JP2922851B2 - Multifocal lens, optical head device, and optical information recording / reproducing device - Google Patents

Multifocal lens, optical head device, and optical information recording / reproducing device

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JP2922851B2
JP2922851B2 JP8189208A JP18920896A JP2922851B2 JP 2922851 B2 JP2922851 B2 JP 2922851B2 JP 8189208 A JP8189208 A JP 8189208A JP 18920896 A JP18920896 A JP 18920896A JP 2922851 B2 JP2922851 B2 JP 2922851B2
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lens
light
coma
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道弘 山形
慶明 金馬
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルビデオデ
ィスク、デジタルオーディオディスク、コンピュータ用
の光メモリディスクなどの光ヘッドに用いられる対物レ
ンズに関し、特に厚さの異なる複数種類の基板に対して
収差を補正した多重焦点対物レンズ、それを用いた光ヘ
ッド装置及び光学情報記録再生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an objective lens used for an optical head such as a digital video disk, a digital audio disk, and an optical memory disk for a computer, and more particularly to correcting aberrations for a plurality of types of substrates having different thicknesses. To a multifocal objective lens, an optical head device and an optical information recording / reproducing device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、光ディスク用の光ヘッド装置に
おいて、情報媒体面上に回折限界の点像を集光し、情報
を記録し又は再生するための対物レンズとして、非球面
を用いた単レンズが多く使用されている。以下、従来の
対物レンズについて、図面を参照しつつ説明する。従来
の対物レンズとディスク(記録媒体)の関係を図16に
示す。図16(a)において、非球面対物レンズ15は
ディスク16に対して、回折限界内の性能を確保してい
るものとする。ここで、ディスク厚さの異なるディスク
18に対して同一の対物レンズ15で光を集光しようと
すると、ディスク厚さの差によって、回折限界以内の性
能を得ることができない。そこで、図16(b)に示す
ように、基板厚さの異なるディスク18に対しては、異
なる対物レンズ17を使用する必要がある。すなわち、
基板厚さの異なる複数種類のディスクを同じ光ヘッドで
記録し、再生する場合、基板厚さの種類に応じて、複数
の対物レンズを用意しなければならなかった。
2. Description of the Related Art In general, in an optical head device for an optical disk, a single lens using an aspherical surface as an objective lens for condensing a diffraction-limited point image on an information medium surface and recording or reproducing information. Is often used. Hereinafter, a conventional objective lens will be described with reference to the drawings. FIG. 16 shows the relationship between a conventional objective lens and a disk (recording medium). In FIG. 16A, it is assumed that the aspheric objective lens 15 secures the performance within the diffraction limit with respect to the disk 16. Here, when light is focused on the disks 18 having different disk thicknesses by the same objective lens 15, the performance within the diffraction limit cannot be obtained due to the difference in disk thickness. Therefore, as shown in FIG. 16B, it is necessary to use different objective lenses 17 for disks 18 having different substrate thicknesses. That is,
When recording and reproducing a plurality of types of disks having different substrate thicknesses with the same optical head, a plurality of objective lenses must be prepared according to the type of substrate thickness.

【0003】これに対して、ホログラムにより1つの対
物レンズで2つの焦点を形成する方法が提案されてい
る。(例えば、KOMMA et al.: OPTICAL REVIEW Vol.1,
No.1(1994) 27-29 参照)。ホログラムを用いた2焦点
対物レンズの構成を図17に示す。ディスク16に対し
ては、図17(a)に示すように、ホログラム19の0
次回折光21が対物レンズ20を透過したとき、回折限
界内のスポットを集光するように対物レンズが設計され
ている。一方、基板厚さのことなるディスク18に対し
ては、図17(b)に示すように、ホログラム19の1
次回折光22が対物レンズ20を透過したとき、回折限
界内のスポットを集光するようにホログラム19が設計
されている。ホログラムの0次回折光と1次回折光の光
量比が1対1になるように、ホログラムの回折効率を設
計することで、2つの焦点を形成し、それぞれの焦点が
基板厚さの異なるディスクに対して収差補正された状態
とすることができる。
On the other hand, there has been proposed a method of forming two focal points with one objective lens using a hologram. (For example, KOMMA et al .: OPTICAL REVIEW Vol.1,
No. 1 (1994) 27-29). FIG. 17 shows the configuration of a bifocal objective lens using a hologram. As shown in FIG. 17A, the hologram 19
The objective lens is designed such that when the next-order diffracted light 21 passes through the objective lens 20, a spot within the diffraction limit is collected. On the other hand, as shown in FIG. 17 (b), the hologram 19
The hologram 19 is designed so that when the next-order diffracted light 22 passes through the objective lens 20, a spot within the diffraction limit is collected. By designing the diffraction efficiency of the hologram so that the light quantity ratio between the 0th-order diffracted light and the 1st-order diffracted light of the hologram becomes 1: 1, two focal points are formed, and each focal point is directed to a disc having a different substrate thickness. Thus, the aberration can be corrected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、対物レンズが
ディセンターや傾きなどの製造誤差を伴う場合、軸上に
おいてもコマ収差を有することがある。図18(a)は
ホログラム19の0次回折光21が、ディスク16に集
光した時、コマ収差が出ている様子を示したものであ
る。この場合、ディスクに垂直な光軸に対して、対物レ
ンズ20とホログラム19を同時に傾けると、図18
(b)に示すように、ある角度において、コマ収差が補
正される。次に、異なる基板厚さのディスク18を使用
すると、ホログラム19の1次回折光22が集光される
が、コマ収差が補正される条件が、ディスク16のとき
と異なるため、図18(b)では補正されていたコマ収
差が、図18(c)では補正されず、異なったコマ収差
が発生するという問題を有していた。
In general, when an objective lens involves manufacturing errors such as decentering and tilting, coma may also be present on the axis. FIG. 18A shows a state in which coma aberration appears when the 0th-order diffracted light 21 of the hologram 19 is focused on the disk 16. In this case, if the objective lens 20 and the hologram 19 are simultaneously tilted with respect to the optical axis perpendicular to the disk,
As shown in (b), at a certain angle, coma is corrected. Next, when a disk 18 having a different substrate thickness is used, the first-order diffracted light 22 of the hologram 19 is condensed. However, the condition for correcting the coma aberration is different from that for the disk 16, so that FIG. In FIG. 18C, the coma aberration that had been corrected was not corrected, and a different coma aberration occurred.

【0005】本発明は、以上のような従来例の問題点を
解決するためになされたものであり、厚さの異なる複数
種類のディスク(記録媒体又は基板)に対して、コマ収
差を補正する条件がほぼ同じになるよう設計された多重
焦点レンズ、それを用いた光ヘッド装置及び光学情報記
録再生装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional example, and corrects coma aberration for a plurality of types of disks (recording media or substrates) having different thicknesses. It is an object of the present invention to provide a multifocal lens designed under substantially the same conditions, an optical head device and an optical information recording / reproducing device using the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の多重焦点レンズは、回折手段を含み、前記
回折手段の0次回折光を第1の基板の情報記録面上に集
光し、前記回折手段の1次回折光を前記第1の基板と厚
さの異なる第2の基板の情報記録面上に集光し、前記
(数1)の条件を満足する。
In order to achieve the above object, a multifocal lens according to the present invention includes a diffractive means, and focuses the zero-order diffracted light of the diffractive means on an information recording surface of a first substrate. The first-order diffracted light of the diffracting means is focused on the information recording surface of the second substrate having a thickness different from that of the first substrate, and the condition of (Equation 1) is satisfied.

