JP3827278B2 - 光記録媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の記録または再生がなされる際に、開口数および使用光の波長が互いに異なる２つの記録媒体に対して、前記使用光を各々所望の位置に収束させるための光記録媒体用対物レンズにおいて、各使用光を対応する光記録媒体上に効率良く収束させることができる対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、種々の光記録媒体が開発されており、複数種の光記録媒体を共用して記録・再生し得る光ピックアップ装置が知られている。例えば、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）とＣＤ−Ｒ（追記型光ディスク）を１つの光ピックアップ装置を用いて記録・再生する装置が知られている。
【０００３】
ところで、このような２つの光記録媒体においては、ＤＶＤについては、記録密度の向上を図るため、例えば６５０ｎｍ程度の可視光を使用することとなっているのに対し、ＣＤ−Ｒについては、可視光領域の光に対して感度を有さないため、７８０ｎｍ程度の近赤外光を使用する必要があり、これら両者に対して共用し得る光ピックアップ装置では２つの異なる波長の光を照射光として用いる、いわゆる２波長ビーム方式によることとなる。
【０００４】
さらに、上述した例示における２つの光記録媒体においては、各光記録媒体の特性の違いからそれぞれ開口数を異ならせる必要があり、例えばＤＶＤについては開口数を０．６とし、ＣＤ−Ｒについては開口数を０．４５としている。
このため、従来の光ピックアップ装置では、図１１に示すように、光ピックアップ装置の厚みを薄くするためには、光源からの使用光を反射偏向するためのミラー５１を配置し、そのミラー５１と対物レンズ５３との間に、液晶シャッタや波長選択性のあるフィルタ等からなる開口絞り５２を介在させることにより、光記録媒体５４の種類の相違に対応して開口数を切り替えていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記開口絞りを用いたものでは、光ピックアップ装置の構造が複雑となり、コンパクト化および低廉化の要請に反することとなる。特に、ノート型のパーソナルコンピュータに使用されるＤＶＤおよびＣＤ−Ｒの記録・再生装置においては、光ピックアップ装置の厚みを１／１０ミリ単位で薄くしなければならず、開口絞りを用いた光ピックアップ装置では、その厚みの削減が限界に達していた。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、光ピックアップ装置の構造を複雑にすることなく、２つの光記録媒体に各々対応した開口数とすることができる、コンパクトかつ低廉な光記録媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光記録媒体用対物レンズは、上述した目的を達成するため、情報の記録または再生がなされる際に、第１開口数および第１波長に対応する第１光記録媒体、および第２開口数および第２波長に対応する第２光記録媒体に対して、前記使用光を各々所望の位置に収束させるための光記録媒体用対物レンズにおいて、
前記対物レンズの一方の面に、一方の波長λ１の光に対しては干渉効果により光束の外周部の光量を見かけ上消失せしめ、他方の波長λ２の光に対しては該外周部の光量をそのまま保持せしめるように作用する輪帯部を設け、
該輪帯部は、該輪帯部が存在しないと仮定した場合に該輪帯部に相当する位置を通過する光と、該輪帯部が存在する場合に該輪帯部の形成位置を通過する光とが下記条件式（１）、（２）を満足するような位相差を発生させる段差を有し、かつ段差境界位置の開口数が前記第１および第２の開口数の間の値を有することを特徴とするものである。
【０００８】
Δλ１＝（２ｍ＋１）λ１／２＋δ１・・・ （１）
Δλ２＝ｎλ２＋δ２ ・・・ （２）
ただし、Δλ１：波長λ１において輪帯部が存在しないと仮定した場合に該輪帯部に相当する位置を通過する光と、輪帯部が存在する場合に該輪帯部の形成位置を通過する光との位相差
Δλ２：波長λ２において輪帯部が存在しないと仮定した場合に該輪帯部に相当する位置を通過する光と、輪帯部が存在する場合に該輪帯部の形成位置を通過する光との位相差
ｍ，ｎ：整数
δ１：｜δ１｜＜０．２λ１
δ２：｜δ２｜＜０．２λ２
この場合、前記輪帯部は、前記対物レンズ面の中央部が外周面に対して凹状とされていてもよく、あるいは凸状とされていても良い。
【０００９】
このように構成することにより、波長λ１の光に対しては、対物レンズの輪帯部以外を通過した光と輪帯部を通過した光との位相差が１／２波長の奇数倍となり、輪帯部以外を通過した光と輪帯部を通過した光が互いに干渉し合うことにより、その光量が見かけ上消失する。（雑誌「Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ」（１９９２年９月号）第６６頁〜第７２頁に掲載の千葉工業大学 電子工学科 小瀬 輝次著の「特集：実用化が期待される解像限界克服技術 超解像光学系」に原理的な説明がなされているが、ここでは光の干渉を以って説明する。）
【００１０】
一方、波長λ２の光に対しては、輪帯部以外を通過した光と輪帯部を通過した光との位相差は、波長の整数倍となり、見かけ上の位相差がなく光束の外周部においてその光量がそのまま保持される。
例えば、ＣＤ−Ｒ等のＣＤ系用に使用する波長λ１を７８０ｎｍとし、ＤＶＤ用に使用する波長λ２を６５０ｎｍとした場合には、ＣＤ系用に使用する波長光に対しては光束の外周部の光量が見かけ上消失し、ＤＶＤ用に使用する波長光に対しては光量がそのまま保持される。
【００１１】
この場合の輪帯部の段差は、例えば、波長６５０ｎｍにおいて波長の整数倍の位相差が発生するようにし、７８０ｎｍにおいて１／２波長の奇数倍の位相差が発生するようにすると丁度よい。
【００１２】
なお、輪帯部を通過する光と輪帯部以外を通過する光との間で光路差が存在すれば両光の間で光を弱め合う干渉効果が生じるが、ガウスの振幅分布をもった光がレンズに入射するときは、波長λ１の光に対して干渉効果を生ぜしめて所望の開口数とするためには、波長λ１の光に対しては１／２波長の奇数倍、波長λ２の光に対しては波長の整数倍の位相差を発生させるよりは、むしろその位相差を変えたほうがよく、その量はおよそ２割程度までが許容される。
【００１３】
また、例えば、ＣＤ−Ｒ等のＣＤ系用に使用する波長λ１に対する開口数を０．４５とし、ＤＶＤ用に使用する波長λ２に対する開口数を０．６とした場合には、輪帯部の境界位置は、開口数ＮＡ０．４５から開口数ＮＡ０．６の範囲の部分の面積を二等分する位置が良いと考えられる。
【００１４】
