessary signals in the light receiving element.

(実施例6)
表11に、実施例6における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
(Example 6)
Table 11 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 6.

図16は、実施例6に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図17は、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例6においては、波長405nmの第1光源11と、対物レンズ3の像側開口数NA0.85との組み合わせにより情報の記録又は再生を行うものとする。実施例6においては、正レンズ4の光情報記録媒体側の面に回折面を付加し、長波長側でバックフォーカスが短くなるような回折レンズとすることで、対物レンズ3の軸上色収差を補正している。また、本実施例においては、fN=−5.03(mm)、fP=6.81(mm)であり、f=1.765(mm)である。   FIG. 16 is an optical system configuration diagram of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the sixth embodiment. FIG. 17 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3. In the sixth embodiment, information is recorded or reproduced by a combination of the first light source 11 having a wavelength of 405 nm and the image-side numerical aperture NA 0.85 of the objective lens 3. In the sixth embodiment, a diffractive surface is added to the surface of the positive lens 4 on the side of the optical information recording medium, and the diffractive lens has a short back focus on the long wavelength side. It is corrected. In this embodiment, fN = −5.03 (mm), fP = 6.81 (mm), and f = 1.765 (mm).

本実施例における光源波長変動あるいは温度変化時の球面収差の変動の補正については実施例1と同様なので、説明は省略する。表12から明らかなように、波長変動時あるいは温度変化時の球面収差は良好なものとなっている。また、対物レンズ3、負レンズ5、正レンズ4にプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化・可動機構への負担の軽減を図っている。   The correction of the fluctuation of the light source wavelength or the variation of the spherical aberration when the temperature changes in this embodiment is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. As can be seen from Table 12, the spherical aberration at the time of wavelength change or temperature change is good. Further, by using a plastic material for the objective lens 3, the negative lens 5, and the positive lens 4, the weight of the optical system is reduced and the burden on the movable mechanism is reduced.

(実施例7)
表13に、実施例7における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
(Example 7)
Table 13 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 7.

図18は、実施例7に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図19は、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例7においては、波長405nmの第1光源11と、対物レンズ3の像側開口数NA0.85との組み合わせにより情報の記録又は再生を行うものとする。実施例7においては、正レンズ4の両面に回折面を付加し、長波長側でバックフォーカスが短くなるような回折レンズとすることで、対物レンズ3の軸上色収差を補正している。また、本実施例においては、fN=−4.89(mm)、fP=5.83(mm)であり、f=1.765(mm)である。   FIG. 18 is an optical system configuration diagram of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the seventh embodiment. FIG. 19 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3. In Example 7, information is recorded or reproduced by a combination of the first light source 11 having a wavelength of 405 nm and the image-side numerical aperture NA 0.85 of the objective lens 3. In Example 7, axial chromatic aberration of the objective lens 3 is corrected by adding a diffractive surface to both surfaces of the positive lens 4 and forming a diffractive lens that shortens the back focus on the long wavelength side. In this embodiment, fN = −4.89 (mm), fP = 5.83 (mm), and f = 1.765 (mm).

本実施例における光源波長変動あるいは温度変化時の球面収差の変動の補正については実施例1と同様なので、説明は省略する。表14から明らかなように、波長変動時あるいは温度変化時の球面収差は良好なものとなっている。また、対物レンズ3、負レンズ5、正レンズ4にプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化・可動機構への負担の軽減を図っている。   The correction of the fluctuation of the light source wavelength or the variation of the spherical aberration when the temperature changes in this embodiment is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. As can be seen from Table 14, the spherical aberration at the time of wavelength fluctuation or temperature change is good. Further, by using a plastic material for the objective lens 3, the negative lens 5, and the positive lens 4, the weight of the optical system is reduced and the burden on the movable mechanism is reduced.

(実施例8)
表15に、実施例8における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
(Example 8)
Table 15 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 8.

図20は、実施例8に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図21は、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例8においては、波長405nmの第1光源11と、対物レンズ3の像側開口数NA0.85との組み合わせにより情報の記録又は再生を行うものとする。実施例8においては、負レンズ5及び正レンズ4の両面に回折面を付加し、長波長側でバックフォーカスが短くなるような回折レンズとすることで、対物レンズ3の軸上色収差を補正している。また、本実施例においては、fN=−5.54(mm)、fP=7.42(mm)であり、f=1.765(mm)である。   FIG. 20 is an optical system configuration diagram of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the eighth embodiment. FIG. 21 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3. In Example 8, information is recorded or reproduced by a combination of the first light source 11 having a wavelength of 405 nm and the image-side numerical aperture NA 0.85 of the objective lens 3. In the eighth embodiment, axial chromatic aberration of the objective lens 3 is corrected by adding diffractive surfaces to both surfaces of the negative lens 5 and the positive lens 4 so as to shorten the back focus on the long wavelength side. ing. In this embodiment, fN = −5.54 (mm), fP = 7.42 (mm), and f = 1.765 (mm).

本実施例における光源長変動あるいは温度変化時の球面収差の補正については、実施例1と同様なので説明は省略する。表16から明らかなように、波長変動時あるいは温度変化時の球面収差は良好なものとなっている。また、対物レンズ3、負レンズ5、正レンズ4にプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化・可動機構への負担の軽減を図っている。   Since correction of spherical aberration at the time of light source length fluctuation or temperature change in this embodiment is the same as that in Embodiment 1, description thereof is omitted. As is apparent from Table 16, the spherical aberration at the time of wavelength fluctuation or temperature change is good. Further, by using a plastic material for the objective lens 3, the negative lens 5, and the positive lens 4, the weight of the optical system is reduced and the burden on the movable mechanism is reduced.

(実施例9)
表17に、実施例9における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
Example 9
Table 17 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 9.

図22は、実施例9に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図23は、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例9においては、波長405nmの第1光源11と、対物レンズ3の像側開口数NA0.85との組み合わせにより情報の記録又は再生を行うものとする。実施例9においては、正レンズ4の光情報記録媒体側の面に回折面を付加し、長波長側でバックフォーカスが短くなるような回折レンズとすることで、対物レンズ3の軸上色収差を補正している。また、上記球面収差補正手段の負レンズ5及び正レンズ4の材料として、それぞれN=30.0、P=56.5の材料を選ぶことで、より良好に対物レンズの軸上色収差を補正している。また、本実施例においては、fN=−4.15(mm)、fP=5.91(mm)であり、f=1.765(mm)である。   FIG. 22 is an optical system configuration diagram of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the ninth embodiment. FIG. 23 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3. In the ninth embodiment, information is recorded or reproduced by a combination of the first light source 11 having a wavelength of 405 nm and the image-side numerical aperture NA 0.85 of the objective lens 3. In Example 9, a diffractive surface is added to the surface of the positive lens 4 on the side of the optical information recording medium, and a diffractive lens that shortens the back focus on the long wavelength side is used. It is corrected. Further, by selecting materials of N = 30.0 and P = 56.5 as materials of the negative lens 5 and the positive lens 4 of the spherical aberration correcting means, the axial chromatic aberration of the objective lens can be corrected more satisfactorily. ing. In this embodiment, fN = −4.15 (mm), fP = 5.91 (mm), and f = 1.765 (mm).

本実施例における光源波長変動あるいは温度変化時の球面収差の変動の補正については実施例1と同様なので、説明は省略する。表18から明らかなように、波長変動時あるいは温度変化時の球面収差は良好なものとなっている。また、対物レンズ3、負レンズ5、正レンズ4にプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化・可動機構への負担の軽減を図っている。   The correction of the fluctuation of the light source wavelength or the variation of the spherical aberration when the temperature changes in this embodiment is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. As is apparent from Table 18, the spherical aberration at the time of wavelength change or temperature change is good. Further, by using a plastic material for the objective lens 3, the negative lens 5, and the positive lens 4, the weight of the optical system is reduced and the burden on the movable mechanism is reduced.

(実施例10)
表19に、実施例10における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
(Example 10)
Table 19 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 10.

図24は、実施例10に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図25は、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例10においては、波長405nmの第1光源11と、対物レンズ3の像側開口数NA0.85との組み合わせにより情報の記録又は再生を行うものとする。実施例10においては、正レンズ4の両面に回折面を付加し、長波長側でバックフォーカスが短くなるような回折レンズとすることで、対物レンズ3の軸上色収差を補正している。このとき、対物レンズ3と、球面収差補正手段としての負レンズ5及び正レンズ4とを合わせた合成系の軸上色収差を補正過剰とすることで、図25に示されているように、第1光源11の発振波長(405nm)の球面収差カーブと長・短波長側の球面収差カーブとを交差させている。これにより、光源のモードホップ現象や高周波重畳時の波面収差の劣化が非常に小さく、例えば、光源の発振波長が微小変動した際でも、最適書き込み位置の移動を小さく抑えることができる。さらに、球面収差補正手段としての可動要素である負レンズ5を両面非球面レンズとしたことで、負レンズ5の偏芯やトラッキングエラー時の波面収差の劣化を小さく抑えている。また、負レンズ5及び正レンズ4の材料として、それぞれνdN=24.3、νdP=56.5の材料を選ぶことで、対物レンズ3の軸上色収差を補正しており、正レンズ4に付加した回折構造の負担を軽減している。また、本実施例においては、fN=−7.78(mm)、fP=9.95(mm)であり、f=1.765(mm)である。   FIG. 24 is an optical system configuration diagram of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the tenth embodiment. FIG. 25 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3. In Example 10, information is recorded or reproduced by a combination of the first light source 11 having a wavelength of 405 nm and the image-side numerical aperture NA0.85 of the objective lens 3. In Example 10, axial chromatic aberration of the objective lens 3 is corrected by adding a diffractive surface to both surfaces of the positive lens 4 and forming a diffractive lens that shortens the back focus on the long wavelength side. At this time, as shown in FIG. 25, the axial chromatic aberration of the combined system including the objective lens 3 and the negative lens 5 and the positive lens 4 serving as spherical aberration correcting means is overcorrected. The spherical aberration curve of the oscillation wavelength (405 nm) of one light source 11 and the spherical aberration curve on the long / short wavelength side are crossed. As a result, the mode hop phenomenon of the light source and the deterioration of the wavefront aberration at the time of high frequency superposition are very small. For example, even when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates, the movement of the optimum writing position can be kept small. Furthermore, the negative lens 5 that is a movable element as a spherical aberration correcting means is a double-sided aspheric lens, so that the decentering of the negative lens 5 and the deterioration of wavefront aberration at the time of tracking error are suppressed to a minimum. Further, the axial chromatic aberration of the objective lens 3 is corrected by selecting materials of νdN = 24.3 and νdP = 56.5 as materials of the negative lens 5 and the positive lens 4, respectively, and added to the positive lens 4. This reduces the burden on the diffractive structure. In this embodiment, fN = −7.78 (mm), fP = 9.95 (mm), and f = 1.765 (mm).

本実施例では、光束を規制する絞りを、対物レンズ3の光源側の面の頂点より光情報記録媒体側に配置しているので、発散光束が入射する場合に、対物レンズ3の最も光源側の面の光線通過高さを小さく抑えることができる。これは、対物レンズ3の小径化、あるいは収差補正上も好ましい。   In the present embodiment, the diaphragm for restricting the light beam is disposed on the optical information recording medium side from the apex of the surface on the light source side of the objective lens 3, so that when the divergent light beam is incident, the most light source side of the objective lens 3. The height of light passing through the surface can be kept small. This is preferable for reducing the diameter of the objective lens 3 or correcting aberrations.

本実施例における光源の波長変動あるいは温度変化時の球面収差の変動の補正については実施例1と同様なので、説明は省略する。表20から明らかなように、波長変動時あるいは温度変化時の球面収差は良好なものとなっている。また、対物レンズ3、負レンズ5、正レンズ4にプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化、可動機構への負担の軽減を図っている。また、短波長の光に対して透過率が高いプラスチック材料を用いているので、安価に大量生産でき、かつ光の利用効率の高い光学系を達成している。なお、可動機構は、本明細書中の実施例では、負レンズ5の変移装置及び対物レンズ3のフォーカシング機構である。   The correction of the fluctuation of the wavelength of the light source or the change of the spherical aberration at the time of the temperature change in this embodiment is the same as that in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. As can be seen from Table 20, the spherical aberration at the time of wavelength change or temperature change is good. Further, by using a plastic material for the objective lens 3, the negative lens 5, and the positive lens 4, the weight of the optical system is reduced and the burden on the movable mechanism is reduced. In addition, since a plastic material having a high transmittance with respect to light having a short wavelength is used, an optical system that can be mass-produced at low cost and has high light utilization efficiency has been achieved. Note that the movable mechanism is a shifting device for the negative lens 5 and a focusing mechanism for the objective lens 3 in the embodiments in this specification.

なお、本実施例においては、図25には図示していないが、図1の実施の形態に示したように、実際の光ピックアップ装置では、光源と球面収差補正手段との間にコリメータ等のカップリングレンズが設けられている。その場合に、カップリングレンズで発生する軸上色収差も本実施例の構成によって補正することができ、色収差が良好な集光光学系を得ることができる。   In this embodiment, although not shown in FIG. 25, as shown in the embodiment of FIG. 1, in the actual optical pickup device, a collimator or the like is provided between the light source and the spherical aberration correcting means. A coupling lens is provided. In that case, axial chromatic aberration generated in the coupling lens can also be corrected by the configuration of the present embodiment, and a condensing optical system with good chromatic aberration can be obtained.

更にまた、光情報記録媒体の片面に第1情報記録層と第2情報記録層との2つの相変化膜を設け、それぞれに情報の記録を行うことで、光情報記録媒体の記録容量を略2倍に高めた、いわゆる2層記録方式の光情報記録媒体が知られているが、本実施例のものは、そのような2層記録方式の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行うことにも適用することができ、各情報記録層の情報記録面まで厚さの違いによって発生する球面収差を補正することができる。たとえば、光情報記録媒体の表面側から順に第1情報記録層、第2情報記録層としたすると、図26に示すように、球面収差補正手段としての負レンズ5と正レンズ4との間隔を小さくすることにより、第2情報記録層の情報記録面に対して情報の記録又は再生をすることができる。   Furthermore, the recording capacity of the optical information recording medium is substantially reduced by providing two phase change films of the first information recording layer and the second information recording layer on one side of the optical information recording medium and recording information on each of them. A so-called double-layer recording type optical information recording medium is known which is doubled. In this embodiment, information is recorded or reproduced on such a double-layer recording type optical information recording medium. The spherical aberration caused by the difference in thickness up to the information recording surface of each information recording layer can be corrected. For example, when the first information recording layer and the second information recording layer are sequentially formed from the surface side of the optical information recording medium, as shown in FIG. 26, the distance between the negative lens 5 and the positive lens 4 as spherical aberration correcting means is set. By reducing the size, information can be recorded or reproduced on the information recording surface of the second information recording layer.

(実施例11)
表21に、実施例11における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
(Example 11)
Table 21 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 11.