【0007】また、本発明の別の多重焦点レンズは、回
折手段を含み、前記回折手段の0次回折光を第1の基板
の情報記録面上に集光し、前記回折手段の1次回折光を
前記第1の基板と厚さの異なる第2の基板の情報記録面
上に集光し、残存コマ収差ZCが前記(数2)の条件を
満足する。
Further, another multifocal lens of the present invention includes a diffractive means, condenses the zero-order diffracted light of the diffractive means on the information recording surface of the first substrate, and converts the first-order diffracted light of the diffractive means to the first substrate. The light is condensed on the information recording surface of the second substrate having a thickness different from that of the first substrate, and the residual coma aberration ZC satisfies the condition (Equation 2).

【0008】上記各構成においては、前記回折手段を対
物レンズのいずれかの一面に形成することが好ましい。
In each of the above structures, it is preferable that the diffraction means is formed on any one surface of the objective lens.

【0009】また、前記対物レンズは、少なくとも1面
が非球面の単レンズであることが好ましい。
Preferably, the objective lens is a single lens having at least one aspheric surface.

【0010】または、前記回折手段を平面基板上に形成
することが好ましい。また、前記回折手段は位相格子で
あることが好ましい。さらに、前記回折手段は、同心円
状の位相格子であることが好ましい。
Alternatively, it is preferable that the diffraction means is formed on a flat substrate. Preferably, the diffraction means is a phase grating. Further, it is preferable that the diffraction means is a concentric phase grating.

【0011】上記各構成において、前記厚さの異なる複
数の基板は2種類であり、前記2種類の基板に対してそ
れぞれ前記回折手段の0次回折光と1次回折光を用いて
集光することが好ましい。
In each of the above structures, the plurality of substrates having different thicknesses are of two types, and the two types of substrates can be condensed by using the 0th-order diffraction light and the 1st-order diffraction light of the diffraction means, respectively. preferable.

【0012】また、前記2種の基板のうち厚さの薄い方
の基板を0次回折光で集光することが好ましい。
It is preferable that the substrate having the smaller thickness of the two types of substrates is condensed by zero-order diffracted light.

【0013】または、前記2種の基板のうち厚さの薄い
方の基板を0次回折光で集光することが好ましい。
Alternatively, it is preferable that the thinner one of the two types of substrates is condensed by zero-order diffracted light.

【0014】また、前記(数3)を満足することが好ま
しい。
Further, it is preferable that the above expression (3) is satisfied.

【0015】上記いずれかの構成において、前記対物レ
ンズの少なくとも一面に回折手段を一体化し、ガラス成
形及び樹脂成形から選択されたいずれかの方法により作
成することが好ましい。
In any one of the above structures, it is preferable that diffraction means is integrated on at least one surface of the objective lens, and that the objective lens is formed by any one of glass molding and resin molding.

【0016】また、前記平面基板をガラス成形及び樹脂
成形から選択されたいずれかの方法により作成すること
が好ましい。
It is preferable that the flat substrate is formed by any one of glass molding and resin molding.

【0017】一方、本発明の光ヘッド装置は、光源と、
前記光源から出射された光線を情報媒体面上に集光する
集光手段と、前記情報媒体で変調された光束を分離する
ための光束分離手段と、前記情報媒体で変調された光を
受光する受光手段を具備し、前記集光手段は上記各構成
のいずれかに記載されたものである。
On the other hand, the optical head device of the present invention comprises a light source,
Light collecting means for condensing a light beam emitted from the light source on an information medium surface, a light beam separating means for separating a light beam modulated by the information medium, and receiving the light modulated by the information medium A light-receiving means is provided, and the light-collecting means is as described in any of the above configurations.

【0018】また、本発明の光学情報記録再生装置は、
上記光ヘッド装置を用いて、厚さの異なる複数種類の記
録媒体に情報を記録し、再生する。
Further, the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention comprises:
Using the optical head device, information is recorded on and reproduced from a plurality of types of recording media having different thicknesses.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以上のように、本発明の多重焦点
レンズは、回折次数の異なる光線が、それぞれ厚さの異
なる複数の基板に対して集光するよう収差補正された回
折手段を含み、かつ、レンズの軸上コマ収差を補正する
ためにレンズ全体を傾ける際、その傾斜角が前記厚さの
異なる複数の基板に対してそれぞれ略同一である。すな
わち、光ヘッド装置の組立てにおいて、レンズの軸上コ
マ収差を補正するためにレンズ全体を傾けることが行わ
れるが、基板厚さの異なる複数の情報記録媒体(光ディ
スク)に対して、それぞれレンズの傾斜角を略同一にす
ることにより、一つの対物レンズで複数の情報記録媒体
に対して良好な集光スポットを得ることができ、安定し
た性能で情報を記録し、または情報を再生することがで
きる。
As described above, the multifocal lens according to the present invention includes a diffraction means whose aberration is corrected so that light beams having different diffraction orders are converged on a plurality of substrates having different thicknesses. When the entire lens is tilted to correct the axial coma of the lens, the tilt angle is substantially the same for a plurality of substrates having different thicknesses. That is, in assembling the optical head device, the entire lens is tilted in order to correct the on-axis coma of the lens. By making the inclination angles substantially the same, it is possible to obtain a good focused spot on a plurality of information recording media with one objective lens, and to record information or reproduce information with stable performance. it can.

【0020】また、本発明の別の多重焦点レンズは、回
折手段を含み、前記回折手段の0次回折光を第1の基板
の情報記録面上に集光し、前記回折手段の1次回折光を
前記第1の基板と厚さの異なる第2の基板の情報記録面
上に集光し、前記(数1)の条件を満足する。すなわ
ち、上記情報記録媒体を2種類に限定したものである。
(数1)の左辺は第1の基板に対するレンズの傾斜角を
表し、右辺は第2の基板に対するレンズの傾斜角を表
す。
Further, another multifocal lens of the present invention includes a diffractive means, condenses the 0th-order diffracted light of the diffractive means on the information recording surface of the first substrate, and converts the first-order diffracted light of the diffractive means. The light is condensed on the information recording surface of the second substrate having a thickness different from that of the first substrate, and the condition of (Equation 1) is satisfied. That is, the information recording medium is limited to two types.
The left side of (Equation 1) represents the inclination angle of the lens with respect to the first substrate, and the right side represents the inclination angle of the lens with respect to the second substrate.