開口数をＮＡとし、焦点距離をｆとした場合に開口数ＮＡにおけるレンズ面の面積はπ（ＮＡ・ｆ）２となり、したがって、開口数を０．６と０．４５との間で切り替えるための輪帯部の境界位置の開口数をＮＡｘとすると、
π（０．６×ｆ）２−π（ＮＡｘ×ｆ）２
＝π（ＮＡｘ×ｆ）２−π（０．４５×ｆ）２
となり、
輪帯部の境界位置の開口数ＮＡｘは、
ＮＡｘ＝（（（０．６）２＋（０．４５）２）×（１／２））１／２
≒０．５３
となる。
【００１５】
すなわち、開口数が約０．５３となる位置に輪帯部の境界を設けることにより、波長７８０ｎｍの光に対しては、輪帯部を通過した光と輪帯部以外を通過した光との位相差が１／２波長の奇数倍となるため両光が互いに干渉し合い、光束の外周部の光量を見かけ上消失せしめて開口数が０．４５相当となる。一方、波長６５０ｎｍの光に対しては、輪帯部を通過した光と輪帯部以外を通過した光との見かけ上の位相差がないので、対物レンズの開口数がそのまま反映されて、その開口数は０．６となる。
【００１６】
なお、上述したように例えば、レンズの開口数をＣＤ−Ｒ等のＣＤ系の場合には０．４５とし、ＤＶＤの場合には、０．６とした場合には、輪帯部１４は、中央部との境界位置とは逆の、外側に位置するもう一方の境界位置が開口数０．６となる位置から外側、すなわち開口数の大きい値から外側に存在するような凹状、または凸状の輪帯であっても良いし、外側の境界位置がレンズのコバ面まで存在しない輪帯であっても良いものとする。
【００１７】
また、本発明の光ピックアップ装置は、上記光記録媒体用対物レンズを備えていることを特徴とするものである。
なお、特開平１０−２６７２６号公報には、光源側の面に輪帯部を設けた対物レンズが開示されているが、これは単一波長光源を対象とした光ピックアップ用の対物レンズである。
【００１８】
また、同公報記載の対物レンズは、ＤＶＤ用の光学系をＣＤ系用に使用した場合に生じる大きな波面収差を減少させることを目的としたものである。
すなわち、同公報記載の対物レンズは、二波長光源に対応したものではない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
まず、図９を用いて本発明の実施形態に係る光記録媒体用対物レンズを用いた光ピックアップ装置について説明する。
【００２０】
この光ピックアップ装置では、図９に示すように、ＬＤ電源１からの電力供給により半導体レーザ３、４から出力されたレーザ光１１がハーフミラー６により反射され、コリメータレンズ７により略平行光とされ、対物レンズ８により収束光とされて光ディスク９の記録領域１０上に照射される。なお、半導体レーザ３は、ＣＤ−Ｒ（追記型光ディスク）等のＣＤ系用の、波長７８０ｎｍ（λ１）程度の近赤外域のレーザ光を出力する光源であり、半導体レーザ４は、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）用の、例えば波長６５０ｎｍ（λ２）の可視域のレーザ光を出力する光源であり、プリズム５を介していずれかの半導体レーザ３、４から出力されたレーザ光１１がハーフミラー６に照射されるようになっている。また、ＬＤ電源１と半導体レーザ３、４との間には切替スイッチ２が配されており、この切替スイッチ２の操作によりいずれかの半導体レーザ３、４に電力が供給されるようになっている。さらに、対物レンズ８の光源側には、絞り１２が配設されている。
【００２１】
上記記録領域１０には信号情報を担持したピットがトラック状に配列されるようになっており、この記録領域１０からの上記レーザ光１１の反射光は信号情報を担持した状態で対物レンズ８およびコリメータレンズ７を介してハーフミラー６に入射し、このハーフミラー６を透過して４分割のフォトダイオード１３に入射する。このフォトダイオード１３では、分割された４つのダイオード位置の各受光量を演算してデータ信号、およびフォーカスとトラッキングの各エラー信号を得る。
【００２２】
なお、ハーフミラー６は光ディスク９からの戻り光の光路に対して４５°傾いた状態で挿入されているのでシリンドリカルレンズと同等の作用をなし、このハーフミラー６を透過した光ビームは非点収差を有することとなり、４分割のフォトダイオード１３上におけるこの戻り光のビームスポットの形状に応じてフォーカスのエラー量が決定されることとなる。なお、上記コリメータレンズ７は状況に応じて省略することも可能であり、さらに半導体レーザ３、４とハーフミラー６との間にグレーティングを挿入して３ビームによりトラッキングエラーを検出することも可能である。
【００２３】
このように本実施形態の光ピックアップ装置では、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）とＤＶＤのいずれの光ディスク９についても信号の記録・再生が可能となるように構成されている。
なお、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ系），ＤＶＤは共にＰＣ（ポリカーボネート）からなる保護板を有している。
【００２４】
ところで、上記ＣＤ−Ｒは幾何学的厚みが１．２ｍｍに規格統一されており、屈折率が１．５５のものが多く使用されており、上記ＤＶＤは幾何学的厚みが０．６ｍｍ、屈折率が１．５８のものが多く使用されている。また、これらの光ディスク９はそれぞれ異なる開口数で使用されており、これらいずれの光ディスク９についても適切な開口数を確保するため、対物レンズ８の光源側の面に、中央部分とは高低差を有する輪帯部１４を形成している。
【００２５】
この輪帯部１４は、波長７８０ｎｍ（λ１）の光に対しては、輪帯部１４が存在しないと仮定した場合にその輪帯部に相当する位置を通過する光と輪帯部が存在する場合にその輪帯部の形成位置を通過する光との位相差を（２ｍ＋１）＊波長／２（ただし、ｍは整数、以下同様）として、光束の外周部において輪帯部１４以外を通過する光と輪帯部１４を通過する光が互いに干渉し合うことにより、その光量を見かけ上消失させるとともに、波長６５０ｎｍ（λ２）の光に対しては、輪帯部１４以外を通過する光と輪帯部１４を通過する光との見かけ上の位相差をなくし、光束の外周部においてその光量をそのまま保持するような段差を有している。
【００２６】
輪帯部を通過する光と輪帯部以外を通過する光との間で光路差が存在すれば両光の間で光を弱め合う干渉効果が生じるが、ガウスの振幅分布をもった光がレンズに入射するときには、波長λ１の光に対して干渉効果を生ぜしめて所望の開口数とするためには、波長λ１の光に対しては１／２波長の奇数倍、波長λ２の光に対しては１／２波長の偶数倍の位相差を発生させるよりは、むしろその位相差を若干変えた方が良く、その許容量はおよそ２割程度とされる。
【００２７】
また、波長７８０ｎｍ（λ１）と波長６５０ｎｍ（λ２）に対する開口数を互いに異ならせるためには、レンズ面の中央部と輪帯部１４の境界位置の開口数が、上記各波長のそれぞれ必要とする開口数の間の値となるように設定される。
