JP3827860B2 - 対物レンズ及び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、基盤厚さ又は記録密度などの条件が異なる光ディスクに対する情報の再生又は記録を互換可能に行う光ピックアップ装置用の対物レンズ、当該光ピックアップ装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式記録再生装置には、光情報記録媒体として例えばＬＤ（laser disc）、ＣＤ(compact disc ）、ＤＶＤ（Digital video disc又はDigital versatile disc）等の光ディスクから記録情報を読み取る光学式ディスクプレーヤがある。また、これら複数の種類の光ディスクから情報を読み取るコンパチブルディスクプレーヤもある。
そのコンパチディスクプレーヤにおいても光ピックアップは、光ビームを光ディスクへ照射し、光ディスクからの戻り光を読み取る光学系を有している。
しかしながら、上述の光ディスクでは、開口数ＮＡ、基板厚さ、最適読取光波長など異なる仕様で設計されている。したがって、例えば、ＣＤ／ＤＶＤコンパチブルプレーヤの光ピックアップを実現させるためには、少なくとも上記開口数ＮＡ及び基板厚さの２つの違いを補正する必要がある。なお、ＣＤ開口数及びＤＶＤ開口数は、それぞれ０．４５及び０．６で、ＣＤ基板厚及びＤＶＤ基板厚は、それぞれ１．２［ｍｍ］及び０．６［ｍｍ］である。
【０００３】
例えば、ＤＶＤ用に設計された対物レンズを共通の対物レンズとして使用し、ＤＶＤを再生する場合には波長６５０［ｎｍ］の光源を用い、ＣＤを再生する場合には７８０［ｎｍ］の光源を用いると、ＤＶＤを再生する場合には、図３４（ａ）に示したような光路となり、記録面上で生じる収差は図３５（ａ）のようにほとんど生じない。しかしながら、ＣＤを再生する場合には、図３４（ｂ）に示したような光路となり、記録面上で図３５（ｂ）のような収差が生じる。この収差は、基板の厚みが違うことにより発生するものである。なお、図３４（ｂ）では、対物レンズの外側を通る光線は大きくデフォーカスしてＣＤを再生する場合に再生特性に与える影響が小さいので、本図においてはＣＤ再生特性に影響を与える開口数ＮＡ（ＣＤ）の領域内の光路図のみを表している。
また、図３５において縦軸は波長で規格化した収差（図３５（ａ）では６５０［ｎｍ］を１として規格化した値を表し、図３５（ｂ）は７８０［ｎｍ］を１として規格化した値）を表し、横軸は対物レンズの直径（光軸からの半径位置）を表している。
この収差を補正するために、現在では、ホログラムを用いた２焦点対物レンズを用いたり、ＤＶＤとＣＤとの読み取り時において焦点距離の異なる２つの対物レンズを切り換えたりするものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホログラムを用いた２焦点対物レンズは製造が難しく、また光量ロスが生じる。また、対物レンズ切換方式はピックアップ自体が大きくコストもかかる。
本発明は上記問題点に鑑み、仕様の異なる少なくとも２つの記録媒体を共通の対物レンズにて再生できる対物レンズ及び当該対物レンズを備えた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の対物レンズは、光記録媒体の表面から情報記録面までの距離が第１の距離を有する第１の光記録媒体を読み取るための第１の波長を有する第１の光ビーム、および前記距離が前記第１の距離とは異なる第２の距離を有する第２の光記録媒体を読み取るための前記第１の波長とは波長が異なる第２の波長を有する第２の光ビームを集光させ、前記第１の光ビームを最適に集光させる曲率半径を有する対物レンズであって、前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームが入射する面および射出する面のうち少なくとも一方に、輪帯状凹部および輪帯状凸部のうち少なくとも一方を、一の前記面内において複数段差を設けて同心円状に備え、前記輪帯状凹部表面および前記輪帯状凸部表面は、前記光ビームが入射する面又は前記射出する面が光軸に沿って平行移動した際における面と同一の前記曲率半径を有し、前記輪帯状凹部の深さおよび前記輪帯状凸部の高さは、前記一の面を通過した前記光ビームと前記表面を通過した前記光ビームとの光路長差が前記第１の波長の略整数倍となるように設定されることを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、光ビームが入射又は／及び射出する対物レンズの表面に複数の輪帯状凹部又は／及び凸部を同心円状に有しているので、光ビームはその通過領域によって位相差が生じる。
【０００７】
また、請求項２に記載の光ピックアップ装置は、光記録媒体の表面から情報記録面までの距離が第１の距離を有する第１の光記録媒体を読み取るための第１の波長を有する第１の光ビームを出射する第１の光源と、前記距離が前記第１の距離とは異なる第２の距離を有する第２の光記録媒体を読み取るための前記第１の波長とは波長が異なる第２の波長を有する第２の光ビームを出射する第２の光源と、前記第１の光記録媒体を読み取るために所定の有効開口数及び焦点位置に基づいて設定された対物レンズと、を備える光ピックアップ装置において、前記対物レンズは、前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームが入射する面および射出する面のうち少なくとも一方に、輪帯状凹部および輪帯状凸部のうち少なくとも一方を、一の前記面内において複数段差を設けて同心円状に備え、前記輪帯状凹部表面および前記輪帯状凸部表面は、前記光ビームが入射する面又は前記射出する面が光軸に沿って平行移動した際における面と同一の前記曲率半径を有し、前記輪帯状凹部の深さおよび前記輪帯状凸部の高さは、前記一の面を通過した前記光ビームと前記表面を通過した前記光ビームとの光路長差が前記第１の波長の略整数倍となるように設定されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の光ピックアップ装置によれば、光ビームが入射又は／及び射出する対物レンズの表面に複数の輪帯状凹部又は／及び凸部を同心円状に有しているので、光ビームはその通過領域によって位相差が生じる。また、その複数の輪帯状凹部又は／及び凸部の深さ又は高さを第１の波長の略整数倍になるように設定したため、例えば、ＤＶＤ再生時の再生特性を犠牲にすることなく、ＣＤ再生時の収差を抑制することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施の形態による光ピックアップ装置の全体構成図を示した。
図１を用いて光ピックアップ装置の構成を説明する。
先ず、本発明の実施の形態による光ピックアップ装置は、第１の波長である６５０［ｎｍ］近傍の波長を有する第１の光ビームを発生する第１の光源としての第１の半導体レーザ３０と、第２の波長である７８０［ｎｍ］近傍の波長を有する第２の光ビームを発生する第２の光源としての第２の半導体レーザ３１と、ダイクロイックミラー３２と、ハーフミラー３３と、コリメータレンズ３４と、対物レンズ３５と、マルチレンズ３７と、フォトディテクタ３８とから構成される。
上記構成において、光ディスク３６として、表面から情報記録面までの距離を第１の距離（約０．６［ｍｍ］）とする光記録媒体であるＤＶＤが図示しないディスク載置位置に載置された場合、第１の半導体レーザ３０から発射した光ビームＬ１は、ダイクロイックミラー３２及びハーフミラー３３を透過し、コリメータレンズ３４で平行光に変換された後、対物レンズ３５に入射する。
対物レンズ３５に入射した光ビームＬ１は、当該レンズにて集光され、ＤＶＤの情報記録面上（例えば３６ａ）に照射される。
ＤＶＤ３６ａの情報記録面上から反射した光ビームＬ１は、対物レンズ３５、コリメータレンズ３４を透過し、ハーフミラー３３で反射される。ハーフミラー３３で反射された光ビームＬ１は、マルチレンズ３７を経て光検出器であるフォトディテクタ３８に照射される。
【００１２】
一方、光ディスク３６として、表面から情報記録面までの距離を第２の距離（約１．２［ｍｍ］）とする光記録媒体であるＣＤまたはＣＤ−Ｒが図示しないディスク載置位置に載置された場合、第２の半導体レーザ３１から発射された光ビームＬ２は、ダイクロイックミラー３２で反射され、ハーフミラー３３を透過し、コリメータレンズ３４で平行光に変換された後、対物レンズ３５に入射する。
対物レンズ３５に入射した光ビームＬ２は、当該レンズにて集光され、ＣＤまたはＣＤ−Ｒの情報記録面上（例えば３６ｂ）に照射される。
ＣＤまたはＣＤ−Ｒ３６ｂの情報記録面上から反射した光ビームは対物レンズ３５、コリメータレンズ３４を透過し、ハーフミラー３３で反射される。ハーフミラー３３で反射された光ビームＬ２は、マルチレンズ３７を経て光検出器であるフォトディテクタ３８に照射される。