【0021】また、本発明のさらに別の多重焦点レンズ
は、回折手段を含み、前記回折手段の0次回折光を第1
の基板の情報記録面上に集光し、前記回折手段の1次回
折光を前記第1の基板と厚さの異なる第2の基板の情報
記録面上に集光し、残存コマ収差ZCが前記(数2)の
条件を満足する。すなわち、ある程度レンズの残存コマ
収差が許容できる場合について条件を設定したものであ
る。また、前記(数3)は色収差を補正した場合の条件
を示す。
Further, still another multifocal lens of the present invention includes a diffractive means, and converts the zero-order diffracted light of the diffractive means into a first-order diffracted light.
And the first-order diffracted light of the diffracting means is condensed on the information recording surface of a second substrate having a thickness different from that of the first substrate. The condition of (Equation 2) is satisfied. That is, conditions are set for a case where the residual coma of the lens can be tolerated to some extent. The above (Equation 3) shows the condition when the chromatic aberration is corrected.

【0022】以下、本発明の多重焦点対物レンズについ
て、図面を参照しつつ具体的に説明する。図1は、本発
明の多重焦点対物レンズの実施例1から4に対応する構
成を示す光路図である。図1において、入射光線1は対
物レンズ2に入射する。対物レンズ2は両面非球面の単
レンズであり、入射側の面2aに位相格子4が形成され
ている。入射光線1はディスク3の情報媒体面3aに集
光される。ここで、ディスク3の厚さが1.2mmの場
合と0.6mmの場合で、位相格子4の1次回折光と0
次回折光を使い分ける。
Hereinafter, the multifocal objective lens of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is an optical path diagram showing a configuration corresponding to the first to fourth embodiments of the multifocal objective lens of the present invention. In FIG. 1, an incident light 1 enters an objective lens 2. The objective lens 2 is a single lens having two aspheric surfaces, and a phase grating 4 is formed on a surface 2a on the incident side. The incident light beam 1 is focused on the information medium surface 3a of the disk 3. Here, when the thickness of the disk 3 is 1.2 mm and 0.6 mm, the first-order diffracted light of the phase grating 4
Use the next diffraction light properly.

【0023】図2は、本発明の多重焦点対物レンズの実
施例5に対応する構成を示す光路図である。図2におい
て、入射光線1は位相格子を形成した平面基板5を透過
した後、両面非球面の対物レンズ6に入射し、ディスク
3の情報媒体面に集光される。図1に示す場合と同様
に、ディスク3の厚さが1.2mmの場合と0.6mm
の場合で、平面基板5上の位相格子の1次回折光と0次
回折光を使い分ける。
FIG. 2 is an optical path diagram showing a configuration corresponding to the fifth embodiment of the multifocal objective lens of the present invention. In FIG. 2, an incident light beam 1 passes through a plane substrate 5 on which a phase grating is formed, then enters an objective lens 6 having an aspheric surface on both sides, and is condensed on the information medium surface of the disk 3. As in the case shown in FIG. 1, when the thickness of the disc 3 is 1.2 mm,
In the above case, the first-order diffracted light and the zero-order diffracted light of the phase grating on the plane substrate 5 are selectively used.

【0024】次に、本発明の多重焦点対物レンズの具体
的な数値例を示す。なお、以下の各実施例において共通
な仕様として、設計の中心波長を660nm、第1のデ
ィスクの厚さを0.6mm、第2のディスクの厚さを
1.2mm、ディスクの屈折率を1.57815、第1
のディスクに対する開口数(NA)を0.60、第2の
ディスクに対する開口数(NA)を0.43とした。ま
た、以下の各実施例において、(表1)に示す符号を共
通とする。また、非球面形状は、以下の(数4)で与え
られる。
Next, specific numerical examples of the multifocal objective lens of the present invention will be shown. In addition, as common specifications in each of the following embodiments, the central wavelength of the design is 660 nm, the thickness of the first disk is 0.6 mm, the thickness of the second disk is 1.2 mm, and the refractive index of the disk is 1 .57815, first
The numerical aperture (NA) for the second disk was 0.60, and the numerical aperture (NA) for the second disk was 0.43. Further, in each of the following embodiments, the symbols shown in (Table 1) are common. The aspherical shape is given by the following (Equation 4).

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】[0026]

【数4】 (Equation 4)

【0027】また、位相格子は超高屈折率法により表現
した(William C.Sweatt : Describing holographic op
tical elements as lenses : Journal of Optical Soci
etyof America, Vol.67, No.6, June 1977 参照)。位
相格子を表す非球面形状は通常の非球面形状と同じ(数
4)で表し、各符号を(表2)のように定義する。ま
た、レンズの各性能を表すパラメータを(表3)のよう
に定義する。
The phase grating was expressed by an ultra-high refractive index method (William C. Sweatt: Describing holographic op.
tical elements as lenses: Journal of Optical Soci
etyof America, Vol. 67, No. 6, June 1977). The aspherical shape representing the phase grating is represented by the same (Equation 4) as a normal aspherical shape, and each symbol is defined as shown in (Table 2). Also, parameters representing each performance of the lens are defined as in (Table 3).

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】なお、あおり角度の差DA及び残存コマ収
差ZCは以下の(数5)で定義される。
The tilt angle difference DA and the residual coma ZC are defined by the following (Equation 5).

【0031】[0031]

【数5】 (Equation 5)

【0032】また、実施例4及び6においては、以下の
(表4)に示す値についても記載した。
Further, in Examples 4 and 6, the values shown in the following (Table 4) were also described.

【0033】[0033]

【表4】 [Table 4]

【0034】[0034]

【実施例1】実施例1の具体的数値を(表5)に示す。
実施例1では、両面非球面対物レンズの入射面側(第1
面側)に位相格子を設けている。第1のディスクに対し
て位相格子の0次回折光を、第2のディスクに対して1
次回折光をそれぞれ使用する構成である。位相格子を表
すパラメータを以下の(表6)に示す。また、レンズの
性能を表すパラメータを以下の(表7)に示す。表7か
らわかるように、第1のディスクでコマ収差を完全に補
正するまでレンズをあおり調整した状態で、第2のディ
スクを透過したときに発生するコマ収差、すなわち残存
コマ収差ZCは、わずか3.35mλと非常に小さな値
となっている。実施例1の第1のディスクに対する収差
図を図3に示し、第2のディスクに対する収差図を図4
に示す。なお、図3から図12の各収差図において
(a)の収差図の点線は球面収差、実線は正弦条件を示
す。また(b)の収差図の点線はタンジェンシャル方向
の非点収差、実線はサジタル方向の非点収差を示す。
Embodiment 1 Specific numerical values of Embodiment 1 are shown in (Table 5).
In the first embodiment, the incident surface side (the first
A phase grating is provided on the surface side). The 0th-order diffracted light of the phase grating is applied to the first disk,
This is a configuration in which the second-order diffracted light is used. The parameters representing the phase grating are shown in Table 6 below. In addition, parameters indicating the performance of the lens are shown in the following (Table 7). As can be seen from Table 7, in a state in which the lens is tilted and adjusted until the coma aberration is completely corrected in the first disk, the coma aberration generated when the light passes through the second disk, that is, the residual coma aberration ZC is small. This is a very small value of 3.35 mλ. FIG. 3 is an aberration diagram for the first disk of Example 1, and FIG. 4 is an aberration diagram for the second disk.
Shown in In each of the aberration diagrams in FIGS. 3 to 12, the dotted line in the aberration diagram in FIG. 3A indicates spherical aberration, and the solid line indicates a sine condition. Also, the dotted line in the aberration diagram in (b) indicates astigmatism in the tangential direction, and the solid line indicates astigmatism in the sagittal direction.