図27は、実施例11に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図28は、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例11においては、波長405nmの第1光源11と、対物レンズ3の像側開口数NA0.85との組み合わせにより情報の記録又は再生を行うものとする。実施例11においては、対物レンズ3の光源側の面に回折面を付加し、長波長側でバックフォーカスが短くなるような回折レンズとすることで、対物レンズ3の軸上色収差を補正している。さらに、球面収差補正手段としての可動要素である負レンズ5を両面非球面レンズとしたことで、負レンズ5の偏芯やトラッキングエラー時の波面収差の劣化を小さく抑えている。また、本実施例においては、fN=−8.32(mm)、fP=12.30(mm)であり、f=1.765(mm)、fD=28.417(mm)である。   FIG. 27 is an optical system configuration diagram of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the eleventh embodiment. FIG. 28 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3. In Example 11, information is recorded or reproduced by a combination of the first light source 11 having a wavelength of 405 nm and the image-side numerical aperture NA0.85 of the objective lens 3. In Example 11, a diffractive surface is added to the surface of the objective lens 3 on the light source side so that the back focus is shortened on the long wavelength side, thereby correcting the axial chromatic aberration of the objective lens 3. Yes. Furthermore, the negative lens 5 that is a movable element as a spherical aberration correcting means is a double-sided aspheric lens, so that the decentering of the negative lens 5 and the deterioration of wavefront aberration at the time of tracking error are suppressed to a minimum. In this example, fN = −8.32 (mm), fP = 12.30 (mm), f = 1.765 (mm), and fD = 28.417 (mm).

本実施例における光源の波長変動あるいは温度変化時の球面収差の変動の補正については実施例1と同様なので、説明は省略する。表22から明らかなように、波長変動時あるいは温度変化時の球面収差は良好なものとなっている。また、対物レンズ3、負レンズ5、正レンズ4にプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化、可動機構への負担の軽減を図っている。また、短波長の光に対して透過率が高いプラスチック材料を用いているので、安価に大量生産でき、かつ光の利用効率の高い光学系を達成している。   The correction of the fluctuation of the wavelength of the light source or the change of the spherical aberration at the time of the temperature change in this embodiment is the same as that in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. As apparent from Table 22, the spherical aberration at the time of wavelength change or temperature change is good. Further, by using a plastic material for the objective lens 3, the negative lens 5, and the positive lens 4, the weight of the optical system is reduced and the burden on the movable mechanism is reduced. In addition, since a plastic material having a high transmittance with respect to light having a short wavelength is used, an optical system that can be mass-produced at low cost and has high light utilization efficiency has been achieved.

(実施例12)
表23に、実施例12における、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
(Example 12)
Table 23 shows data related to the optical system including the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 12.

図29、30は、実施例12に係る負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図31、32は、異なる光情報記録媒体に対してそれぞれ、情報の記録又は再生を行う際における、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例12においては、同一光学系を用いて、波長405nmの第1光源11と、透明基板厚0.1mmの光情報記録媒体との組み合わせ、又は波長655nmの第2光源11と、透明基板厚0.6mmの光情報記録媒体との組み合わせにより情報の記録又は再生を行う光ピックアップ装置の例である。実施例12においては、対物レンズ3の光源側の面に回折構造を設けることにより、透明基板厚の違いにより発生する球面収差および色の球面収差とを補正している。具体的には、球面収差補正手段としての負レンズ5が光軸方向に動かすことで、光情報記録媒体の透明基板厚に対応して対物レンズ3に入射される光束の発散角を変えることにより行う。また、本実施例においては、fN=−6.39(mm)、fP=10.51(mm)であり、f1=1.765(mm)、fD1=45.46(mm)である。なお、発振波長λ2=655nmにおける対物レンズの焦点距離は、f2=1.79である。   29 and 30 are optical system configuration diagrams of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the twelfth embodiment. FIGS. 31 and 32 are spherical aberration diagrams concerning the objective lens 3 when information is recorded or reproduced on different optical information recording media, respectively. In Example 12, using the same optical system, a combination of a first light source 11 with a wavelength of 405 nm and an optical information recording medium with a transparent substrate thickness of 0.1 mm, or a second light source 11 with a wavelength of 655 nm, and a transparent substrate thickness This is an example of an optical pickup device that records or reproduces information in combination with a 0.6 mm optical information recording medium. In the twelfth embodiment, by providing a diffractive structure on the surface of the objective lens 3 on the light source side, spherical aberration and chromatic spherical aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrate are corrected. Specifically, by moving the negative lens 5 as the spherical aberration correction means in the optical axis direction, the divergence angle of the light beam incident on the objective lens 3 is changed corresponding to the transparent substrate thickness of the optical information recording medium. Do. In this embodiment, fN = −6.39 (mm), fP = 10.51 (mm), f1 = 1.765 (mm), and fD1 = 45.46 (mm). Note that the focal length of the objective lens at the oscillation wavelength λ2 = 655 nm is f2 = 1.79.

本実施例における光源の波長変動あるいは温度変化時の球面収差の変動の補正については実施例1と同様なので、説明は省略する。表24から明らかなように、波長変動時あるいは温度変化時の球面収差は良好なものとなっている。また、対物レンズ3、負レンズ5、正レンズ4にプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化、可動機構への負担の軽減を図っている。また、短波長の光に対して透過率が高いプラスチック材料を用いているので、安価に大量生産でき、かつ光の利用効率の高い光学系を達成している。   The correction of the fluctuation of the wavelength of the light source or the change of the spherical aberration at the time of the temperature change in this embodiment is the same as that in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. As is apparent from Table 24, the spherical aberration at the time of wavelength change or temperature change is good. Further, by using a plastic material for the objective lens 3, the negative lens 5, and the positive lens 4, the weight of the optical system is reduced and the burden on the movable mechanism is reduced. In addition, since a plastic material having a high transmittance with respect to light having a short wavelength is used, an optical system that can be mass-produced at low cost and has high light utilization efficiency has been achieved.

尚、実施例4、5と同様に、光源波長655nm、透明基板厚0.6mmの光情報記録媒体に対するNA0.65以上の光束は、対物レンズ3に設けた回折面の効果を利用してフレア成分とすることで、情報記録面上でスポット径がしぼられ過ぎず、光ピックアップ装置の受光素子での不要信号の検出を防止することが出来る。   As in Examples 4 and 5, a light flux of NA 0.65 or more with respect to an optical information recording medium having a light source wavelength of 655 nm and a transparent substrate thickness of 0.6 mm flare using the effect of the diffractive surface provided on the objective lens 3. By using the component, the spot diameter is not excessively reduced on the information recording surface, and detection of an unnecessary signal at the light receiving element of the optical pickup device can be prevented.

(実施例13)
表25に、実施例13における、カップリングレンズ21又はカップリングレンズ15、21に対応するコリメータ、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
(Example 13)
Table 25 shows data related to the optical system including the collimator corresponding to the coupling lens 21 or the coupling lenses 15 and 21, the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 13.

図33は、実施例13に係るコリメータ、負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。図34は、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例13においては、波長405nmの第1光源11と、対物レンズ3の像側開口数NA0.85との組み合わせにより情報の記録又は再生を行うものとする。実施例13においては、球面収差補正手段中の負レンズ5を光軸方向に沿って変移することで、対物レンズ3に入射する光束の発散角を変化させ、集光光学系(コリメータ及び対物レンズ3)の各光学面で発生する球面収差の変動を補正するようにした。また、本実施例においては、fN=−10.71(mm)、fP=13.18(mm)であり、f=1.765(mm)である。   FIG. 33 is an optical system configuration diagram of the collimator, the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the thirteenth embodiment. FIG. 34 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3. In Example 13, information is recorded or reproduced by a combination of the first light source 11 having a wavelength of 405 nm and the image-side numerical aperture NA 0.85 of the objective lens 3. In the thirteenth embodiment, the negative lens 5 in the spherical aberration correcting means is shifted along the optical axis direction, thereby changing the divergence angle of the light beam incident on the objective lens 3, and the condensing optical system (collimator and objective lens). The variation of spherical aberration occurring on each optical surface in 3) is corrected. In this embodiment, fN = -10.71 (mm), fP = 13.18 (mm), and f = 1.765 (mm).

また、正レンズ4の両面に回折面を付加し、球面収差補正手段自体では集光光学系の光学面で発生する軸上色収差とは逆の極性の軸上色収差を発生させることで、集光光学系の光学面で発生する軸上色収差を補正し、情報記録面上に焦点を結んだときの波面の軸上色収差を良好にした。本実施例の集光光学系において、その光学素子であるコリメータと対物レンズ3で発生する軸上色収差量をそれぞれΔfB1、ΔfB2として、その比を概略的に求めてみたところ、コリメータの焦点距離は12mm、球面収差補正手段の倍率は1.23倍、対物レンズの諸点距離は1.765mmであるので、ΔfB1/ΔfB2=1/30となる。すなわち、球面収差補正手段で発生させる逆極性の軸上色収差の絶対値を対物レンズで発生する軸上色収差の絶対値とほぼ同じにすると、情報記録面上に焦点を結んだときの波面の軸上色収差を良好にできる。このとき、集光光学系と、球面収差補正手段としての負レンズ5及び正レンズ4とを合わせた合成系の軸上色収差を補正過剰とすることで、図34に示されているように、第1光源11の発振波長(405nm)の球面収差カーブと長・短波長側の球面収差カーブとを交差させている。これにより、光源のモードホップ現象や高周波重畳時の波面収差の劣化が非常に小さく、例えば、光源の発振波長が微小変動した際でも、最適書き込み位置の移動を小さく抑えることができる。さらに、球面収差補正手段中の可動要素である負レンズ5を両面非球面レンズとしたことで、負レンズ5の偏芯やトラッキングエラー時の波面収差の劣化を小さく抑えている。   Further, by adding diffractive surfaces to both surfaces of the positive lens 4, the spherical aberration correcting means itself generates axial chromatic aberration having a polarity opposite to the axial chromatic aberration generated on the optical surface of the condensing optical system, thereby condensing light. The axial chromatic aberration generated on the optical surface of the optical system was corrected to improve the axial chromatic aberration of the wavefront when focused on the information recording surface. In the condensing optical system of this example, when the axial chromatic aberration amounts generated by the collimator and the objective lens 3 as the optical elements are respectively ΔfB1 and ΔfB2, and the ratios thereof are roughly calculated, the focal length of the collimator is Since 12 mm, the magnification of the spherical aberration correction means is 1.23 times, and the distance between the objective lenses is 1.765 mm, ΔfB1 / ΔfB2 = 1/30. That is, if the absolute value of the axial chromatic aberration of the reverse polarity generated by the spherical aberration correcting means is substantially the same as the absolute value of the axial chromatic aberration generated by the objective lens, the axis of the wavefront when focused on the information recording surface The upper chromatic aberration can be improved. At this time, as shown in FIG. 34, the axial chromatic aberration of the combined system that combines the condensing optical system and the negative lens 5 and the positive lens 4 as spherical aberration correcting means is overcorrected. The spherical aberration curve of the oscillation wavelength (405 nm) of the first light source 11 and the spherical aberration curve on the long / short wavelength side are crossed. As a result, the mode hop phenomenon of the light source and the deterioration of the wavefront aberration at the time of high frequency superposition are very small. For example, even when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates, the movement of the optimum writing position can be kept small. Further, the negative lens 5 which is a movable element in the spherical aberration correcting means is a double-sided aspheric lens, so that the decentering of the negative lens 5 and the deterioration of the wavefront aberration at the time of tracking error are suppressed to a minimum.

表26から明らかなように、波長変動時あるいは温度変化時等、様々な要因により集光光学系の各光学面で発生する球面収差の変動を補正でき、良好な球面収差となっている。また、集光光学系を構成するコリメータ及び対物レンズ3、および球面収差補正手段を構成する負レンズ5及び正レンズ4の全てをプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化、可動機構への負担の軽減を図っている。また、短波長の光に対して透過率が高いプラスチック材料を用いているので、安価に大量生産でき、かつ光の利用効率の高い光学系を達成している。   As can be seen from Table 26, the variation of spherical aberration that occurs on each optical surface of the condensing optical system can be corrected due to various factors, such as when the wavelength varies or when the temperature varies, resulting in good spherical aberration. Further, by using plastic materials for all of the collimator and objective lens 3 constituting the condensing optical system, and the negative lens 5 and the positive lens 4 constituting the spherical aberration correcting means, the weight of the optical system can be reduced and the movable mechanism can be reduced. We are trying to reduce the burden. In addition, since a plastic material having a high transmittance with respect to light having a short wavelength is used, an optical system that can be mass-produced at low cost and has high light utilization efficiency has been achieved.

なお、本実施例においては、球面収差補正手段中の負レンズ5を変移可能としたが、正レンズ4を変移可動としても良く、また、両レンズを変移可能としても、同様に集光光学系の球面収差の変動を補正することができる。また、本実施例においては、球面収差補正手段中の正レンズ4に設けた回折構造により集光光学系と球面収差補正手段の軸上色収差を補正するようにしたが、回折構造を他のレンズの面に設けてもよく、他に回折構造を設けた面を有する光学素子を別途付加してもよい。   In this embodiment, the negative lens 5 in the spherical aberration correcting means can be shifted. However, the positive lens 4 may be movable, and both the lenses can be shifted. The variation of the spherical aberration can be corrected. In this embodiment, the axial chromatic aberration of the condensing optical system and the spherical aberration correcting means is corrected by the diffractive structure provided on the positive lens 4 in the spherical aberration correcting means. Alternatively, an optical element having a surface provided with a diffractive structure may be separately added.

(実施例14)
表27に、実施例14における、カップリングレンズ15、負レンズ5、正レンズ4、対物レンズ3からなる光学系に関するデータを示す。
(Example 14)
Table 27 shows data related to the optical system including the coupling lens 15, the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 in Example 14.

図35は、実施例14に係るカップリングレンズ15、負レンズ5と、正レンズ4と、対物レンズ3の光学系構成図である。本実施例のカップリングレンズ15は、第1光源11からの強い発散光束を弱い発散光束とする機能を有している。図36は、対物レンズ3にかかる球面収差図である。実施例14においては、波長405nmの第1光源11と、対物レンズ3の像側開口数NA0.85との組み合わせにより情報の記録又は再生を行うものとする。実施例14においては、球面収差補正手段中の負レンズ5を光軸方向に沿って変移することで、対物レンズ3に入射する光束の発散角を変化させ、集光光学系(カップリングレンズ15及び対物レンズ3)の各光学面で発生する球面収差の変動を補正するようにした。また、本実施例においては、fN=−14.67(mm)、fP=11.66(mm)であり、f=1.765(mm)である。   FIG. 35 is an optical system configuration diagram of the coupling lens 15, the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 according to the fourteenth embodiment. The coupling lens 15 of the present embodiment has a function of converting a strong divergent light beam from the first light source 11 into a weak divergent light beam. FIG. 36 is a spherical aberration diagram concerning the objective lens 3. In Example 14, information is recorded or reproduced by a combination of the first light source 11 having a wavelength of 405 nm and the image-side numerical aperture NA0.85 of the objective lens 3. In the fourteenth embodiment, the negative lens 5 in the spherical aberration correcting means is shifted along the optical axis direction, thereby changing the divergence angle of the light beam incident on the objective lens 3, and the condensing optical system (coupling lens 15). And variations in spherical aberration occurring on each optical surface of the objective lens 3) are corrected. In this embodiment, fN = -14.67 (mm), fP = 11.66 (mm), and f = 1.765 (mm).