このようにして、光ピックアップ装置が構成されている。
【００１３】
次に、本発明の特徴部分である光ピックアップ装置に用いられる対物レンズ３５について図２を用いて説明する。
本発明における対物レンズ３５は、ＤＶＤ用波長６５０[ｎｍ]で全体として開口数０．６に対応する領域の直径を有する屈折表面３５Ａ（以下第１面と称す）と屈折表面３５Ｂ（以下第２面と称す）を有する。なお、本実施例においては、説明の都合上、対物レンズの有効径の半径を２．００[ｍｍ]、焦点距離を３．３［ｍｍ］とした。
【００１８】
本発明は、上記の対物レンズ３５において、ＤＶＤを再生する場合に最適となるように設定したレンズの第１面３５Ａ又は／及び第２面３５Ｂの所定の場所に輪帯状凹部又は／及び凸部を設けることにより、ＣＤ再生時にも収差を抑制することが可能となるのである。
以下に本発明の好適な実施の形態を第１の実施例乃至第６の実施例として詳細に説明する。
本実施例において、第１の実施例乃至第４の実施例は第１面３５Ａのみに輪帯状凹部又は／及び凸部を設けた場合の１例を示したものである。また、第５の実施例は第２面３５Ｂのみに輪帯状凹部を設けた場合の１例を示したものである。また、第６の実施例は第１面３５Ａと第２面３５Ｂの両面に輪帯状凹部を設けた場合の１例を示したものである。
なお、本各実施例においては、ＤＶＤの記録再生条件として波長６５０［ｎｍ］、開口数ＮＡ＝０．６、基板厚０．６［ｍｍ］とする。また、ＣＤ、ＣＤ−Ｒの記録条件として波長７８０［ｎｍ］、開口数ＮＡ＝０．４５、基板厚１．２［ｍｍ］とする。
【００１９】
（第１の実施例）
第１の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
【００２０】
図３に本発明の第１の実施例の対物レンズを示す。
図３において対物レンズ３５は、第１面３５Ａに光軸を中心とした内周半径ｒ１、外周半径ｒ２を有し、深さｈ１を有する第１の輪帯状凹部１と、内周半径ｒ２、外周半径ｒ３を有し、深さｈ２を有する第２の輪帯状凹部２と、内周半径ｒ３、外周半径ｒ４を有し、深さｈ３を有する第３の輪帯状凹部３を有する集光用凸レンズである。これら各輪帯状凹部は、その底部が第１面３５Ａから平行移動した表面、すなわち、第１面３５Ａと同一の曲率半径を有する屈折表面である。
なお、輪帯状凹部はエッチングなどで一様に形成でき、また、ガラスレンズ体表面に２Ｐなど薄膜転写などで凹部周囲を一様に形成できる。
【００２１】
図４は、第１の実施例の対物レンズ３５を光軸方向から見た図であり、本図においては、各領域の直径を示してある。すなわち、ＮＡ（ＤＶＤ）はＤＶＤの再生特性に影響を与える有効開口数（例えば、０．６）に対応する領域の直径、ＮＡ（ＣＤ）はＣＤの再生特性に影響を与える有効開口数（例えば、０．４５）に対応する領域の直径、Ａは輪帯状凹部のうち第１の輪帯状凹部１の内径に対応する直径、Ｂは輪帯状凹部のうち第２の輪帯状凹部２の内径に対応する直径、Ｃは輪帯状凹部のうち第３の輪帯状凹部３の内径に対応する直径、Ｄは輪帯状凹部のうち第３の輪帯状凹部３の外径に対応する直径である。
【００２２】
ここで本実施例における対物レンズ３５の記録媒体３６の記録面上から位置は、ＣＤを再生する場合に、対物レンズの外側（例えば、有効開口数０．４５以上の領域）を通る光線が大きくデフォーカスするように設定されている。よって、外側を通る光線に関しては、ＣＤの再生特性に与える影響は小さいため、ＣＤの再生特性に影響を与える開口数ＮＡ（ＣＤ）の領域内の収差が小さくなるように、輪帯状凹部の数、位置及び深さを求めたのが本発明である。
【００２３】
第１の実施例においては、対物レンズ３５の各輪帯状凹部（１乃至３）の半径及び深さを（表３）に示すような値により設定した。
【００２４】
【表３】
【００２５】
ここで、当該輪帯状凹部の深さｈは、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されている。
すなわち、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差Ｌは、
【００２６】
【数６】
となる。
また、この時に光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているので、
【００２７】
【数７】
となる。
この式に、上述の値を代入すると、
【００２８】
【数８】
となる。
この値から輪帯状凹部の深さｈが設定されている。
【００２９】
図３（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図３（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、本図におけるＣＤ時の光路の状態は従来技術と同条件である。
【００３０】
図５（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は、従来技術のところで説明した図３５の場合と同様である。
図５（ａ）は、第１の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図５（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第１の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凹部に相当する部分では、その収差の形状に変化が見受けられる。
【００３１】
すなわち、図５（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１に相当する部分はρ１からρ２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部２に相当する部分はρ２からρ３内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部３に相当する部分はρ３からρ４内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図５（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１に相当する部分はρ１からρ２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部２に相当する部分はρ２からρ３内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部３に相当する部分はρ３からρ４内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凹部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凹部の数、位置及び深さが設定されている。
【００３２】
図６（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも縦軸及び横軸は従来技術のところで説明した図３５の場合と同様である。
図６（ａ）は、第１の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図６（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図５（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差が波長の整数倍からどのくらいずれているかを表した図である。
【００３３】
図６（ａ）から明らかなように、第１の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、図６（ｂ）から明らかなように、第１の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凹部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００３４】
図７（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここで、縦軸は光強度を表しており、収差が生じない状態のスポットの中心強度を１としており、横軸はスポット中心からの距離である。
図７（ａ）は、第１の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図７（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図７（ａ）から明らかなように、第１の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
【００３５】