【００２８】
例えば、波長７８０ｎｍ（λ１）の光に対する開口数を０．４５とし、波長６５０ｎｍ（λ２）の光に対する開口数を０．６とすると、開口数が約０．５３となる位置に輪帯部１４の境界を設け、その外周側を輪帯部１４とすることにより、波長７８０ｎｍ（λ１）の光に対しては、輪帯部１４を通過した光とそれよりも中央部を通過した光との位相差が１／２波長の奇数倍であるため両光が互いに干渉し合い、光束の外周部の光量を見かけ上消失せしめて開口数を０．４５相当としている。一方、波長６５０ｎｍ（λ２）の光に対しては、輪帯部１４を通過する光と中央部を通過する光との見かけ上の位相差が生じないため、元々の対物レンズの開口数（０．６）がそのまま反映される。
【００２９】
このような輪帯部１４を設けることにより、ＤＶＤが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、半導体レーザ４からの波長６５０ｎｍ（λ２）のレーザ光１１がコリメータレンズ７により略平行光とされた状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光１１は、輪帯部１４の存在に影響されることなく開口数を０．６として、対物レンズ８によりＤＶＤの記録面上に収束せしめられることになる。
【００３０】
一方、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）が所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、コリメータレンズ７の焦点位置からずらした位置に配置された半導体レーザ３からの波長７８０ｎｍ（λ１）のレーザ光１１がやや発散された状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光１１は、輪帯部１４によりその外周部の光束が干渉効果により見かけ上消失して開口数が０．４５相当となり、対物レンズ８によりＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）の記録面上に収束せしめられることになる。
以下、上述した対物レンズ８を実施例１，２により具体的に説明する。
【００３１】
【実施例】
＜実施例１＞
実施例１に係る対物レンズ８は、図１に示すように、光源側の面の外周部に、凹状とされた輪帯部１４を有している。なお、図１では説明の便宜上、段差を強調して示している。以下図２乃至図４および図９乃至図１０にも同様の要領で段差が示されている。また、図中、Ｘは光軸を示す（以下、図２〜４において同じ）。
【００３２】
また、図２（ａ）に示すように、ＤＶＤ９ａが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、波長６５０ｎｍ（λ２）のレーザ光が略平行光とされた状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光は、輪帯部１４の存在に影響されることなく開口数が０．６となり、対物レンズ８によりＤＶＤ９ａの記録面上に収束せしめられる。
【００３３】
一方、図２（ｂ）に示すように、ＣＤ−Ｒ９ｂが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、波長７８０ｎｍ（λ１）のレーザ光がやや発散された状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光は、輪帯部１４によりその外周部の光束が干渉作用により見かけ上消失して開口数が０．４５相当となり、対物レンズ８によりＣＤ−Ｒ９ｂの記録面上に収束せしめられる。
実施例１に係る対物レンズ８は、両面がともに下記非球面式で表される非球面とされている。
【００３４】
【数１】
【００３５】
下記表１に、実施例１に係る対物レンズ８のレンズデータ（曲率半径Ｒ、λ＝６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対する面間隔Ｄおよびλ＝６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対する屈折率Ｎ）を示す。また、下記表２に、実施例１に係る対物レンズ８の各非球面の非球面係数を示す。さらに、下記表３に、光記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）をセットした各場合における、使用波長、ディスク厚、ディスク屈折率と、実施例１に係る対物レンズ８の焦点距離、絞り径、開口数および光源位置の各値を示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】
＜実施例２＞
実施例２に係る対物レンズ８は、図３に示すように、光源側の面の外周部に、凸状となった輪帯部１４を有している。
また、図４（ａ）に示すように、ＤＶＤ９ａが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、波長６５０ｎｍ（λ２）のレーザ光が略平行光とされた状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光は、輪帯部１４の存在に影響されることなく開口数が０．６となり、対物レンズ８によりＤＶＤ９ａの記録面上に収束せしめられる。
【００４０】
一方、図４（ｂ）に示すように、ＣＤ−Ｒ９ｂが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、波長７８０ｎｍ（λ１）のレーザ光がやや発散された状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光は、輪帯部１４によりその外周部の光束が干渉作用により見かけ上消失して開口数が０．４５相当となり、対物レンズ８によりＣＤ−Ｒ９ｂの記録面上に収束せしめられる。
実施例２に係る対物レンズ８は、両面がともに上記非球面式で表される非球面とされている。
【００４１】
下記表４に、実施例２に係る対物レンズ８のレンズデータ（曲率半径Ｒ、λ＝６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対する面間隔Ｄおよびλ＝６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対する屈折率Ｎ）を示す。また、下記表５に、実施例２に係る対物レンズ８の各非球面の非球面係数を示す。さらに、下記表６に、光記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）をセットした各場合における、使用波長、ディスク厚、ディスク屈折率と、実施例２に係る対物レンズ８の焦点距離、絞り径、開口数および光源位置の各値を示す。
