JP2013206496A - Optical pickup device and objective - Google Patents

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徹 木村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup device that can suppress NA change of an objective which is a problem in making the capacity of an optical disk larger, and suitably records and reproduces information, and an objective used therefor.SOLUTION: In an optical pickup device that records and reproduces information by converging light on an information recording layer of a first optical disk having an interval of 0.05 mm or more between an information recording layer closest to a luminous flux incidence surface and an information recording layer farthest from the luminous flux incidence surface, an objective OBJ is a plastic-made single lens of 0.87 or more and less than 0.95 in image-side numerical aperture (NA) satisfies a condition (2) of -0.35≥D/f≥-0.90, where D[mm] is the distance (represented with a negative value) from a plane in contact with a light source-side plane peak of the objective OBJ to an aperture limit position of an aperture limit stop AP and f[mm] is the focal length of the objective OBJ at a wavelength λ1.

Description

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

近年、光ディスクに対して情報の記録/再生を行う光ピックアップ装置が急速に発達し、多方面で利用されている。このような光ピックアップ装置において、取り扱う情報量が増えるに従い,光源の短波長化,及び,対物レンズの高NA化により光ディスクの大容量化を実現してきた。周知の通り、対物レンズにより集光されたスポットサイズは(波長λ/NA)に比例するため、スポットサイズと光ディスクの容量は逆比例の関係にある。以下、各光ディスクの仕様(使用波長、NA、1枚当たりの容量)を列挙する。
CD:780nm、NA0.45、0.65GB
DVD:650nm、NA0.60、4.7GB
Blu−ray Disc(BD):405nm、NA0.85、25GB
In recent years, an optical pickup device for recording / reproducing information on / from an optical disc has been rapidly developed and used in various fields. In such an optical pickup device, as the amount of information handled increases, the capacity of the optical disk has been increased by shortening the wavelength of the light source and increasing the NA of the objective lens. As is well known, since the spot size collected by the objective lens is proportional to (wavelength λ / NA), the spot size and the capacity of the optical disc have an inversely proportional relationship. Hereinafter, the specifications of optical disks (used wavelength, NA, capacity per sheet) are listed.
CD: 780 nm, NA 0.45, 0.65 GB
DVD: 650 nm, NA 0.60, 4.7 GB
Blu-ray Disc (BD): 405 nm, NA 0.85, 25 GB

また,DVDやBDでは,厚み方向に複数の情報記録層を積層させることで,光ディスク1枚あたりの記録容量を増やした所謂多層型光ディスクも実現している。多層型光ディスクの例として、BDでは,記録容量33.3GBの情報記録層を3層積層することで1枚あたり100GBの記録容量を有するBDXL規格の光ディスクが市場投入されている。   In addition, DVDs and BDs also realize so-called multilayer optical disks in which the recording capacity per optical disk is increased by laminating a plurality of information recording layers in the thickness direction. As an example of a multi-layer type optical disc, BDXL standard optical discs having a recording capacity of 100 GB per sheet by laminating three information recording layers having a recording capacity of 33.3 GB are put on the market.

しかしながら将来に向かって更に記録すべき情報量が増えるに従い,ハードディスクドライブやフラッシュメモリに比べて,長期保存性、耐久性に優れる光ディスクの更なる大容量化が期待されている。しかるに,現在BDで使用している青紫色レーザ光より短波長の紫外線領域では、光ディスクや光ピックアップ装置に使用される光学材料の吸収率が大きいという実情がある。よって,光源波長として紫外線を使用するためには,紫外線を吸収せずかつ安価な光学材料の開発が必要になるという課題に直面する。現在の技術では、かかる課題の克服が極めて困難であることを勘案すると,大容量化の手段の一つである光源の短波長化は実現性が低いと考えられる。そこで,光ディスクの更なる大容量化を達成するためには,光ディスクの多層化と対物レンズの高NA化が有効であるといえる。   However, as the amount of information to be recorded further increases in the future, it is expected that the capacity of an optical disk having excellent long-term storability and durability will be further increased as compared with hard disk drives and flash memories. However, in the ultraviolet region having a wavelength shorter than that of the blue-violet laser beam currently used in BD, there is a fact that the absorptance of the optical material used for the optical disc and the optical pickup device is large. Therefore, in order to use ultraviolet light as a light source wavelength, it faces a problem that it is necessary to develop an inexpensive optical material that does not absorb ultraviolet light. Considering that it is extremely difficult to overcome such a problem with the current technology, it is considered that the realization of the short wavelength of the light source, which is one of the means for increasing the capacity, is low. Therefore, in order to achieve further increase in capacity of the optical disk, it can be said that it is effective to increase the number of optical disks and increase the NA of the objective lens.

そのうち,光ディスクの多層化については,対物レンズのNA0.85,光源波長405nmのシステムにおいて,1層あたり32GB,記録層16層の構成によりBDと同じ大きさである直径12cmの光ディスクで512GBの記録容量を達成した光ディスクの例が非特許文献1に記載されている。また,対物レンズの高NA化については、特許文献1にNAが0.85より大きい対物レンズの例が記載されている。   Among them, regarding the multilayering of optical disks, in a system with an objective lens NA of 0.85 and a light source wavelength of 405 nm, recording is 512 GB on an optical disk having a diameter of 12 cm, which is the same size as BD by the structure of 32 GB per layer and 16 recording layers. Non-patent document 1 describes an example of an optical disk that has achieved capacity. Further, with regard to increasing the NA of the objective lens, Patent Document 1 describes an example of an objective lens having an NA greater than 0.85.

信学技報,vol.110,no.438,MR2010−57,pp.1−6,2011年3月IEICE Technical Report, vol. 110, no. 438, MR2010-57, pp. 1-6, March 2011

特許第4817036号明細書Japanese Patent No. 4817036

ところで,情報の記録/再生を行う情報記録層の選択は,対物レンズを光軸方向に移動させると共に(フォーカシングという)、光ディスクの光束入射面から情報記録層までの厚みの差によって発生する球面収差を補正するために,光源と対物レンズとの間に配置したカップリングレンズ等を光軸方向に移動させ,対物レンズの倍率を変更することで行える。しかるに,光学系の倍率を変更すると,対物レンズに入射する光束の発散角又は収束角が変化し,本来的に一定であるべき対物レンズのNAが変化してしまう恐れがある。NAの変化は,情報記録層の面上でのスポット径の変化を招き,読み取りエラー等を生じさせる恐れがある。   By the way, the selection of the information recording layer for recording / reproducing information is performed by moving the objective lens in the optical axis direction (referred to as focusing) and spherical aberration caused by the difference in thickness from the light incident surface of the optical disk to the information recording layer. In order to correct this, the coupling lens or the like disposed between the light source and the objective lens is moved in the optical axis direction, and the magnification of the objective lens is changed. However, if the magnification of the optical system is changed, the divergence angle or convergence angle of the light beam incident on the objective lens changes, and the NA of the objective lens, which should be essentially constant, may change. The change in NA causes a change in spot diameter on the surface of the information recording layer, which may cause a reading error.

本発明は、上述の問題を考慮してなされたものであり、光ディスクの大容量化を推進する上で問題となる対物レンズのNA変化を抑制でき、適切に情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置及びそれに用いる対物レンズを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an optical pickup capable of suppressing NA change of an objective lens, which is a problem in promoting an increase in capacity of an optical disk, and appropriately recording / reproducing information. An object is to provide an apparatus and an objective lens used therefor.

請求項1に記載の光ピックアップ装置は、波長λ1(390nm<λ1<415nm)の光束を出射する第1光源と、球面収差補正素子と、開口制限素子と、対物レンズとを有し、前記第1光源から出射された波長λ1の光束を、前記球面収差補正素子、前記開口制限素子を介して前記対物レンズに入射させ、光軸方向に重ねられた複数の情報記録層を有し、光束入射面に最も近い情報記録層と光束入射面から最も遠い情報記録層までの間隔が0.05mm以上である第1光ディスクの情報記録層に集光することによって情報の記録/再生を行う光ピックアップ装置であって、
情報の記録/再生を行う情報記録層を一方から他方へ変更する際に、前記球面収差補正素子により前記対物レンズの倍率を変えることで、光束入射面から情報記録層までの厚みの差により発生する球面収差を補正するようになっており、前記対物レンズは単玉であり、前記開口制限素子は、前記対物レンズの光源側面頂点に接する平面よりも光ディスク側に配置されており、更に以下の式を満たすことを特徴とする。
0.87≦NA≦0.95 (1)
−0.35≧D/f≧−0.90 (2)
但し、
NA:前記対物レンズの開口数
D[mm]:前記対物レンズの光源側面頂点に接する平面から前記開口制限素子の開口制限位置までの光軸方向の距離(負値で表す)
f[mm]:前記波長λ1での前記対物レンズの焦点距離
The optical pickup device according to claim 1 includes a first light source that emits a light beam having a wavelength λ1 (390 nm <λ1 <415 nm), a spherical aberration correction element, an aperture limiting element, and an objective lens. A light beam having a wavelength λ1 emitted from one light source is incident on the objective lens through the spherical aberration correction element and the aperture limiting element, and has a plurality of information recording layers stacked in the optical axis direction. An optical pickup device for recording / reproducing information by focusing light on the information recording layer of the first optical disc having a distance of 0.05 mm or more between the information recording layer closest to the surface and the information recording layer farthest from the light incident surface Because
When the information recording layer for recording / reproducing information is changed from one to the other, the magnification of the objective lens is changed by the spherical aberration correction element, which is caused by the difference in thickness from the light incident surface to the information recording layer. The objective lens is a single lens, and the aperture limiting element is disposed on the optical disc side with respect to the plane contacting the light source side surface apex of the objective lens. It is characterized by satisfying the formula.
0.87 ≦ NA ≦ 0.95 (1)
−0.35 ≧ D / f ≧ −0.90 (2)
However,
NA: Numerical aperture D [mm] of the objective lens: Distance in the optical axis direction from the plane contacting the light source side surface apex of the objective lens to the aperture limiting position of the aperture limiting element (represented by a negative value)
f [mm]: focal length of the objective lens at the wavelength λ1

従来の光ピックアップ装置においては,情報記録層の数が2〜4層程度と少なく,複数層に対応するための倍率の変化が0であるか又は非常に小さかったため,NAの変化という問題が顕在化しなかった。しかしながら,情報記録層の数が多くなり、NAが0.85より大きい高NAとなる場合,情報記録層選択の際の倍率変化が大きくなることがわかってきた。そのような光ピックアップ装置においては,倍率変化に伴うNA変化の問題が特に顕著となることを本発明者は見出したのである。以下、より具体的に説明する。   In the conventional optical pickup device, the number of information recording layers is as few as 2 to 4 layers, and the change in magnification for dealing with a plurality of layers is 0 or very small. It did not turn. However, it has been found that when the number of information recording layers is increased and the NA is higher than 0.85, the magnification change when selecting the information recording layer is increased. The present inventor has found that in such an optical pickup device, the problem of NA change accompanying change in magnification becomes particularly significant. More specific description will be given below.