【0035】[0035]

【表5】 [Table 5]

【0036】[0036]

【表6】 [Table 6]

【0037】[0037]

【表7】 [Table 7]

【0038】[0038]

【実施例2】実施例2の具体的数値を(表8)に示す。
実施例2では、両面非球面対物レンズの入射面側(第1
面側)に位相格子を設けている。第1のディスクに対し
て位相格子の0次回折光を、第2のディスクに対して1
次回折光を使用する構成である。位相格子を表すパラメ
ータを(表9)に示す。また、レンズの性能を表すパラ
メータを(表10)に示す。表10からわかるように、
第1のディスクでコマ収差を完全に補正するまでレンズ
をあおり調整した状態で、第2のディスクを透過したと
きに発生するコマ収差、すなわち残存コマ収差ZCは、
わずか2.82mλと非常に小さな値となっている。実
施例2では、第1のディスクにおける軸外のコマ収差
と、第2のディスクにおける軸外のコマ収差のバランス
をとることにより、いずれのディスク厚さの基板におい
ても対物レンズの軸外性能が極端に悪化しないような考
慮がなされている。なお、実施例2の第1のディスクに
対する収差図を図5に示し、第2のディスクに対する収
差図を図6に示す。
Embodiment 2 Specific numerical values of Embodiment 2 are shown in (Table 8).
In the second embodiment, the incident surface side of the double-sided aspheric objective lens (the first
A phase grating is provided on the surface side). The 0th-order diffracted light of the phase grating is applied to the first disk,
This is a configuration that uses second-order diffracted light. Table 9 shows parameters representing the phase grating. Table 10 shows parameters representing the performance of the lens. As can be seen from Table 10,
In a state where the lens is tilted and adjusted until the coma aberration is completely corrected by the first disk, the coma aberration generated when the light passes through the second disk, that is, the residual coma aberration ZC, is
This is a very small value of only 2.82 mλ. In the second embodiment, the off-axis coma aberration of the first disk and the off-axis coma aberration of the second disk are balanced, so that the off-axis performance of the objective lens can be improved for any substrate having any disk thickness. Consideration has been given to avoid extreme deterioration. FIG. 5 shows an aberration diagram for the first disk in Example 2, and FIG. 6 shows an aberration diagram for the second disk.

【0039】[0039]

【表8】 [Table 8]

【0040】[0040]

【表9】 [Table 9]

【0041】[0041]

【表10】 [Table 10]

【0042】[0042]

【実施例3】実施例3の具体的数値を(表11)に示
す。実施例3では、両面非球面対物レンズの入射面側
(第1面側)に位相格子を設けている。第1のディスク
に対して位相格子の0次回折光を、第2のディスクに対
して1次回折光を使用する構成である。位相格子を表す
パラメータを(表12)に示す。また、レンズの性能を
表すパラメータを(表13)に示す。表13からわかる
ように、第1のディスクでコマ収差を完全に補正するま
でレンズをあおり調整した状態で、第2のディスクを透
過したときに発生するコマ収差、すなわち残存コマ収差
ZCは、わずか14.5mλと非常に小さな値となって
いる。実施例3では、第1のディスクにおける焦点位置
と、第2のディスクにおける焦点位置の差を0.47m
mとすることにより、0次回折光、1次回折光以外の回
折光、例えば、2次回折光や−1次回折光などの迷光の
影響を受けにくい構成となっている。なお、実施例3の
第1のディスクに対する収差図を図7に示し、第2のデ
ィスクに対する収差図を図8に示す。
Embodiment 3 Specific numerical values of Embodiment 3 are shown in (Table 11). In the third embodiment, a phase grating is provided on the incident surface side (first surface side) of the double-sided aspheric objective lens. In this configuration, the 0th-order diffracted light of the phase grating is used for the first disk, and the 1st-order diffracted light is used for the second disk. Table 12 shows parameters representing the phase grating. Table 13 shows parameters representing the performance of the lens. As can be seen from Table 13, in a state where the lens is tilted and adjusted until the coma aberration is completely corrected in the first disk, the coma aberration generated when the light passes through the second disk, that is, the residual coma aberration ZC is small. This is a very small value of 14.5 mλ. In the third embodiment, the difference between the focal position on the first disk and the focal position on the second disk is 0.47 m.
By setting it to m, the configuration is less susceptible to stray light such as 0-order diffracted light and diffracted light other than 1st-order diffracted light, for example, 2nd-order diffracted light and -1st-order diffracted light. FIG. 7 shows an aberration diagram for the first disk of Example 3, and FIG. 8 shows an aberration diagram for the second disk.

【0043】[0043]

【表11】 [Table 11]

【0044】[0044]

【表12】 [Table 12]

【0045】[0045]

【表13】 [Table 13]

【0046】[0046]

【実施例4】実施例4の具体的数値を(表14)に示
す。実施例4では、両面非球面対物レンズの入射面側
(第1面側)に位相格子を設けている。第1のディスク
に対して位相格子の1次回折光を、第2のディスクに対
して0次回折光を使用する構成である。位相格子を表す
パラメータを(表15)に示す。また、レンズの性能を
表すパラメータを(表16)に示す。表16からわかる
ように、第1のディスクでコマ収差を完全に補正するま
でレンズをあおり調整した状態で、第2のディスクを透
過したときに発生するコマ収差、すなわち残存コマ収差
ZCは、わずか5.08mλと非常に小さな値となって
いる。
Embodiment 4 Specific numerical values of Embodiment 4 are shown in (Table 14). In the fourth embodiment, a phase grating is provided on the incident surface side (first surface side) of the double-sided aspheric objective lens. In this configuration, the first-order diffracted light of the phase grating is used for the first disc, and the zero-order diffracted light is used for the second disc. Table 15 shows parameters representing the phase grating. Table 16 shows parameters representing the performance of the lens. As can be seen from Table 16, in a state in which the lens is tilted and adjusted until the coma aberration is completely corrected in the first disk, the coma aberration generated when the light passes through the second disk, that is, the residual coma aberration ZC is small. It is a very small value of 5.08 mλ.

【0047】実施例4では回折素子に正のパワーを与え
ている。従って、屈折素子との組み合わせにより、レン
ズの色収差を補正することができる。書き換え可能な光
ディスクにおいては、再生時と書き込み時の半導体レー
ザの出力が大きく異なり、そのため波長変動が生じる。
実施例4のように、回折光を使用する第1のディスクに
対して、使用波長近傍で色収差を0にすることにより、
半導体レーザの波長変動に対して焦点ずれの無いレンズ
を実現することができる。なお、実施例4の第1のディ
スクに対する収差図を図9に示し、第2のディスクに対
する収差図を図10に示す。
In the fourth embodiment, a positive power is given to the diffraction element. Therefore, the chromatic aberration of the lens can be corrected by the combination with the refractive element. In a rewritable optical disk, the output of the semiconductor laser at the time of reproduction and at the time of writing are significantly different, so that wavelength fluctuation occurs.
As in the fourth embodiment, the chromatic aberration of the first disk using the diffracted light is reduced to zero in the vicinity of the used wavelength,
It is possible to realize a lens having no defocus due to a wavelength change of the semiconductor laser. FIG. 9 shows an aberration diagram for the first disk in Example 4, and FIG. 10 shows an aberration diagram for the second disk.