【００４２】
【表４】
【００４３】
【表５】
【００４４】
【表６】
【００４５】
図５，６は、それぞれ上記実施例１，２に係る対物レンズの波面収差図を示すものである。この波面収差図から明らかなように、上記実施例１，２に係る対物レンズをＤＶＤおよびＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）のいずれに使用した場合も、レンズ面の中央部と輪帯部１４の境界位置に所定の位相差が発生していることがわかる。
【００４６】
また、図７，８は、それぞれ上記実施例１，２に係る対物レンズで集光した光のビームプロファイルを示すものである。また、図１２は、従来の対物レンズで集光した光のビームプロファイルを示すものである。図７，８，１２から明らかなように、上記実施例１，２に係る対物レンズ８は、ＮＡ０．６またはＮＡ０．４５となるように開口絞りを設けた従来の対物レンズとほぼ同様のビームプロファイルとされている。
【００４７】
また、上記実施例１の対物レンズを光ピックアップ装置に用いると、図１０に示すように、光源からの使用光を反射偏向するためのミラー２１と対物レンズ８との間に、液晶シャッタや波長選択性のあるフィルタ等からなる開口絞りを介在させる必要が無くなり、装置が小型化するとともにその構造が単純となる。図示しないが、上記実施例２の対物レンズを光ピックアップ装置に使用した場合も同様の効果を奏することができる。
【００４８】
なお、本発明の対物レンズとしては上述した実施形態のものに限られず種々の態様の変更が可能であり、レンズを形成する材料としては、例えばプラスチック材料を使用することができる。
【００４９】
また、光源側のレンズ面に輪帯部を設けているが、ディスク側のレンズ面に輪帯部を設けても良い。
【００５０】
また、波長を６５０ｎｍと７８０ｎｍの組み合わせとしているが、この波長の組み合わせに限られず、他の異なる２種類の波長の組み合わせとすることもできる。同様に例えば、ディスク厚が同じであっても、使用条件として波長が異なり、レンズの明るさ（ＮＡ）を変更する必要がある光学系に対して、本発明を応用することができる。
【００５１】
また、本実施例では波長６５０ｎｍの光において平行光とし、波長７８０ｎｍの光において、発散光とする例を示したが、これに限定されることなく、いずれか一方の波長の光に対して見かけ上の開口数ＮＡを変えることができる。
【００５２】
また、本発明の光ピックアップ装置において、記録・再生対象となる光記録媒体はＤＶＤおよびＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）に限られず、使用波長および開口数の仕様が互いに異なる２つの光記録媒体を共通の光ピックアップ装置で記録・再生する場合に適用することができる。
【００５３】
また、上記実施形態に係る光ピックアップ装置は互いに異なる波長の光を出力する各光源を設けているが、これに代えて２つの異なる波長の光を出力し得る１つの光源を設けるようにしても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の光記録媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置では、対物レンズの一方の面に、一方の波長λ１の光に対しては光束の外周部の光量を干渉効果により見かけ上消失せしめ、他方の波長λ２の光に対しては該光量をそのまま保持せしめるように作用する輪帯部を設けている。
【００５５】
したがって、従来の光記録媒体用対物レンズや光ピックアップ装置のように、光源からの使用光を反射するためのミラーと対物レンズとの間に、液晶シャッタや波長選択性のあるフィルタ等からなる開口絞りを介在させる必要が無くなり、光ピックアップ装置の厚みを薄くすることができるので、特に、ノート型のパーソナルコンピュータに使用されるＤＶＤおよびＣＤ−Ｒの記録・再生装置として最適となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る対物レンズの概略図
【図２】本発明の実施例１に係る対物レンズをＤＶＤに用いた場合を示す概略図（ａ）およびＣＤ−Ｒに用いた場合を示す概略図（ｂ）
【図３】本発明の実施例２に係る対物レンズの概略図
【図４】本発明の実施例２に係る対物レンズをＤＶＤに用いた場合を示す概略図（ａ）およびＣＤ−Ｒに用いた場合を示す概略図（ｂ）
【図５】本発明の実施例１に係る対物レンズをＤＶＤに用いた場合の波面収差図（ａ）およびＣＤ−Ｒに用いた場合の波面収差図（ｂ）
【図６】本発明の実施例２に係る対物レンズをＤＶＤに用いた場合の波面収差図（ａ）およびＣＤ−Ｒに用いた場合の波面収差図（ｂ）
【図７】本発明の実施例１に係る対物レンズにおいて、６５０ｎｍの光を集光した場合のビームプロファイル（ａ）および７８０ｎｍの光を集光した場合のビームプロファイル（ｂ）
【図８】本発明の実施例２に係る対物レンズにおいて、６５０ｎｍの光を集光した場合のビームプロファイル（ａ）および７８０ｎｍの光を集光した場合のビームプロファイル（ｂ）
【図９】本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置を示す概略図
【図１０】本発明の実施例１に係る対物レンズを用いた光ピックアップ装置の一部を示す概略図
【図１１】従来の光ピックアップ装置の一部を示す概略図
【図１２】従来の対物レンズにおいて、開口数が０．６の対物レンズで集光した場合のビームプロファイル（ａ）および開口数が０．４５の対物レンズで集光した場合のビームプロファイル（ｂ）
【符号の説明】
１ ＬＤ光源
２ 切替スイッチ
３，４ 半導体レーザ
５ プリズム
６ ハーフミラー
７ コリメータレンズ
８ 対物レンズ
９ 光ディスク
１０ 記録領域
１１ レーザ光
１２ 絞り
１３ フォトダイオード
１４ 輪帯部
２１ ミラー
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の記録または再生がなされる際に、開口数および使用光の波長が互いに異なる２つの記録媒体に対して、前記使用光を各々所望の位置に収束させるための光記録媒体用対物レンズにおいて、各使用光を対応する光記録媒体上に効率良く収束させることができる対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、種々の光記録媒体が開発されており、複数種の光記録媒体を共用して記録・再生し得る光ピックアップ装置が知られている。例えば、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）とＣＤ−Ｒ（追記型光ディスク）を１つの光ピックアップ装置を用いて記録・再生する装置が知られている。
【０００３】