また、正レンズ4の両面に回折面を付加し、球面収差補正手段自体では集光光学系の光学面で発生する軸上色収差とは逆の極性の軸上色収差を発生させることで、集光光学系の光学面で発生する軸上色収差を補正し、情報記録面上に焦点を結んだときの波面の軸上色収差を良好にした。このとき、集光光学系と、球面収差補正手段としての負レンズ5及び正レンズ4とを合わせた合成系の軸上色収差を補正過剰とすることで、図36に示されているように、第1光源11の発振波長(405nm)の球面収差カーブと長・短波長側の球面収差カーブとを交差させている。これにより、光源のモードホップ現象や高周波重畳時の波面収差の劣化が非常に小さく、例えば、光源の発振波長が微小変動した際でも、最適書き込み位置の移動を小さく抑えることができる。   Further, by adding diffractive surfaces to both surfaces of the positive lens 4, the spherical aberration correcting means itself generates axial chromatic aberration having a polarity opposite to the axial chromatic aberration generated on the optical surface of the condensing optical system, thereby condensing light. The axial chromatic aberration generated on the optical surface of the optical system was corrected to improve the axial chromatic aberration of the wavefront when focused on the information recording surface. At this time, as shown in FIG. 36, the axial chromatic aberration of the combined system combining the condensing optical system and the negative lens 5 and the positive lens 4 as spherical aberration correcting means is overcorrected. The spherical aberration curve of the oscillation wavelength (405 nm) of the first light source 11 and the spherical aberration curve on the long / short wavelength side are crossed. As a result, the mode hop phenomenon of the light source and the deterioration of the wavefront aberration at the time of high frequency superposition are very small. For example, even when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates, the movement of the optimum writing position can be kept small.

表28から明らかなように、波長変動時あるいは温度変化時等、様々な要因により集光光学系の各光学面で発生する球面収差の変動を補正でき、良好な球面収差となっている。また、集光光学系を構成するカップリングレンズ15及び対物レンズ3、および球面収差補正手段を構成する負レンズ5及び正レンズ4の全てをプラスチック材料を用いることで、光学系の軽量化、可動機構への負担の軽減を図っている。また、短波長の光に対して透過率が高いプラスチック材料を用いているので、安価に大量生産でき、かつ光の利用効率の高い光学系を達成している。さらに、本実施例においては、球面収差補正手段への入射光を弱い発散光束としたので、カップリングレンズ15のパワーおよび球面収差補正手段中の負レンズ5のパワーが小さくてすみ、それぞれのレンズの偏芯による波面収差の劣化を小さく抑えることができた。   As is apparent from Table 28, the spherical aberration variation generated on each optical surface of the condensing optical system can be corrected due to various factors such as the wavelength variation or the temperature variation, and the spherical aberration is satisfactory. Further, the plastic lens is used for all of the coupling lens 15 and the objective lens 3 constituting the condensing optical system, and the negative lens 5 and the positive lens 4 constituting the spherical aberration correcting means, thereby reducing the weight and moving the optical system. The burden on the mechanism is reduced. In addition, since a plastic material having a high transmittance with respect to light having a short wavelength is used, an optical system that can be mass-produced at low cost and has high light utilization efficiency has been achieved. Further, in this embodiment, since the incident light to the spherical aberration correction means is a weak divergent light beam, the power of the coupling lens 15 and the power of the negative lens 5 in the spherical aberration correction means can be reduced, and each lens can be reduced. Deterioration of wavefront aberration due to decentration of the lens was suppressed to a small level.

なお、本実施例においては、球面収差補正手段中の負レンズ5を変移可能としたが、正レンズ4を変移可動としても良く、また、両レンズを変移可能としても、同様に集光光学系の球面収差の変動を補正することができる。また、本実施例においては、球面収差補正手段中の正レンズ4に設けた回折構造により集光光学系と球面収差補正手段の軸上色収差を補正するようにしたが、回折構造を他のレンズの面に設けてもよく、他に回折構造を設けた面を有する光学素子を別途付加してもよい。   In this embodiment, the negative lens 5 in the spherical aberration correcting means can be shifted. However, the positive lens 4 may be movable, and both the lenses can be shifted. The variation of the spherical aberration can be corrected. In this embodiment, the axial chromatic aberration of the condensing optical system and the spherical aberration correcting means is corrected by the diffractive structure provided on the positive lens 4 in the spherical aberration correcting means. Alternatively, an optical element having a surface provided with a diffractive structure may be separately added.

以上に例示した各実施例は、球面収差補正手段として、ビームエキスパンダーを用いたものであり、そのビームエキスパンダーとしては、変移可能な単玉負レンズと、単玉正レンズとから構成した例を示したが、勿論、それに限定されるものではなく、複数のレンズからなる2群又はそれ以上のレンズ群からなる構成であってもよく、本発明を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。   Each example illustrated above uses a beam expander as a spherical aberration correction means, and the beam expander shows an example constituted by a displaceable single lens negative lens and a single lens positive lens. However, it is needless to say that the present invention is not limited to this, and may be configured by two or more lens groups including a plurality of lenses, and various modifications are possible without departing from the present invention.

図37は、異なる実施の形態にかかる光学系を示す図である。カップリングレンズCLと、対物レンズOLとの間に、球面収差の変動を補正する素子SEを挿入している。かかる光学系は、図1の負レンズ5,正レンズ4,対物レンズ3と置換されて用いられることが出来る。   FIG. 37 is a diagram showing optical systems according to different embodiments. An element SE that corrects the variation of spherical aberration is inserted between the coupling lens CL and the objective lens OL. Such an optical system can be used in place of the negative lens 5, the positive lens 4, and the objective lens 3 of FIG.

素子SEは、4枚のガラス板SE4の間に、カップリングレンズCL側からX方向液晶素子SE1、1/2波長板SE2、Y方向液晶素子SE3をそれぞれ挟んでいる。両液晶素子SE1,SE2を電気的に駆動させることによって、球面収差の変動の補正が可能である。更に、カップリングレンズCLにおける対物レンズ側の面に、輪帯状の回折構造(不図示)を設けることで、対物レンズOLで発生する軸上色収差とは逆位相の色収差、すなわち短波町側ではオーバー、長波長側ではアンダーな軸上色収差を発生させることが出来る。その結果、軸上色収差がキャンセルされるので、球面収差の変動を補正する素子SEと対物レンズOLとを透過して、光情報記録媒体(不図示)上に焦点を結んだときの波面は、軸受色収差が小さく抑えられた状態となる。   The element SE sandwiches the X-direction liquid crystal element SE1, the half-wave plate SE2, and the Y-direction liquid crystal element SE3 from the coupling glass CL side between the four glass plates SE4. By electrically driving both liquid crystal elements SE1 and SE2, it is possible to correct variations in spherical aberration. Further, by providing an annular diffractive structure (not shown) on the surface of the coupling lens CL on the objective lens side, the chromatic aberration having the opposite phase to the axial chromatic aberration generated in the objective lens OL, that is, over the short wave town side. On the long wavelength side, under-axial chromatic aberration can be generated. As a result, since the axial chromatic aberration is canceled, the wavefront when passing through the element SE that corrects the variation of the spherical aberration and the objective lens OL and focusing on the optical information recording medium (not shown) is The bearing chromatic aberration is reduced.

図38は、本実施の形態の変形例にかかる光学系を示す図である。図38においては、対物レンズOLと、球面収差の変動を補正する素子SEは、図37に示す実施の形態と同一であるので説明を省略する。図38においては、カップリングレンズCLが、負レンズCL1と正レンズCL2とを張り合わせた構成となっており、負レンズCL1のアッベ数νdNと、正レンズCL2のアッベ数νdPとは、νdN<νdPなる関係が成立している。   FIG. 38 is a diagram showing an optical system according to a modification of the present embodiment. In FIG. 38, the objective lens OL and the element SE for correcting the variation of the spherical aberration are the same as those in the embodiment shown in FIG. In FIG. 38, the coupling lens CL has a configuration in which the negative lens CL1 and the positive lens CL2 are bonded together, and the Abbe number νdN of the negative lens CL1 and the Abbe number νdP of the positive lens CL2 are νdN <νdP. The relationship is established.

このように負レンズCL1と正レンズCL2のアッベ数を調整することで、対物レンズOLで発生する軸上色収差とは逆位相の色収差、すなわち短波町側ではオーバー、長波長側ではアンダーな軸上色収差を発生させることが出来る。その結果、軸上色収差がキャンセルされるので、球面収差の変動を補正する素子SEと対物レンズOLとを透過して、光情報記録媒体(不図示)上に焦点を結んだときの波面は、軸受色収差が小さく抑えられた状態となる。   By adjusting the Abbe numbers of the negative lens CL1 and the positive lens CL2 in this way, the chromatic aberration of the opposite phase to the axial chromatic aberration generated in the objective lens OL, that is, the axis on the short wave side is over and the axis on the long wavelength side is under. Chromatic aberration can be generated. As a result, since the axial chromatic aberration is canceled, the wavefront when passing through the element SE that corrects the variation of the spherical aberration and the objective lens OL and focusing on the optical information recording medium (not shown) is The bearing chromatic aberration is reduced.

図39は、本実施の形態の光ピックアップ装置に使用可能な対物レンズ3’を模式的に示した断面図(a)及び光源側から見た正面図(b)である〔一点鎖点は光軸を示している〕。     FIG. 39 is a cross-sectional view (a) schematically showing an objective lens 3 ′ that can be used in the optical pickup device of the present embodiment and a front view (b) as seen from the light source side. The axis is shown].

この対物レンズ3’は、異なる光情報記録媒体の透明基板の厚さの違いによる球面収差変動の補正を行うことが出来るものである。図36において、光源側の屈折面S1及び光ディスク側の屈折面S2は共に非球面形状を呈した正の屈折力を有する凸レンズである。また、対物レンズの光源側の屈折面S1は、光軸と同心状に4つの分割面b1〜b4から構成されている。分割面の境界は段差を設けて、それぞれの分割面を形成している。それに伴って、対物レンズの球面収差及び波面収差は上記境界部分に該当する箇所で段差を生じている。   This objective lens 3 ′ can correct spherical aberration variation due to the difference in thickness of the transparent substrate of different optical information recording media. In FIG. 36, the light source side refractive surface S1 and the optical disk side refractive surface S2 are both convex lenses having an aspherical shape and having positive refractive power. Further, the refractive surface S1 on the light source side of the objective lens is composed of four divided surfaces b1 to b4 concentrically with the optical axis. The boundary of the dividing surface is provided with a step to form each dividing surface. Accordingly, the spherical aberration and the wavefront aberration of the objective lens have a step at a position corresponding to the boundary portion.

通常の対物レンズでは、異なる光情報記録媒体の透明基板厚さの違いによる球面収差発生は避けられない。しかしながら、本実施の形態に使用される対物レンズ3’では完全な球面収差補正は出来ないものの、次に説明するように、かかる収差をより緩和するように設計されている。   In a normal objective lens, the occurrence of spherical aberration due to the difference in the transparent substrate thickness of different optical information recording media is inevitable. However, although the objective lens 3 ′ used in the present embodiment cannot perform complete spherical aberration correction, it is designed to relax such aberration as will be described below.

まず、第1の光情報記録媒体に対して情報の再生及び/又は記録を行う場合、最良像面位置において波面収差の球面収差成分が0.05λ1rms以内になるように屈折面S1及び屈折面S2を設計する。これにより設計された屈折面S1を第1分割面b1及び第4分割面b4に適用する。そして透明基板厚さt3(t1≦t3≦t2)で最良像面位置において波面収差の球面収差成分が0.05λ2rms以内になるように、前記屈折面S2を変数とせずに新たな屈折面S1’を設計する。   First, when information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium, the refractive surface S1 and the refractive surface S2 so that the spherical aberration component of the wavefront aberration is within 0.05λ1 rms at the best image plane position. To design. The refracting surface S1 thus designed is applied to the first divided surface b1 and the fourth divided surface b4. A new refracting surface S1 ′ is used without using the refracting surface S2 as a variable so that the spherical aberration component of the wavefront aberration is within 0.05λ2 rms at the best image plane position at the transparent substrate thickness t3 (t1 ≦ t3 ≦ t2). To design.

この屈折面S1’を第2分割面b2及び第3分割面b3とするのであるが、透明基板厚さt3で最適化しているので、第1の光ディスク10使用時において、第1分割面b1と第4分割面b4のつくる最良像面位置とは異なる位置に最良像面位置を見かけ上形成する。しかしながら、その波面収差は、分割面内での波面収差の傾きを変化させ、例えば第1の光情報記録媒体(例えばDVDよりも高密度・大容量の次世代光ディスク)では右肩下がりの波面収差となり、第2の光情報記録媒体(例えばDVD)では逆に若干の右肩上がりとなる。このような分割面を2つ以上屈折面S1に一部設ける事で、異なる光情報記録媒体における波面収差両立が容易となる。   The refracting surface S1 ′ is the second divided surface b2 and the third divided surface b3. Since the refractive surface S1 ′ is optimized by the transparent substrate thickness t3, when the first optical disk 10 is used, The best image plane position is apparently formed at a position different from the best image plane position formed by the fourth divided plane b4. However, the wavefront aberration changes the inclination of the wavefront aberration in the dividing plane. For example, in the first optical information recording medium (for example, a next-generation optical disk having a higher density and a larger capacity than the DVD), the wavefront aberration drops to the right. On the contrary, in the second optical information recording medium (for example, DVD), it is slightly increased. Providing a part of two or more such dividing surfaces on the refracting surface S1 facilitates coexistence of wavefront aberrations in different optical information recording media.

これらの各分割面の境界位置や分割面の軸上厚を適宜設計することで、DVDよりも高密度・大容量の次世代光ディスクではビームスポット最小錯乱円位置及びDVDでは前ピン位置それぞれにおいて波面収差補正が可能となる。すなわち、DVDよりも高密度・大容量の次世代光ディスクでは対物レンズによりビームスポット最小錯乱円位置に集光して第1〜4光束LB1〜LB4内の光線は、前記最小錯乱円位置においてほぼ波長λ1の整数倍、すなわちmiλ1(miは整数でi=1、2、…、k)の波面収差を有する。   By appropriately designing the boundary positions of these divided surfaces and the axial thicknesses of the divided surfaces, the wave front at the minimum beam spot circle of confusion and the front pin position on the DVD for next-generation optical disks with higher density and larger capacity than DVD. Aberration correction is possible. That is, in a next-generation optical disk having a higher density and a larger capacity than DVD, the light beam in the first to fourth light beams LB1 to LB4 is condensed at the position of the minimum circle of confusion by the objective lens. The wavefront aberration is an integral multiple of λ1, that is, miλ1 (mi is an integer and i = 1, 2,..., k).