【0048】[0048]

【表14】 [Table 14]

【0049】[0049]

【表15】 [Table 15]

【0050】[0050]

【表16】 [Table 16]

【0051】[0051]

【実施例5】実施例5の具体的数値を(表17)に示
す。実施例5では、図2に示すように、対物レンズとは
別体の平面基板状の第2面側に位相格子を設けている。
第1のディスクに対して位相格子の0次回折光を、第2
のディスクに対して1次回折光を使用する構成である。
位相格子を表すパラメータを(表18)に示す。平面基
板の厚さと屈折率については、平行光線が入射するた
め、設計上全く影響がないので、ここでは省略した。位
相格子を表すパラメータを(表19)に示す。表19か
らわかるように、第1のディスクでコマ収差を完全に補
正するまでレンズをあおり調整した状態で第2のディス
クを透過したときに発生するコマ収差、すなわち残存コ
マ収差は、わずか5.69mλと非常に小さな値となっ
ている。なお、実施例5の第1のディスクに対する収差
図を図11に示し、第2のディスクに対する収差図を図
12に示す。
Fifth Embodiment Specific numerical values of the fifth embodiment are shown in (Table 17). In the fifth embodiment, as shown in FIG. 2, a phase grating is provided on the second surface side of a planar substrate separate from the objective lens.
The 0th-order diffracted light of the phase grating with respect to the first disk is
Is a configuration in which the first-order diffracted light is used for the disk of FIG.
Table 18 shows parameters representing the phase grating. Regarding the thickness and the refractive index of the flat substrate, since parallel rays are incident, there is no influence on the design, so that they are omitted here. Table 19 shows parameters representing the phase grating. As can be seen from Table 19, the coma which occurs when the first disk is transmitted through the second disk with the lens tilted and adjusted until the coma is completely corrected, that is, the residual coma, is only 5. It is a very small value of 69 mλ. FIG. 11 shows an aberration diagram for the first disk of Example 5, and FIG. 12 shows an aberration diagram for the second disk.

【0052】[0052]

【表17】 [Table 17]

【0053】[0053]

【表18】 [Table 18]

【0054】[0054]

【表19】 [Table 19]

【0055】[0055]

【実施例6】実施例6の具体的数値を(表20)に示
す。実施例6では、両面非球面対物レンズの入射面側
(第1面側)に位相格子を設けている。第1のディスク
に対して位相格子の1次回折光を、第2のディスクに対
して0次回折光を使用する構成である。位相格子を表す
パラメータを(表21)に示す。また、レンズの性能を
表すパラメータを(表22)に示す。表22からわかる
ように、第1のディスクでコマ収差を完全に補正するま
でレンズをあおり調整した状態で、第2のディスクを透
過したときに発生するコマ収差、すなわち残存コマ収差
ZCは、わずか7.8mλと非常に小さな値となってい
る。
Embodiment 6 Specific numerical values of Embodiment 6 are shown in (Table 20). In the sixth embodiment, a phase grating is provided on the incident surface side (first surface side) of the double-sided aspheric objective lens. In this configuration, the first-order diffracted light of the phase grating is used for the first disc, and the zero-order diffracted light is used for the second disc. Table 21 shows parameters representing the phase grating. Table 22 shows parameters representing the lens performance. As can be seen from Table 22, in a state in which the lens is tilted and adjusted until the coma aberration is completely corrected in the first disk, the coma aberration generated when the light passes through the second disk, that is, the residual coma aberration ZC is small. This is a very small value of 7.8 mλ.

【0056】実施例6では回折素子に正のパワーを与え
ている。従って、屈折素子との組み合わせにより、レン
ズの色収差を補正することができる。書き換え可能な光
ディスクにおいては、再生時と書き込み時の半導体レー
ザの出力が大きく異なり、そのため波長変動が生じる。
実施例6のように、回折光を使用する第1のディスクに
対して、使用波長近傍で色収差を0にすることにより、
半導体レーザの波長変動に対して焦点ずれの無いレンズ
を実現することができる。また実施例6においては、レ
ンズの第1面と第2面がディセンターした時の性能劣化
をなるべく抑えて設計してある。従って、製造公差が緩
いものとなり作り易いレンズとなる。なお、実施例6の
第1のディスクに対する収差図を図13に示し、第2の
ディスクに対する収差図を図14に示す。
In the sixth embodiment, a positive power is given to the diffraction element. Therefore, the chromatic aberration of the lens can be corrected by the combination with the refractive element. In a rewritable optical disk, the output of the semiconductor laser at the time of reproduction and at the time of writing are significantly different, so that wavelength fluctuation occurs.
As in the sixth embodiment, the chromatic aberration of the first disk using the diffracted light is reduced to zero in the vicinity of the used wavelength.
It is possible to realize a lens having no defocus due to a wavelength change of the semiconductor laser. In the sixth embodiment, the lens is designed so that the performance deterioration when the first surface and the second surface of the lens are decentered is suppressed as much as possible. Therefore, the lens has a loose manufacturing tolerance and is easy to manufacture. FIG. 13 shows an aberration diagram for the first disk of Example 6, and FIG. 14 shows an aberration diagram for the second disk.

【0057】[0057]

【表20】 [Table 20]

【0058】[0058]

【表21】 [Table 21]

【0059】[0059]

【表22】 [Table 22]

【0060】なお、上記各実施例に示した対物レンズ
は、ガラス成形又は樹脂成形により成形することが好ま
しい。すなわち、型に回折格子を加工しておくことによ
り、同一の形状及び性能を有するレンズを大量に、且つ
安価に量産することが可能となる。また、実施例5に示
した平面基板の回折格子も、同様にガラス成形又は樹脂
成形により成形することが好ましい。
The objective lens described in each of the above embodiments is preferably formed by glass molding or resin molding. That is, by processing the diffraction grating in the mold, it becomes possible to mass-produce lenses having the same shape and performance in large quantities at low cost. Also, the diffraction grating of the flat substrate shown in the fifth embodiment is preferably formed by glass molding or resin molding.

【0061】次に、上記本発明の多重焦点対物レンズを
用いた光ヘッド装置及び光学情報記録再生装置の構成図
を図15に示す。図15において、半導体レーザ7から
出射された光は、ハーフミラー8により反射され、折り
曲げミラー9により光路の向きを変えられ、対物レンズ
10によりディスク11の情報媒体面12上に集光され
る。ここで、対物レンズ10は図1又は図2に示す構成
を有し、ディスク11に対しては位相格子の0次回折光
又は1次回折光のいずれか一方を使って集光させる。情
報媒体面12に形成された凹凸により集光スポットは回
折を受ける。情報媒体面12で反射され、回折されたレ
ーザ光は、ハーフミラー8を透過し、検出レンズ13に
よりてフォトディテクター14上に集光される。フォト
ディテクター14の電気信号により、情報媒体面12で
変調された光量変化を検出し、データを読み取る。
Next, FIG. 15 shows a configuration diagram of an optical head device and an optical information recording / reproducing device using the multifocal objective lens of the present invention. In FIG. 15, light emitted from a semiconductor laser 7 is reflected by a half mirror 8, the direction of the optical path is changed by a bending mirror 9, and focused on an information medium surface 12 of a disk 11 by an objective lens 10. Here, the objective lens 10 has the configuration shown in FIG. 1 or FIG. 2, and converges on the disk 11 using either the 0th-order diffracted light or the 1st-order diffracted light of the phase grating. The condensed spot is diffracted by the irregularities formed on the information medium surface 12. The laser light reflected and diffracted by the information medium surface 12 passes through the half mirror 8 and is condensed on the photodetector 14 by the detection lens 13. A change in the amount of light modulated on the information medium surface 12 is detected by an electric signal of the photodetector 14 and data is read.

