JP2012155844A - 光ピックアップ装置及びその対物レンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】対物レンズの中央領域と周辺領域共に、波長λ0に関してブレーズ化された回折輪帯を有する回折構造を形成したことによって、周辺領域でも輪帯形状に応じた波面収差が生ずるが、周辺領域における波面収差の位相と、中央領域における波面収差の位相とを実質的に一致させることができる。このように波面収差の平均値を一致させれば、位相のズレは、ゼロ或いは0.05λ1未満とすることができ、波面収差の向上を図ることができるのである。
【選択図】図2
Description
回折面は回折レリーフをはずしたマクロ的な形状を示す母非球面と、光路差函数とで表す。光路差関数は、所定の製造波長の所定次数の回折光に対し回折面によって付加される光路差をあらわすものとし、光路差関数の値がmλ(mは回折次数)変わるごとに回折輪帯を設ける。
Φ(h)=(b0+b2*h2+b4*h4+b6*h6+・・・)×λ (1)ただし、
h:光軸からの距離
b0、b2、b4、b6、・・・:光路差関数の係数
x=(h2/r)/(1+√(1−(1+k)h2/r2))+A0+A2*h2+A4*h4+A6*h6+・・・ (2)
ただし、
A0、A2、A4、A6、・・・:非球面係数
k:円錐係数
r:近軸曲率半径
r、d、n、νdはレンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数を表す。
図4に、実施例1、2の対物レンズの断面図を示す。図5は、実施例1の対物レンズに関する球面収差図である。又、実施例1の対物レンズにかかるレンズデータを表1に示す。かかる対物レンズにおいては、第1面は、光軸を含み開口数NA2までに相当する中央領域と、開口数NA2からNA1までに相当する周辺領域とに、それぞれ回折構造を設けている。
図6は、実施例2の対物レンズに関する球面収差図である。又、実施例2の対物レンズにかかるレンズデータを表2に示す。本実施例においても、対物レンズは、光軸を含み開口数NA2までに相当する中央領域と、開口数NA2から開口数NA1までに相当する周辺領域の双方に回折構造を形成している。本実施例によれば、レンズデータを適切に設定することで、第1の光情報記録媒体であるDVD側について3次球面収差、5次球面収差をそれぞれ−0.011λWFErms、0.008λWFErms、第2の光情報記録媒体であるCD側について3次球面収差、5次球面収差をそれぞれ0.0l0λWFErms、−0.008λWFErms故意に残留させている。尚、かかる対物レンズにおいては、第1面は、光軸を含み開口数NA2までに相当する中央領域と、開口数NA2からNA1までに相当する周辺領域とに、それぞれ回折構造を設けている。
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、22 カップリングレンズ
41,42 光検出器
61,62 ビームスプリッタ
71 1/4波長板
請求項3に記載の光ピックアップ装置の対物レンズは、前記中央回折構造の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面と、前記周辺回折構造の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面との間には光軸方向に段差が生じ、前記段差は1μm以上10μm以下であるので、例えば前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際に、波長λ1の整数倍の光路差を生じる段差を設けることで、位相ズレに影響を与えることなく、温度変化に対する収差変化の特性を改善させることができる。
Claims (16)
- 光源波長λ1の第1光源と、光源波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、前記第1及び第2光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能であると共に、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能な光ピックアップ装置において、
前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第1必要開口数NA1とし、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、前記第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第2必要開口数NA2(NA1>NA2)としたときに、
前記対物レンズの少なくとも一つの光学面は、光軸から前記第2必要開口数NA2に対応する所定の距離までの中央領域と、前記所定の距離を超えた周辺領域とを有しており、
前記中央領域と前記周辺領域には、波長λ0(λ1<λ0<λ2)に関してブレーズ化された回折輪帯を有する回折構造が形成され、前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際に、前記中央領域を通過する光束の波面と、前記周辺領域を通過する光束の波面とのズレを抑制したことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記中央領域の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面と、前記周辺領域の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面との間には光軸方向に段差が生じ、前記段差は1μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際に、前記中央領域を通過する光束の波面と、前記周辺領域を通過する光束の波面とのズレは0.05λ1以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置。
- 光源波長λ1の第1光源と、光源波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、前記第1及び第2光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能であると共に、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能な光ピックアップ装置において、
前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第1必要開口数NA1とし、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、前記第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第2必要開口数NA2(NA1>NA2)としたときに、
前記対物レンズの少なくとも一つの光学面は、光軸から前記第2必要開口数NA2に対応する所定の距離までの中央領域と、前記所定の距離を超えた周辺領域とを有しており、
前記中央領域には、波長λ0(λ1<λ0<λ2)の光束に関してブレーズ化された回折輪帯を備えた中央回折構造が形成されており、
前記周辺領域には、光源波長λ0’(λ0’<λ0)の光束に関してブレーズ化された回折輪帯を備えた周辺回折構造が形成されており、
前記中央回折構造の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面は、前記周辺回折構造の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面と不連続であり、前記中央領域を通過する光束の波面と、前記周辺領域を通過する光束の波面とのズレを抑制したことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記中央回折構造の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面と、前記周辺回折構造の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面との間には光軸方向に段差が生じ、前記段差は1μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項4に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際に、前記中央領域を通過する光束の波面と、前記周辺領域を通過する光束の波面とのズレは0.05λ1以下であることを特徴とする請求項4又は5に記載の光ピックアップ装置。
- 光源波長λ1の第1光源と、光源波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、前記第1及び第2光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能であると共に、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能な光ピックアップ装置において、
前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第1必要開口数NA1とし、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、前記第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第2必要開口数NA2(NA1>NA2)としたときに、
前記対物レンズの少なくとも一つの光学面は、光軸から前記第2必要開口数NA2に対応する所定の距離までの中央領域と、前記所定の距離を超えた周辺領域とを有しており、
前記中央領域には、波長λ0(λ1<λ0<λ2)の光束に関してブレーズ化された回折輪帯を備えた中央回折構造が形成されており、