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

これに対し本発明によれば、図1(b)に示すように、開口制限素子APは、対物レンズOLの面頂点Pに接する平面よりも光ディスク側に配置されている。実線で示す平行光束が対物レンズOLに入射したときの開口数をNA0としたときに、対物レンズの倍率が変化し、点線で示す発散光が入射したときの開口数をNA1、または、対物レンズの倍率が変化し、一点鎖線で示す収束光が入射したときの開口数をNA2は、NA1≒NA0≒NA2となり、開口数の変化を抑えることができる。   On the other hand, according to the present invention, as shown in FIG. 1B, the aperture limiting element AP is disposed on the optical disc side with respect to the plane contacting the surface vertex P of the objective lens OL. When the numerical aperture when the parallel light beam indicated by the solid line is incident on the objective lens OL is NA0, the magnification of the objective lens is changed, and the numerical aperture when the divergent light indicated by the dotted line is incident is NA1 or the objective lens. The numerical aperture NA2 when the convergent light indicated by the alternate long and short dash line is incident is NA1≈NA0≈NA2, and the change in the numerical aperture can be suppressed.

前述から、情報記録層選択の際における開口数(NA)の変化を抑えるためには、開口制限素子を対物レンズの面頂点に接する平面よりも光ディスク側に配置するという技術思想によって、好ましい結果が得られることがわかる。その際に、どの程度、対物レンズの面頂点よりも光ディスク側に絞りを配置すべきか、本発明者は検討を行った。   From the above, in order to suppress the change in the numerical aperture (NA) when selecting the information recording layer, a preferable result is obtained by the technical idea that the aperture limiting element is arranged on the optical disc side with respect to the plane contacting the surface vertex of the objective lens. It turns out that it is obtained. At this time, the present inventor has examined how much the aperture should be arranged on the optical disc side with respect to the surface vertex of the objective lens.

かかる検討の結果、NAが0.87より大きい場合は、或る情報記録層と異なる情報記録層に集光する際に生じる球面収差が過大なものとなってしまい、倍率変動によって補正するのに工夫が必要になることがわかった。   As a result of such examination, when NA is larger than 0.87, spherical aberration generated when the light is condensed on an information recording layer different from a certain information recording layer becomes excessive, which is corrected by a variation in magnification. I found out that some ideas were needed.

より具体的には、NA0.87以上、NA0.95以下の対物レンズについて、光ディスクの光束入射面からの距離を0.05mm以上変化させた際に発生する球面収差を倍率を変化させて補正した場合のNA変化をD/fをパラメータとして調べた。(尚、D[mm]は対物レンズの光源側面頂点に接する平面から開口制限素子の開口制限位置までの光軸方向の距離であり、対物レンズの面頂点に接する平面から光ディスク側に向かう方向を負とする。f[mm]は波長λ1での対物レンズの焦点距離である。)その結果、D/fの範囲として、0.35以上、0.90以下とすると、倍率が変化してもNAの変化を抑えられることを見出した。   More specifically, for an objective lens with NA of 0.87 or more and NA of 0.95 or less, spherical aberration that occurs when the distance from the light incident surface of the optical disk is changed by 0.05 mm or more is corrected by changing the magnification. The change in NA was investigated using D / f as a parameter. (Note that D [mm] is the distance in the optical axis direction from the plane in contact with the apex of the light source side surface of the objective lens to the aperture limiting position of the aperture limiting element, and the direction from the plane in contact with the apex of the objective lens toward the optical disc side. F [mm] is the focal length of the objective lens at the wavelength λ1.) As a result, if the D / f range is 0.35 or more and 0.90 or less, even if the magnification changes. It was found that the change in NA can be suppressed.

従って、(1)式のNAを満たし、基板厚の変化が0.05mm以上の範囲となる複数層の光ディスクの情報記録層に集光するべく球面収差を補正するために、比較的大きな倍率変化をしたとしても、(2)式を満たすことによりNAの変化を抑えることが出来、安定した光ディスクの記録/再生を行なうことができる。   Therefore, a relatively large change in magnification is required to correct spherical aberration so as to focus on the information recording layer of a multi-layer optical disk that satisfies the NA of equation (1) and the substrate thickness change is in the range of 0.05 mm or more. However, the NA change can be suppressed by satisfying the expression (2), and stable optical disc recording / reproduction can be performed.

請求項2に記載の光ピックアップ装置は、請求項1に記載の発明において、以下の式を満たすことを特徴とする。
0.90≦NA≦0.94 (1’)
According to a second aspect of the present invention, there is provided the optical pickup device according to the first aspect, wherein the following expression is satisfied.
0.90 ≦ NA ≦ 0.94 (1 ′)

請求項3に記載の光ピックアップ装置は、請求項1又は2に記載の発明において、以下の式を満たすことを特徴とする。
−0.45≧D/f≧−0.85 (2’)
According to a third aspect of the present invention, there is provided the optical pickup device according to the first or second aspect, wherein the following expression is satisfied.
−0.45 ≧ D / f ≧ −0.85 (2 ′)

請求項4に記載の対物レンズは、請求項1〜3のいずれかに記載の光ピックアップ装置に用いることを特徴とする。   The objective lens of Claim 4 is used for the optical pick-up apparatus in any one of Claims 1-3, It is characterized by the above-mentioned.

本発明に係る光ピックアップ装置は、波長λ1(390nm<λ1<415nm)の光束を出射する第1の光源を有する。   The optical pickup device according to the present invention includes a first light source that emits a light beam having a wavelength λ1 (390 nm <λ1 <415 nm).

本発明の光ピックアップ装置で用いられる第1光ディスクは、厚さ方向(光軸方向)に重ねられた複数の情報記録層を有する。5層以上の情報記録層を有する光ディスクにおいて本発明の光ピックアップ装置はより好適に用いることが出来る。更に好ましくは、10層以上の情報記録層を有することである。また、第1光ディスクは、光束入射面に最も近い情報記録層と光束入射面から最も遠い情報記録層までの間隔が0.05mm以上である。また、当該光ディスクは、情報記録層とは別に、対物レンズの位置制御を行うにあたって基準となる層(基準層と呼ぶ)を有するものであっても良い。ここでいう対物レンズの位置制御とは、トラッキングとフォーカシングの少なくとも一方を指す。基準層は一層のみであってもよいし、複数有していてもよいが、情報記録層の層数よりも少ないことが好ましく、情報記録層の層数の半数以下であることが、光ピックアップ装置の設計が容易になり好ましい。また、当該光ディスクが基準層を有する場合、本発明の光ピックアップ装置は、第1光源とは波長が異なる第2光源を更に有し、第1光源から出射された波長λ1の光束を記録/再生用の光束として情報記録層に集光させると同時に、第2光源から出射された波長λ2の光束を対物レンズの位置制御用の光束として基準層に集光させるようにするのが好ましい。この場合、第2光源から出射される光束を基準層にフォーカシングするための第2フォーカシング手段を有するのが好ましく、第2フォーカシング手段は、第1光源から出射される光束を情報記録層にフォーカシングさせる第1フォーカシング手段とは独立していることが好ましい。また、本光ディスクの情報の記録/再生を行うために必要な開口数NAは、0.87以上、0.95以下である場合に、本発明の効果がより顕著となり、NAが0.90以上、0.94以下である場合に、更に顕著となる。光ディスクは表面に保護基板層を持っていることが好ましく、保護基板層の厚さは特に限定されるものではない。   The first optical disk used in the optical pickup device of the present invention has a plurality of information recording layers stacked in the thickness direction (optical axis direction). In an optical disc having five or more information recording layers, the optical pickup device of the present invention can be used more suitably. More preferably, it has 10 or more information recording layers. In the first optical disc, the distance between the information recording layer closest to the light beam incident surface and the information recording layer farthest from the light beam incident surface is 0.05 mm or more. In addition to the information recording layer, the optical disc may have a reference layer (referred to as a reference layer) for controlling the position of the objective lens. The objective lens position control here refers to at least one of tracking and focusing. There may be only one reference layer or a plurality of reference layers, but it is preferable that the number of layers of the information recording layer is smaller than the number of layers of the information recording layer. It is preferable because the design of the apparatus becomes easy. When the optical disc has a reference layer, the optical pickup device of the present invention further includes a second light source having a wavelength different from that of the first light source, and records / reproduces a light beam having a wavelength λ1 emitted from the first light source. It is preferable that the light beam having the wavelength λ2 emitted from the second light source is condensed on the reference layer as a light beam for position control of the objective lens at the same time as the light beam is condensed on the information recording layer. In this case, it is preferable to have a second focusing means for focusing the light beam emitted from the second light source on the reference layer, and the second focusing means focuses the light beam emitted from the first light source on the information recording layer. It is preferable to be independent of the first focusing means. Further, when the numerical aperture NA required for recording / reproducing information on the optical disc is 0.87 or more and 0.95 or less, the effect of the present invention becomes more remarkable, and the NA is 0.90 or more. , 0.94 or less, it becomes even more prominent. The optical disk preferably has a protective substrate layer on the surface, and the thickness of the protective substrate layer is not particularly limited.