また、DVDでは必要開口数NA2がNA1よりも小さいため、第1〜4光束LB1〜LB4をすべて有効活用しなくてもよく、本実施の形態の光ピックアップ装置では、第1〜3光束LB1〜LB3内の光線が、前記前ピン位置においてほぼ波長λ2の整数倍niλ1(niは整数でi=1、2、…、k)の波面収差を有する。第4光束LB4はDVDの場合不要光であり、光ディスクの記録面上ではメインのスポット光から間隔をおいた場所にフレアーとして照射する。このフレアーはメインスポット光に対して十分に小さいので、絞り8をDVDよりも高密度・大容量の次世代光ディスクの必要開口数相当にしておくだけで、絞り8の開口数を変える手段を必要とせすにDVD再生が可能となる。勿論、DVD使用時に第4光束LB4を遮蔽する機能を持つ絞り8を用いてもよい。   Further, since the required numerical aperture NA2 is smaller than NA1 in DVD, it is not necessary to effectively use all of the first to fourth light beams LB1 to LB4. In the optical pickup device of the present embodiment, the first to third light beams LB1 to LB1 are not necessary. The light beam in the LB3 has a wavefront aberration of approximately the integral multiple niλ1 (ni is an integer, i = 1, 2,..., K) of the wavelength λ2 at the front pin position. The fourth light beam LB4 is unnecessary light in the case of DVD, and is irradiated as a flare on a recording surface of the optical disc at a position spaced from the main spot light. Since this flare is sufficiently small with respect to the main spot light, a means for changing the numerical aperture of the diaphragm 8 is required only by making the diaphragm 8 equivalent to the required numerical aperture of a next-generation optical disk having a higher density and larger capacity than DVD. DVD playback is possible. Of course, a diaphragm 8 having a function of shielding the fourth light beam LB4 when using a DVD may be used.

従って本実施例の光ピックアップ装置は、4つの分割面b1〜b4を設けてはいるが、従来技術の対物レンズと異なり、各ディスクにおいて焦点位置を複数持たないので、スポット光量損失を少なくできる。そして、各光ディスク使用時において必要開口数内の光線の波面収差をほぼ波長整数倍としており、必要開口数内を通った光束が互いに干渉して強め合うためスポット光の中心強度を高め、結果として光ディスクから充分な反射光量が得られ、互換性のある光ピックアップ装置として安定した動作が可能となる。   Therefore, although the optical pickup device of the present embodiment is provided with four divided surfaces b1 to b4, unlike the objective lens of the prior art, each disk does not have a plurality of focal positions, so that it is possible to reduce the spot light amount loss. And, when using each optical disk, the wavefront aberration of the light beam within the required numerical aperture is made an integer multiple of the wavelength, and the light beams that have passed through the required numerical aperture interfere with each other and strengthen each other. A sufficient amount of reflected light can be obtained from the optical disc, and a stable operation can be performed as a compatible optical pickup device.

なお、本実施例においては、対物レンズに4つの分割面を設けたが、基本的には3つの分割面となるような、入射光束を実質的に3つの光束に分割する3つの部分を有する面をもつ対物レンズを本発明の対物レンズに用いることもできる。たとえば、少なくとも1面に、光軸側からその外周に向かって順に、屈折作用により光源から出射された光束を複数の光束に分割する、少なくとも第1の部分、第2の部分及び第3の部分を有し、 その第1の部分及び第3の部分は、透明基板厚t1の第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように、光源からの光束をその情報記録面上に集光可能であり、また、その第1の部分及び第2の部分は、透明基板厚t2(t1<t2)の第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように、光源からの光束を情報記録面上に集光可能であるように構成された、良く知られた対物レンズである。   In the present embodiment, the objective lens is provided with four dividing surfaces, but basically has three portions for dividing the incident light beam into three light beams so as to form three dividing surfaces. An objective lens having a surface can also be used for the objective lens of the present invention. For example, at least a first portion, a second portion, and a third portion that divide a light beam emitted from a light source by refraction into a plurality of light beams in order from the optical axis side toward the outer periphery thereof on at least one surface The first part and the third part are from a light source so that information can be recorded on or reproduced from the information recording surface of the first optical information recording medium having a transparent substrate thickness t1. Of the first optical information recording surface of the second optical information recording medium having a transparent substrate thickness t2 (t1 <t2). This is a well-known objective lens configured to be able to collect a light beam from a light source on an information recording surface so that information can be recorded or reproduced.

以上述べた本実施の形態によれば、半導体レーザのモードホップに起因する球面収差の変動を効果的に補正できる光ピックアップ装置及び光学系、温度・湿度変化等に起因する対物レンズの球面収差の変動を効果的に補正できる光ピックアップ装置及び光学系、短波長レーザと高NA対物レンズとを備え、異なる光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行える光ピックアップ装置を提供することが出来る。なお、本発明は勿論、以上の実施の形態や種々の実施例に限定されるものではない。   According to the present embodiment described above, the optical pickup device and the optical system that can effectively correct the variation of the spherical aberration caused by the mode hop of the semiconductor laser, the spherical aberration of the objective lens caused by the temperature / humidity change, etc. An optical pickup device and an optical system capable of effectively correcting fluctuations, an optical pickup device including a short wavelength laser and a high NA objective lens and capable of recording or reproducing information on different optical information recording media can be provided. . Of course, the present invention is not limited to the above embodiment and various examples.

3 対物レンズ
4 正レンズ
5 負レンズ
6 対物レンズのアクチュエータ
7 負レンズのアクチュエータ
8 絞り
9 シリンドリカルレンズ
11 第1光源
12 第2光源
15 カップリングレンズ
16 凹レンズ
17 ホログラム
21 カップリングレンズ
41、42 光検出器
62 ビームスプリッタ
71、72 1/4波長板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Objective lens 4 Positive lens 5 Negative lens 6 Actuator of objective lens 7 Actuator of negative lens 8 Aperture 9 Cylindrical lens 11 1st light source 12 2nd light source 15 Coupling lens 16 Concave lens 17 Hologram 21 Coupling lens 41, 42 Photo detector 62 Beam splitter 71, 72 1/4 wavelength plate

Claims (134)