ところで、このような２つの光記録媒体においては、ＤＶＤについては、記録密度の向上を図るため、例えば６５０ｎｍ程度の可視光を使用することとなっているのに対し、ＣＤ−Ｒについては、可視光領域の光に対して感度を有さないため、７８０ｎｍ程度の近赤外光を使用する必要があり、これら両者に対して共用し得る光ピックアップ装置では２つの異なる波長の光を照射光として用いる、いわゆる２波長ビーム方式によることとなる。
【０００４】
さらに、上述した例示における２つの光記録媒体においては、各光記録媒体の特性の違いからそれぞれ開口数を異ならせる必要があり、例えばＤＶＤについては開口数を０．６とし、ＣＤ−Ｒについては開口数を０．４５としている。
このため、従来の光ピックアップ装置では、図１１に示すように、光ピックアップ装置の厚みを薄くするためには、光源からの使用光を反射偏向するためのミラー５１を配置し、そのミラー５１と対物レンズ５３との間に、液晶シャッタや波長選択性のあるフィルタ等からなる開口絞り５２を介在させることにより、光記録媒体５４の種類の相違に対応して開口数を切り替えていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記開口絞りを用いたものでは、光ピックアップ装置の構造が複雑となり、コンパクト化および低廉化の要請に反することとなる。特に、ノート型のパーソナルコンピュータに使用されるＤＶＤおよびＣＤ−Ｒの記録・再生装置においては、光ピックアップ装置の厚みを１／１０ミリ単位で薄くしなければならず、開口絞りを用いた光ピックアップ装置では、その厚みの削減が限界に達していた。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、光ピックアップ装置の構造を複雑にすることなく、２つの光記録媒体に各々対応した開口数とすることができる、コンパクトかつ低廉な光記録媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光記録媒体用対物レンズは、上述した目的を達成するため、情報の記録または再生がなされる際に、第１開口数および第１波長に対応する第１光記録媒体、および第２開口数および第２波長に対応する第２光記録媒体に対して、前記使用光を各々所望の位置に収束させるための光記録媒体用対物レンズにおいて、
前記対物レンズの一方の面に、一方の波長λ１の光に対しては干渉効果により光束の外周部の光量を見かけ上消失せしめ、他方の波長λ２の光に対しては該外周部の光量をそのまま保持せしめるように作用する輪帯部を設け、
該輪帯部は、該輪帯部が存在しないと仮定した場合に該輪帯部に相当する位置を通過する光と、該輪帯部が存在する場合に該輪帯部の形成位置を通過する光とが下記条件式（１）、（２）を満足するような位相差を発生させる段差を有し、かつ段差境界位置の開口数が前記第１および第２の開口数の間の値を有することを特徴とするものである。
【０００８】
Δλ１＝（２ｍ＋１）λ１／２＋δ１・・・ （１）
Δλ２＝ｎλ２＋δ２ ・・・ （２）
ただし、Δλ１：波長λ１において輪帯部が存在しないと仮定した場合に該輪帯部に相当する位置を通過する光と、輪帯部が存在する場合に該輪帯部の形成位置を通過する光との位相差
Δλ２：波長λ２において輪帯部が存在しないと仮定した場合に該輪帯部に相当する位置を通過する光と、輪帯部が存在する場合に該輪帯部の形成位置を通過する光との位相差
ｍ，ｎ：整数
δ１：｜δ１｜＜０．２λ１
δ２：｜δ２｜＜０．２λ２
この場合、前記輪帯部は、前記対物レンズ面の中央部が外周面に対して凹状とされていてもよく、あるいは凸状とされていても良い。
【０００９】
このように構成することにより、波長λ１の光に対しては、対物レンズの輪帯部以外を通過した光と輪帯部を通過した光との位相差が１／２波長の奇数倍となり、輪帯部以外を通過した光と輪帯部を通過した光が互いに干渉し合うことにより、その光量が見かけ上消失する。（雑誌「Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ」（１９９２年９月号）第６６頁〜第７２頁に掲載の千葉工業大学 電子工学科 小瀬 輝次著の「特集：実用化が期待される解像限界克服技術 超解像光学系」に原理的な説明がなされているが、ここでは光の干渉を以って説明する。）
【００１０】
一方、波長λ２の光に対しては、輪帯部以外を通過した光と輪帯部を通過した光との位相差は、波長の整数倍となり、見かけ上の位相差がなく光束の外周部においてその光量がそのまま保持される。
例えば、ＣＤ−Ｒ等のＣＤ系用に使用する波長λ１を７８０ｎｍとし、ＤＶＤ用に使用する波長λ２を６５０ｎｍとした場合には、ＣＤ系用に使用する波長光に対しては光束の外周部の光量が見かけ上消失し、ＤＶＤ用に使用する波長光に対しては光量がそのまま保持される。
【００１１】
この場合の輪帯部の段差は、例えば、波長６５０ｎｍにおいて波長の整数倍の位相差が発生するようにし、７８０ｎｍにおいて１／２波長の奇数倍の位相差が発生するようにすると丁度よい。
【００１２】
なお、輪帯部を通過する光と輪帯部以外を通過する光との間で光路差が存在すれば両光の間で光を弱め合う干渉効果が生じるが、ガウスの振幅分布をもった光がレンズに入射するときは、波長λ１の光に対して干渉効果を生ぜしめて所望の開口数とするためには、波長λ１の光に対しては１／２波長の奇数倍、波長λ２の光に対しては波長の整数倍の位相差を発生させるよりは、むしろその位相差を変えたほうがよく、その量はおよそ２割程度までが許容される。
【００１３】
また、例えば、ＣＤ−Ｒ等のＣＤ系用に使用する波長λ１に対する開口数を０．４５とし、ＤＶＤ用に使用する波長λ２に対する開口数を０．６とした場合には、輪帯部の境界位置は、開口数ＮＡ０．４５から開口数ＮＡ０．６の範囲の部分の面積を二等分する位置が良いと考えられる。
【００１４】
開口数をＮＡとし、焦点距離をｆとした場合に開口数ＮＡにおけるレンズ面の面積はπ（ＮＡ・ｆ）２となり、したがって、開口数を０．６と０．４５との間で切り替えるための輪帯部の境界位置の開口数をＮＡｘとすると、
π（０．６×ｆ）２−π（ＮＡｘ×ｆ）２
＝π（ＮＡｘ×ｆ）２−π（０．４５×ｆ）２
となり、
輪帯部の境界位置の開口数ＮＡｘは、
ＮＡｘ＝（（（０．６）２＋（０．４５）２）×（１／２））１／２
≒０．５３
となる。
【００１５】
すなわち、開口数が約０．５３となる位置に輪帯部の境界を設けることにより、波長７８０ｎｍの光に対しては、輪帯部を通過した光と輪帯部以外を通過した光との位相差が１／２波長の奇数倍となるため両光が互いに干渉し合い、光束の外周部の光量を見かけ上消失せしめて開口数が０．４５相当となる。一方、波長６５０ｎｍの光に対しては、輪帯部を通過した光と輪帯部以外を通過した光との見かけ上の位相差がないので、対物レンズの開口数がそのまま反映されて、その開口数は０．６となる。
【００１６】