また、本発明の光ピックアップ装置は、第1光源とは波長が同じで出射パワーが異なる第3の光源を更に有し、第1光ディスクに対して情報の再生を行う場合には、第1光源から出射された波長λ1の光束を対物レンズの情報記録層に集光させ、第1光ディスクに対して情報の記録を行う場合には、第3光源から出射された波長λ1の光束を対物レンズの情報記録層に集光させてもよい。一般的に光ディスクでは情報の再生よりも記録のほうがより高い波長エネルギーを必要とするため、かかる構成の場合には、第1光源よりも第3光源のほうが出射される光束のパワーが高いほうが好ましい。   Further, the optical pickup device of the present invention further includes a third light source having the same wavelength as the first light source but having a different emission power, and when reproducing information from the first optical disc, the first light source When a light beam having a wavelength λ1 emitted from the light source is condensed on the information recording layer of the objective lens and information is recorded on the first optical disc, the light beam having a wavelength λ1 emitted from the third light source is The light may be condensed on the information recording layer. In general, since optical discs require higher wavelength energy than information reproduction, in such a configuration, the third light source emits light with higher power than the first light source. .

但し、本発明の光ピックアップ装置は、波長λ4(λ1<λ4)の光束を出射する第4光源、及び/又は、波長λ5(λ4<λ5)の光束を出射する第5光源を更に有し、当該光ディスクに加えて、BD、DVD、CDの少なくとも一つ又は全てと互換可能であるような光ピックアップ装置としても良い。   However, the optical pickup device of the present invention further includes a fourth light source that emits a light beam having a wavelength λ4 (λ1 <λ4) and / or a fifth light source that emits a light beam having a wavelength λ5 (λ4 <λ5). In addition to the optical disc, an optical pickup device compatible with at least one or all of BD, DVD, and CD may be used.

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

本明細書において、第1光源乃至第5光源等の光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。第1光源から出射される第1光束の第1波長λ1、第4光源から出射される第4光束の第4波長λ4(λ4>λ1)、第5光源から出射される第5光束の第5波長λ5(λ5>λ4)は以下の条件式を満たすことが好ましい。   In the present specification, the light sources such as the first light source to the fifth light source are preferably laser light sources. As the laser light source, a semiconductor laser, a silicon laser, or the like can be preferably used. The first wavelength λ1 of the first light beam emitted from the first light source, the fourth wavelength λ4 (λ4> λ1) of the fourth light beam emitted from the fourth light source, and the fifth wavelength of the fifth light beam emitted from the fifth light source. The wavelength λ5 (λ5> λ4) preferably satisfies the following conditional expression.

1.5×λ1<λ4<1.7×λ1
1.9×λ1<λ5<2.1×λ1
1.5 × λ1 <λ4 <1.7 × λ1
1.9 × λ1 <λ5 <2.1 × λ1

また、第1光源の第1波長λ1は好ましくは、350nm以上、440nm以下、より好ましくは、390nm以上、415nm以下であって、第4光源の第4波長λ4は好ましくは570nm以上、680nm以下、より好ましくは630nm以上、670nm以下であって、第5光源を有する場合、第5光源の第5波長λ5は好ましくは、750nm以上、880nm以下、より好ましくは、760nm以上、820nm以下である。また、第2光源を有する場合、第2光源と第4光源は共通であることが好ましい。   The first wavelength λ1 of the first light source is preferably 350 nm or more and 440 nm or less, more preferably 390 nm or more and 415 nm or less, and the fourth wavelength λ4 of the fourth light source is preferably 570 nm or more and 680 nm or less. More preferably, the wavelength is 630 nm or more and 670 nm or less, and when the fifth light source is provided, the fifth wavelength λ5 of the fifth light source is preferably 750 nm or more and 880 nm or less, and more preferably 760 nm or more and 820 nm or less. Moreover, when it has a 2nd light source, it is preferable that a 2nd light source and a 4th light source are common.

また、第1光源、第2光源、第4光源、第5光源のうち少なくとも2つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第1光源と第2光源とが1パッケージに固定収納されているようなものをいうが、これに限られず、2つの光源が収差補正不能なように固定されている状態を広く含むものである。また、光源に加えて、後述する受光素子を1パッケージ化してもよい。   Further, at least two of the first light source, the second light source, the fourth light source, and the fifth light source may be unitized. The unitization means that the first light source and the second light source are fixedly housed in one package, for example. However, the unitization is not limited to this, and the two light sources are fixed so that the aberration cannot be corrected. Is widely included. In addition to the light source, a light receiving element to be described later may be packaged.

また、本明細書において「情報の記録/再生を行う」とは、情報の記録と再生の少なくとも一方を行うことを指す。また、本明細書において「光ディスクの光束入射面」とは、光ディスクの表面のうち、情報の記録/再生を行う際に対物レンズに対向する側の表面を指す。   In this specification, “recording / reproducing information” means performing at least one of recording and reproducing information. Further, in this specification, the “light-incident surface of the optical disc” refers to the surface of the optical disc that faces the objective lens when recording / reproducing information.

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

光ピックアップ装置に用いる集光光学系は、対物レンズを有する。集光光学系は、対物レンズのみを有していても良いが、対物レンズの他にコリメートレンズ等のカップリングレンズを有していてもよい。カップリングレンズとは、対物レンズと光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメートレンズは、カップリングレンズの一種で、コリメートレンズに入射した光を平行光にして出射するレンズである。更に集光光学系は、光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。本明細書において、対物レンズとは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。好ましくは、対物レンズとは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系であって、更に、アクチュエータにより少なくとも光軸方向に一体的に変位可能とされた光学系を指す。   The condensing optical system used for the optical pickup device has an objective lens. The condensing optical system may include only the objective lens, but may include a coupling lens such as a collimator lens in addition to the objective lens. The coupling lens is a single lens or a lens group that is disposed between the objective lens and the light source and changes the divergence angle of the light beam. The collimating lens is a kind of coupling lens, and is a lens that emits light incident on the collimating lens as parallel light. Further, the condensing optical system has an optical element such as a diffractive optical element that divides the light beam emitted from the light source into a main light beam used for recording and reproducing information and two sub light beams used for tracking and the like. May be. In this specification, the objective lens refers to an optical system that is disposed at a position facing the optical disk in the optical pickup device and has a function of condensing the light beam emitted from the light source onto the information recording surface of the optical disk. Preferably, the objective lens is an optical system which is disposed at a position facing the optical disk in the optical pickup device and has a function of condensing the light beam emitted from the light source on the information recording surface of the optical disk, and further includes an actuator An optical system that can be integrally displaced at least in the optical axis direction.

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

対物レンズの素材の屈折率nは、以下の式を満たすこと好ましい。
1.59≦n≦1.64 (3)
The refractive index n of the objective lens material preferably satisfies the following formula.
1.59 ≦ n ≦ 1.64 (3)

nが1.59以上だと、光源側光学面の傾斜角が大きくなりすぎないため,金型の加工精度を向上でき、さらに光学面の平行偏芯に強い対物レンズとなる。一方、nが1.64以下だと光源側光学面の周辺部が、光軸近傍よりも光情報記録媒体側に凸となる量を小さく抑えることができるので作動距離を確保することが出来るとともに、素材のアッベ数が小さくなりすぎないので対物レンズの色収差を小さく抑えられる。   When n is 1.59 or more, the tilt angle of the light source side optical surface does not become too large, so that the processing accuracy of the mold can be improved and the objective lens is strong against parallel decentering of the optical surface. On the other hand, when n is 1.64 or less, the peripheral portion of the optical surface on the light source side can suppress the amount of protrusion on the optical information recording medium side smaller than the vicinity of the optical axis. Therefore, the chromatic aberration of the objective lens can be kept small.

対物レンズの素材のアッベ数屈折率μdは、以下の式を満たすこと好ましい。
50≦μd≦65 (4)
μd が50以上だと、対物レンズの色収差が小さいため,半導体レーザのモードホッピングに対して強い対物レンズとなる。一方、μdが65以下だと、屈折率が小さくなりすぎないため,光源側光学面の形状形成が容易になるとともに,光学材料の選択の幅が広がる。
The Abbe number refractive index μd of the objective lens material preferably satisfies the following expression.
50 ≦ μd ≦ 65 (4)
If μd is 50 or more, the chromatic aberration of the objective lens is small and the objective lens is strong against mode hopping of the semiconductor laser. On the other hand, when μd is 65 or less, since the refractive index does not become too small, it is easy to form the shape of the optical surface on the light source side, and the range of selection of optical materials is widened.

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

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

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

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

対物レンズの正弦条件違反量としては、有効開口半径hの5割から9割の間で正弦条件違反量が正の極大値を持ち,それより周辺部で正弦条件違反量が単調減少するようにするのが望ましい。これにより、情報の記録/再生を行う情報記録層の位置の変化により発生する高次球面収差を残留させることなく、入射光の発散収束度の変化により適切に補正することが可能となる。ここで、「高次球面収差」とは、5次以上の球面収差をいうものとする。尚、対物レンズに波長λ1の光束が設計倍率で入射した場合において、正弦条件違反量が正の極大値を持つ位置より周辺部で正弦条件違反量は、単調に減少することが好ましい。「単調に減少する」とは、極大値から一定範囲で減少し続けることを意味する。また、好ましくは、対物レンズに波長λ1の光束が設計倍率で入射した場合において、有効開口半径hの6割から9割の間で正弦条件違反量が正の極大値を持つことである。   As the sine condition violation amount of the objective lens, the sine condition violation amount has a positive maximum value between 50% and 90% of the effective aperture radius h, and the sine condition violation amount monotonously decreases in the peripheral part. It is desirable to do. As a result, it is possible to appropriately correct the change in the divergence and convergence of incident light without leaving high-order spherical aberration caused by the change in the position of the information recording layer for recording / reproducing information. Here, “high-order spherical aberration” refers to spherical aberration of the fifth or higher order. When the light beam having the wavelength λ1 is incident on the objective lens at the design magnification, it is preferable that the sine condition violation amount monotonously decreases in the peripheral portion from the position where the sine condition violation amount has a positive maximum value. “Monotonically decreasing” means that it continues to decrease from a maximum value within a certain range. Preferably, when the light beam having the wavelength λ1 is incident on the objective lens at the design magnification, the sine condition violation amount has a positive maximum value between 60% and 90% of the effective aperture radius h.