また、図７（ｂ）から明らかなように、第１の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、かつサイドローブも抑えられていることが分かる。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
なお、通常ピックアップの収差はＲＭＳ値でマーシャル限界以下に押さえる必要があるため、ストレール比に換算すると０．８以上を維持する必要がある。本実施例においては、ＣＤを再生した場合においても開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのストレール比が０．８以上を越えることが可能となった。
【００３６】
以上のように、対物レンズに輪帯状凹部を図３のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第１の実施例においては、対物レンズ３５の輪帯状凹部を輪帯状凹部１，２，３の３つの輪帯状凹部を設けた例を示したが、その作成方法に関しては特に限定されることはない。
また、第１の実施例においては、輪帯状凹部を図３のように設けたが、これらの数、位置及び深さに限定されることはなく、要は、図６（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮しながら、適宜に輪帯状凹部の数、位置及び深さを設定すれば良い。その際、深さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値にするのが良い。
また、輪帯状凹部の保護等のために、輪帯状凹部の表面にカバーを施したり、コーティングして埋める場合には、当該保護した物質の屈折率を考慮して、（数７）を適宜変更すれば、適切なｈが求まることになる。
また、図８に示したように、輪帯状凸部２０及び２１を対物レンズ３５に貼り付けることにより図３の形状と同じ形にしても良い。要は、図３のような形状になれば良い。その際、輪帯状凸部２０及び２１は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００３７】
（第２の実施例）
図９に本発明の第２の実施例の対物レンズを示す。
第２の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置から７［μｍ］大きくした位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
第２の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１の実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凹部の数、位置及び深さであり、以下に詳述する。
【００３８】
図９における対物レンズ３５は、各輪帯状凹部（４乃至８）の半径及び深さを（表４）に示すような値により設定した。
【００３９】
【表４】
【００４０】
ここで、当該輪帯状凹部の深さｈは、第１の実施例と同様に輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されている。
【００４１】
図９（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図９（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、図９（ｂ）の光路は第１の実施例の条件と同様である。
図１０（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図１０（ａ）は、第２の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図１０（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第２の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凹部に相当する部分では、その形状に変化が見受けられる。
【００４２】
すなわち、図１０（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部４に相当する部分はρ５からρ６内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部５に相当する部分はρ６からρｒ７内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部６に相当する部分はρ７からρ８内の領域であり、その収差は略３波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第４の輪帯状凹部７に相当する部分はρ８からρ９内の領域であり、その収差は略４波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第５の輪帯状凹部８に相当する部分はρ９からρ１０内の領域であり、その収差は略５波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図１０（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部４に相当する部分はρ５からρ６内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部５に相当する部分はρ６からρｒ７内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部６に相当する部分はρ７からρ８内の領域であり、その収差は略３波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第４の輪帯状凹部７に相当する部分はρ８からρ９内の領域であり、その収差は略４波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第５の輪帯状凹部８に相当する部分はρ９からρ１０内の領域であり、その収差は略５波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凹部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凹部の数、位置及び深さが設定されている。
【００４３】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図１１（ａ）は、第２の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図１１（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図１０（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差が波長の整数倍からどのくらいずれているかを表したものである。
図１１（ａ）から明らかなように、第２の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、図１１（ｂ）から明らかなように、第２の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凹部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にはほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００４４】
図１２（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここでも縦軸及び横軸は、第１の実施例の場合と同様である。
図１２（ａ）は、第２の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図１２（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図１２（ａ）から明らかなように、第２の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
また、図１２（ｂ）から明らかなように、第２の実施例の対物レンズでＣＤディスクを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのストレール比が０．８以上になっており、かつサイドロープも抑えられていることがわかる。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
【００４５】