なお、上述したように例えば、レンズの開口数をＣＤ−Ｒ等のＣＤ系の場合には０．４５とし、ＤＶＤの場合には、０．６とした場合には、輪帯部１４は、中央部との境界位置とは逆の、外側に位置するもう一方の境界位置が開口数０．６となる位置から外側、すなわち開口数の大きい値から外側に存在するような凹状、または凸状の輪帯であっても良いし、外側の境界位置がレンズのコバ面まで存在しない輪帯であっても良いものとする。
【００１７】
また、本発明の光ピックアップ装置は、上記光記録媒体用対物レンズを備えていることを特徴とするものである。
なお、特開平１０−２６７２６号公報には、光源側の面に輪帯部を設けた対物レンズが開示されているが、これは単一波長光源を対象とした光ピックアップ用の対物レンズである。
【００１８】
また、同公報記載の対物レンズは、ＤＶＤ用の光学系をＣＤ系用に使用した場合に生じる大きな波面収差を減少させることを目的としたものである。
すなわち、同公報記載の対物レンズは、二波長光源に対応したものではない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
まず、図９を用いて本発明の実施形態に係る光記録媒体用対物レンズを用いた光ピックアップ装置について説明する。
【００２０】
この光ピックアップ装置では、図９に示すように、ＬＤ電源１からの電力供給により半導体レーザ３、４から出力されたレーザ光１１がハーフミラー６により反射され、コリメータレンズ７により略平行光とされ、対物レンズ８により収束光とされて光ディスク９の記録領域１０上に照射される。なお、半導体レーザ３は、ＣＤ−Ｒ（追記型光ディスク）等のＣＤ系用の、波長７８０ｎｍ（λ１）程度の近赤外域のレーザ光を出力する光源であり、半導体レーザ４は、ＤＶＤ（ディジタル・バーサタイル・ディスク）用の、例えば波長６５０ｎｍ（λ２）の可視域のレーザ光を出力する光源であり、プリズム５を介していずれかの半導体レーザ３、４から出力されたレーザ光１１がハーフミラー６に照射されるようになっている。また、ＬＤ電源１と半導体レーザ３、４との間には切替スイッチ２が配されており、この切替スイッチ２の操作によりいずれかの半導体レーザ３、４に電力が供給されるようになっている。さらに、対物レンズ８の光源側には、絞り１２が配設されている。
【００２１】
上記記録領域１０には信号情報を担持したピットがトラック状に配列されるようになっており、この記録領域１０からの上記レーザ光１１の反射光は信号情報を担持した状態で対物レンズ８およびコリメータレンズ７を介してハーフミラー６に入射し、このハーフミラー６を透過して４分割のフォトダイオード１３に入射する。このフォトダイオード１３では、分割された４つのダイオード位置の各受光量を演算してデータ信号、およびフォーカスとトラッキングの各エラー信号を得る。
【００２２】
なお、ハーフミラー６は光ディスク９からの戻り光の光路に対して４５°傾いた状態で挿入されているのでシリンドリカルレンズと同等の作用をなし、このハーフミラー６を透過した光ビームは非点収差を有することとなり、４分割のフォトダイオード１３上におけるこの戻り光のビームスポットの形状に応じてフォーカスのエラー量が決定されることとなる。なお、上記コリメータレンズ７は状況に応じて省略することも可能であり、さらに半導体レーザ３、４とハーフミラー６との間にグレーティングを挿入して３ビームによりトラッキングエラーを検出することも可能である。
【００２３】
このように本実施形態の光ピックアップ装置では、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）とＤＶＤのいずれの光ディスク９についても信号の記録・再生が可能となるように構成されている。
なお、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ系），ＤＶＤは共にＰＣ（ポリカーボネート）からなる保護板を有している。
【００２４】
ところで、上記ＣＤ−Ｒは幾何学的厚みが１．２ｍｍに規格統一されており、屈折率が１．５５のものが多く使用されており、上記ＤＶＤは幾何学的厚みが０．６ｍｍ、屈折率が１．５８のものが多く使用されている。また、これらの光ディスク９はそれぞれ異なる開口数で使用されており、これらいずれの光ディスク９についても適切な開口数を確保するため、対物レンズ８の光源側の面に、中央部分とは高低差を有する輪帯部１４を形成している。
【００２５】
この輪帯部１４は、波長７８０ｎｍ（λ１）の光に対しては、輪帯部１４が存在しないと仮定した場合にその輪帯部に相当する位置を通過する光と輪帯部が存在する場合にその輪帯部の形成位置を通過する光との位相差を（２ｍ＋１）＊波長／２（ただし、ｍは整数、以下同様）として、光束の外周部において輪帯部１４以外を通過する光と輪帯部１４を通過する光が互いに干渉し合うことにより、その光量を見かけ上消失させるとともに、波長６５０ｎｍ（λ２）の光に対しては、輪帯部１４以外を通過する光と輪帯部１４を通過する光との見かけ上の位相差をなくし、光束の外周部においてその光量をそのまま保持するような段差を有している。
【００２６】
輪帯部を通過する光と輪帯部以外を通過する光との間で光路差が存在すれば両光の間で光を弱め合う干渉効果が生じるが、ガウスの振幅分布をもった光がレンズに入射するときには、波長λ１の光に対して干渉効果を生ぜしめて所望の開口数とするためには、波長λ１の光に対しては１／２波長の奇数倍、波長λ２の光に対しては１／２波長の偶数倍の位相差を発生させるよりは、むしろその位相差を若干変えた方が良く、その許容量はおよそ２割程度とされる。
【００２７】
また、波長７８０ｎｍ（λ１）と波長６５０ｎｍ（λ２）に対する開口数を互いに異ならせるためには、レンズ面の中央部と輪帯部１４の境界位置の開口数が、上記各波長のそれぞれ必要とする開口数の間の値となるように設定される。
【００２８】
例えば、波長７８０ｎｍ（λ１）の光に対する開口数を０．４５とし、波長６５０ｎｍ（λ２）の光に対する開口数を０．６とすると、開口数が約０．５３となる位置に輪帯部１４の境界を設け、その外周側を輪帯部１４とすることにより、波長７８０ｎｍ（λ１）の光に対しては、輪帯部１４を通過した光とそれよりも中央部を通過した光との位相差が１／２波長の奇数倍であるため両光が互いに干渉し合い、光束の外周部の光量を見かけ上消失せしめて開口数を０．４５相当としている。一方、波長６５０ｎｍ（λ２）の光に対しては、輪帯部１４を通過する光と中央部を通過する光との見かけ上の位相差が生じないため、元々の対物レンズの開口数（０．６）がそのまま反映される。
【００２９】