また、対物レンズのS2面(光ディスク側面)の形状としては、傾きが連続的であるものであれば足り、S2面形状が連続している場合と、連続しているS2面形状をレンズ面の一部区間を光軸方向に平行移動したような形状を含む。図2は、S2面が変曲点を有するが凹部を有さない対物レンズの断面図であり、図3は、S2面が変曲点と凹部を有する対物レンズの断面図である。   Further, as the shape of the S2 surface (optical disc side surface) of the objective lens, it is sufficient if the inclination is continuous, and when the S2 surface shape is continuous, the continuous S2 surface shape is the same as that of the lens surface. It includes a shape in which a section is translated in the optical axis direction. FIG. 2 is a cross-sectional view of an objective lens in which the S2 surface has an inflection point but no concave portion, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the objective lens in which the S2 surface has an inflection point and a concave portion.

図2,3を参照して、このようなS2面12a又は12bの面形状を有することで、以下の効果を奏する。すなわち、通常の対物レンズは、両面が凸の両凸レンズ、または、凸レンズと凹レンズによって構成されるメニスカスレンズである。それぞれのレンズには特徴があり、S2面の中心位置とディスク30までの距離をワーキングディスタンス(WD)とした場合、メニスカスレンズはS2面が凹んでいる関係上、両凸レンズに比べて、ワーキングディスタンスが短くなってしまう。一方、軸外特性の画角特性は、メニスカスレンズは、両面が同方向に湾曲していることにより、凸レンズよりもよい特性を示す。   Referring to FIGS. 2 and 3, having such a surface shape of S2 surface 12a or 12b has the following effects. That is, a normal objective lens is a biconvex lens having convex surfaces on both sides, or a meniscus lens composed of a convex lens and a concave lens. Each lens has its characteristics. When the distance from the center of the S2 surface and the distance to the disk 30 is the working distance (WD), the meniscus lens has a concave S2 surface, so the working distance compared to the biconvex lens. Will be shorter. On the other hand, the off-axis field angle characteristic shows that the meniscus lens is better than the convex lens because both surfaces are curved in the same direction.

これに対し、対物レンズ1a又は1bは、外周側に凹部が形成され中央部に凸部が形成されていることから、このメニスカスレンズと両凸レンズの、両方の特性を満たすことができる。すなわち、ワーキングディスタンスが長く、また、軸上特性を満たしつつ、軸外特性として画角特性をよくすることが可能となる。   On the other hand, the objective lens 1a or 1b can satisfy both characteristics of the meniscus lens and the biconvex lens because the concave portion is formed on the outer peripheral side and the convex portion is formed in the central portion. In other words, the working distance is long, and the angle-of-view characteristic can be improved as the off-axis characteristic while satisfying the on-axis characteristic.

つまり、図2に示す対物レンズ1aにおいては、S2面12aの半径方向中心h0から外周13aに向かとサグ量が徐々に増加し、ある半径、図2においては半径h3以降はサグ量がほとんど変化しない。また、図3に示す対物レンズ1bにおいては、S2面12bの半径方向中心h0から外周13bに向かうとサグ量が徐々に増加し、ある半径、本例では半径h4に到達すると、そこから外周13bまでは、それまでとは逆にサグ量が徐々に小さくなる。これらのサグ量の増減量が変わる位置から内径では両凸レンズの特徴を有し、これより外径では、メニスカスレンズの特性を持たせることが可能となる。   In other words, in the objective lens 1a shown in FIG. 2, the sag amount gradually increases from the radial center h0 of the S2 surface 12a toward the outer periphery 13a, and the sag amount almost changes after a radius of radius h3 in FIG. do not do. In the objective lens 1b shown in FIG. 3, the sag amount gradually increases from the radial center h0 of the S2 surface 12b toward the outer periphery 13b, and when reaching a certain radius, in this example, the radius h4, the outer periphery 13b Until then, the amount of sag gradually becomes smaller. From the position where the increase / decrease amount of the sag amount changes, the inner diameter has a characteristic of a biconvex lens, and the outer diameter can have the characteristics of a meniscus lens.

すなわち、対物レンズ中央部分は、両凸レンズであることから、ワーキングディスタンスを長くすることができ、それほど大きな曲率半径をもたないため、両凸レンズでありながら、画角特性をよくすることも可能である。そして、このサグ量の増減量が変わる位置から外径側(S2面の外周部)にはメニスカスの特徴を持たせることにより、メニスカスレンズの特長である良好な画角特性を得ることができる。また、メニスカスレンズに相当する部分がレンズ中央部ではなく外周部分に形成されていることにより、ワーキングディスタンスを短くすることがない。このように、対物レンズ1a、1bは、外周部分は略平坦乃至凹部を形成することでメニスカスレンズの特長を取り入れ、内周部分は凸部を形成して両凸レンズの特長を取り入れることで、長いワーキングディスタンスを確保し、かつ軸上特性はもとより、画角特性も良好とすることができる。以上の観点からは、図2及び図3の半径h1〜h4はすべてレーザの光束が通過する領域に存在するのが好ましい。   In other words, since the central part of the objective lens is a biconvex lens, the working distance can be lengthened, and since it does not have a very large radius of curvature, it is possible to improve the angle of view characteristics while being a biconvex lens. is there. Then, by providing the meniscus feature on the outer diameter side (outer peripheral portion of the S2 surface) from the position where the increase / decrease amount of the sag amount changes, it is possible to obtain a favorable angle-of-view characteristic that is a feature of the meniscus lens. Further, since the portion corresponding to the meniscus lens is formed in the outer peripheral portion instead of the lens central portion, the working distance is not shortened. In this way, the objective lenses 1a and 1b are long by incorporating the features of the meniscus lens by forming a substantially flat or concave portion in the outer peripheral portion and forming the convex portion in the inner peripheral portion and incorporating the features of the biconvex lens. A working distance can be secured, and an angle of view characteristic as well as an on-axis characteristic can be improved. From the above viewpoint, it is preferable that the radii h1 to h4 in FIGS. 2 and 3 are all present in the region through which the laser beam passes.

また、図2に示す対物レンズ1aにおいては、サグ量の増減量が変わる半径h3の位置から外径にかけてメニスカス形状にしたが、図3に示す対物レンズ1bは、極小値kを持たせる程度に極端なメニスカス形状としている。このような形状にすることにより、さらに、ワーキングディスタンスを長くとることができ、かつ軸上特性及び軸外特性として画角特性を更に良好にすることができる。   Further, in the objective lens 1a shown in FIG. 2, the meniscus shape is formed from the position of the radius h3 where the increase / decrease amount of the sag changes to the outer diameter, but the objective lens 1b shown in FIG. 3 has a minimum value k. Extreme meniscus shape. By adopting such a shape, the working distance can be further increased, and the angle of view characteristics can be further improved as on-axis characteristics and off-axis characteristics.

一方、対物レンズのS1面(光源側面)の光学面有効径は、φ2.0mm以上φ3.0mm以下であると好ましい。有効径がφ2,Omm以上だと、対物レンズの作動距離を十分に確保することができ,光ディスクとの衝突リスクを低減できる。また,対物レンズの倍率が変化した際の像高コマの発生量を抑制できるので、光ピックアップ装置の特性が向上する。一方、有効径がφ3.0mm以下だと光学系をコンパクトに出来るのでピックアップ装置の小型化に有利である。   On the other hand, the effective optical surface diameter of the S1 surface (light source side surface) of the objective lens is preferably φ2.0 mm or more and φ3.0 mm or less. When the effective diameter is φ2, Omm or more, the working distance of the objective lens can be secured sufficiently, and the risk of collision with the optical disk can be reduced. In addition, since the amount of image height coma generated when the magnification of the objective lens changes can be suppressed, the characteristics of the optical pickup device are improved. On the other hand, when the effective diameter is φ3.0 mm or less, the optical system can be made compact, which is advantageous for downsizing the pickup device.

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

このような球面収差補正素子の例としては、光源からの発散光束を取り込み対物レンズに導くものとして、波長λ1の光束の球面収差を補正する液晶装置や、光軸方向に可動する少なくとも1つのレンズを有し、波長λ1の光束の対物レンズの倍率を変化させる倍率変換手段等が挙げられる。倍率変換手段の例としては、光軸方向に移動可能な前述した単玉のカップリングレンズや、単玉のコリメータレンズや、平行光束内に配置され、少なくとも1つの正レンズと少なくとも1つの負レンズを有し、いずれかを光軸方向に可動する2群カップリングレンズや、少なくとも1つの正レンズと少なくとも1つの負レンズを有し、いずれかを光軸方向に可動するビームエキスパンダー(ビームシュリンカーを含む)等が挙げられる。   Examples of such spherical aberration correction elements include a liquid crystal device that corrects spherical aberration of a light beam having a wavelength λ1, and at least one lens that is movable in the optical axis direction, as a device that takes in a divergent light beam from a light source and guides it to an objective lens. And a magnification conversion means for changing the magnification of the objective lens of the light beam having the wavelength λ1. Examples of the magnification conversion means include the above-described single ball coupling lens movable in the optical axis direction, a single ball collimator lens, and at least one positive lens and at least one negative lens arranged in a parallel beam. A two-group coupling lens that is movable in the optical axis direction, or a beam expander (beam shrinker) that has at least one positive lens and at least one negative lens and is movable in the optical axis direction. And the like).

カバーレイヤーの補正範囲としては、0.87≦NA<0.90の場合、0.10mm以上0.25mm以下であると好ましく、0.90≦NA≦0.94の場合、0.05mm以上0.15mm以下であると好ましい。補正範囲が、下限以上だと情報記録層数を増やせるので、光ディスクの大容量化に有利である。また,層間間隔を十分に確保できるので,層間クロストークの影響を低減できる。一方、上限以下だと,情報記録層の厚さの差異によって発生する球面収差を、倍率変化により補正した際の高次球面収差の残留量を低減でき,更に,倍率変化した際の像高コマ収差の発生量を抑えることができるので,光ピックアップ装置の特性が向上する。   The correction range of the cover layer is preferably 0.10 mm to 0.25 mm when 0.87 ≦ NA <0.90, and preferably 0.05 mm to 0.15 mm when 0.90 ≦ NA ≦ 0.94. If the correction range is greater than or equal to the lower limit, the number of information recording layers can be increased, which is advantageous for increasing the capacity of the optical disk. Moreover, since the interlayer spacing can be sufficiently secured, the influence of interlayer crosstalk can be reduced. On the other hand, if the value is below the upper limit, the residual amount of higher-order spherical aberration can be reduced when the spherical aberration caused by the difference in the information recording layer thickness is corrected by the change in magnification, and the image height coma when the magnification is changed. Since the amount of aberration can be suppressed, the characteristics of the optical pickup device are improved.