光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、
前記対物レンズは、少なくとも1枚のプラスチック材料からなるレンズを含み、
前記光源と前記対物レンズとの間に、温度−30℃〜+85℃、湿度5%〜90%の間の環境変化に対して、前記対物レンズの形状及び屈折率の少なくとも一方の変化および前記光源の発振波長変動により生じる、球面収差の変動を補正する手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
A condensing optical system including a light source, an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source on an information recording surface via a transparent substrate of the optical information recording medium, and reflected light from the optical information recording medium An optical pickup device having a photodetector for receiving light,
The objective lens includes at least one lens made of a plastic material,
A change in at least one of the shape and refractive index of the objective lens and the light source with respect to an environmental change between −30 ° C. to + 85 ° C. and a humidity of 5% to 90% between the light source and the objective lens. An optical pickup device provided with means for correcting fluctuations in spherical aberration caused by fluctuations in oscillation wavelength.
発振波長λの光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、
前記光源と前記対物レンズとの間に、球面収差の変動を補正する手段を設け、
前記球面収差の変動を補正する手段は、0.2λrmsまでの球面収差を0.07λrms以下に補正可能であることを特徴とする光ピックアップ装置。
A light source having an oscillation wavelength λ, a condensing optical system including an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source onto an information recording surface via a transparent substrate of the optical information recording medium, and the optical information recording medium An optical pickup device having a photodetector for receiving reflected light from
Provided between the light source and the objective lens is a means for correcting the variation of spherical aberration,
The optical pickup device characterized in that the means for correcting the fluctuation of the spherical aberration can correct the spherical aberration up to 0.2λrms to 0.07λrms or less.
前記球面収差の変動を補正する手段は、0.5λrmsまでの球面収差を0.07λrms以下に補正可能であることを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置。   3. The optical pickup device according to claim 2, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration can correct the spherical aberration up to 0.5λrms to 0.07λrms or less. 光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、
前記光源と前記対物レンズとの間に、前記対物レンズで発生する球面収差の変動を補正する手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
A condensing optical system including a light source, an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source on an information recording surface via a transparent substrate of the optical information recording medium, and reflected light from the optical information recording medium An optical pickup device having a photodetector for receiving light,
An optical pickup device comprising means for correcting a variation in spherical aberration generated in the objective lens between the light source and the objective lens.
光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、
前記光源と前記対物レンズとの間に、前記光源の発振波長の微小変動に起因して前記対物レンズで発生する球面収差の変動を補正する手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
A condensing optical system including a light source, an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source on an information recording surface via a transparent substrate of the optical information recording medium, and reflected light from the optical information recording medium An optical pickup device having a photodetector for receiving light,
An optical pickup device comprising means for correcting a variation in spherical aberration generated in the objective lens due to a minute variation in the oscillation wavelength of the light source between the light source and the objective lens.
光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、
前記光源と前記対物レンズとの間に、温湿度変化に起因して前記集光光学系で発生する球面収差の変動を補正する手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
A condensing optical system including a light source, an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source on an information recording surface via a transparent substrate of the optical information recording medium, and reflected light from the optical information recording medium An optical pickup device having a photodetector for receiving light,
An optical pickup device comprising means for correcting a variation in spherical aberration generated in the condensing optical system due to a change in temperature and humidity between the light source and the objective lens.
光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、
前記光源と前記対物レンズとの間に、前記光源の発振波長の微小変動及び温湿度変化に起因して前記集光光学系で発生する球面収差の変動を補正する手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
A condensing optical system including a light source, an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source on an information recording surface via a transparent substrate of the optical information recording medium, and reflected light from the optical information recording medium An optical pickup device having a photodetector for receiving light,
Means is provided between the light source and the objective lens for correcting a variation in spherical aberration generated in the condensing optical system due to a minute variation in oscillation wavelength of the light source and a change in temperature and humidity. An optical pickup device.
前記球面収差の変動を補正する手段は、少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズとを含み、少なくともその一方は光軸方向に変移可能な可動要素となっていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The means for correcting the variation of the spherical aberration includes at least one positive lens and at least one negative lens, at least one of which is a movable element that can be displaced in the optical axis direction. The optical pickup device according to claim 1. 前記球面収差の変動を補正する手段は、1枚の正レンズを含み正の屈折力を有する正レンズ群と、1枚の負レンズを含み負の屈折力を有する負レンズ群とを有し、少なくともその一方のレンズ群は光軸方向に変移可能な可動要素となっていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The means for correcting the variation of the spherical aberration includes a positive lens group including one positive lens and having a positive refractive power, and a negative lens group including one negative lens and having a negative refractive power, 8. The optical pickup device according to claim 1, wherein at least one of the lens groups is a movable element capable of shifting in the optical axis direction. 前記球面収差の変動を補正する手段は、次式を満たすことを特徴とする請求項8に記載の光ピックアップ装置。
νdP>νdN
ただし、
νdP:前記正レンズを含む全正レンズのd線のアッベ数の平均
νdN:前記負レンズを含む全負レンズのd線のアッベ数の平均
9. The optical pickup device according to claim 8, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration satisfies the following expression.
νdP> νdN
However,
νdP: average d-line Abbe number of all positive lenses including the positive lens νdN: average d-line Abbe number of all negative lenses including the negative lens
前記球面収差の変動を補正する手段は、次式を満たすことを特徴とする請求項9に記載の光ピックアップ装置。
νdP>νdN
ただし、
νdP:前記正レンズを含む全正レンズのd線のアッベ数の平均
νdN:前記負レンズを含む全負レンズのd線のアッベ数の平均
The optical pickup device according to claim 9, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration satisfies the following expression.
νdP> νdN
However,
νdP: average d-line Abbe number of all positive lenses including the positive lens νdN: average d-line Abbe number of all negative lenses including the negative lens
前記νdPと前記νdNが次式を満たすことを特徴とする請求項10に記載の光ピックアップ装置。
νdP>55
νdN<35
The optical pickup apparatus according to claim 10, wherein the νdP and the νdN satisfy the following expression.
νdP> 55
νdN <35
前記νdPと前記νdNが次式を満たすことを特徴とする請求項11に記載の光ピックアップ装置。
νdP>55
νdN<35
The optical pickup apparatus according to claim 11, wherein the νdP and the νdN satisfy the following expression.
νdP> 55
νdN <35
前記球面収差の変動を補正する手段を、前記正レンズを含む正レンズ群と前記負レンズを含む負レンズ群とから構成した場合、次式が成立することを特徴とする請求項8、10又は12に記載の光ピックアップ装置。
Δd・│fP/fN│/Δνd≦0.05
ただし、
Δd:情報の記録又は再生が可能な任意の1つの光情報記録媒体の1つの情報記録面に対して情報の記録又は再生を行う際の前記可動要素の移動量(mm)
fP:前記正レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
Δνd:前記正レンズ群及び前記負レンズ群中、正レンズのアッベ数の最大値と負レンズのアッベ数の最小値との差
The following equation is established when the means for correcting the variation of the spherical aberration is constituted by a positive lens group including the positive lens and a negative lens group including the negative lens. 12. The optical pickup device according to 12.
Δd · | fP / fN | /Δνd≦0.05
However,
Δd: Amount of movement (mm) of the movable element when information is recorded or reproduced on one information recording surface of any one optical information recording medium capable of recording or reproducing information
fP: focal length (mm) of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length (mm) of the negative lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
Δνd: difference between the maximum Abbe number of the positive lens and the minimum Abbe number of the negative lens in the positive lens group and the negative lens group
前記球面収差の変動を補正する手段は、次式が成立することを特徴とする請求項9、11、又は13に記載の光ピックアップ装置。
Δd・│fP/fN│/Δνd≦0.05
ただし、
Δd:情報の記録又は再生が可能な任意の1つの光情報記録媒体の1つの情報記録面に対して情報の記録又は再生を行う際の前記可動要素の移動量(mm)
fP:前記正レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
Δνd:前記正レンズ群及び前記負レンズ群中、正レンズのアッベ数の最大値と負レンズのアッベ数の最小値との差
The optical pickup device according to claim 9, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration satisfies the following expression.
Δd · | fP / fN | /Δνd≦0.05
However,
Δd: Amount of movement (mm) of the movable element when information is recorded or reproduced on one information recording surface of any one optical information recording medium capable of recording or reproducing information
fP: focal length (mm) of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length (mm) of the negative lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
Δνd: difference between the maximum Abbe number of the positive lens and the minimum Abbe number of the negative lens in the positive lens group and the negative lens group
前記光ピックアップ装置は、少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能となっており、
前記球面収差の変動を補正する手段は、透明基板厚が互いに異なる少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して、それぞれの透明基板厚に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えることを特徴とする請求項8、10又は12に記載の光ピックアップ装置。
The optical pickup device can record and / or reproduce information with respect to at least two types of optical information recording media.
The means for correcting the variation of the spherical aberration changes the divergence of the light beam incident on the objective lens according to the thickness of each transparent substrate with respect to at least two types of optical information recording media having different transparent substrate thicknesses. The optical pickup device according to claim 8, 10 or 12.
前記光ピックアップ装置は、少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能となっており、
前記球面収差の変動を補正する手段は、透明基板厚が互いに異なる少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して、それぞれの透明基板厚に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えることを特徴とする請求項9、11、13乃至15のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
The optical pickup device can record and / or reproduce information with respect to at least two types of optical information recording media.
The means for correcting the variation of the spherical aberration changes the divergence of the light beam incident on the objective lens according to the thickness of each transparent substrate with respect to at least two types of optical information recording media having different transparent substrate thicknesses. 16. The optical pickup device according to claim 9, wherein the optical pickup device is any one of the above.
前記光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の表面側から順に透明基板と情報記録層とが複数積層された光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能となっており、
前記球面収差の変動を補正する手段は、それぞれの情報記録層にそれぞれ集光させる際にその情報記録層に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えることを特徴とする請求項8、10又は12に記載の光ピックアップ装置。
The optical pickup device is capable of recording and / or reproducing information with respect to an optical information recording medium in which a plurality of transparent substrates and information recording layers are laminated in order from the surface side of the optical information recording medium.
The means for correcting the fluctuation of the spherical aberration changes the divergence of the light beam incident on the objective lens according to the information recording layer when condensing each information recording layer. The optical pickup device according to 8, 10 or 12.
前記光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の表面側から順に透明基板と情報記録層とが複数積層された光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能となっており、
前記球面収差の変動を補正する手段は、それぞれの情報記録層にそれぞれ集光させる際にその情報記録層に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えることを特徴とする請求項9、11、13乃至15のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
The optical pickup device is capable of recording and / or reproducing information with respect to an optical information recording medium in which a plurality of transparent substrates and information recording layers are laminated in order from the surface side of the optical information recording medium.
The means for correcting the fluctuation of the spherical aberration changes the divergence of the light beam incident on the objective lens according to the information recording layer when condensing each information recording layer. The optical pickup device according to any one of 9, 11, 13 to 15.
前記2種類の光情報記録媒体の透明基板厚をそれぞれa、b(a<b)としたとき、前記透明基板厚aの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際には、前記透明基板厚bの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際よりも前記負レンズと前記正レンズの間隔を増加させることを特徴とする請求項16に記載の光ピックアップ装置。   When the transparent substrate thicknesses of the two types of optical information recording media are a and b (a <b), respectively, when information is recorded on or reproduced from the information recording surface of the optical information recording medium having the transparent substrate thickness a. The distance between the negative lens and the positive lens is increased as compared with the case where information is recorded on or reproduced from the information recording surface of the optical information recording medium having the transparent substrate thickness b. The optical pickup device described. 前記2種類の光情報記録媒体の透明基板厚をそれぞれa、b(a<b)としたとき、前記透明基板厚aの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際には、前記透明基板厚bの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際よりも前記負レンズ群と前記正レンズ群の間隔を増加させることを特徴とする請求項17に記載の光ピックアップ装置。   When the transparent substrate thicknesses of the two types of optical information recording media are a and b (a <b), respectively, when information is recorded on or reproduced from the information recording surface of the optical information recording medium having the transparent substrate thickness a. The method further comprises increasing the distance between the negative lens group and the positive lens group as compared to recording or reproducing information on the information recording surface of the optical information recording medium having the transparent substrate thickness b. 18. An optical pickup device according to item 17. 前記球面収差の変動を補正する手段を、前記正レンズを含む正レンズ群と前記負レンズを含む負レンズ群とから構成した場合、次式を満たすことを特徴とする請求項16、18又は20に記載の光ピックアップ装置。
|fP/fN|≧1.3
ただし、
fP:前記正レンズ群の焦点距離(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(ただし、前記負レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
21. When the means for correcting the variation of the spherical aberration is composed of a positive lens group including the positive lens and a negative lens group including the negative lens, the following expression is satisfied: The optical pickup device described in 1.
| FP / fN | ≧ 1.3
However,
fP: focal length of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length of the negative lens group (however, when the negative lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
次式を満たすことを特徴とする請求項17、19又は21に記載の光ピックアップ装置。
|fP/fN|≧1.3
ただし、
fP:前記正レンズ群の焦点距離(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(ただし、前記負レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
The optical pickup device according to claim 17, 19 or 21, wherein the following expression is satisfied.
| FP / fN | ≧ 1.3
However,
fP: focal length of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length of the negative lens group (however, when the negative lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
球面収差の変動に応じて前記可動要素を光軸に沿って変移させる変移装置を有することを特徴とする請求項8乃至23のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   24. The optical pickup device according to claim 8, further comprising a shift device that shifts the movable element along an optical axis in accordance with a change in spherical aberration. 前記可動要素は、比重2.0以下の材料から形成されていることを特徴とする請求項8乃至24のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to any one of claims 8 to 24, wherein the movable element is made of a material having a specific gravity of 2.0 or less. 前記正レンズ及び前記負レンズの少なくとも一方は、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項8乃至25のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   26. The optical pickup device according to claim 8, wherein at least one of the positive lens and the negative lens is made of a plastic material. 前記可動要素は、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項8乃至25のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   26. The optical pickup device according to claim 8, wherein the movable element is made of a plastic material. 前記正レンズ及び前記負レンズの少なくとも一方は、少なくとも一方の面に非球面を有することを特徴とする請求項8乃至27のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to any one of claims 8 to 27, wherein at least one of the positive lens and the negative lens has an aspheric surface on at least one surface. 前記可動要素の少なくとも1面に非球面を有することを特徴とする請求項27に記載の光ピックアップ装置。   28. The optical pickup device according to claim 27, wherein at least one surface of the movable element has an aspheric surface. 前記球面収差の変動を補正する手段は、飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする請求項8乃至29のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   30. The optical pickup device according to claim 8, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration is made of a material having a saturated water absorption rate of 0.5% or less. 前記球面収差の変動を補正する手段は、前記光源の発振波長の光に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする請求項8乃至30のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The means for correcting the fluctuation of the spherical aberration is formed of a material having an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to light having an oscillation wavelength of the light source. 30. The optical pickup device according to any one of 30. 前記球面収差の変動を補正する手段は、前記1枚の正レンズと前記1枚の負レンズとから構成されたことを特徴とする請求項8乃至31のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to any one of claims 8 to 31, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration includes the one positive lens and the one negative lens. 前記球面収差の変動を補正する手段は、輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を含むことを特徴とする請求項8乃至32のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to any one of claims 8 to 32, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration includes an optical element having a diffractive surface having an annular diffractive structure. 前記球面収差の変動を補正する手段は、屈折率分布変化が可能な素子を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   8. The optical pickup device according to claim 1, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration includes an element capable of changing a refractive index distribution. 光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させるための対物レンズを含む集光光学系と、前記光情報記録媒体からの反射光を受光するための光検出器とを有する光ピックアップ装置であって、
前記光源と前記対物レンズとの間に、前記対物レンズで発生する球面収差の変動と前記対物レンズで発生する軸上色収差とを補正する手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
A condensing optical system including a light source, an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source on an information recording surface via a transparent substrate of the optical information recording medium, and reflected light from the optical information recording medium An optical pickup device having a photodetector for receiving light,