前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録/又は再生を行う際に、光源波長λ1とブレーズ化波長λ0との差によって生じる波面収差、又は前記第2の光情報記録媒体に対して情報の記録/又は再生を行う際に、光源波長λ2とブレーズ化波長λ0との差によって生じる波面収差のうち少なくとも一方を軽減したことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 光源波長λ1の第1光源と、光源波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、前記第1及び第2光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能であると共に、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能な光ピックアップ装置において、
前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第1必要開口数NA1とし、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、前記第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第2必要開口数NA2(NA1>NA2)としたときに、
前記対物レンズの少なくとも一つの光学面は、光軸から前記第2必要開口数NA2に対応する所定の距離までの中央領域と、前記所定の距離を超えた周辺領域とを有しており、
前記中央領域及び前記周辺領域には、回折輪帯を備えた回折構造が形成されており、前記中央領域の回折構造と、少なくとも前記周辺領域における前記中央領域に接する位置の回折構造とは、波長λ0(λ1<λ0<λ2)の光束に関してブレーズ化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 光源波長λ1の第1光源と、光源波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、前記第1及び第2光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能であると共に、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能な光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第1必要開口数NA1とし、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、前記第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第2必要開口数NA2(NA1>NA2)としたときに、
前記対物レンズの少なくとも一つの光学面は、光軸から前記第2必要開口数NA2に対応する所定の距離までの中央領域と、前記所定の距離を超えた周辺領域とを有しており、
前記中央領域と前記周辺領域には、波長λ0(λ1<λ0<λ2)に関してブレーズ化された回折輪帯を有する回折構造が形成され、前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際に、前記中央領域を通過する光束の波面と、前記周辺領域を通過する光束の波面とのズレを抑制したことを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。 - 前記中央領域の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面と、前記周辺領域の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面との間には光軸方向に段差が生じ、前記段差は1μm以上10μm以下である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の対物レンズ。
- 前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際に、前記中央領域を通過する光束の波面と、前記周辺領域を通過する光束の波面とのズレは0.05λ1以下であることを特徴とする請求項9又は10に記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
- 光源波長λ1の第1光源と、光源波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、前記第1及び第2光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能であると共に、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能な光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第1必要開口数NA1とし、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、前記第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第2必要開口数NA2(NA1>NA2)としたときに、
前記対物レンズの少なくとも一つの光学面は、光軸から前記第2必要開口数NA2に対応する所定の距離までの中央領域と、前記所定の距離を超えた周辺領域とを有しており、
前記中央領域には、波長λ0(λ1<λ0<λ2)の光束に関してブレーズ化された回折輪帯を備えた中央回折構造が形成されており、
前記周辺領域には、光源波長λ0’(λ0’<λ0)の光束に関してブレーズ化された回折輪帯を備えた周辺回折構造が形成されており、
前記中央回折構造の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面は、前記周辺回折構造の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面と不連続であり、前記中央領域を通過する光束の波面と、前記周辺領域を通過する光束の波面とのズレを抑制したことを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。 - 前記中央回折構造の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面と、前記周辺回折構造の回折輪帯の光軸方向先端を結ぶ仮想的な包絡面との間には光軸方向に段差が生じ、前記段差は1μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項12に記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
- 前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際に、前記中央領域を通過する光束の波面と、前記周辺領域を通過する光束の波面とのズレは0.05λ1以下であることを特徴とする請求項12又は13に記載の光ピックアップ装置の対物レンズ。
- 光源波長λ1の第1光源と、光源波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、前記第1及び第2光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能であると共に、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能な光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第1必要開口数NA1とし、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、前記第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第2必要開口数NA2(NA1>NA2)としたときに、
前記対物レンズの少なくとも一つの光学面は、光軸から前記第2必要開口数NA2に対応する所定の距離までの中央領域と、前記所定の距離を超えた周辺領域とを有しており、
前記中央領域には、波長λ0(λ1<λ0<λ2)の光束に関してブレーズ化された回折輪帯を備えた中央回折構造が形成されており、
前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録/又は再生を行う際に、光源波長λ1とブレーズ化波長λ0との差によって生じる波面収差又は前記第2の光情報記録媒体に対して情報の記録/又は再生を行う際に、光源波長λ2とブレーズ化波長λ0との差によって生じる波面収差のうち少なくとも一方を軽減したことを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。 - 光源波長λ1の第1光源と、光源波長λ2(λ1<λ2)の第2光源と、前記第1及び第2光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための対物レンズを含む集光光学系とを有し、前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能であると共に、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行うことが可能な光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
前記第1光源と前記集光光学系とを用いて、前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第1必要開口数NA1とし、前記第2光源と前記集光光学系とを用いて、前記第2の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生を行う際の前記対物レンズの第2必要開口数NA2(NA1>NA2)としたときに、
前記対物レンズの少なくとも一つの光学面は、光軸から前記第2必要開口数NA2に対応する所定の距離までの中央領域と、前記所定の距離を超えた周辺領域とを有しており、
前記中央領域及び前記周辺領域には、回折輪帯を備えた回折構造が形成されており、前記中央領域の回折構造と、少なくとも前記周辺領域における前記中央領域に接する位置の回折構造とは、波長λ0(λ1<λ0<λ2)の光束に関してブレーズ化されていることを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。
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