その他、像高コマの補正手段として、液晶収差補正素子を更に有すると好ましい。倍率変化した際の像高コマ収差を補正する手段を設けることで,NAを大きくした場合でもカバーレイヤーの補正範囲を大きく設定でき.大容量化に有利である。   In addition, it is preferable to further include a liquid crystal aberration correction element as a means for correcting the image height frame. By providing a means for correcting the image height coma aberration when the magnification changes, the correction range of the cover layer can be set large even when the NA is increased, which is advantageous for increasing the capacity.

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

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

図1に記載されるように、対物レンズと開口制限素子を別体としてもよい。その際に、対物レンズと開口制限素子間の相対距離が固定されていることが好ましい。また、対物レンズと開口制限素子を一体化した対物レンズユニットとしてもよい。   As described in FIG. 1, the objective lens and the aperture limiting element may be separated. At that time, the relative distance between the objective lens and the aperture limiting element is preferably fixed. Further, an objective lens unit in which the objective lens and the aperture limiting element are integrated may be used.

開口制限素子は、図1(b)に示すように、対物レンズの光源側面頂点よりも光ディスク側に配置されている。また、以下の式(2)を満たす。
−0.35≧D/f≧−0.90 (2)
但し、D[mm]は対物レンズの光源側面頂点から開口制限素子の開口制限位置までの光軸方向の距離(負値)を表し、f[mm]は波長λ1での対物レンズの焦点距離を表している。
As shown in FIG. 1B, the aperture limiting element is disposed closer to the optical disc than the vertex of the light source side surface of the objective lens. Moreover, the following formula | equation (2) is satisfy | filled.
−0.35 ≧ D / f ≧ −0.90 (2)
However, D [mm] represents the distance (negative value) in the optical axis direction from the vertex of the light source side surface of the objective lens to the aperture limiting position of the aperture limiting element, and f [mm] represents the focal length of the objective lens at the wavelength λ1. Represents.

より好ましくは、以下の式(2´)を満たすことである。
−0.45≧D/f≧−0.85 (2´)
More preferably, the following expression (2 ′) is satisfied.
−0.45 ≧ D / f ≧ −0.85 (2 ′)

また、対物レンズは、以下の条件式(5)を満たすと好ましい。
1.20<d/f<1.55 (5)
但し、d[mm]は、対物レンズの軸上厚を表し、f[mm]は、第1光束における対物レンズの焦点距離を表す。
The objective lens preferably satisfies the following conditional expression (5).
1.20 <d / f <1.55 (5)
However, d [mm] represents the axial thickness of the objective lens, and f [mm] represents the focal length of the objective lens in the first light flux.

対物レンズの周辺部の厚さを確保するためには,NAが大きくなるに従い,軸上厚を焦点距離に比して大きく設定する必要がある。(5)式の値が下限以上だと,対物レンズの周辺部の厚さを確保できるので,対物レンズを樹脂製とする場合は,成形時の樹脂の流動性が向上し,成形性の良い対物レンズとなる。更に,コバの強度を十分に確保できる。一方、(5)式の値が上限以下だと,作動距離を十分に確保することができ,光ディスクとの衝突リスクを低減できる。また,光ディスク側光学面の有効径を大き<確保できるので,軸外コマ収差を良好に補正できる。
また、光源側光学面と光源側コバ面を、光源側光学面とは異なる形状で繋ぐようにすると、光源側コバ面の位置を任意に設定できるので好ましい。例えば、ガラス製の対物レンズの場合、コバが薄くなるとハンドリング時にコバが割れやすくなるため、軸上厚をあまり薄く出来ない(言い換えると、作動距離が確保出来ない)という課題がある。そこで、図33に示すように、光源側光学面と光源側コバ面を直線で繋ぐようにすると、光源側光学面を延長して光源側コバ面と直接繋ぐ場合に比べてコバ厚を確保できるため、軸上厚を薄くすることが可能となり好ましい。尚、光源側光学面と光源側コバ面を繋ぐ形状としては、光源側コバ面の位置を任意に設定できる形状であれば良く、図33に例を示した直線形状に限られない。
In order to ensure the thickness of the periphery of the objective lens, it is necessary to set the axial thickness larger than the focal length as the NA increases. If the value of equation (5) is above the lower limit, the thickness of the periphery of the objective lens can be secured. Therefore, when the objective lens is made of resin, the fluidity of the resin during molding is improved and the moldability is good. It becomes an objective lens. Furthermore, the strength of the edge can be secured sufficiently. On the other hand, if the value of the expression (5) is below the upper limit, the working distance can be sufficiently secured, and the risk of collision with the optical disk can be reduced. Also, since the effective diameter of the optical surface on the optical disk side can be ensured, the off-axis coma aberration can be corrected well.
Further, it is preferable to connect the light source side optical surface and the light source side edge surface in a shape different from that of the light source side optical surface because the position of the light source side edge surface can be arbitrarily set. For example, in the case of a glass objective lens, if the edge becomes thin, the edge easily breaks during handling, so that there is a problem that the axial thickness cannot be reduced very much (in other words, the working distance cannot be secured). Therefore, as shown in FIG. 33, when the light source side optical surface and the light source side edge surface are connected by a straight line, the edge thickness can be secured as compared with the case where the light source side optical surface is extended and directly connected to the light source side edge surface. Therefore, it is possible to reduce the axial thickness, which is preferable. The shape that connects the light source side optical surface and the light source side edge surface may be any shape that can arbitrarily set the position of the light source side edge surface, and is not limited to the linear shape shown in FIG.

尚、対物レンズの重心位置よりも光源側光学面に近い位置に、光源側コバ面の位置を設定すると、対物レンズの重心とアクチュエーターコイルの磁気中立点(動作中心点)との上下方向の距離が短くなるため、対物レンズ駆動部全体のバランスが取り易く、重量のばらつきの抑制及びカウンターバランスの軽量化及びコンパクト化を図ることが可能となり、駆動部の動作感度の向上を図ることができる。また、対物レンズ駆動部全体の剛性を向上させ、2次共振周波数を上げることができ、サーボ帯域の確保が容易となる。さらに、対物レンズのローリングを抑制でき、駆動部の安定した動作を確保することができる。   When the position of the light source side edge surface is set closer to the light source side optical surface than the position of the center of gravity of the objective lens, the vertical distance between the center of gravity of the objective lens and the magnetic neutral point (operation center point) of the actuator coil Therefore, it is easy to balance the entire objective lens driving unit, it is possible to suppress weight variation, reduce the weight and size of the counter balance, and improve the operation sensitivity of the driving unit. Further, the rigidity of the entire objective lens driving unit can be improved, the secondary resonance frequency can be increased, and the servo band can be easily secured. Furthermore, the rolling of the objective lens can be suppressed, and the stable operation of the drive unit can be ensured.

光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有すると好ましい。   The optical information recording / reproducing apparatus preferably has an optical disc drive apparatus having the optical pickup device described above.

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

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

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

本発明によれば、光ディスクの大容量化を推進する上で問題となる対物レンズのNA変化を抑制でき、適切に情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置及びそれに用いる対物レンズを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical pickup device capable of suppressing NA change of an objective lens, which is a problem in promoting an increase in capacity of an optical disc, and appropriately recording / reproducing information, and an objective lens used therefor. it can.

開口絞りの位置とNAとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position of an aperture stop, and NA. 対物レンズのS2面側の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape by the side of S2 of an objective lens. 対物レンズのS2面側の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape by the side of S2 of an objective lens. 光ピックアップ装置PU1の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of optical pick-up apparatus PU1. 比較例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of a comparative example. 比較例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens and aperture stop of a comparative example. 対物レンズと開口絞りの相対関係を示す図である。It is a figure which shows the relative relationship of an objective lens and an aperture stop. 実施例1の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 1. 実施例1の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens of Example 1, and an aperture stop. 実施例2の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 2. 実施例2の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens of Example 2, and an aperture stop. 実施例3の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 3. 実施例3の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens of Example 3, and an aperture stop. 実施例4の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 4. 実施例4の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens of Example 4, and an aperture stop. 実施例5の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 5. 実施例5の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens of Example 5, and an aperture stop. 実施例6の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 6. 実施例6の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens of Example 6, and an aperture stop. 実施例7の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 7. 実施例7の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens of Example 7, and an aperture stop. 実施例8の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 8. 実施例8の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens of Example 8, and an aperture stop. 実施例9の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 9. 実施例9の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens of Example 9, and an aperture stop. 実施例10の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 10. 実施例10の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens of Example 10, and an aperture stop. 実施例11の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 11. 実施例11の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。It is a figure which shows the variation | change_quantity of NA according to the change of the relative position of the objective lens of Example 11, and an aperture stop. 実施例12の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration and sine condition violation amount of the objective lens of Example 12. 実施例12の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating the amount of change in NA according to a change in the relative position between the objective lens and the aperture stop in Example 12. NAとD/fとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between NA and D / f. 光源側光学面と光源側コバ面を直線で繋いだ対物レンズの断面図である。It is sectional drawing of the objective lens which connected the light source side optical surface and the light source side edge surface with the straight line.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図4は、厚さ方向に3つの情報記録面RL1〜RL3(光ディスクの光束入射面からの距離が小さい順にRL1、RL2、RL3とする)を有する光ディスクであるODに対して適切に情報の記録/再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置PU1の構成を概略的に示す図である。光ディスクODは、光束入射面に最も近い情報記録層と光束入射面から最も遠い情報記録層までの間隔が0.05mm以上である。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。例えば、図4ではOD専用の光ピックアップ装置を示しているが、BD/DVD/CD互換の対物レンズを別個に配置することで、他光ディスク互換用の光ピックアップ装置とすることもできる。また、3つの情報記録面(情報記録層ともいう)ではなく、4つ以上の情報記録面としてもよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows that information is appropriately recorded on an OD that is an optical disc having three information recording surfaces RL1 to RL3 (referred to as RL1, RL2, and RL3 in ascending order of distance from the light incident surface of the optical disc) in the thickness direction. FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup device PU1 of the present embodiment that can perform reproduction. In the optical disc OD, the distance between the information recording layer closest to the light beam incident surface and the information recording layer farthest from the light beam incident surface is 0.05 mm or more. The present invention is not limited to the present embodiment. For example, although FIG. 4 shows an optical pickup device dedicated to OD, an optical pickup device compatible with other optical disks can be obtained by separately arranging an objective lens compatible with BD / DVD / CD. Moreover, it is good also as four or more information recording surfaces instead of three information recording surfaces (it is also called an information recording layer).