【0062】対物レンズ10は、加工時に生じた製造誤
差によりコマ収差を有する場合がある。その場合、対物
レンズ10の光軸をディスク11の光軸に対して傾ける
ことによりコマ収差を補正する。次に、ディスク11を
厚さの異なるディスクに変えると、位相格子の0次回折
光又は1次回折光のうちの前記ディスク11に集光させ
た回折光とは異なる次数の回折光を、その異なる厚さの
ディスクに対して集光する。ここで、対物レンズ10は
実施例1〜5に示した性能を有しているため、基板厚さ
が変化してもコマ収差が殆ど発生しない。従って、異な
る基板厚さに対して異なるあおり調整が不要となり、常
に最適なスポットの集光状態で信号を記録再生すること
ができる。また、このような異なる基板厚さの光ディス
ク媒体を、本発明の多焦点対物レンズ又は光ヘッド装置
を用いて記録再生することにより、良好な状態で記録再
生が可能な光記録再生装置を得ることができる。
The objective lens 10 may have coma due to a manufacturing error generated during processing. In this case, coma is corrected by tilting the optical axis of the objective lens 10 with respect to the optical axis of the disk 11. Next, when the disk 11 is changed to a disk having a different thickness, diffracted light having a different order from the 0th-order diffracted light or the 1st-order diffracted light of the phase grating, which is different from the diffracted light condensed on the disk 11, is converted to a light beam having a different thickness. Focus on the disc. Here, since the objective lens 10 has the performance shown in Examples 1 to 5, almost no coma aberration occurs even if the substrate thickness changes. Therefore, different tilt adjustments are not required for different substrate thicknesses, and a signal can be recorded and reproduced in an optimum light-condensing state at all times. In addition, it is possible to obtain an optical recording / reproducing apparatus capable of recording / reproducing in good condition by recording / reproducing such optical disk media having different substrate thicknesses using the multifocal objective lens or the optical head device of the present invention. Can be.

【0063】なお、上記各実施例では、光ディスク用対
物レンズに対して平行光を入射させる場合について説明
したが、半導体レーザの光を直接1つのレンズで集光し
たり、又はコリメートレンズで平行光にせずに発散光又
は集束光とする有限倍率のレンズであっても良い。ま
た、光ディスク用の対物レンズは両面非球面の単レンズ
である場合を示したが、片面非球面又は球面組レンズで
あってもよく、またそれらの複合素子であってもよい。
In each of the above embodiments, the case where parallel light is made incident on the objective lens for an optical disk has been described. However, the light of the semiconductor laser is directly condensed by one lens, or the parallel light is collimated by a collimating lens. The lens may be a finite-magnification lens that emits divergent light or converged light instead of light. Although the objective lens for an optical disc is a single lens having a double-sided aspherical surface, it may be a single-sided aspherical surface or a spherical group lens, or may be a composite element thereof.

【0064】また、実施例5では平面基板上に位相格子
を設けてたが、平面ではなく、球面又は非球面上に位相
格子を設けてもよい。さらに、ホログラムの位置は入射
面側又は射出面側のいずれでもよい。さらに、回折光の
次数は0次回折光と1次回折光以外であってもよく、−
1次回折光や2次回折光であってもよい。さらに、3種
類以上の異なる基板厚さを再生するために、3種類以上
の次数の回折光を用いてもよい。また、対物レンズに一
体成形する場合は、その前面又は後面に回折格子を形成
してもよい。
Although the phase grating is provided on the flat substrate in the fifth embodiment, the phase grating may be provided not on a plane but on a spherical surface or an aspherical surface. Further, the position of the hologram may be on the incident surface side or the emission surface side. Further, the order of the diffracted light may be other than the zero-order diffracted light and the first-order diffracted light.
It may be a first-order diffracted light or a second-order diffracted light. Further, three or more different orders of diffracted light may be used to reproduce three or more different substrate thicknesses. When integrally molded with the objective lens, a diffraction grating may be formed on the front surface or the rear surface.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上のように、本発明の多重焦点対物レ
ンズは、回折次数の異なる光線がそれぞれ厚さの異なる
複数の基板に対して集光するよう収差補正された回折手
段を含み、かつ、対物レンズの軸上コマ収差を補正する
ために対物レンズ全体を傾ける際、傾斜角が複数の異な
る基板厚さに対して略同一であるように構成したので、
異なる基板厚さの光ディスクを再生しても、それぞれの
ディスクに対して良好な集光スポットを得ることができ
る。特に、製造誤差などにより、軸上においてコマ収差
が発生する場合、対物レンズ全体を傾けることにより補
正する場合、厚さが異なるディスクを用いても、常に補
正角度が一定であるため、ディスクごとに対物レンズの
傾斜角を調整し直す必要がなくなる。
As described above, the multifocal objective lens according to the present invention includes diffraction means which is aberration-corrected so that light beams having different diffraction orders are focused on a plurality of substrates having different thicknesses. When tilting the entire objective lens in order to correct the axial coma aberration of the objective lens, the tilt angle is configured to be substantially the same for a plurality of different substrate thicknesses.
Even if optical discs having different substrate thicknesses are reproduced, a good focused spot can be obtained for each disc. In particular, when coma occurs on the axis due to manufacturing errors, etc., when correcting by tilting the entire objective lens, the correction angle is always constant even when using disks with different thicknesses. There is no need to readjust the tilt angle of the objective lens.

【0066】また、前記(数1)及び(数2)のいずれ
かの条件を満足することにより、対物レンズを非球面の
単レンズで構成し、さらに回折格子を位相格子として、
非球面の表面上に一体成形することができ、軽量でかつ
作動距離も長く、回折効率の良い対物レンズを実現する
ことができる。また、前記(数3)の条件を満足するこ
とにより、回折格子の色収差補正機能を用いることがで
き、波長変動に対して焦点位置の変化のない色収差補正
をした対物レンズを実現することが可能となる。さら
に、これらのレンズをガラス成形又は樹脂成形で製造す
ることにより、安価でかつ大量に同一性能の物を量産す
ることが可能となる。
By satisfying either of the above (Equation 1) and (Equation 2), the objective lens is composed of an aspherical single lens, and the diffraction grating is used as a phase grating.
The objective lens can be integrally formed on the surface of the aspheric surface, is lightweight, has a long working distance, and has high diffraction efficiency. Further, by satisfying the condition of the above (Equation 3), it is possible to use the chromatic aberration correction function of the diffraction grating, and it is possible to realize an objective lens in which the chromatic aberration is corrected without changing the focal position with respect to wavelength fluctuation. Becomes Further, by manufacturing these lenses by glass molding or resin molding, it becomes possible to mass-produce low-cost and large quantities of the same performance.