以上のように、対物レンズに輪帯状凹部を図９のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第２の実施例においては、輪帯状凹部を図９のように設けたが、第１の実施例と同様に、これらの数、位置及び深さに限定されることなく、図１１（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮に入れて、適宜に輪帯状凹部の数、位置及び深さを設定すれば良い。その際、深さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値に設定するのが良い。
また、輪帯状凹部の保護等のために、輪帯状凹部の表面にカバーを施したり、コーティングして埋める場合には、当該保護した物質の屈折率を考慮して、（数７）を適宜変更すれば、適切なｈが求まることになる。
また、図１３に示したように、輪帯状凸部２２及び２３を対物レンズ３５に貼り付けることにより図９の形状と同じ形にしても良い。要は、図９のような形状になれば良い。その際、輪帯状凸部２２及び２３は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００４６】
（第３の実施例）
図１４に本発明の第３の実施例の対物レンズを示す。
第３の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置から１．５［μｍ］小さくした位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
第３の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１の実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凹部及び凸部の数、位置及び深さ又は高さであり、以下に詳述する。
【００４７】
第３の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凹部及び凸部の数、位置及び深さ又は高さであり、以下に詳述する。
【００４８】
図１４における対物レンズ３５は、各輪帯状凹部及び凸部（９、１０）の半径、深さ及び高さは（表５）に示すような値により設定されている。
【００４９】
【表５】
【００５０】
ここで、当該輪帯状凹部及び凸部の深さ及び高さｈは、第１の実施例と同様に輪帯状凹部又は凸部のない部分と輪帯状凹部又は凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されている。
【００５１】
図１４（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図１４（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、図１４（ｂ）の光路は第１の実施例の条件と同様である。
図１５（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図１５（ａ）は、第３の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図１５（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第３の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凹部及び凸部に相当する部分では、その形状に変化が見受けられる。
【００５２】
すなわち、図１５（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部９に相当する部分はρ１１からρ１２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凸部１０に相当する部分はρ１３からρ１４内の領域であり、その収差は略−１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部及び凸部の深さ又は高さが、輪帯状凹部又は凸部がない部分と輪帯状凹部又は凸部の部分との光路長差が波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図１５（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部９に相当する部分はρ１１からρ１２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凸部１０に相当する部分はρ１３からρ１４内の領域であり、その収差は略−１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部及び凸部の深さ又は高さが、輪帯状凹部又は凸部がない部分と輪帯状凹部又は凸部の部分との光路長差が波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凹部及び凸部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凹部及び凸部の数、位置及び深さ又は高さが設定されている。
【００５３】
図１６（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は第１実施例の場合と同様である。
図１６（ａ）は、第３の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に発生する収差（破線）を表したものである。また、図１６（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に発生する収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図１６（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差がＤＶＤ用の波長の整数倍からどのくらいずれているかを表したものである。
図１６（ａ）から明らかなように、第３の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、第３の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（破線）は、従来の収差よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凹部及び凸部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００５４】
図１７（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は、第１の実施例の場合と同様である。
図１７（ａ）は、第３の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図１７（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図１７（ａ）から明らかなように、第３の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凹部及び凸部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
また、図１７（ｂ）から明らかなように、第３の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのストレール比が０．８以上になっており、かつサイドローブも抑えられていることがわかる。よって、対物レンズに輪帯状凹部及び凸部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
【００５５】
以上のように、対物レンズに輪帯状凹部及び凸部を図１４のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第３の実施例においては、輪帯状凹部及び凸部を図１４のように設けたが、第１の実施例と同様に、これらの数、位置及び深さ又は高さに限定されることなく、図１６（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮に入れて、適宜に輪帯状凹部及び凸部の数、位置及び深さ又は高さを設定すれば良い。その際、深さ又は高さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値にするのが良い。
また、輪帯状凹部の保護等のために、輪帯状凹部の表面にカバーを施したり、コーティングして埋める場合には、当該保護した物質の屈折率を考慮して、（数７）を適宜変更すれば、適切なｈが求まることになる。
また、図１８に示したように、輪帯状凸部２４及び２５を対物レンズ３５に貼り付けることにより図１４の形状と同じ形にしても良い。要は、図１４のような形状になれば良い。その際、輪帯状凸部２４及び２５は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００５６】