光ピックアップ装置PU1は、対物レンズOBJ、対物レンズOBJをフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動させ、光ディスクのラジアル方向、及び/または、タンジェンシャル方向に傾ける3軸アクチュエータAC2、λ/4波長板QWP、開口絞り(開口制限素子)AP、立ち上げミラーMR、正の屈折力を有する正レンズL2と負の屈折力を有する負レンズL3とを有するカップリングCL、正レンズL2のみ光軸方向に移動させる1軸アクチュエータAC1、偏光プリズムPBS、405nmのレーザ光束(光束)を射出する半導体レーザLD、センサ用レンズSL、BDの情報記録面RL1〜RL3からの反射光束を受光する受光素子PDを有する。   The optical pickup device PU1 moves the objective lens OBJ, the objective lens OBJ in the focusing direction and the tracking direction, and tilts in the radial direction and / or tangential direction of the optical disc, the λ / 4 wavelength plate QWP, the aperture A diaphragm CL (aperture limiting element) AP, a rising mirror MR, a coupling CL having a positive lens L2 having a positive refractive power and a negative lens L3 having a negative refractive power, and moving only the positive lens L2 in the optical axis direction 1 It includes a shaft actuator AC1, a polarizing prism PBS, a semiconductor laser LD that emits a laser beam (beam) of 405 nm, a sensor lens SL, and a light receiving element PD that receives reflected beams from the information recording surfaces RL1 to RL3 of the BD.

本実施の形態においては、カップリングレンズCLは、偏光プリズムPBSとλ/4波長板QWPとの間に配置されている。半導体レーザLDから、負レンズL3、正レンズL2の順で配置されているが、半導体レーザLDから、正レンズL2、負レンズL3の順で配置しても良い。又、負レンズL3が光軸方向に移動可能となっており、正レンズL2は光ピックアップ装置に固定されている。光束入射面から情報記録面までの厚みの差により発生する球面収差を、球面収差補正素子としてのカップリングレンズCLを光軸方向に移動することにより補正でき、カップリングレンズCLは光ピックアップ装置動作時に情報記録面の数と同じ数の固定位置(ここでは3カ所)に配置される。   In the present embodiment, the coupling lens CL is disposed between the polarizing prism PBS and the λ / 4 wavelength plate QWP. The semiconductor laser LD is arranged in the order of the negative lens L3 and the positive lens L2. However, the semiconductor laser LD may be arranged in the order of the positive lens L2 and the negative lens L3. The negative lens L3 is movable in the optical axis direction, and the positive lens L2 is fixed to the optical pickup device. The spherical aberration caused by the difference in thickness from the light incident surface to the information recording surface can be corrected by moving the coupling lens CL as a spherical aberration correction element in the optical axis direction. The coupling lens CL operates as an optical pickup device. Sometimes, it is arranged at the same number of fixed positions (here, three) as the number of information recording surfaces.

ここで、対物レンズOBJは、像側開口数(NA)が0.87以上、0.95未満のプラスチック製の単玉レンズであり、以下の式を満たす。
−0.35≧D/f≧−0.90 (2)
但し、
D[mm]:対物レンズOBJの光源側面頂点から開口制限絞りAPの開口制限位置までの光軸方向の距離(負値で表す)
f[mm]:波長λ1での対物レンズOBJの焦点距離
Here, the objective lens OBJ is a single lens made of plastic having an image-side numerical aperture (NA) of 0.87 or more and less than 0.95, and satisfies the following formula.
−0.35 ≧ D / f ≧ −0.90 (2)
However,
D [mm]: Distance in the optical axis direction from the vertex of the light source side surface of the objective lens OBJ to the aperture limiting position of the aperture limiting aperture AP (expressed as a negative value)
f [mm]: focal length of objective lens OBJ at wavelength λ1

まず、ODの第1の情報記録面RL1に対して記録/再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズCLの正レンズL2は、1軸アクチュエータAC1により実線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザLDから射出された光束(λ1=405nm)の発散光束は、偏光プリズムPBSを透過し、コリメートレンズCLの負レンズL3を通過して発散角が増大され、更に正レンズL2を通過して弱い収束光束とされた後、立ち上げミラーMRで反射され、λ/4波長板QWPにより直線偏光から円偏光に変換され、開口絞りAPによりその光束径が規制され、対物レンズOBJによって第1の厚さの透明基板PL1を介して、実線で示すように第1の情報記録面RL1上に形成されるスポットとなる。   First, a case where recording / reproduction is performed on the first information recording surface RL1 of the OD will be described. In such a case, the positive lens L2 of the coupling lens CL is moved to the position of the solid line by the uniaxial actuator AC1. Here, the divergent beam of the beam (λ1 = 405 nm) emitted from the blue-violet semiconductor laser LD is transmitted through the polarizing prism PBS, passes through the negative lens L3 of the collimator lens CL, and the divergence angle is increased. After passing through L2 to be a weakly convergent light beam, it is reflected by the rising mirror MR, converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the λ / 4 wave plate QWP, the diameter of the light beam is regulated by the aperture stop AP, and the objective lens A spot formed on the first information recording surface RL1 by the OBJ through the transparent substrate PL1 having the first thickness as shown by a solid line.

第1の情報記録面RL1上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、開口絞りAPを透過した後、λ/4波長板QWPにより円偏光から直線偏光に変換され、立ち上げミラーMRで反射され、コリメートレンズCLの正レンズL2及び負レンズL3を通過して収束光束とされ、偏光プリズムPBSで反射した後、センサ用レンズSLによって、受光素子PDの受光面上に収束する。そして、受光素子PDの出力信号を用いて、3軸アクチュエータAC2により対物レンズOBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、第1の情報記録面RL1に記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the first information recording surface RL1 is again transmitted through the objective lens OBJ and the aperture stop AP, and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the λ / 4 wavelength plate QWP, and is launched. The light is reflected by the mirror MR, passes through the positive lens L2 and the negative lens L3 of the collimating lens CL, becomes a convergent light beam, is reflected by the polarizing prism PBS, and then converges on the light receiving surface of the light receiving element PD by the sensor lens SL. . Then, using the output signal of the light receiving element PD, the information recorded on the first information recording surface RL1 can be read by focusing or tracking the objective lens OBJ by the triaxial actuator AC2.

次に、ODの第2の情報記録面RL2に対して記録/再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズCLの正レンズL2は、1軸アクチュエータAC1により一点鎖線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザLDから射出された光束(λ1=405nm)の発散光束は、偏光プリズムPBSを透過し、コリメートレンズCLの負レンズL3を通過して発散角が増大され、更に正レンズL2を通過して略平行光束とされた後、立ち上げミラーMRで反射され、λ/4波長板QWPにより直線偏光から円偏光に変換され、開口絞りAPによりその光束径が規制され、対物レンズOBJによって第2の厚さ(第1の厚さより厚い)の透明基板PL2を介して、一点鎖線で示すように第2の情報記録面RL2上に形成されるスポットとなる。   Next, a case where recording / reproduction is performed on the second information recording surface RL2 of the OD will be described. In such a case, the positive lens L2 of the coupling lens CL is moved to the position of the alternate long and short dash line by the uniaxial actuator AC1. Here, the divergent beam of the beam (λ1 = 405 nm) emitted from the blue-violet semiconductor laser LD is transmitted through the polarizing prism PBS, passes through the negative lens L3 of the collimator lens CL, and the divergence angle is increased. After passing through L2 to be a substantially parallel light beam, it is reflected by the rising mirror MR, converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the λ / 4 wave plate QWP, the light beam diameter is regulated by the aperture stop AP, and the objective lens A spot formed on the second information recording surface RL2 by the OBJ through the transparent substrate PL2 having a second thickness (thicker than the first thickness) as shown by a one-dot chain line.

第2の情報記録面RL2上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、開口絞りAPを透過した後、λ/4波長板QWPにより円偏光から直線偏光に変換され、立ち上げミラーMRで反射され、コリメートレンズCLの正レンズL2及び負レンズL3を通過して収束光束とされ、偏光プリズムPBSで反射した後、センサ用レンズSLによって、受光素子PDの受光面上に収束する。そして、受光素子PDの出力信号を用いて、3軸アクチュエータAC2により対物レンズOBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、第2の情報記録面RL2に記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the second information recording surface RL2 is again transmitted through the objective lens OBJ and the aperture stop AP, and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the λ / 4 wavelength plate QWP. The light is reflected by the mirror MR, passes through the positive lens L2 and the negative lens L3 of the collimating lens CL, becomes a convergent light beam, is reflected by the polarizing prism PBS, and then converges on the light receiving surface of the light receiving element PD by the sensor lens SL. . Then, using the output signal of the light receiving element PD, the information recorded on the second information recording surface RL2 can be read by focusing or tracking the objective lens OBJ by the triaxial actuator AC2.