An optical pickup device comprising means for correcting a variation in spherical aberration generated in the objective lens and an axial chromatic aberration generated in the objective lens between the light source and the objective lens.
前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズとを含み、少なくともその一方は光軸方向に変移可能な可動要素となっていることを特徴とする請求項35に記載の光ピックアップ装置。   The means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration includes at least one positive lens and at least one negative lens, at least one of which is a movable element that can be displaced in the optical axis direction. 36. The optical pickup device according to claim 35, wherein: 前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、1枚の正レンズを含み正の屈折力を有する正レンズ群と、1枚の負レンズを含み負の屈折力を有する負レンズ群とを有し、少なくともその一方のレンズ群は光軸方向に変移可能な可動要素となっていることを特徴とする請求項35に記載の光ピックアップ装置。   The means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration includes a positive lens group including one positive lens and having positive refractive power, and a negative lens including one negative lens and having negative refractive power. 36. The optical pickup device according to claim 35, wherein at least one of the lens groups is a movable element that is movable in the optical axis direction. 前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、次式を満たすことを特徴とする請求項36に記載の光ピックアップ装置。
νdP>νdN
ただし、
νdP:前記正レンズを含む全正レンズのd線のアッベ数の平均
νdN:前記負レンズを含む全負レンズのd線のアッベ数の平均
The optical pickup device according to claim 36, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration satisfy the following equation.
νdP> νdN
However,
νdP: average d-line Abbe number of all positive lenses including the positive lens νdN: average d-line Abbe number of all negative lenses including the negative lens
前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、次式を満たすことを特徴とする請求項37に記載の光ピックアップ装置。
νdP>νdN
ただし、
νdP:前記正レンズを含む全正レンズのd線のアッベ数の平均
νdN:前記負レンズを含む全負レンズのd線のアッベ数の平均
The optical pickup device according to claim 37, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration satisfy the following equation.
νdP> νdN
However,
νdP: average d-line Abbe number of all positive lenses including the positive lens νdN: average d-line Abbe number of all negative lenses including the negative lens
前記νdPと前記νdNが次式を満たすことを特徴とする請求項38に記載の光ピックアップ装置。
νdP>55
νdN<35
The optical pickup device according to claim 38, wherein the νdP and the νdN satisfy the following expression.
νdP> 55
νdN <35
前記νdPと前記νdNが次式を満たすことを特徴とする
請求項39〔21〕に記載の光ピックアップ装置。
νdP>55
νdN<35
40. The optical pickup device according to claim 39, wherein the νdP and the νdN satisfy the following expression.
νdP> 55
νdN <35
前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を、前記正レンズを含む正レンズ群と前記負レンズを含む負レンズ群とから構成した場合、次式が成立することを特徴とする請求項36、38又は40に記載の光ピックアップ装置。
Δd・│fP/fN│/Δνd≦0.05
ただし、
Δd:情報の記録又は再生が可能な任意の1つの光情報記録媒体の1つの情報記録面に対して情報の記録又は再生を行う際の前記〔球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段の〕可動要素の移動量(mm)
fP:前記正レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
Δνd:前記正レンズ群及び前記負レンズ群中、正レンズのアッベ数の最大値と負レンズのアッベ数の最小値との差
When the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration is constituted by a positive lens group including the positive lens and a negative lens group including the negative lens, the following expression is satisfied. 41. The optical pickup device according to claim 36, 38 or 40.
Δd · | fP / fN | /Δνd≦0.05
However,
Δd: [Spherical aberration variation and axial chromatic aberration are corrected when information is recorded or reproduced on one information recording surface of an arbitrary optical information recording medium capable of recording or reproducing information. Movement amount of movable element (mm)
fP: focal length (mm) of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length (mm) of the negative lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
Δνd: difference between the maximum Abbe number of the positive lens and the minimum Abbe number of the negative lens in the positive lens group and the negative lens group
前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、次式が成立することを特徴とする請求項37、39又は41に記載の光ピックアップ装置。
Δd・│fP/fN│/Δνd≦0.05
ただし、
Δd:情報の記録又は再生が可能な任意の1つの光情報記録媒体の1つの情報記録面に対して情報の記録又は再生を行う際の前記可動要素の移動量(mm)
fP:前記正レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
Δνd:前記正レンズ群及び前記負レンズ群中、正レンズのアッベ数の最大値と負レンズのアッベ数の最小値との差
42. The optical pickup device according to claim 37, 39, or 41, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration satisfies the following expression.
Δd · | fP / fN | /Δνd≦0.05
However,
Δd: Amount of movement (mm) of the movable element when information is recorded or reproduced on one information recording surface of any one optical information recording medium capable of recording or reproducing information
fP: focal length (mm) of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length (mm) of the negative lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
Δνd: difference between the maximum Abbe number of the positive lens and the minimum Abbe number of the negative lens in the positive lens group and the negative lens group
前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を、前記正レンズを含む正レンズ群と前記負レンズを含む負レンズ群とから構成した場合、次式が成立することを特徴とする請求項36、38又は40に記載の光ピックアップ装置。
Δd・│fP/fN│≦0.50
ただし、
Δd:情報の記録又は再生が可能な任意の1つの光情報記録媒体の1つの情報記録面に対して情報の記録又は再生を行う際の前記可動要素の移動量(mm)
fP:前記正レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
Δνd:前記正レンズ群及び前記負レンズ群中、正レンズのアッベ数の最大値と負レンズのアッベ数の最小値との差
When the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration is constituted by a positive lens group including the positive lens and a negative lens group including the negative lens, the following expression is satisfied. 41. The optical pickup device according to claim 36, 38 or 40.
Δd · │fP / fN│ ≦ 0.50
However,
Δd: Amount of movement (mm) of the movable element when information is recorded or reproduced on one information recording surface of any one optical information recording medium capable of recording or reproducing information
fP: focal length (mm) of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length (mm) of the negative lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
Δνd: difference between the maximum Abbe number of the positive lens and the minimum Abbe number of the negative lens in the positive lens group and the negative lens group
前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、次式が成立することを特徴とする請求項37、39、41乃至43のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
Δd・│fP/fN│≦0.50
ただし、
Δd:情報の記録又は再生が可能な任意の1つの光情報記録媒体の1つの情報記録面に対して情報の記録又は再生を行う際の前記可動要素の移動量(mm)
fP:前記正レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(mm)(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
Δνd:前記正レンズ群及び前記負レンズ群中、正レンズのアッベ数の最大値と負レンズのアッベ数の最小値との差
The optical pickup device according to any one of claims 37, 39, 41 to 43, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration satisfies the following expression.
Δd · │fP / fN│ ≦ 0.50
However,
Δd: Amount of movement (mm) of the movable element when information is recorded or reproduced on one information recording surface of any one optical information recording medium capable of recording or reproducing information
fP: focal length (mm) of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length (mm) of the negative lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
Δνd: difference between the maximum Abbe number of the positive lens and the minimum Abbe number of the negative lens in the positive lens group and the negative lens group
前記光ピックアップ装置は、少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して情報を記録及び/又は再生可能となっており、
前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、透明基板厚が互いに異なる少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して、それぞれの透明基板厚に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えることを特徴とする請求項36、38又は40に記載の光ピックアップ装置。
The optical pickup device can record and / or reproduce information on at least two types of optical information recording media,
The means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration is incident on the objective lens according to the thickness of each transparent substrate with respect to at least two types of optical information recording media having different transparent substrate thicknesses. 41. The optical pickup device according to claim 36, 38 or 40, wherein the divergence of the light beam is changed.
前記光ピックアップ装置は、少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して情報を記録及び/又は再生可能となっており、
前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、透明基板厚が互いに異なる少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して、それぞれの透明基板厚に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えることを特徴とする請求項37、39、41乃至45のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
The optical pickup device can record and / or reproduce information on at least two types of optical information recording media,
The means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration is incident on the objective lens according to the thickness of each transparent substrate with respect to at least two types of optical information recording media having different transparent substrate thicknesses. The optical pickup device according to any one of claims 37, 39, 41 to 45, wherein the divergence of the light beam is changed.
前記光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の表面側から順に透明基板と情報記録層とが複数積層された光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能となっており、
前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、それぞれの情報記録層にそれぞれ集光させる際にその情報記録層に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えることを特徴とする請求項36、38、又は40に記載の光ピックアップ装置。
The optical pickup device is capable of recording and / or reproducing information with respect to an optical information recording medium in which a plurality of transparent substrates and information recording layers are laminated in order from the surface side of the optical information recording medium.
The means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration changes the divergence of the light beam incident on the objective lens according to the information recording layer when condensing each information recording layer. 41. The optical pickup device according to claim 36, 38, or 40.
前記光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の表面側から順に透明基板と情報記録層とが複数積層された光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能となっており、
前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、それぞれの情報記録層にそれぞれ集光させる際にその情報記録層に応じて、前記対物レンズに入射する光束の発散度を変えることを特徴とする請求項37、39、41乃至45のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
The optical pickup device is capable of recording and / or reproducing information with respect to an optical information recording medium in which a plurality of transparent substrates and information recording layers are laminated in order from the surface side of the optical information recording medium.
The means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration changes the divergence of the light beam incident on the objective lens according to the information recording layer when condensing each information recording layer. 46. The optical pickup device according to any one of claims 37, 39, 41 to 45.
前記2種類の光情報記録媒体の透明基板厚をそれぞれa、b(a<b)としたとき、前記透明基板厚aの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際には、前記透明基板厚bの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際よりも前記負レンズと前記正レンズの間隔を増加させることを特徴とする請求項46に記載の光ピックアップ装置。   When the transparent substrate thicknesses of the two types of optical information recording media are a and b (a <b), respectively, when information is recorded on or reproduced from the information recording surface of the optical information recording medium having the transparent substrate thickness a. 46. The method according to claim 46, wherein the distance between the negative lens and the positive lens is increased as compared with the case where information is recorded on or reproduced from the information recording surface of the optical information recording medium having the transparent substrate thickness b. The optical pickup device described. 前記2種類の光情報記録媒体の透明基板厚をそれぞれa、b(a<b)としたとき、前記透明基板厚aの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際には、前記透明基板厚bの光情報記録媒体の情報記録面に対して情報を記録又は再生する際よりも前記負レンズ群と前記正レンズ群の間隔を増加させることを特徴とする請求項47に記載の光ピックアップ装置。   When the transparent substrate thicknesses of the two types of optical information recording media are a and b (a <b), respectively, when information is recorded on or reproduced from the information recording surface of the optical information recording medium having the transparent substrate thickness a. The method further comprises increasing the distance between the negative lens group and the positive lens group as compared to recording or reproducing information on the information recording surface of the optical information recording medium having the transparent substrate thickness b. 47. An optical pickup device according to 47. 前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段を、前記正レンズを含む正レンズ群と前記負レンズを含む負レンズ群とから構成した場合、次式を満たすことを特徴とする請求項46、48又は50に記載の光ピックアップ装置。
|fP/fN|≧1.3
ただし、
fP:前記正レンズ群の焦点距離(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(ただし、前記負レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
When the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration is composed of a positive lens group including the positive lens and a negative lens group including the negative lens, the following expression is satisfied: Item 46. The optical pickup device according to Item 46, 48 or 50.
| FP / fN | ≧ 1.3
However,
fP: focal length of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length of the negative lens group (however, when the negative lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
次式を満たすことを特徴とする請求項47、49又は51に記載の光ピックアップ装置。
|fP/fN|≧1.3
ただし、
fP:前記正レンズ群の焦点距離(ただし、前記正レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
fN:前記負レンズ群の焦点距離(ただし、前記負レンズ群に回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
52. The optical pickup device according to claim 47, 49 or 51, wherein:
| FP / fN | ≧ 1.3
However,
fP: focal length of the positive lens group (however, when the positive lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
fN: focal length of the negative lens group (however, when the negative lens group is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
球面収差の変動に応じて前記可動要素を光軸に沿って変移させる変移装置を有することを特徴とする請求項36乃至53のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   54. The optical pickup device according to claim 36, further comprising a shift device that shifts the movable element along the optical axis in accordance with a change in spherical aberration. 前記可動要素は、比重2.0以下の材料から形成されていることを特徴とする請求項36乃至54のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   55. The optical pickup device according to claim 36, wherein the movable element is made of a material having a specific gravity of 2.0 or less. 前記正レンズ及び前記負レンズの少なくとも一方は、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項36乃至55のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to any one of claims 36 to 55, wherein at least one of the positive lens and the negative lens is formed of a plastic material. 前記可動要素は、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項36乃至55のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   56. The optical pickup device according to claim 36, wherein the movable element is made of a plastic material. 前記正レンズ及び前記負レンズの少なくとも一方は、少なくとも一方の面に非球面を有することを特徴とする請求項36乃至57のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   58. The optical pickup device according to claim 36, wherein at least one of the positive lens and the negative lens has an aspheric surface on at least one surface. 前記可動要素の少なくとも1面に非球面を有することを特徴とする請求項57に記載の光ピックアップ装置。   58. The optical pickup device according to claim 57, wherein at least one surface of the movable element has an aspheric surface. 前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする請求項36乃至59のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration is formed of a material having a saturated water absorption of 0.5% or less. Optical pickup device. 前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、前記光源の発振波長の光に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする請求項36乃至60のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration is made of a material having an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to light having an oscillation wavelength of the light source. The optical pickup device according to any one of claims 36 to 60. 前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、前記1枚の正レンズと前記1枚の負レンズとから構成されたことを特徴とする請求項36乃至61のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration is composed of the one positive lens and the one negative lens. Optical pickup device. 前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を含むことを特徴とする請求項36乃至62のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The light according to any one of claims 36 to 62, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration includes an optical element having a diffractive surface having an annular diffractive structure. Pickup device. 前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、屈折率分布変化が可能な素子を有することを特徴とする請求項35に記載の光ピックアップ装置。   36. The optical pickup device according to claim 35, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration includes an element capable of changing a refractive index distribution. 前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、前記対物レンズの軸上色収差を補正する機能を備えたカップリングレンズを有することを特徴とする請求項64に記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 64, wherein the means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration includes a coupling lens having a function of correcting the axial chromatic aberration of the objective lens. . 輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を有することを特徴とする請求項1乃至65のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   66. The optical pickup device according to claim 1, further comprising an optical element having a diffractive surface having an annular diffractive structure. 前記対物レンズが前記光学素子であることを特徴とする請求項66に記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 66, wherein the objective lens is the optical element. 前記対物レンズは、少なくとも1面が非球面の単玉対物レンズであって、次式を満たすことを特徴とする請求項67に記載の光ピックアップ装置。
5.0≦fD/f≦40.0
ただし、
fD:前記対物レンズの前記回折構造をΦb=b+b+b+………により定義される光路差関数で表した(ここで、hは光軸からの高さ(mm)であり、b、b、b、………は2次、4次、6次、………の光路差関数係数である)とき、fD=1/(−2・b)により定義される、前記対物レンズの前記回折構造のみによる前記光源の発振波長における焦点距離
f:前記対物レンズの屈折パワーと前記対物レンズの前記回折構造による回折パワーとを合わせた前記対物レンズ全体の前記光源の発振波長における焦点距離
The optical pickup device according to claim 67, wherein the objective lens is a single objective lens having at least one aspheric surface and satisfies the following expression.
5.0 ≦ fD / f ≦ 40.0
However,
fD: The diffractive structure of the objective lens is represented by an optical path difference function defined by Φb = b 2 h 2 + b 4 h 4 + b 6 h 6 +... (where h is a height from the optical axis) a (mm), b 2, b 4, b 6, ......... 2, fourth, sixth, an optical path difference function coefficients of .........) time, fD = 1 / (- 2 · b 2 ) The focal length at the oscillation wavelength of the light source defined by only the diffractive structure of the objective lens. F: The objective lens combining the refractive power of the objective lens and the diffractive power of the diffractive structure of the objective lens. Focal length at the oscillation wavelength of the whole light source