（第４の実施例）
図１９に本発明の第４の実施例の対物レンズを示す。
第４の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置から６［μｍ］小さくした位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
第４の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１の実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凸部の数、位置、高さであり、以下に詳述する。
【００５７】
図１９における対物レンズは各輪帯状凸部（１１乃至１５）の半径及び高さを（表６）に示すような値により設定した。
【００５８】
【表６】
【００５９】
ここで、当該輪帯状凸部の高さｈは、第１の実施例と同様に輪帯状凸部がない部分と輪帯状凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されている。
【００６０】
図１９（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図１９（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、図１９（ｂ）の光路は第１の実施例の条件と同様である。
図２０（ａ）及び（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図２０（ａ）は、第４の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図２０（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第４の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凸部に相当する部分では、その形状に変化が見受けられる。
【００６１】
すなわち、図２０（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凸部１１に相当する部分はρ１５からρ１６内の領域であり、その収差は略−１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凸部１２に相当する部分はρ１６からρ１７内の領域ではあり、その収差は略−２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凸部１３に相当する部分はρ１７からρ１８内の領域であり、その収差は略−３波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第４の輪帯状凹部１４に相当する部分はρ１８からρ１９内の領域であり、その収差は略−４波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第５の輪帯状凸部１５に相当する部分はρ１９からρ２０内の領域であり、その収差は略−５波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凸部の高さが、輪帯状凸部がない部分と輪帯状凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図２０（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凸部１１に相当する部分はρ１５からρ１６内の領域であり、その収差は略−１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凸部１２に相当する部分はρ１６からρ１７内の領域ではあり、その収差は略−２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凸部１３に相当する部分はρ１７からρ１８内の領域であり、その収差は略−３波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第４の輪帯状凹部１４に相当する部分はρ１８からρ１９内の領域であり、その収差は略−４波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第５の輪帯状凸部１５に相当する部分はρ１９からρ２０内の領域であり、その収差は略−５波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凸部の高さが、輪帯状凸部がない部分と輪帯状凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凸部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凸部の数、位置及び高さが設定されている。
【００６２】
図２１（ａ）及び（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図２１（ａ）は、第４の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図２１（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図２０（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差が波長の整数倍からどのくらいずれているかを示した図である。
図２１（ａ）から明らかなように、第４の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、図２１（ｂ）から明らかなように、第４の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凸部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００６３】
図２２（ａ）及び（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここでも縦軸及び横軸は、第１の実施例の場合と同様である。
図２２（ａ）は、第４の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図２２（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図２２（ａ）から明らかなように、第４の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凸部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
また、図２２（ｂ）から明らかなように、第４の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのストレール比が０．８以上になっており、さらにサイドローブも抑えられていることがわかる。よって、対物レンズに輪帯状凸部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
【００６４】
以上のように、対物レンズに輪帯状凸部を図１９のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第４の実施例においては、輪帯状凸部を図１９のように設けたが、第１の実施例と同様に、これらの数、位置及び高さに限定されることなく、図２１（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮に入れて、適宜に輪帯状凸部の数、位置及び高さを設定すれば良い。その際、高さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値に設定するのが良い。
また、図２３に示したように、輪帯状凸部２６を対物レンズ３５に貼り付けることにより図１９の形状と同じ形にしても良い。要は、図１９のような形状とすれば良い。その際、輪帯状凸部２６は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００６５】
以上に示したように、第１の実施例乃至第４の実施例においては、対物レンズ３５の第１面３５Ａに輪帯状凹部又は／及び凸部を設けた場合の１例を示したものであり、当該輪帯状凹部又は／及び凸部を設けることにより１つの対物レンズにより異なる厚さの記録媒体を再生することが可能となり、特に、ＤＶＤとＣＤのコンパチブルプレーヤにおいては、ＤＶＤの再生特性をほとんど犠牲にすることなく、ＣＤ再生時の収差を抑制でき、ピックアップの構成が簡略化され、かつ小型化にも適している。
【００６６】