このような輪帯部１４を設けることにより、ＤＶＤが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、半導体レーザ４からの波長６５０ｎｍ（λ２）のレーザ光１１がコリメータレンズ７により略平行光とされた状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光１１は、輪帯部１４の存在に影響されることなく開口数を０．６として、対物レンズ８によりＤＶＤの記録面上に収束せしめられることになる。
【００３０】
一方、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）が所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、コリメータレンズ７の焦点位置からずらした位置に配置された半導体レーザ３からの波長７８０ｎｍ（λ１）のレーザ光１１がやや発散された状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光１１は、輪帯部１４によりその外周部の光束が干渉効果により見かけ上消失して開口数が０．４５相当となり、対物レンズ８によりＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）の記録面上に収束せしめられることになる。
以下、上述した対物レンズ８を実施例１，２により具体的に説明する。
【００３１】
【実施例】
＜実施例１＞
実施例１に係る対物レンズ８は、図１に示すように、光源側の面の外周部に、凹状とされた輪帯部１４を有している。なお、図１では説明の便宜上、段差を強調して示している。以下図２乃至図４および図９乃至図１０にも同様の要領で段差が示されている。また、図中、Ｘは光軸を示す（以下、図２〜４において同じ）。
【００３２】
また、図２（ａ）に示すように、ＤＶＤ９ａが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、波長６５０ｎｍ（λ２）のレーザ光が略平行光とされた状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光は、輪帯部１４の存在に影響されることなく開口数が０．６となり、対物レンズ８によりＤＶＤ９ａの記録面上に収束せしめられる。
【００３３】
一方、図２（ｂ）に示すように、ＣＤ−Ｒ９ｂが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、波長７８０ｎｍ（λ１）のレーザ光がやや発散された状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光は、輪帯部１４によりその外周部の光束が干渉作用により見かけ上消失して開口数が０．４５相当となり、対物レンズ８によりＣＤ−Ｒ９ｂの記録面上に収束せしめられる。
実施例１に係る対物レンズ８は、両面がともに下記非球面式で表される非球面とされている。
【００３４】
【数１】
下記表１に、実施例１に係る対物レンズ８のレンズデータ（曲率半径Ｒ、λ＝６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対する面間隔Ｄおよびλ＝６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対する屈折率Ｎ）を示す。また、下記表２に、実施例１に係る対物レンズ８の各非球面の非球面係数を示す。さらに、下記表３に、光記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）をセットした各場合における、使用波長、ディスク厚、ディスク屈折率と、実施例１に係る対物レンズ８の焦点距離、絞り径、開口数および光源位置の各値を示す。
【００３６】
【表１】
【表２】
【表３】
＜実施例２＞
実施例２に係る対物レンズ８は、図３に示すように、光源側の面の外周部に、凸状となった輪帯部１４を有している。
また、図４（ａ）に示すように、ＤＶＤ９ａが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、波長６５０ｎｍ（λ２）のレーザ光が略平行光とされた状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光は、輪帯部１４の存在に影響されることなく開口数が０．６となり、対物レンズ８によりＤＶＤ９ａの記録面上に収束せしめられる。
【００４０】
一方、図４（ｂ）に示すように、ＣＤ−Ｒ９ｂが所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記録・再生が行われる場合には、波長７８０ｎｍ（λ１）のレーザ光がやや発散された状態で対物レンズ８に入射することになるが、入射するレーザ光は、輪帯部１４によりその外周部の光束が干渉作用により見かけ上消失して開口数が０．４５相当となり、対物レンズ８によりＣＤ−Ｒ９ｂの記録面上に収束せしめられる。
実施例２に係る対物レンズ８は、両面がともに上記非球面式で表される非球面とされている。
【００４１】
下記表４に、実施例２に係る対物レンズ８のレンズデータ（曲率半径Ｒ、λ＝６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対する面間隔Ｄおよびλ＝６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対する屈折率Ｎ）を示す。また、下記表５に、実施例２に係る対物レンズ８の各非球面の非球面係数を示す。さらに、下記表６に、光記録媒体としてＤＶＤおよびＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）をセットした各場合における、使用波長、ディスク厚、ディスク屈折率と、実施例２に係る対物レンズ８の焦点距離、絞り径、開口数および光源位置の各値を示す。
【００４２】
【表４】
【表５】
【表６】
図５，６は、それぞれ上記実施例１，２に係る対物レンズの波面収差図を示すものである。この波面収差図から明らかなように、上記実施例１，２に係る対物レンズをＤＶＤおよびＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）のいずれに使用した場合も、レンズ面の中央部と輪帯部１４の境界位置に所定の位相差が発生していることがわかる。
【００４６】
また、図７，８は、それぞれ上記実施例１，２に係る対物レンズで集光した光のビームプロファイルを示すものである。また、図１２は、従来の対物レンズで集光した光のビームプロファイルを示すものである。図７，８，１２から明らかなように、上記実施例１，２に係る対物レンズ８は、ＮＡ０．６またはＮＡ０．４５となるように開口絞りを設けた従来の対物レンズとほぼ同様のビームプロファイルとされている。
【００４７】