前記回折構造は、その回折構造によって発生する回折光のうち、他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きい回折光量のn次回折光(ここで、nは、−1、0及び+1以外の整数)を発生するよう構成されており、前記光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生のために、前記n次回折光を前記光情報記録媒体の情報記録面に集光可能であることを特徴とする請求項33、63、66乃至68のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The diffractive structure is an n-order diffracted light beam having a diffracted light amount larger than the diffracted light amount of any other order of diffracted light generated by the diffractive structure (where n is other than -1, 0 and +1) In order to record and / or reproduce information on the optical information recording medium, the n-th order diffracted light can be condensed on the information recording surface of the optical information recording medium. 69. The optical pickup device according to claim 33, wherein the optical pickup device is provided. 輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を有するとともに、前記球面収差の変動を補正する手段は、前記正レンズを含む全正レンズのそれぞれのアッベ数が70.0以下、あるいは、前記負レンズを含む全負レンズのそれぞれのアッベ数が40.0以上であることを特徴とする請求項8乃至33のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The optical element having a diffractive surface having a ring-shaped diffractive structure, and the means for correcting the variation of the spherical aberration has an Abbe number of 70.0 or less for all positive lenses including the positive lens, or 34. The optical pickup device according to claim 8, wherein an Abbe number of each of all negative lenses including the negative lens is 40.0 or more. 輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を有するとともに、前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、前記正レンズを含む全正レンズのそれぞれのアッベ数が70.0以下、あるいは、前記負レンズを含む全負レンズのそれぞれのアッベ数が40.0以上であることを特徴とする請求項36乃至63のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The means for correcting the variation of the spherical aberration and the axial chromatic aberration has an optical element having a diffractive surface having an annular diffractive structure, and the Abbe number of each of the positive lenses including the positive lens is 70. 64. The optical pickup device according to claim 36, wherein the Abbe number of each of all negative lenses including the negative lens is 40.0 or more. 前記球面収差の変動を補正する手段は、前記光源の発振波長における近軸パワーをP1とし、前記発振波長より10nm短い波長における近軸パワーをP2とし、前記発振波長より10nm長い波長における近軸パワーをP3としたとき、次式を満足することを特徴とする請求項70に記載の光ピックアップ装置。
P2<P1<P3
The means for correcting the variation of the spherical aberration is such that the paraxial power at the oscillation wavelength of the light source is P1, the paraxial power at a wavelength 10 nm shorter than the oscillation wavelength is P2, and the paraxial power at a wavelength 10 nm longer than the oscillation wavelength. 71. The optical pickup device according to claim 70, wherein the following expression is satisfied when is set to P3.
P2 <P1 <P3
前記球面収差の変動と前記軸上色収差とを補正する手段は、前記光源の発振波長における近軸パワーをP1とし、前記発振波長より10nm短い波長における近軸パワーをP2とし、前記発振波長より10nm長い波長における近軸パワーをP3としたとき、次式を満足することを特徴とする請求項71に記載の光ピックアップ装置。
P2<P1<P3
The means for correcting the variation of the spherical aberration and the longitudinal chromatic aberration is P1 as the paraxial power at the oscillation wavelength of the light source, P2 as the paraxial power at a wavelength 10 nm shorter than the oscillation wavelength, and 10 nm from the oscillation wavelength. 72. The optical pickup device according to claim 71, wherein the following expression is satisfied when a paraxial power at a long wavelength is P3.
P2 <P1 <P3
前記回折面は、前記光源の発振波長の微小変動に対して、前記対物レンズで発生する軸上色収差を抑制する機能を有することを特徴とする請求項33、63、66乃至73のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The diffractive surface has a function of suppressing axial chromatic aberration generated in the objective lens against minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source. The optical pickup device described. 前記回折面は、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、前記対物レンズのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有することを特徴とする請求項33、63、66乃至74のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The diffractive surface has a wavelength characteristic such that when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward the long wavelength side, the back focus of the objective lens is shortened. The optical pickup device according to any one of the above. 前記回折面は、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、前記対物レンズの球面収差が補正不足となるような方向に変化する球面収差特性を有することを特徴とする請求項33、63、66乃至75のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The diffractive surface has a spherical aberration characteristic that changes in a direction in which the spherical aberration of the objective lens is under-corrected when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward the long wavelength side. 33. An optical pickup device according to any one of 33, 63, 66 to 75. 前記光源は、発振波長λ1の光源と発振波長λ2(λ1<λ2)の光源との少なくとも2つの光源を有し、
前記集光光学系は、前記発振波長λ1の光源からの第1の光束を、透明基板厚t1の第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ1rms以下の状態で集光でき、前記発振波長λ2の光源から出射された第2の光束を、透明基板厚t2(t1≦t2)の第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ2rms以下の状態で集光できることを特徴とする請求項1乃至65のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
The light source includes at least two light sources, a light source having an oscillation wavelength λ1 and a light source having an oscillation wavelength λ2 (λ1 <λ2),
The condensing optical system transmits the first light beam from the light source having the oscillation wavelength λ1 to the information recording surface of the first optical information recording medium having the transparent substrate thickness t1 for recording or reproducing information. The second light beam that can be condensed with a wavefront aberration of 0.07λ1 rms or less within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens, and the second light beam emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 has a transparent substrate thickness t2 (t1 ≦ t2). Condensing light with a wavefront aberration of 0.07λ2 rms or less within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for recording or reproducing information on the information recording surface of the second optical information recording medium An optical pickup device according to any one of claims 1 to 65.
輪帯状の回折構造を有する回折面を備えた光学素子を有することを特徴とする請求項77に記載の光ピックアップ装置。   78. The optical pickup device according to claim 77, comprising an optical element having a diffractive surface having an annular diffractive structure. 前記光学素子の前記回折面は、前記発振波長λ1の光源から出射された前記第1の光束を、透明基板厚t1の第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ1rms以下の状態で集光でき、前記発振波長λ2(λ1<λ2)の光源から出射された前記第2の光束を、透明基板厚t2(t1≦t2)の第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ2rms以下の状態で集光できるような波長特性を有することを特徴とする請求項78に記載の光ピックアップ装置。   The diffractive surface of the optical element records the first light beam emitted from the light source having the oscillation wavelength λ1 on the information recording surface of the first optical information recording medium having the transparent substrate thickness t1, or The second light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 (λ1 <λ2) can be collected within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for reproduction with a wavefront aberration of 0.07λ1 rms or less. With respect to the information recording surface of the second optical information recording medium having the transparent substrate thickness t2 (t1 ≦ t2), the wavefront aberration is 0. 0 within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for recording or reproducing information. 79. The optical pickup device according to claim 78, wherein the optical pickup device has a wavelength characteristic capable of condensing light in a state of 07λ2 rms or less. 前記第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して、前記発振波長λ1の光源から出射された前記第1の光束による情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数をNA1とし、前記第2の情報記録媒体の情報記録面に対して、前記発振波長λ2の光源から出射された前記第2の光束による情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数をNA2(NA1>NA2)としたとき、
前記光学素子の前記回折面は、前記発振波長λ2の光源から出射された前記第2の光束を、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して前記NA1内で波面収差0.07λ2rms以上の状態で集光させることを特徴とする請求項79に記載の光ピックアップ装置。
A predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for recording or reproducing information by the first light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ1 with respect to the information recording surface of the first optical information recording medium NA1 and the information recording surface of the second information recording medium on the image side of the objective lens necessary for recording or reproducing information by the second light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2. When the predetermined numerical aperture is NA2 (NA1> NA2),
The diffraction surface of the optical element causes the second light beam emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 to have a wavefront aberration of 0.07λ2 rms within the NA1 with respect to the information recording surface of the second optical information recording medium. The optical pickup device according to claim 79, wherein the light is condensed in the above state.
前記対物レンズが前記光学素子であることを特徴とする請求項78乃至80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 78, wherein the objective lens is the optical element. 前記対物レンズは、少なくとも1面が非球面の単玉対物レンズであって、次式を満たすことを特徴とする請求項81に記載の光ピックアップ装置。
0.5≦(f1/νd)・fD1≦10.0
ただし、
f1:前記対物レンズの屈折パワーと前記対物レンズの前記回折構造による回折パワーとを合わせた前記対物レンズ全体の前記発振波長λ1における焦点距離(mm)
νd:前記対物レンズのd線のアッベ数
fD1:前記対物レンズの前記回折構造をΦb=b+b+b+………により定義される光路差関数で表した(ここで、hは光軸からの高さ(mm)であり、b、b、b、………は2次、4次、6次、………の光路差関数係数である)とき、fD=1/(−2・b)により定義される、前記対物レンズの前記回折構造のみによる前記発振波長λ1における焦点距離(mm)
The optical pickup device according to claim 81, wherein the objective lens is a single objective lens having at least one aspheric surface and satisfies the following expression.
0.5 ≦ (f1 / νd) · fD1 ≦ 10.0
However,
f1: Focal length (mm) of the entire objective lens at the oscillation wavelength λ1, which is obtained by combining the refractive power of the objective lens and the diffraction power of the objective lens by the diffraction structure
νd: d-line Abbe number of the objective lens fD1: the diffraction structure of the objective lens is represented by an optical path difference function defined by Φb = b 2 h 2 + b 4 h 4 + b 6 h 6 +. Here, h is a height (mm) from the optical axis, and b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, sixth-order,. Where fD = 1 / (− 2 · b 2 ), focal length (mm) at the oscillation wavelength λ1 due to only the diffractive structure of the objective lens
前記対物レンズは、少なくとも1面が非球面の単玉対物レンズであって、次式を満たすことを特徴とする請求項81に記載の光ピックアップ装置。
−25.0≦(b/λ1)≦0.0
ただし、
:前記対物レンズの前記回折構造をΦb=b+b+b+………により定義される光路差関数で表した(ここで、hは光軸からの高さ(mm)であり、b、b、b、………は2次、4次、6次、………の光路差関数係数である)ときのその2次の光路差関数係数
λ1:前記発振波長λ1(mm)
The optical pickup device according to claim 81, wherein the objective lens is a single objective lens having at least one aspheric surface and satisfies the following expression.
-25.0 ≦ (b 2 /λ1)≦0.0
However,
b 2 : The diffractive structure of the objective lens is represented by an optical path difference function defined by Φb = b 2 h 2 + b 4 h 4 + b 6 h 6 +... (where h is a height from the optical axis) is a (mm), b 2, b 4, b 6, ......... secondary, fourth, sixth, an optical path difference function coefficients of .........) Part 2 order optical path difference function coefficient when λ1: the oscillation wavelength λ1 (mm)
前記回折面は、前記光源の発振波長の微小変動に対して、前記対物レンズで発生する軸上色収差を補正する機能を有することを特徴とする請求項78乃至83のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   84. The optical pickup according to claim 78, wherein the diffractive surface has a function of correcting axial chromatic aberration generated in the objective lens with respect to minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source. apparatus. 前記回折面は、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、前記対物レンズのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有することを特徴とする請求項78乃至84のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   85. The diffractive surface has a wavelength characteristic such that a back focus of the objective lens is shortened when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward a long wavelength side. The optical pickup device described. 前記回折面は、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、前記対物レンズの球面収差が補正不足となるような方向に変化する球面収差特性を有することを特徴とする請求項78乃至85のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The diffractive surface has a spherical aberration characteristic that changes in a direction in which the spherical aberration of the objective lens is under-corrected when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward the long wavelength side. The optical pickup device according to any one of 78 to 85. 前記対物レンズは、少なくとも1面に、光軸側からその外周に向かって順に、屈折作用により前記光源から出射された光束を複数の光束に分割する、少なくとも第1の部分、第2の部分及び第3の部分を有し、
前記第1の部分及び前記第3の部分は、透明基板厚t1の第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように前記光源からの光束を集光可能であり、
前記第1の部分及び前記第2の部分は、透明基板厚t2(t1<t2)の第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように前記光源からの光束を集光可能であることを特徴とする請求項1乃至65のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
The objective lens divides a light beam emitted from the light source into a plurality of light beams by refraction in order from at least one surface toward the outer periphery from the optical axis side, at least a first portion, a second portion, and Having a third part,
The first part and the third part emit light from the light source so that information can be recorded or reproduced on the information recording surface of the first optical information recording medium having a transparent substrate thickness t1. Condensing,
The first portion and the second portion can record or reproduce information on an information recording surface of a second optical information recording medium having a transparent substrate thickness t2 (t1 <t2). 66. The optical pickup device according to claim 1, wherein the light flux from the light source can be condensed.
前記対物レンズは、少なくとも1面に、光軸側からその外周に向かって順に、屈折作用により前記光源から出射された光束を複数の光束に分割する、少なくとも第1の部分、第2の部分及び第3の部分を有し、
前記第1の部分及び前記第3の部分は、前記第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように前記発振波長λ1の光源からの光束を集光可能であり、
前記第1の部分及び前記第2の部分は、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように前記発振波長λ2の光源からの光束を集光可能であることを特徴とする請求項77に記載の光ピックアップ装置。
The objective lens divides a light beam emitted from the light source into a plurality of light beams by refraction in order from at least one surface toward the outer periphery from the optical axis side, at least a first portion, a second portion, and Having a third part,
The first part and the third part emit light from the light source having the oscillation wavelength λ1 so that information can be recorded or reproduced on the information recording surface of the first optical information recording medium. Condensing,
The first portion and the second portion emit light beams from the light source having the oscillation wavelength λ2 so that information can be recorded on or reproduced from the information recording surface of the second optical information recording medium. 78. The optical pickup device according to claim 77, wherein the optical pickup device is capable of condensing light.
前記対物レンズの少なくとも1面に、屈折作用により入射光束をk個(k≧4)の輪帯状の光束(ここで、光軸側からその外側に向かって、順に第1、第2、・・・・・・、第k光束とする)に分割する輪帯状段差部分を形成し、
前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/または再生を行う場合には、
前記第1及び第k光束がつくる最良像面位置における前記第1及び第k光束の波面収差の球面収差成分は0.05λ1rms以下(λ1の光源波長)であり、
前記第2ないし第(k−1)光束のうち、少なくとも2つの光束はそれぞれ、前記第1及び第k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけ上の最良像面位置が形成され、
前記第1及び第k光束がつくる前記最良像面位置で、前記第1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第1ないし第k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼmiλ1(mi個は整数で、i=1,2,・・・・・・,k)となることを特徴とする請求項77に記載の光ピックアップ装置。
On at least one surface of the objective lens, k incident light fluxes (k ≧ 4) due to refracting action (here, first, second,... In order from the optical axis side toward the outside). ·····, forming a ring-shaped step portion that is divided into k-th luminous flux)
When recording and / or reproducing information on the first optical information recording medium,
The spherical aberration component of the wavefront aberration of the first and k-th light beams at the best image plane position created by the first and k-th light beams is 0.05λ1 rms or less (λ1 light source wavelength),
At least two of the second to (k-1) light beams have an apparent best image plane position at a position different from the best image surface position formed by the first and k-th light beams. ,
Wavefront aberrations of the light beams in the first to k-th light beams that pass through the required numerical aperture for the first optical information recording medium at the best image plane position formed by the first and k-th light beams are almost equal. 78. The optical pickup device according to claim 77, wherein mi [lambda] 1 (mi is an integer, i = 1, 2,..., k).
前記第1の光情報記録媒体の透明基板厚t1は、0.6mm以下であり、前記第2の光情報記録媒体の透明基板厚t2は、0.6mm以上であり、前記発振波長λ2は、600nm以上800nm以下の範囲内であることを特徴とする請求項77乃至86、88、89のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The transparent substrate thickness t1 of the first optical information recording medium is 0.6 mm or less, the transparent substrate thickness t2 of the second optical information recording medium is 0.6 mm or more, and the oscillation wavelength λ2 is 90. The optical pickup device according to any one of claims 77 to 86, 88, and 89, wherein the optical pickup device has a range of 600 nm to 800 nm. 前記対物レンズの球面収差のうち、3次の球面収差成分をSA1、5次及び7次及び9次の球面収差成分の和をSA2としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項1乃至90のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
|SA1/SA2|>1.0
ただし、
SA1:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多項式に展開したときの3次の球面収差成分
SA2:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多項式に展開したときの5次の球面収差成分と7次の球面収差成分と9次の球面収差成分との2乗和の平方根
2. The spherical aberration of the objective lens satisfies the following expression when the third-order spherical aberration component is SA1, and the sum of the fifth-order, seventh-order, and ninth-order spherical aberration components is SA2. The optical pickup device according to any one of Items 1 to 90.
| SA1 / SA2 |> 1.0
However,
SA1: Third-order spherical aberration component when the aberration function is expanded into a Zernike polynomial SA2: Fifth-order spherical aberration component and seventh-order spherical aberration when the aberration function is expanded into a Zernike polynomial Square root of the sum of squares of the component and the ninth-order spherical aberration component
前記対物レンズの開口数を決定する絞りが、前記対物レンズのもっとも光源側の面の面頂点より前記光情報記録媒体が配置される側に位置することを特徴とする請求項1乃至91のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   92. The diaphragm for determining the numerical aperture of the objective lens is located on the side where the optical information recording medium is arranged from the surface vertex of the surface closest to the light source of the objective lens. An optical pickup device according to claim 1. 前記対物レンズは、少なくとも1面に非球面を有する単玉対物レンズであることを特徴とする請求項1乃至92のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   93. The optical pickup device according to claim 1, wherein the objective lens is a single objective lens having an aspheric surface on at least one surface. 前記光源は、少なくとも500nm以下の波長に発振波長を持つ光源を有することを特徴とする請求項1乃至93のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   94. The optical pickup device according to claim 1, wherein the light source includes a light source having an oscillation wavelength at a wavelength of at least 500 nm. 前記対物レンズの像側開口数NAは、少なくとも0.65以上であることを特徴とする請求項1乃至94のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   95. The optical pickup device according to claim 1, wherein an image-side numerical aperture NA of the objective lens is at least 0.65 or more. 前記対物レンズが、以下の式を満たすことを特徴とする請求項1乃至95に記載の光ピックアップ装置。
1.1≦d1/f≦3.0
ただし、
d1:軸上レンズ厚(mm)
f:前記光源の発振波長における焦点距離(mm)(ただし、前記光源に発振波長が異なる複数の光源を有する場合には、最も波長が短い発振波長における焦点距離、また前記対物レンズに回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
The optical pickup device according to claim 1, wherein the objective lens satisfies the following expression.
1.1 ≦ d1 / f ≦ 3.0
However,
d1: On-axis lens thickness (mm)