【0067】また、本発明の光ヘッド装置及び光学情報
記録再生装置によれば、異なる基板厚さに対してそれぞ
れコマ収差の補正量が略同一であるため、基板厚さごと
にあおり調整する必要がなく、安価な光ヘッド及び光学
情報記録再生装置が実現できるとともに、いずれの基板
に対してもコマ収差のない良好なスポットを集光できる
ため、良好な記録、再生、消去性能が得られる。
Further, according to the optical head device and the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention, since the correction amount of the coma aberration is substantially the same for different substrate thicknesses, it is necessary to adjust the tilt for each substrate thickness. In addition, an inexpensive optical head and an optical information recording / reproducing apparatus can be realized, and a good spot having no coma aberration can be focused on any substrate, so that good recording, reproducing, and erasing performance can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の多重焦点対物レンズの一構成例を示す
光路図
FIG. 1 is an optical path diagram showing one configuration example of a multifocal objective lens of the present invention.

【図2】本発明の多重焦点対物レンズの他の構成例を示
す光路図
FIG. 2 is an optical path diagram showing another configuration example of the multifocal objective lens of the present invention.

【図3】本発明の多重焦点対物レンズの実施例1におけ
る第1のディスクに対する収差図
FIG. 3 is an aberrational diagram with respect to a first disk in the first embodiment of the multifocal objective lens of the present invention.

【図4】本発明の多重焦点対物レンズの実施例1におけ
る第2のディスクに対する収差図
FIG. 4 is an aberration diagram of the multifocal objective lens of the present invention with respect to the second disk in the first embodiment.

【図5】本発明の多重焦点対物レンズの実施例2におけ
る第1のディスクに対する収差図
FIG. 5 is an aberration diagram for a first disc in a multifocal objective lens according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の多重焦点対物レンズの実施例2におけ
る第2のディスクに対する収差図
FIG. 6 is an aberration diagram with respect to a second disk in the multifocal objective lens according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の多重焦点対物レンズの実施例3におけ
る第1のディスクに対する収差図
FIG. 7 is an aberration diagram for a first disc in a multifocal objective lens according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の多重焦点対物レンズの実施例3におけ
る第2のディスクに対する収差図
FIG. 8 is an aberrational diagram of the multifocal objective lens according to the third embodiment of the present invention with respect to the second disk.

【図9】本発明の多重焦点対物レンズの実施例4におけ
る第1のディスクに対する収差図
FIG. 9 is an aberration diagram of the multifocal objective lens according to the fourth embodiment of the present invention with respect to the first disk.

【図10】本発明の多重焦点対物レンズの実施例4にお
ける第2のディスクに対する収差図
FIG. 10 is an aberrational diagram of the multifocal objective lens of the present invention with respect to the second disk in the fourth embodiment.

【図11】本発明の多重焦点対物レンズの実施例5にお
ける第1のディスクに対する収差図
FIG. 11 is an aberration diagram of the multifocal objective lens according to the fifth embodiment of the present invention with respect to the first disk.

【図12】本発明の多重焦点対物レンズの実施例5にお
ける第2のディスクに対する収差図
FIG. 12 is an aberration diagram for a second disc in the multifocal objective lens according to the fifth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の多重焦点対物レンズの実施例6にお
ける第1のディスクに対する収差図
FIG. 13 is an aberration diagram for the first disc in the multifocal objective lens according to the sixth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の多重焦点対物レンズの実施例6にお
ける第2のディスクに対する収差図
FIG. 14 is an aberration diagram with respect to a second disk in the sixth embodiment of the multifocal objective lens of the present invention.

【図15】本発明の光ヘッド装置及び光学情報記録再生
装置の一実施例の構成を示す斜視図
FIG. 15 is a perspective view showing a configuration of an embodiment of an optical head device and an optical information recording / reproducing device of the present invention.

【図16】従来の光ヘッド装置の光学系の構成を示す光
路図
FIG. 16 is an optical path diagram showing a configuration of an optical system of a conventional optical head device.

【図17】従来のホログラムを用い2焦点対物レンズの
構成を示す光路図
FIG. 17 is an optical path diagram showing a configuration of a bifocal objective lens using a conventional hologram.

【図18】従来のホログラムを用いた2焦点対物レンズ
における対物レンズのあおり調整を示しす光路図
FIG. 18 is an optical path diagram showing a tilt adjustment of an objective lens in a conventional bifocal objective lens using a hologram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :入射光線 2 :対物レンズ 3 :ディスク 4 :位相格子 1: incident light 2: objective lens 3: disk 4: phase grating

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 定夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−98431(JP,A) 特開 平7−294707(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 13/00 G02B 3/10 G02B 5/32 G02B 13/18 G11B 7/135 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Sadao Mizuno 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-7-98431 (JP, A) JP-A-7-98 294707 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G02B 13/00 G02B 3/10 G02B 5/32 G02B 13/18 G11B 7/135