次に、対物レンズ３５の第２面３５Ｂに輪帯状凹部を設けた場合の１例を第５の実施例として以下に詳述する。
（第５の実施例）
図２４に本発明の第５の実施例の対物レンズを示す。
第５の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
第５の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１の実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凸部の数、位置及び深さであり、以下に詳述する。
【００６７】
図２４における各輪帯状凹部（１６乃至１８）の半径及び深さを（表７）に示すような値により設定した。
【００６８】
【表７】
【００６９】
ここで、当該輪帯状凹部の深さｈは、第１の実施例と同様に輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているが、第２面３５Ｂに設けるの場合には、対物レンズ３５中を通過し各輪帯状凹部に入射する光ビームは、各輪帯状凹部の深さ方向に対して斜めに通過するためその深さｈは第１の実施例よりも若干浅く設定されている。
【００７０】
図２４（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図２４（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、図２４（ｂ）の光路は第１の実施例の条件と同様である。
図２５（ａ）及び（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図２５（ａ）は、第５の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図２５（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第５の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凹部に相当する部分では、その形状に変化が見受けられる。
【００７１】
すなわち、図２５（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１６に相当する部分はρ２１からρ２２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部１７に相当する部分はρ２２からρ２３内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部１８に相当する部分はρ２３からρ２４内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図２５（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１６に相当する部分はρ２１からρ２２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部１７に相当する部分はρ２２からρ２３内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部１８に相当する部分はρ２３からρ２４内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凹部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凹部の数、位置及び深さが設定されている。
【００７２】
図２６（ａ）及び（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図２６（ａ）は、第５の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図２６（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図２５（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差が波長の整数倍からどのくらいずれているかを表したものである。
図２６（ａ）から明らかなように、第５の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、図２６（ｂ）から明らかなように、第５の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凹部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にはほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００７３】
図２７（ａ）及び（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここでも縦軸及び横軸は、第１の実施例の場合と同様である。
図２７（ａ）は、第５の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図２７（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図２７（ａ）から明らかなように、第５の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
また、図２７（ｂ）から明らかなように、第５の実施例の対物レンズでＣＤディスクを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのストレール比が０．８以上になっており、かつサイドロープも抑えられていることがわかる。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
【００７４】
以上のように、第５の実施例では対物レンズ３５の第２面３５Ｂのみに輪帯状凹部を設けているが、その場合においても、第１実施例乃至第４実施例にて説明した対物レンズ３５の第１面３５Ａに設けた場合と同様の作用効果が得られる。
よって、対物レンズに輪帯状凹部を図２４のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第５の実施例においては、輪帯状凹部を図２４のように設けたが、第１の実施例と同様に、これらの数、位置及び深さに限定されることなく、図２６（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮に入れて、適宜に輪帯状凹部の数、位置及び深さを設定すれば良い。その際、深さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値に設定するのが良い。
また、輪帯状凹部の保護等のために、輪帯状凹部の表面にカバーを施したり、コーティングして埋める場合には、当該保護した物質の屈折率を考慮して、（数７）を適宜変更すれば、適切なｈが求まることになる。
また、図２８に示したように、輪帯状凸部２７及び２８を対物レンズ３５に貼り付けることにより図２４の形状と同じ形にしても良い。要は、図２４のような形状になれば良い。その際、輪帯状凸部２７及び２８は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００７５】
以上に示したように、第５の実施例においては、対物レンズ３５の第２面のみに輪帯状凹部を設けた場合の１例を示したものであり、当該輪帯状凹部を設けることにより１つの対物レンズにより異なる厚さの記録媒体を再生することが可能となり、特に、ＤＶＤとＣＤのコンパチブルプレーヤにおいては、ＤＶＤの再生特性を犠牲にすることなく、ＣＤ再生時の収差を抑制でき、ピックアップの構成が簡略化され、かつ小型化にも適している。
なお、第２の実施例乃至第４の実施例にて説明したように、ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置からずらした場合の対物レンズの輪帯状凹部又は／及び凸部の形状を、第２面３５Ｂに設けても同様の作用効果を得られる。
【００７６】
次に、対物レンズ３５の第１面３５Ａ及び第２面３５Ｂの両面に輪帯状凹部を設けた場合の１例を第６の実施例として以下に詳述する。
（第６の実施例）
図２９に本発明の第６の実施例の対物レンズを示す。
第６の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
第６の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１の実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凸部の数、位置及び深さであり、以下に詳述する。
【００７７】