また、上記実施例１の対物レンズを光ピックアップ装置に用いると、図１０に示すように、光源からの使用光を反射偏向するためのミラー２１と対物レンズ８との間に、液晶シャッタや波長選択性のあるフィルタ等からなる開口絞りを介在させる必要が無くなり、装置が小型化するとともにその構造が単純となる。図示しないが、上記実施例２の対物レンズを光ピックアップ装置に使用した場合も同様の効果を奏することができる。
【００４８】
なお、本発明の対物レンズとしては上述した実施形態のものに限られず種々の態様の変更が可能であり、レンズを形成する材料としては、例えばプラスチック材料を使用することができる。
【００４９】
また、光源側のレンズ面に輪帯部を設けているが、ディスク側のレンズ面に輪帯部を設けても良い。
【００５０】
また、波長を６５０ｎｍと７８０ｎｍの組み合わせとしているが、この波長の組み合わせに限られず、他の異なる２種類の波長の組み合わせとすることもできる。同様に例えば、ディスク厚が同じであっても、使用条件として波長が異なり、レンズの明るさ（ＮＡ）を変更する必要がある光学系に対して、本発明を応用することができる。
【００５１】
また、本実施例では波長６５０ｎｍの光において平行光とし、波長７８０ｎｍの光において、発散光とする例を示したが、これに限定されることなく、いずれか一方の波長の光に対して見かけ上の開口数ＮＡを変えることができる。
【００５２】
また、本発明の光ピックアップ装置において、記録・再生対象となる光記録媒体はＤＶＤおよびＣＤ−Ｒ（ＣＤ系）に限られず、使用波長および開口数の仕様が互いに異なる２つの光記録媒体を共通の光ピックアップ装置で記録・再生する場合に適用することができる。
【００５３】
また、上記実施形態に係る光ピックアップ装置は互いに異なる波長の光を出力する各光源を設けているが、これに代えて２つの異なる波長の光を出力し得る１つの光源を設けるようにしても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の光記録媒体用対物レンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置では、対物レンズの一方の面に、一方の波長λ１の光に対しては光束の外周部の光量を干渉効果により見かけ上消失せしめ、他方の波長λ２の光に対しては該光量をそのまま保持せしめるように作用する輪帯部を設けている。
【００５５】
したがって、従来の光記録媒体用対物レンズや光ピックアップ装置のように、光源からの使用光を反射するためのミラーと対物レンズとの間に、液晶シャッタや波長選択性のあるフィルタ等からなる開口絞りを介在させる必要が無くなり、光ピックアップ装置の厚みを薄くすることができるので、特に、ノート型のパーソナルコンピュータに使用されるＤＶＤおよびＣＤ−Ｒの記録・再生装置として最適となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る対物レンズの概略図
【図２】本発明の実施例１に係る対物レンズをＤＶＤに用いた場合を示す概略図（ａ）およびＣＤ−Ｒに用いた場合を示す概略図（ｂ）
【図３】本発明の実施例２に係る対物レンズの概略図
【図４】本発明の実施例２に係る対物レンズをＤＶＤに用いた場合を示す概略図（ａ）およびＣＤ−Ｒに用いた場合を示す概略図（ｂ）
【図５】本発明の実施例１に係る対物レンズをＤＶＤに用いた場合の波面収差図（ａ）およびＣＤ−Ｒに用いた場合の波面収差図（ｂ）
【図６】本発明の実施例２に係る対物レンズをＤＶＤに用いた場合の波面収差図（ａ）およびＣＤ−Ｒに用いた場合の波面収差図（ｂ）
【図７】本発明の実施例１に係る対物レンズにおいて、６５０ｎｍの光を集光した場合のビームプロファイル（ａ）および７８０ｎｍの光を集光した場合のビームプロファイル（ｂ）
【図８】本発明の実施例２に係る対物レンズにおいて、６５０ｎｍの光を集光した場合のビームプロファイル（ａ）および７８０ｎｍの光を集光した場合のビームプロファイル（ｂ）
【図９】本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置を示す概略図
【図１０】本発明の実施例１に係る対物レンズを用いた光ピックアップ装置の一部を示す概略図
【図１１】従来の光ピックアップ装置の一部を示す概略図
【図１２】従来の対物レンズにおいて、開口数が０．６の対物レンズで集光した場合のビームプロファイル（ａ）および開口数が０．４５の対物レンズで集光した場合のビームプロファイル（ｂ）
【符号の説明】
１ ＬＤ光源
２ 切替スイッチ
３，４ 半導体レーザ
５ プリズム
６ ハーフミラー
７ コリメータレンズ
８ 対物レンズ
９ 光ディスク
１０ 記録領域
１１ レーザ光
１２ 絞り
１３ フォトダイオード
１４ 輪帯部
２１ ミラー
Claims (4)
- 情報の記録または再生がなされる際に、第１開口数および第１波長に対応する第１光記録媒体、ならびに第２開口数および第２波長に対応する第２光記録媒体に対して、前記使用光を各々所望の位置に収束させるための光記録媒体用対物レンズにおいて、
前記対物レンズの一方の面に、一方の波長λ１の光に対しては干渉効果により光束の外周部の光量を見かけ上消失せしめ、他方の波長λ２の光に対しては該外周部の光量をそのまま保持せしめるように作用する輪帯部を設け、
該輪帯部は、該輪帯部が存在しないと仮定した場合に該輪帯部に相当する位置を通過する光と、該輪帯部が存在する場合に該輪帯部の形成位置を通過する光とが下記条件式（１）、（２）を満足するような位相差を発生させる段差を有し、かつ段差境界位置の開口数が前記第１および第２の開口数の間の値を有することを特徴とする光記録媒体用対物レンズ。
Δλ１＝（２ｍ＋１）λ１／２＋δ１・・・ （１）
Δλ２＝ｎλ２＋δ２ ・・・ （２）
ただし、Δλ１：波長λ１において輪帯部が存在しないと仮定した場合に該輪帯部に相当する位置を通過する光と、輪帯部が存在する場合に該輪帯部の形成位置を通過する光との位相差
Δλ２：波長λ２において輪帯部が存在しないと仮定した場合に該輪帯部に相当する位置を通過する光と、輪帯部が存在する場合に該輪帯部の形成位置を通過する光との位相差
ｍ，ｎ：整数
δ１：｜δ１｜＜０．２λ１
δ２：｜δ２｜＜０．２λ２ - 前記輪帯部は、前記対物レンズ面の中央部が外周面に対して凹状とされていることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体用対物レンズ。
- 前記輪帯部は、前記対物レンズ面の中央部が外周面に対して凸状とされていることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体用対物レンズ。
- 請求項１〜３のうちのいずれか１項記載の光記録媒体用対物レンズを備えていることを特徴とする光ピックアップ装置。
Priority Applications (3)
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