次に、ODの第3の情報記録面RL3に対して記録/再生を行う場合について説明する。かかる場合、カップリングレンズCLの正レンズL2は、1軸アクチュエータAC1により点線の位置に移動させられる。ここで、青紫色半導体レーザLDから射出された光束(λ1=405nm)の発散光束は、偏光プリズムPBSを透過し、コリメートレンズCLの負レンズL3を通過して発散角が増大され、更に正レンズL2を通過して弱い発散光束とされた後、立ち上げミラーMRで反射され、λ/4波長板QWPにより直線偏光から円偏光に変換され、開口絞りAPによりその光束径が規制され、対物レンズOBJによって第3の厚さ(第2の厚さより厚い)の透明基板PL3を介して、点線で示すように第3の情報記録面RL3上に形成されるスポットとなる。   Next, a case where recording / reproduction is performed on the third information recording surface RL3 of the OD will be described. In such a case, the positive lens L2 of the coupling lens CL is moved to the dotted line position by the uniaxial actuator AC1. Here, the divergent beam of the beam (λ1 = 405 nm) emitted from the blue-violet semiconductor laser LD is transmitted through the polarizing prism PBS, passes through the negative lens L3 of the collimator lens CL, and the divergence angle is increased. After passing through L2 to be a weak divergent light beam, it is reflected by the rising mirror MR, converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the λ / 4 wave plate QWP, and its light beam diameter is regulated by the aperture stop AP. The spot is formed on the third information recording surface RL3 by the OBJ through the transparent substrate PL3 having a third thickness (thicker than the second thickness) as indicated by a dotted line.

第3の情報記録面RL3上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、開口絞りAPを透過した後、λ/4波長板QWPにより円偏光から直線偏光に変換され、立ち上げミラーMRで反射され、コリメートレンズCLの正レンズL2及び負レンズL3を通過して収束光束とされ、偏光プリズムPBSで反射した後、センサ用レンズSLによって、受光素子PDの受光面上に収束する。そして、受光素子PDの出力信号を用いて、3軸アクチュエータAC2により対物レンズOBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、第3の情報記録面RL3に記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the third information recording surface RL3 is again transmitted through the objective lens OBJ and the aperture stop AP, and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the λ / 4 wavelength plate QWP, and then started up. The light is reflected by the mirror MR, passes through the positive lens L2 and the negative lens L3 of the collimating lens CL, becomes a convergent light beam, is reflected by the polarizing prism PBS, and then converges on the light receiving surface of the light receiving element PD by the sensor lens SL. . Then, using the output signal of the light receiving element PD, the information recorded on the third information recording surface RL3 can be read by focusing or tracking the objective lens OBJ by the triaxial actuator AC2.

<実施例>
次に、上述の実施の形態に用いることができる対物レンズの実施例を、比較例と比較して以下に説明する。以下の表中のrは各面の曲率半径[mm]、dは各面間距離[mm]、N(λ)は波長λ1における各面の屈折率、νdは各面のアッベ数を表している。尚、これ以降(表のレンズデータ含む)において、10のべき乗数(例えば、2.5×10-3)を、E(例えば、2.5×E−03)を用いて表すものとする。対物レンズの光学面は、それぞれ数1式に表1に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。尚、ここでは波長λ1を、λとして表すものとする。
<Example>
Next, examples of objective lenses that can be used in the above-described embodiments will be described below in comparison with comparative examples. In the following table, r is the radius of curvature [mm] of each surface, d is the distance between each surface [mm], N (λ) is the refractive index of each surface at wavelength λ1, and νd is the Abbe number of each surface. Yes. In the following (including the lens data in the table), a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −3 ) is expressed using E (for example, 2.5 × E-03). The optical surface of the objective lens is formed as an aspherical surface that is axisymmetric about the optical axis, each of which is defined by an equation in which the coefficient shown in Table 1 is substituted into Equation (1). Here, the wavelength λ1 is represented as λ.

[数1:非球面表現式]
z=(y2/R)/[1+√{1−(K+1)(y/R)2}]+A44+A66+A88+A1010+A1212+A1414+A1616+A1818+A2020
但し、
z:非球面形状(非球面の面頂点から光軸に沿った方向の距離)
y:光軸からの距離
R:曲率半径
K:コーニック係数
4,A6,A8,A10,A12,A14,A16,A18,A20:非球面係数
[Equation 1: Aspheric expression]
z = (y 2 / R) / [1 + √ {1- (K + 1) (y / R) 2}] + A 4 y 4 + A 6 y 6 + A 8 y 8 + A 10 y 10 + A 12 y 12 + A 14 y 14 + A 16 y 16 + A 18 y 18 + A 20 y 20
However,
z: Aspherical shape (distance in the direction along the optical axis from the apex of the aspherical surface)
y: distance from the optical axis R: radius of curvature K: conic coefficient A 4, A 6, A 8 , A 10, A 12, A 14, A 16, A 18, A 20: aspherical coefficients

(比較例)
表1に比較例のレンズデータを示す。又、図5に、比較例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図6に、比較例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示すが、ここでは、横軸に保護基板層の厚さをとり、縦軸に保護基板層の厚みが変わったときの球面収差を倍率変化で補正した状態のNAをとって、開口絞りの位置を3カ所変えて比較しつつ示している。比較例では、NA=0.85,D/f=−0.35である。尚、ここでは、図7に示すように、対物レンズOBJの面頂点に接する平面内に開口絞りがある時を0mmとして、それから光ディスク側に向かって負、光源側に向かって正で表すものとする。図5に示すように正弦条件違反量は小さい。又、図6に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.50mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
(Comparative example)
Table 1 shows lens data of the comparative example. FIG. 5 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of the comparative example. FIG. 6 shows the amount of change in NA according to the change in the relative position of the objective lens and aperture stop of the comparative example. Here, the horizontal axis represents the thickness of the protective substrate layer, and the vertical axis represents the protective substrate layer. The NA of the state in which the spherical aberration when the thickness is changed is corrected by the change in magnification is taken, and the position of the aperture stop is changed at three places for comparison. In the comparative example, NA = 0.85, D / f = −0.35. Here, as shown in FIG. 7, when the aperture stop is in the plane in contact with the surface apex of the objective lens OBJ, it is assumed to be 0 mm, and then expressed negatively toward the optical disk side and positive toward the light source side. To do. As shown in FIG. 5, the sine condition violation amount is small. Further, as shown in FIG. 6, when the position of the aperture stop is located 0.50 mm from the plane in contact with the surface vertex of the objective lens, the change in NA becomes the smallest.

(実施例1)
表2に実施例1のレンズデータを示す。又、図8に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図9に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.90,D/f=−0.56である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.4付近で正の極大値をとり、その前後で単調に減少する。又、図8に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.75mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
Example 1
Table 2 shows lens data of Example 1. FIG. 8 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 9 shows the amount of change in NA according to the change in the relative positions of the objective lens and the aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.90 and D / f = −0.56. The amount of violation of the sine condition takes a positive maximum value around 0.4 when the effective opening radius h is 1, and decreases monotonously before and after that. In addition, as shown in FIG. 8, when the position of the aperture stop is positioned 0.75 mm from the plane contacting the surface vertex of the objective lens, the change in NA is the smallest.

(実施例2)
表3に実施例2のレンズデータを示す。又、図10に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図11に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.90,D/f=−0.45である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.25付近で正の極大値をとり、その前後で単調に減少する。又、図10に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.6mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
(Example 2)
Table 3 shows lens data of Example 2. FIG. 10 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 11 shows the amount of change in NA according to the change in the relative positions of the objective lens and the aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.90 and D / f = −0.45. When the effective opening radius h is 1, the sine condition violation amount takes a positive maximum value in the vicinity of 0.25, and decreases monotonously before and after that. Also, as shown in FIG. 10, when the aperture stop is positioned 0.6 mm from the plane in contact with the surface apex of the objective lens, the change in NA is the smallest.

(実施例3)
表4に実施例3のレンズデータを示す。又、図12に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図13に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.90,D/f=−0.56である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.15付近で正の極大値をとり、その前後で単調に減少する。又、図12に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.75mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
(Example 3)
Table 4 shows lens data of Example 3. FIG. 12 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 13 shows the amount of change in NA according to the change in the relative positions of the objective lens and the aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.90 and D / f = −0.56. The sine condition violation amount takes a positive maximum value around 0.15 when the effective opening radius h is 1, and decreases monotonously before and after that. Also, as shown in FIG. 12, when the position of the aperture stop is located 0.75 mm from the plane contacting the surface apex of the objective lens, the change in NA is the smallest.

(実施例4)
表5に実施例4のレンズデータを示す。又、図14に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図15に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.90,D/f=−0.45である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.2付近で正の極大値をとり、その前後で単調に減少する。又、図14に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.60mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
Example 4
Table 5 shows lens data of Example 4. FIG. 14 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 15 shows the amount of change in NA according to the change in the relative positions of the objective lens and the aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.90 and D / f = −0.45. The sine condition violation amount takes a positive maximum value in the vicinity of 0.2 when the effective opening radius h is 1, and decreases monotonously before and after that. Further, as shown in FIG. 14, when the position of the aperture stop is located on the 0.60 mm optical disk side from the plane in contact with the surface vertex of the objective lens, the change in NA becomes the smallest.

(実施例5)
表6に実施例5のレンズデータを示す。又、図16に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図17に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.92,D/f=−0.58である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.4付近で正の極大値をとり、その前後で単調に減少する。又、図16に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.75mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
(Example 5)
Table 6 shows lens data of Example 5. FIG. 16 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 17 shows the amount of change in NA according to the change in the relative positions of the objective lens and the aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.92, D / f = −0.58. The amount of violation of the sine condition takes a positive maximum value around 0.4 when the effective opening radius h is 1, and decreases monotonously before and after that. Further, as shown in FIG. 16, when the position of the aperture stop is located 0.75 mm from the plane contacting the surface vertex of the objective lens, the change in NA becomes the smallest.

(実施例6)
表7に実施例6のレンズデータを示す。又、図18に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図19に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.93,D/f=−0.65である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.4付近で正の極大値をとり、その前後で単調に減少する。又、図18に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から1.05mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
(Example 6)
Table 7 shows lens data of Example 6. FIG. 18 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 19 shows the amount of change in NA according to the change in the relative position of the objective lens and aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.93, D / f = −0.65. The amount of violation of the sine condition takes a positive maximum value around 0.4 when the effective opening radius h is 1, and decreases monotonously before and after that. Also, as shown in FIG. 18, when the aperture stop is positioned 1.05 mm from the plane in contact with the surface apex of the objective lens, the change in NA is the smallest.

(実施例7)
表8に実施例7のレンズデータを示す。又、図20に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図21に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.94,D/f=−0.85である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.38付近で正の極大値をとり、その前後で単調に減少する。又、図20に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.90mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
(Example 7)
Table 8 shows lens data of Example 7. FIG. 20 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 21 shows the amount of change in NA according to the change in the relative position of the objective lens and aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.94, D / f = −0.85. The sine condition violation amount takes a positive maximum value in the vicinity of 0.38 when the effective opening radius h is 1, and monotonously decreases before and after that. Also, as shown in FIG. 20, when the aperture stop is positioned at the 0.90 mm optical disk side from the plane in contact with the surface apex of the objective lens, the change in NA becomes the smallest.