f: Focal length (mm) at the oscillation wavelength of the light source (however, if the light source has a plurality of light sources having different oscillation wavelengths, the focal length at the oscillation wavelength with the shortest wavelength, and a diffraction surface on the objective lens) If equipped, the total focal length combining the refractive power and diffraction power)
前記対物レンズが、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項1乃至96のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to any one of claims 1 to 96, wherein the objective lens is made of a plastic material. 前記対物レンズが、飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする請求項1乃至97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 objective lens is formed of a material having a saturated water absorption rate of 0.5% or less. 前記対物レンズは、前記光源の発振波長の光に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする請求項1乃至98のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   99. The objective lens according to claim 1, wherein the objective lens is made of a material having an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to light having an oscillation wavelength of the light source. Optical pickup device. 請求項1乃至99のいずれかに記載の光ピックアップ装置に適用可能であることを特徴とする対物レンズ。   An objective lens that is applicable to the optical pickup device according to claim 1. 請求項1乃至99のいずれかに記載の光ピックアップ装置に用いられた前記対物レンズであることを特徴とする対物レンズ。   The objective lens used for the optical pick-up apparatus in any one of Claims 1 thru | or 99 characterized by the above-mentioned. 少なくとも2種類の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能な光ピックアップ装置であって、発振波長λ1の光源と、前記発振波長λ1とは異なる発振波長λ2(λ1<λ2)の光源と、前記発振波長λ1の光源から出射された第1の光束を、透明基板厚t1の透明基板を介して第1の光情報記録媒体の情報記録面上に集光させると共に、前記発振波長λ2の光源から出射された第2の光束を、透明基板厚t2(t1≦t2)の透明基板を介して第2の光情報記録媒体の情報記録面上に集光させる対物レンズを含む集光光学系と、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを有する光ピックアップ装置用の対物レンズにおいて、
次式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
1.1≦d1/f≦3.0
ただし、
d1:軸上レンズ厚(mm)
f:前記発振波長λ1における焦点距離(mm)(ただし、前記対物レンズに回折面を備えている場合には、屈折パワーと回折パワーとを合わせた全体の焦点距離)
An optical pickup device capable of recording and / or reproducing information with respect to at least two types of optical information recording media, wherein a light source having an oscillation wavelength λ1 and an oscillation wavelength λ2 different from the oscillation wavelength λ1 (λ1 <λ2) And the first light beam emitted from the light source having the oscillation wavelength λ1 is condensed on the information recording surface of the first optical information recording medium through the transparent substrate having the transparent substrate thickness t1, and the oscillation is performed. A collecting unit including an objective lens that focuses the second light beam emitted from the light source having the wavelength λ2 on the information recording surface of the second optical information recording medium through the transparent substrate having the transparent substrate thickness t2 (t1 ≦ t2). In an objective lens for an optical pickup device having an optical optical system and a photodetector that receives reflected light from the first and second optical information recording media,
An objective lens characterized by satisfying the following formula.
1.1 ≦ d1 / f ≦ 3.0
However,
d1: On-axis lens thickness (mm)
f: Focal length (mm) at the oscillation wavelength λ1 (however, when the objective lens is provided with a diffractive surface, the total focal length combining the refractive power and the diffractive power)
像側開口数NAは、0.75以上であることを特徴とする請求項102に記載の対物レンズ。   The objective lens according to claim 102, wherein the image-side numerical aperture NA is 0.75 or more. 輪帯状の回折構造を有する回折面を備えていることを特徴とする請求項102又は103に記載の対物レンズ。   The objective lens according to claim 102 or 103, further comprising a diffractive surface having an annular diffractive structure. 前記回折面は、前記発振波長λ1の光源から出射された前記第1の光束を、前記第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ1rms以下の状態で集光でき、前記発振波長λ2の光源から出射された前記第2の光束を、前記第2の情報記録媒体の情報記録面に対して、情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数内で波面収差0.07λ2rms以下の状態で集光できるような波長特性を有することを特徴とする請求項104に記載の対物レンズ。   The diffractive surface allows the first light beam emitted from the light source having the oscillation wavelength λ1 to be recorded on or reproduced from the information recording surface of the first optical information recording medium. The second light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 can be condensed with a wavefront aberration of 0.07λ1 rms or less within a predetermined numerical aperture on the image side on the information recording surface of the second information recording medium. On the other hand, the optical system has a wavelength characteristic capable of condensing light in a state of wavefront aberration of 0.07λ2 rms or less within a predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for recording or reproducing information. The objective lens described. 前記第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して、前記発振波長λ1の光源から出射された前記第1の光束による情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数をNA1とし、前記第2の情報記録媒体の情報記録面に対して、前記発振波長λ2の光源から出射された前記第2の光束による情報の記録または再生に必要な前記対物レンズの像側の所定開口数をNA2(NA1>NA2)としたとき、
前記回折面は、前記発振波長λ2の光源から出射された前記第2の光束を、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して前記NA1内で波面収差0.07λ2rms以上の状態で集光させることを特徴とする請求項104又は105に記載の対物レンズ。
A predetermined numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for recording or reproducing information by the first light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ1 with respect to the information recording surface of the first optical information recording medium NA1 and the information recording surface of the second information recording medium on the image side of the objective lens necessary for recording or reproducing information by the second light flux emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2. When the predetermined numerical aperture is NA2 (NA1> NA2),
The diffraction surface causes the second light beam emitted from the light source having the oscillation wavelength λ2 to have a wavefront aberration of 0.07λ2 rms or more in the NA1 with respect to the information recording surface of the second optical information recording medium. The objective lens according to claim 104 or 105, wherein the objective lens is condensed.
前記回折面は、前記光源の発振波長の微小変動に対して、軸上色収差を抑制する機能を有することを特徴とする請求項104乃至106のいずれかに記載の対物レンズ。   107. The objective lens according to claim 104, wherein the diffractive surface has a function of suppressing axial chromatic aberration with respect to minute fluctuations in the oscillation wavelength of the light source. 前記回折面は、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に前記対物レンズのバックフォーカスを短くするような波長特性を有することを特徴とする請求項104乃至107のいずれかに記載の対物レンズ。   108. The diffractive surface has a wavelength characteristic that shortens the back focus of the objective lens when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward the long wavelength side. Objective lens. 前記回折面は、前記光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に前記対物レンズの球面収差が補正不足になるような方向に変化する球面収差特性を有することを特徴とする請求項104乃至108のいずれかに記載の対物レンズ。   105. The diffractive surface has a spherical aberration characteristic that changes in a direction such that the spherical aberration of the objective lens becomes insufficiently corrected when the oscillation wavelength of the light source slightly fluctuates toward the longer wavelength side. The objective lens in any one of thru | or 108. 少なくとも1面が非球面の単玉レンズであって、次式を満たすことを特徴とする請求項102乃至109のいずれかに記載の対物レンズ。
0.5≦(f1/νd)・fD1≦10.0
ただし、
f1:屈折パワーと前記回折構造による回折パワーとを合わせた前記発振波長λ1における焦点距離(mm)
νd:レンズ材料のd線のアッベ数
fD1:前記回折構造をΦb=b+b+b+………により定義される光路差関数で表した(ここで、hは光軸からの高さ(mm)であり、b、b、b、………は2次、4次、6次、………の光路差関数係数である)とき、fD=1/(−2・b)により定義される、前記回折構造のみによる前記発振波長λ1における焦点距離(mm)
110. The objective lens according to claim 102, wherein at least one surface is an aspherical single lens and satisfies the following expression.
0.5 ≦ (f1 / νd) · fD1 ≦ 10.0
However,
f1: Focal length (mm) at the oscillation wavelength λ1 obtained by combining the refractive power and the diffraction power by the diffraction structure
νd: d-line Abbe number of the lens material fD1: the diffraction structure is represented by an optical path difference function defined by Φb = b 2 h 2 + b 4 h 4 + b 6 h 6 +... (where h is FD = 1 when the height from the optical axis (mm) and b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, sixth-order,. / (− 2 · b 2 ), focal length (mm) at the oscillation wavelength λ1 due to the diffraction structure alone
少なくとも1面が非球面の単玉レンズであって、次式を満たすことを特徴とする請求項102乃至109のいずれかに記載の対物レンズ。
−25.0≦(b/λ1)≦0.0
ただし、
:前記回折構造をΦb=b+b+b+………により定義される光路差関数で表した(ここで、hは光軸からの高さ(mm)であり、b、b、b、………は2次、4次、6次、………の光路差関数係数である)ときのその2次の光路差関数係数
λ1:前記発振波長λ1(mm)
110. The objective lens according to claim 102, wherein at least one surface is an aspherical single lens and satisfies the following expression.
-25.0 ≦ (b 2 /λ1)≦0.0
However,
b 2 : The diffraction structure is represented by an optical path difference function defined by Φb = b 2 h 2 + b 4 h 4 + b 6 h 6 +... (where h is a height (mm) from the optical axis) Where b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, sixth-order,...)) Second-order optical path difference function coefficients. Wavelength λ1 (mm)
球面収差のうち、3次の球面収差成分をSA1、5次及び7次及び9次の球面収差成分の和をSA2としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項102乃至111のいずれかに記載の対物レンズ。
|SA1/SA2|>1.0
ただし、
SA1:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多項式に展開したときの3次の球面収差成分
SA2:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多項式に展開したときの5次の球面収差成分と7次の球面収差成分と9次の球面収差成分との2乗和の平方根
111. Any one of claims 102 to 111, wherein the following equation is satisfied when the third-order spherical aberration component of the spherical aberration is SA1, and the sum of the fifth-order, seventh-order, and ninth-order spherical aberration components is SA2. Objective lens according to the above.
| SA1 / SA2 |> 1.0
However,
SA1: Third-order spherical aberration component when the aberration function is expanded into a Zernike polynomial SA2: Fifth-order spherical aberration component and seventh-order spherical aberration when the aberration function is expanded into a Zernike polynomial Square root of the sum of squares of the component and the ninth-order spherical aberration component
少なくとも1面に、光軸側からその外周に向かって順に、屈折作用により前記光源から出射された光束を複数の光束に分割する、少なくとも第1の部分、第2の部分及び第3の部分を有し、
前記第1の部分及び前記第3の部分は、前記第1の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように前記発振波長λ1の光源からの光束を集光可能であり、
前記第1の部分及び前記第2の部分は、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録または再生を行うことができるように前記発振波長λ2の光源からの光束を集光可能であることを特徴とする請求項102又は103に記載の対物レンズ。
At least a first portion, a second portion, and a third portion that divide a light beam emitted from the light source by a refracting action into a plurality of light beams in order from the optical axis side toward the outer periphery on at least one surface. Have
The first part and the third part emit light from the light source having the oscillation wavelength λ1 so that information can be recorded or reproduced on the information recording surface of the first optical information recording medium. Condensing,
The first portion and the second portion emit light beams from the light source having the oscillation wavelength λ2 so that information can be recorded on or reproduced from the information recording surface of the second optical information recording medium. The objective lens according to claim 102, wherein the objective lens is capable of condensing light.
少なくとも1面に、屈折作用により入射光束をk個(k≧4)の輪帯状の光束(ここで、光軸側からその外側に向かって、順に第1、第2、・・・・・・、第k光束とする)に分割する輪帯状段差部分を形成し、
前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/または再生を行う場合には、
前記第1及び第k光束がつくる最良像面位置における前記第1及び第k光束の波面収差の球面収差成分は0.05λ1rms以下(λ1の光源波長)であり、
前記第2ないし第(k−1)光束のうち、少なくとも2つの光束はそれぞれ、前記第1及び第k光束がつくる前記最良像面位置とは異なる位置に見かけ上の最良像面位置が形成され、
前記第1及び第k光束がつくる前記最良像面位置で、前記第1の光情報記録媒体に対する必要開口数内を通る前記第1ないし第k光束のそれぞれの光束内の光線の波面収差がほぼmiλ1(mi個は整数で、i=1,2,・・・・・・,k)となることを特徴とする請求項102又は103に記載の対物レンズ。
At least one surface is provided with k (k ≧ 4) ring-shaped light beams by refraction (here, first, second,... In order from the optical axis side toward the outside). , The k-th luminous flux) to be divided into annular zones,
When recording and / or reproducing information on the first optical information recording medium,
The spherical aberration component of the wavefront aberration of the first and k-th light beams at the best image plane position created by the first and k-th light beams is 0.05λ1 rms or less (λ1 light source wavelength),
At least two of the second to (k-1) light beams have an apparent best image plane position at a position different from the best image surface position formed by the first and k-th light beams. ,
Wavefront aberrations of the light beams in the first to k-th light beams that pass through the required numerical aperture for the first optical information recording medium at the best image plane position formed by the first and k-th light beams are almost equal. 104. The objective lens according to claim 102 or 103, wherein mi [lambda] 1 (mi is an integer, i = 1, 2,..., k).
プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項102乃至114のいずれかに記載の対物レンズ。   115. The objective lens according to claim 102, wherein the objective lens is made of a plastic material. 飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする請求項102乃至115のいずれかに記載の対物レンズ。   The objective lens according to any one of claims 102 to 115, wherein the objective lens is formed of a material having a saturated water absorption rate of 0.5% or less. 前記光源の発振波長に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする請求項102乃至116のいずれかに記載の対物レンズ。   The objective lens according to any one of claims 102 to 116, wherein the objective lens is made of a material having an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to an oscillation wavelength of the light source. 少なくとも一方の面が非球面の単玉レンズであることを特徴とする請求項102乃至117のいずれかに記載の対物レンズ。   118. The objective lens according to claim 102, wherein at least one surface is an aspherical single lens. 請求項1乃至99のいずれかに記載の光ピックアップ装置に適用可能であることを特徴とする請求項102乃至118のいずれかに記載
の対物レンズ。
The objective lens according to any one of claims 102 to 118, which is applicable to the optical pickup device according to any one of claims 1 to 99.
少なくとも1枚の正レンズと少なくとも1枚の負レンズとを含み、少なくともその一方は光軸方向に沿って変移可能な可動要素となっており、前記正レンズを含む全正レンズのそれぞれのアッベ数が70.0以下あるいは前記負レンズを含む全負レンズのそれぞれのアッベ数が40.0以上であって、少なくとも1面に輪帯状の回折構造を有する回折面を有することを特徴とするビームエキスパンダー。   And including at least one positive lens and at least one negative lens, at least one of which is a movable element that can be displaced along the optical axis direction. Each Abbe number of all positive lenses including the positive lens 70.0 or less, or the Abbe number of each of all negative lenses including the negative lens is 40.0 or more, and at least one surface has a diffractive surface having an annular diffractive structure. . 入射させる光束を出力する光源の発振波長における近軸パワーをP1とし、前記発振波長より10nm短い波長における近軸パワーをP2とし、前記発振波長より10nm長い波長における近軸パワーをP3としたとき、次式を満足することを特徴とする請求項120に記載のビームエキスパンダー。
P2<P1<P3
When the paraxial power at the oscillation wavelength of the light source that outputs the incident light beam is P1, the paraxial power at a wavelength 10 nm shorter than the oscillation wavelength is P2, and the paraxial power at a wavelength 10 nm longer than the oscillation wavelength is P3, 121. The beam expander according to claim 120, wherein the following formula is satisfied.
P2 <P1 <P3
前記回折面は、入射させる光束を出力する光源の発振波長の微小変動に対して、出射側に配置される集光レンズで発生する軸上色収差を抑制する機能を有することを特徴とする請求項120又は121に記載のビームエキスパンダー。   The diffractive surface has a function of suppressing axial chromatic aberration generated in a condensing lens arranged on the exit side with respect to minute fluctuations in an oscillation wavelength of a light source that outputs an incident light beam. 120. The beam expander according to 120 or 121. 前記回折面は、入射させる光束を出力する光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、出射側に配置される集光レンズのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有することを特徴とする請求項120乃至122のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   The diffractive surface has a wavelength characteristic such that when the oscillation wavelength of the light source that outputs the incident light beam slightly fluctuates to the long wavelength side, the back focus of the condenser lens arranged on the output side is shortened. The beam expander according to any one of claims 120 to 122. 前記回折面は、入射させる光束を出力する光源の発振波長が長波長側に微小変動した際に、出射側に配置される集光レンズの球面収差が補正不足となるような方向に変化する球面収差特性を有することを特徴とする請求項120乃至123のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   The diffractive surface is a spherical surface that changes in such a direction that the spherical aberration of the condensing lens arranged on the output side is under-corrected when the oscillation wavelength of the light source that outputs the incident light beam slightly fluctuates to the long wavelength side. 124. The beam expander according to any one of claims 120 to 123, wherein the beam expander has aberration characteristics. 前記可動要素は、比重2.0以下の材料から形成されていることを特徴とする請求項120乃至124のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   The beam expander according to any one of claims 120 to 124, wherein the movable element is made of a material having a specific gravity of 2.0 or less. 前記可動要素は、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項120乃至125のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   126. The beam expander according to any one of claims 120 to 125, wherein the movable element is made of a plastic material. 前記可動要素の少なくとも1面に非球面を有することを特徴とする請求項120乃至126のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   127. The beam expander according to any one of claims 120 to 126, wherein at least one surface of the movable element has an aspheric surface. 前記可動要素は、飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする請求項120乃至127のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   128. The beam expander according to any one of claims 120 to 127, wherein the movable element is made of a material having a saturated water absorption rate of 0.5% or less. 前記可動要素は、入射させる光源の発振波長の光に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする請求項120乃至128のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   131. The movable element according to any one of claims 120 to 128, wherein the movable element is formed of a material having an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to light having an oscillation wavelength of an incident light source. The described beam expander. プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項120乃至124のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   The beam expander according to any one of claims 120 to 124, wherein the beam expander is made of a plastic material. 少なくとも1面に非球面を有することを特徴とする請求項120乃至124、130のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   131. The beam expander according to any one of claims 120 to 124, 130, wherein the beam expander has at least one aspheric surface. 飽和吸水率が0.5%以下である材料から形成されていることを特徴とする請求項120乃至124、130、131のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   132. The beam expander according to any one of claims 120 to 124, 130, and 131, which is made of a material having a saturated water absorption rate of 0.5% or less. 入射させる光源の発振波長の光に対して、厚さ3mmにおける内部透過率が85%以上である材料から形成されていることを特徴とする請求項120乃至124、130乃至132のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   The light source is made of a material having an internal transmittance of 85% or more at a thickness of 3 mm with respect to light having an oscillation wavelength of an incident light source. Beam expander. 請求項8乃至33、36乃至63のいずれかに記載の光ピックアップ装置に適用可能であることを特徴とする請求項120乃至133のいずれかに記載のビームエキスパンダー。   The beam expander according to any one of claims 120 to 133, wherein the beam expander is applicable to the optical pickup device according to any one of claims 8 to 33 and 36 to 63.
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