図２９における対物レンズ３５は各輪帯状凹部（１９、２０）の半径及び深さを（表８）に示すような値により設定した。
【００７８】
【表８】
【００７９】
ここで、当該輪帯状凹部の深さｈは、第１の実施例と同様に輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているが、第２面３５Ｂに設ける場合には、第５の実施例にて説明したように、その深さｈは第１面３５Ａに同様の凹部を設けた時の深さよりも若干浅く設定されている。
【００８０】
図２９（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図２９（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、図２９（ｂ）の光路は第１の実施例の条件と同様である。
図３０（ａ）及び（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図３０（ａ）は、第６の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図３０（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第６の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凹部に相当する部分では、その形状に変化が見受けられる。
【００８１】
すなわち、図３０（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１９を光ビームが通過する場合にはρ２６からρ２８内の領域に収差の変化が生じ、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第１の輪帯状凹部１９及び第２の輪帯状凹部２０の両輪帯状凹部を光ビームが通過する場合にはρ２５からｒ２７内に収差の変化が生じ、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図３０（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１９を光ビームが通過する場合にはρ２６からρ２８内の領域に収差の変化が生じ、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第１の輪帯状凹部１９及び第２の輪帯状凹部２０の両輪帯状凹部を光ビームが通過する場合にはρ２５からｒ２７内に収差の変化が生じ、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凹部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凹部の数、位置及び深さが設定されている。
【００８２】
図３１（ａ）及び（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図３１（ａ）は、第６の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図３１（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図３０（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差が波長の整数倍からどのくらいずれているかを表したものである。
図３１（ａ）から明らかなように、第６の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、図３１（ｂ）から明らかなように、第６の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凹部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にはほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００８３】
図３２（ａ）及び（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここでも縦軸及び横軸は、第１の実施例の場合と同様である。
図３２（ａ）は、第６の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図３２（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図３２（ａ）から明らかなように、第６の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
また、図３２（ｂ）から明らかなように、第６の実施例の対物レンズでＣＤディスクを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのでストレール比が０．８以上になっており、かつサイドロープも抑えられていることがわかる。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
【００８４】
以上のように、第６の実施例では対物レンズ３５の第１面３５Ａ及び第２面３５Ｂの両面に輪帯状凹部を設けているが、その場合においても、第１実施例乃至第４実施例にて説明した対物レンズ３５の第１面３５Ａに設けた場合と同様の作用効果が得られる。
よって、対物レンズに輪帯状凹部を図２９のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第６の実施例においては、輪帯状凹部を図２９のように設けたが、第１の実施例と同様に、これらの数、位置及び深さに限定されることなく、図３１（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮に入れて、適宜に輪帯状凹部の数、位置及び深さを設定すれば良い。その際、深さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値に設定するのが良い。
また、輪帯状凹部の保護等のために、輪帯状凹部の表面にカバーを施したり、コーティングして埋める場合には、当該保護した物質の屈折率を考慮して、（数７）を適宜変更すれば、適切なｈが求まることになる。
また、図３３に示したように、輪帯状凸部２９，４０乃至４２を対物レンズ３５に貼り付けることにより図２９の形状と同じ形にしても良い。要は、図２９のような形状になれば良い。その際、輪帯状凸部２９，４０乃至４２は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００８５】
以上に示したように、第６の実施例においては、対物レンズ３５の第１面３５Ａ及び第２面３５Ｂに輪帯状凹部を設けた場合の１例を示したものであり、当該輪帯状凹部を設けることにより１つの対物レンズにより異なる厚さの記録媒体を再生することが可能となり、特に、ＤＶＤとＣＤのコンパチブルプレーヤにおいては、ＤＶＤの再生特性を犠牲にすることなく、ＣＤ再生時の収差を抑制でき、ピックアップの構成が簡略化され、かつ小型化にも適している。
なお、第２の実施例乃至第４の実施例にて説明した輪帯状凹部又は／及び凸部の形状を適宜第１面３５Ａと第２面３５Ｂの両面に分けて設けても同様の作用効果を得られる。
【００８６】
以上のように、第１の実施例乃至第６の実施例においては、光源からの光ビームが入射又は射出する対物レンズの表面に複数の輪帯状凹部又は／及び凸部を設けたので、１つの対物レンズにより異なる厚さの記録媒体を再生することが可能となり、特に、ＤＶＤとＣＤのコンパチブルプレーヤにおいては、ＤＶＤの再生特性を犠牲にすることなく、ＣＤ再生時の収差を抑制でき、ピックアップの構成が簡略化され、かつ小型化にも適している。
なお、本実施例においては、異なる厚さの２つの記録媒体を２波長の光源を用いて再生する場合について述べたが、同じ厚さの記録媒体を２波長の光源を用いて再生する場合に色収差が発生する場合には、本発明の対物レンズを適用することにより当該色収差を補正することも可能である。
【００８７】
また、本実施例においては、輪帯状凹部又は／及び凸部の数、位置及び深さ又は高さを、ＤＶＤの収差特性に影響を考慮して、適宜に設定すれば良いとしたが、ＣＤの収差特性を優先させても構わない。すなわち、優先させたい記録媒体の収差特性を考慮して適宜設定すれば良い。
【００８８】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、光源からの光ビームが入射又は射出する対物レンズの表面に複数の輪帯状凹部又は／及び凸部を設けたので、１つの対物レンズにより異なる厚さの記録媒体を再生することが可能となり、ピックアップの構成が簡略化され、かつ小型化にも適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による光学系の全体図である。