(実施例8)
表9に実施例8のレンズデータを示す。又、図22に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図23に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.875,D/f=−0.40である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.38付近で正の極大値をとり、その前後で単調に減少する。又、図22に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.55mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
(Example 8)
Table 9 shows lens data of Example 8. FIG. 22 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 23 shows the amount of change in NA according to the change in the relative positions of the objective lens and the aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.875 and D / f = −0.40. The sine condition violation amount takes a positive maximum value in the vicinity of 0.38 when the effective opening radius h is 1, and monotonously decreases before and after that. Also, as shown in FIG. 22, when the aperture stop is positioned 0.55 mm from the plane contacting the surface vertex of the objective lens, the change in NA is minimized.

(実施例9)
表10に実施例9のレンズデータを示す。又、図24に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図25に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.90,D/f=−0.64である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.82付近で正の極大値をとり、その前後で単調に減少する。又、図24に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.85mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
Example 9
Table 10 shows lens data of Example 9. FIG. 24 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 25 shows the amount of change in NA according to the change in the relative positions of the objective lens and the aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.90 and D / f = −0.64. The sine condition violation amount takes a positive maximum value in the vicinity of 0.82 when the effective opening radius h is 1, and decreases monotonously before and after that. Also, as shown in FIG. 24, when the position of the aperture stop is positioned on the 0.85 mm optical disc side from the plane in contact with the surface vertex of the objective lens, the change in NA becomes the smallest.

(実施例10)
表11に実施例10のレンズデータを示す。又、図26に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図27に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.875,D/f=−0.40である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.8付近で最大値をとる。又、図26に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.55mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
(Example 10)
Table 11 shows lens data of Example 10. FIG. 26 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 27 shows the amount of change in NA according to the change in the relative positions of the objective lens and aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.875 and D / f = −0.40. The sine condition violation amount has a maximum value in the vicinity of 0.8 when the effective opening radius h is 1. Also, as shown in FIG. 26, when the aperture stop is positioned 0.55 mm from the plane in contact with the surface vertex of the objective lens, the change in NA is the smallest.

(実施例11)
表12に実施例11のレンズデータを示す。又、図28に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図29に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.90,D/f=−0.45である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.42付近で正の極大値をとり、その前後で単調に減少する。又、図28に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.60mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
(Example 11)
Table 12 shows lens data of Example 11. FIG. 28 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 29 shows the amount of change in NA according to the change in the relative positions of the objective lens and the aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.90 and D / f = −0.45. The sine condition violation amount takes a positive maximum value around 0.42 when the effective opening radius h is 1, and monotonously decreases before and after that. Further, as shown in FIG. 28, when the aperture stop is positioned 0.66 mm from the plane in contact with the surface apex of the objective lens, the change in NA is the smallest.

(実施例12)
表13に実施例9のレンズデータを示す。又、図30に、本実施例の対物レンズの球面収差と正弦条件違反量とを示す。図31に、本実施例の対物レンズと開口絞りの相対位置の変化に応じたNAの変化量を示す。本実施例では、NA=0.90,D/f=−0.56である。正弦条件違反量は、有効開口半径hを1としたときに0.38付近で正の極大値をとり、その前後で単調に減少する。又、図30に示すように、開口絞りの位置は対物レンズの面頂点に接する平面から0.75mm光ディスク側に位置するときに、NAの変化が最も小さくなる。
(Example 12)
Table 13 shows lens data of Example 9. FIG. 30 shows the spherical aberration and the sine condition violation amount of the objective lens of this example. FIG. 31 shows the amount of change in NA according to the change in the relative position of the objective lens and aperture stop in this example. In this embodiment, NA = 0.90 and D / f = −0.56. The sine condition violation amount takes a positive maximum value in the vicinity of 0.38 when the effective opening radius h is 1, and monotonously decreases before and after that. Further, as shown in FIG. 30, when the position of the aperture stop is located 0.75 mm from the plane contacting the surface vertex of the objective lens, the change in NA becomes the smallest.

表14に、各実施例の値を示す。比較例、及び、実施例1〜12の対物レンズは、倍率ゼロと保護層厚さ設計値の組み合わせで球面収差が補正されるように非球面形状が設計されている。表14における保護層厚さ補正範囲とは、光ディスクの光束入射面に最も近い情報記録層と光束入射面から最も遠い情報記録層までの間隔を指す。   Table 14 shows the values of the respective examples. The objective lenses of the comparative example and Examples 1 to 12 are designed to be aspheric so that spherical aberration is corrected by a combination of zero magnification and a design value of the protective layer thickness. The protective layer thickness correction range in Table 14 refers to the distance between the information recording layer closest to the light beam incident surface of the optical disc and the information recording layer farthest from the light beam incident surface.

図32に、NAとD/fとの関係を示す。図32によれば、NAとD/fとに相関関係があることが分かる。即ち、NAが0.87近傍では、D/fの絶対値は小さくなり、NAが0.95近傍では、D/fの絶対値は大きくなる。比較例では、NA0.85で、D/fが−0.35である。よって、0.87≦NA≦0.95の条件下では、−0.35≧D/f≧−0.90の範囲が最適となる。   FIG. 32 shows the relationship between NA and D / f. FIG. 32 shows that there is a correlation between NA and D / f. That is, the absolute value of D / f is small when NA is near 0.87, and the absolute value of D / f is large when NA is near 0.95. In the comparative example, NA is 0.85 and D / f is -0.35. Therefore, under the condition of 0.87 ≦ NA ≦ 0.95, the range of −0.35 ≧ D / f ≧ −0.90 is optimal.

本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施例は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。   The present invention is not limited to the embodiments described in the specification, and other embodiments and modifications are apparent to those skilled in the art from the embodiments and ideas described in the present specification. It is. The description and examples are for illustrative purposes only, and the scope of the invention is indicated by the following claims.

OBJ 対物レンズ
PU1 光ピックアップ装置
LD 青紫色半導体レーザ
AC1 1軸アクチュエータ
AC2 3軸アクチュエータ
BS 偏光ビームスプリッタ
PBS 偏光プリズム
CL カップリングレンズ
MR 立ち上げミラー
L2 正レンズ群
L3 負レンズ群
QWP λ/4波長板
PL1〜PL3 保護基板
RL1〜RL3 情報記録面
SL センサ用レンズ
OBJ Objective lens PU1 Optical pickup device LD Blue-violet semiconductor laser AC1 1-axis actuator AC2 3-axis actuator BS Polarizing beam splitter PBS Polarizing prism CL Coupling lens MR Rising mirror L2 Positive lens group L3 Negative lens group QWP λ / 4 wavelength plate PL1 ~ PL3 Protection board RL1 ~ RL3 Information recording surface SL Sensor lens

Claims (4)

波長λ1(390nm<λ1<415nm)の光束を出射する第1光源と、球面収差補正素子と、開口制限素子と、対物レンズとを有し、前記第1光源から出射された波長λ1の光束を、前記球面収差補正素子、前記開口制限素子を介して前記対物レンズに入射させ、光軸方向に重ねられた複数の情報記録層を有し、光束入射面に最も近い情報記録層と光束入射面から最も遠い情報記録層までの間隔が0.05mm以上である第1光ディスクの情報記録層に集光することによって情報の記録/再生を行う光ピックアップ装置であって、
情報の記録/再生を行う情報記録層を一方から他方へ変更する際に、前記球面収差補正素子により前記対物レンズの倍率を変えることで、光束入射面から情報記録層までの厚みの差により発生する球面収差を補正するようになっており、前記対物レンズは単玉であり、前記開口制限素子は、前記対物レンズの光源側面頂点に接する平面よりも光ディスク側に配置されており、更に以下の式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
0.87≦NA≦0.95 (1)
−0.35≧D/f≧−0.90 (2)
但し、
NA:前記対物レンズの開口数
D[mm]:前記対物レンズの光源側面頂点に接する平面から前記開口制限素子の開口制限位置までの光軸方向の距離(負値で表す)
f[mm]:前記波長λ1での前記対物レンズの焦点距離
A first light source that emits a light beam having a wavelength λ1 (390 nm <λ1 <415 nm), a spherical aberration correction element, an aperture limiting element, and an objective lens, and the light beam having a wavelength λ1 emitted from the first light source. An information recording layer and a light beam incident surface that are closest to the light beam incident surface and have a plurality of information recording layers that are made to enter the objective lens through the spherical aberration correction element and the aperture limiting element and are stacked in the optical axis direction. An optical pickup device for recording / reproducing information by focusing on the information recording layer of the first optical disc whose distance from the farthest information recording layer is 0.05 mm or more,
When the information recording layer for recording / reproducing information is changed from one to the other, the magnification of the objective lens is changed by the spherical aberration correction element, which is caused by the difference in thickness from the light incident surface to the information recording layer. The objective lens is a single lens, and the aperture limiting element is disposed on the optical disc side with respect to the plane contacting the light source side surface apex of the objective lens. An optical pickup device satisfying the formula:
0.87 ≦ NA ≦ 0.95 (1)
−0.35 ≧ D / f ≧ −0.90 (2)
However,
NA: Numerical aperture D [mm] of the objective lens: Distance in the optical axis direction from the plane contacting the light source side surface apex of the objective lens to the aperture limiting position of the aperture limiting element (represented by a negative value)
f [mm]: focal length of the objective lens at the wavelength λ1
以下の式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置。
0.90≦NA≦0.94 (1’)
The optical pickup device according to claim 1, wherein the following expression is satisfied.
0.90 ≦ NA ≦ 0.94 (1 ′)
以下の式を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置。
−0.45≧D/f≧−0.85 (2’)
The optical pickup device according to claim 1, wherein the following expression is satisfied.
−0.45 ≧ D / f ≧ −0.85 (2 ′)
請求項1〜3のいずれかに記載の光ピックアップ装置に用いることを特徴とする対物レンズ。   An objective lens that is used in the optical pickup device according to claim 1.
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