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回折手段を含み、前記回折手段の0次回
折光を第1の基板の情報記録面上に集光し、前記回折手
段の1次回折光を前記第1の基板と厚さの異なる第2の
基板の情報記録面上に集光し、(数1)の条件を満足す
る多重焦点レンズ。【数1】 1 /(J 1 +D 1 )≒L 2 /(J 2 +D 2 1 :第1の基板に対する軸外の単位角度当たりの コマ収差(mλ) 2 :第2の基板に対する軸外の単位角度当たりの コマ収差(mλ) 1 :第1の基板が傾いたとき発生する単位角度 当たりのコマ収差(mλ) 2 :第2の基板が傾いたとき発生する単位角度 当たりのコマ収差(mλ) 1 :第1の基板に対するレンズの軸上コマ収差(m
λ) 2 :第2の基板に対するレンズの軸上コマ収差(m
λ)
1. A diffraction device, comprising: a diffracting means;
The folded light is focused on the information recording surface of the first substrate, and the diffraction
The first-order diffracted light of the step is converted into a second light having a thickness different from that of the first substrate.
Focus on the information recording surface of the substrate and satisfy the condition of (Equation 1)
Multi-focus lens. [Number 1] L 1 / (J 1 + D 1) ≒ L 2 / (J 2 + D 2) J 1: coma per unit angle of off-axis with respect to the first substrate (mλ) J 2: second substrate Coma per unit angle off-axis per unit angle (mλ) D 1 : Coma aberration per unit angle generated when the first substrate is tilted (mλ) D 2 : Unit angle generated when the second substrate is tilted Coma per unit (mλ) L 1 : on-axis coma of the lens with respect to the first substrate (m
λ) L 2 : axial coma of the lens with respect to the second substrate (m
λ)
【請求項2】 回折手段を含み、前記回折手段の0次回
折光を第1の基板の情報記録面上に集光し、前記回折手
段の1次回折光を前記第1の基板と厚さの異なる第2の
基板の情報記録面上に集光し、残存コマ収差ZCが(数
2)の条件を満足する多重焦点レンズ。【数2】 ZC=|L 1 (J 2 +D 2 )/(J 1 +D 1 )−L 2 |<201 :第1の基板に対する軸外の単位角度当たりの コマ収差(mλ) J2 :第2の基板に対する軸外の単位角度当たりの コマ収差(mλ) D1 :第1の基板が傾いたとき発生する単位角度 当たりのコマ収差(mλ) D2 :第2の基板が傾いたとき発生する単位角度 当たりのコマ収差(mλ) L1 :第1の基板に対するレンズの軸上コマ収差(m
λ) L2:第2の基板に対するレンズの軸上コマ収差(m
λ)
A diffracting means for converging the 0th-order diffracted light of the diffracting means on an information recording surface of a first substrate, wherein the first-order diffracted light of the diffracting means has a thickness different from that of the first substrate. The light is condensed on the information recording surface of the second substrate, and the residual coma aberration ZC is
A multifocal lens that satisfies condition 2) . [Number 2] ZC = | L 1 (J 2 + D 2) / (J 1 + D 1) -L 2 | <20 J 1: coma per unit angle of off-axis with respect to the first substrate (m [lambda) J 2 : Off-axis coma aberration per unit angle (mλ) with respect to the second substrate D 1 : Coma aberration per unit angle (mλ) generated when the first substrate is tilted D 2 : Second substrate tilted Coma per unit angle (mλ) L 1 : on-axis coma (m m) of the lens with respect to the first substrate
λ) L 2 : axial coma of the lens with respect to the second substrate (m
λ)
【請求項3】 前記回折手段を対物レンズのいずれかの
一面に形成した請求項1又は2に記載の多重焦点レン
ズ。
3. The diffraction means according to claim 1, wherein
The multifocal lens according to claim 1, wherein the multifocal lens is formed on one surface .
【請求項4】 前記対物レンズは、少なくとも1面が非
球面の単レンズである請求項3記載の多重焦点レンズ。
4. The objective lens according to claim 1, wherein at least one surface of the objective lens is non-conductive.
The multifocal lens according to claim 3, which is a spherical single lens.
【請求項5】 前記回折手段を平面基板上に形成した請
求項1又は2に記載の多重焦点レンズ。
5. A process in which said diffraction means is formed on a flat substrate.
3. The multifocal lens according to claim 1 or 2 .
【請求項6】 前記回折手段は位相格子である請求項1
から5のいずれかに記載の多重焦点レンズ。
6. The apparatus according to claim 1, wherein said diffraction means is a phase grating.
6. The multifocal lens according to any one of items 1 to 5 ,
【請求項7】 前記回折手段は、同心円状の位相格子で
ある請求項3又は4記載の多重焦点レンズ。
7. The multifocal lens according to claim 3 , wherein said diffraction means is a concentric phase grating.
【請求項8】 前記厚さの異なる複数の基板は2種類で
あり、前記2種類の基板に対してそれぞれ前記回折手段
の0次回折光と1次回折光を用いて集光する請求項1又
は2に記載の多重焦点レンズ。
8. The plurality of substrates having different thicknesses are of two types.
And the diffraction means for each of the two types of substrates.
The light is condensed by using the 0th-order diffracted light and the 1st-order diffracted light.
Is a multifocal lens according to 2.
【請求項9】 前記2種の基板のうち厚さの厚い方の基
板を0次回折光で集光する請求項8記載の多重焦点レン
ズ。
9. A substrate having a larger thickness among the two types of substrates.
The multifocal lens according to claim 8, wherein the plate is condensed by the 0th-order diffracted light .
【請求項10】 前記2種の基板のうち厚さの薄い方の
基板を0次回折光で集光する請求項8記載の多重焦点レ
ンズ。
Wherein said two multi-focal lens according to claim 8, wherein condensing the thinner substrate thicknesses 0-order diffracted light of the substrate.
【請求項11】 (数3)を満足する請求項1又は2に
記載の多重焦点レンズ。【数3】 |fa 2 {1/(fd・Vd)+1/(fs・Vs)}|<0.0025 Vs=(nλ−1)/(nλ(−)−nλ(+)) Vd=λ/(λ(−)−λ(+)) λ:設計波長 λ(+):設計波長より10nm長い波長 λ(−):設計波長より10nm短い波長 nλ:設計波長におけるレンズの屈折率 nλ(+):設計波長より10nm長い波長におけるレ
ンズの屈折率 nλ(−):設計波長より10nm短い波長におけるレ
ンズの屈折率 fs:0次回折光により定義されるレンズの焦点距離 fd:回折手段のみによるレンズの焦点距離 fa:1次回折光により定義されるレンズの焦点距離
11. The multifocal lens according to claim 1, wherein the following expression (3) is satisfied . Equation 3] | fa 2 {1 / (fd · Vd) + 1 / (fs · Vs)} | <0.0025 Vs = (nλ-1) / (nλ (-) - nλ (+)) Vd = λ / (Λ (−) − λ (+)) λ: design wavelength λ (+): wavelength longer than the design wavelength by 10 nm λ (−): wavelength shorter than the design wavelength by 10 nm nλ: refractive index nλ (+) of the lens at the design wavelength ): At 10 nm longer than the design wavelength
Lens refractive index nλ (-): laser at a wavelength 10 nm shorter than the design wavelength.
Lens refractive index fs: focal length fd of the lens defined by the zero-order diffracted light fd: focal length fa of the lens only by the diffracting means fa: focal length of the lens defined by the first-order diffracted light
【請求項12】 前記対物レンズ少なくとも一面に回
折手段を一体化し、ガラス成形及び樹脂成形から選択さ
れたいずれかの方法により作成した請求項1から11
いずれかに記載の多重焦点レンズ。
12. At least one side twice of the objective lens
Integrate folding means and select from glass molding and resin molding
The multifocal lens according to any one of claims 1 to 11 , wherein the multifocal lens is formed by any one of the above methods .
【請求項13】 前記平面基板をガラス成形及び樹脂成
形から選択されたいずれかの方法により作成した請求項
記載の多重焦点レンズ。
13. The flat substrate is formed by glass molding and resin molding.
Claims created by any method selected from the form
5. The multifocal lens according to 5 .
【請求項14】 光源と、前記光源から出射された光線
を情報媒体面上に集光する集光手段と、前記情報媒体で
変調された光束を分離するための光束分離手段と、前記
情報媒体で変調された光を受光する受光手段を具備し、
前記集光手段は請求項1から13のいずれかに記載され
たものである光ヘッド装置
14. A light source and a light beam emitted from the light source
Light collecting means for collecting light on the information medium surface;
A light beam separating means for separating the modulated light beam;
Comprising light receiving means for receiving light modulated by the information medium,
14. The light collecting means according to claim 1.
Optical head device .
【請求項15】 請求項14の光ヘッド装置を用いて、
厚さの異なる複数種類の記録媒体に情報を記録し、再生
する光学情報記録再生装置
15. An optical head device according to claim 14,
Record and reproduce information on multiple types of recording media with different thicknesses
Optical information recording and reproducing device .
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