【図２】本発明の対物レンズを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例の対物レンズを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例の対物レンズを光軸方向から見た図である。
【図５】 本発明の第１の実施例の収差特性を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図７】 本発明の第１の実施例のスポット形状を示す図である。
【図８】 本発明の第１の実施例の対物レンズの変形例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施例の対物レンズを示す図である。
【図１０】 本発明の第２の実施例の収差特性を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図１２】 本発明の第２の実施例のスポット形状を示す図である。
【図１３】 本発明の第２の実施例の対物レンズの変形例を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施例の対物レンズを示す図である。
【図１５】 本発明の第３の実施例の収差特性を示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図１７】 本発明の第３の実施例のスポット形状を示す図である。
【図１８】 本発明の第３の実施例の対物レンズの変形例を示す図である。
【図１９】本発明の第４の実施例の対物レンズを示す図である。
【図２０】 本発明の第４の実施例の収差特性を示す図である。
【図２１】本発明の第４の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図２２】 本発明の第４の実施例のスポット形状を示す図である。
【図２３】 本発明の第４の実施例の対物レンズの変形例を示す図である。
【図２４】本発明の第５の実施例の対物レンズを示す図である。
【図２５】 本発明の第５の実施例の収差特性を示す図である。
【図２６】本発明の第５の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図２７】 本発明の第５の実施例のスポット形状を示す図である。
【図２８】 本発明の第５の実施例の対物レンズの変形例をを示す図である。
【図２９】本発明の第６の実施例の対物レンズを示す図である。
【図３０】 本発明の第６の実施例の収差特性を示す図である。
【図３１】本発明の第６の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図３２】 本発明の第６の実施例のスポット形状を示す図である。
【図３３】 本発明の第６の実施例の対物レンズの変形例をを示す図である。
【図３４】 従来の対物レンズを示す図である。
【図３５】 従来の収差特性を示す図である。
【主要部分の符号の説明】
１，２，３，４，５，６，７，８，９，
１６，１７，１８，１９，２０・・・・輪帯状凹部
１０，１１，１２，１３，１４，１５・・・・輪帯状凸部
３５Ａ・・・・屈折表面（第１面）
３５Ｂ・・・・屈折表面（第２面）
ｒ１からｒ２８・・・・対物レンズの光軸からの半径距離
ｈ１からｈ２０・・・・輪帯状凹部又は凸部の深さ又は高さ
３０・・・・第１の半導体レーザ
３１・・・・第２の半導体レーザ
３２・・・・ダイクロイックミラー
３３・・・・ハーフミラー
３４・・・・コリメータレンズ
３５・・・・対物レンズ
３６・・・・光ディスク
３７・・・・マルチレンズ
３８・・・・フォトディテクタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、基盤厚さ又は記録密度などの条件が異なる光ディスクに対する情報の再生又は記録を互換可能に行う光ピックアップ装置用の対物レンズ、当該光ピックアップ装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式記録再生装置には、光情報記録媒体として例えばＬＤ（laser disc）、ＣＤ(compact disc ）、ＤＶＤ（Digital video disc又はDigital versatile disc）等の光ディスクから記録情報を読み取る光学式ディスクプレーヤがある。また、これら複数の種類の光ディスクから情報を読み取るコンパチブルディスクプレーヤもある。
そのコンパチディスクプレーヤにおいても光ピックアップは、光ビームを光ディスクへ照射し、光ディスクからの戻り光を読み取る光学系を有している。
しかしながら、上述の光ディスクでは、開口数ＮＡ、基板厚さ、最適読取光波長など異なる仕様で設計されている。したがって、例えば、ＣＤ／ＤＶＤコンパチブルプレーヤの光ピックアップを実現させるためには、少なくとも上記開口数ＮＡ及び基板厚さの２つの違いを補正する必要がある。なお、ＣＤ開口数及びＤＶＤ開口数は、それぞれ０．４５及び０．６で、ＣＤ基板厚及びＤＶＤ基板厚は、それぞれ１．２［ｍｍ］及び０．６［ｍｍ］である。
【０００３】
例えば、ＤＶＤ用に設計された対物レンズを共通の対物レンズとして使用し、ＤＶＤを再生する場合には波長６５０［ｎｍ］の光源を用い、ＣＤを再生する場合には７８０［ｎｍ］の光源を用いると、ＤＶＤを再生する場合には、図３４（ａ）に示したような光路となり、記録面上で生じる収差は図３５（ａ）のようにほとんど生じない。しかしながら、ＣＤを再生する場合には、図３４（ｂ）に示したような光路となり、記録面上で図３５（ｂ）のような収差が生じる。この収差は、基板の厚みが違うことにより発生するものである。なお、図３４（ｂ）では、対物レンズの外側を通る光線は大きくデフォーカスしてＣＤを再生する場合に再生特性に与える影響が小さいので、本図においてはＣＤ再生特性に影響を与える開口数ＮＡ（ＣＤ）の領域内の光路図のみを表している。
また、図３５において縦軸は波長で規格化した収差（図３５（ａ）では６５０［ｎｍ］を１として規格化した値を表し、図３５（ｂ）は７８０［ｎｍ］を１として規格化した値）を表し、横軸は対物レンズの直径（光軸からの半径位置）を表している。
この収差を補正するために、現在では、ホログラムを用いた２焦点対物レンズを用いたり、ＤＶＤとＣＤとの読み取り時において焦点距離の異なる２つの対物レンズを切り換えたりするものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホログラムを用いた２焦点対物レンズは製造が難しく、また光量ロスが生じる。また、対物レンズ切換方式はピックアップ自体が大きくコストもかかる。
本発明は上記問題点に鑑み、仕様の異なる少なくとも２つの記録媒体を共通の対物レンズにて再生できる対物レンズ及び当該対物レンズを備えた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の対物レンズは、光記録媒体の表面から情報記録面までの距離が第１の距離を有する第１の光記録媒体を読み取るための第１の波長を有する第１の光ビーム、および前記距離が前記第１の距離とは異なる第２の距離を有する第２の光記録媒体を読み取るための前記第１の波長とは波長が異なる第２の波長を有する第２の光ビームを集光させ、前記第１の光ビームを最適に集光させる曲率半径を有する対物レンズであって、前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームが入射する面および射出する面のうち少なくとも一方に、輪帯状凹部および輪帯状凸部のうち少なくとも一方を、一の前記面内において複数段差を設けて同心円状に備え、前記輪帯状凹部表面および前記輪帯状凸部表面は、前記光ビームが入射する面又は前記射出する面が光軸に沿って平行移動した際における面と同一の前記曲率半径を有し、前記輪帯状凹部の深さおよび前記輪帯状凸部の高さは、前記一の面を通過した前記光ビームと前記表面を通過した前記光ビームとの光路長差が前記第１の波長の略整数倍となるように設定されることを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、光ビームが入射又は／及び射出する対物レンズの表面に複数の輪帯状凹部又は／及び凸部を同心円状に有しているので、光ビームはその通過領域によって位相差が生じる。
【０００７】
また、請求項２に記載の光ピックアップ装置は、光記録媒体の表面から情報記録面までの距離が第１の距離を有する第１の光記録媒体を読み取るための第１の波長を有する第１の光ビームを出射する第１の光源と、前記距離が前記第１の距離とは異なる第２の距離を有する第２の光記録媒体を読み取るための前記第１の波長とは波長が異なる第２の波長を有する第２の光ビームを出射する第２の光源と、前記第１の光記録媒体を読み取るために所定の有効開口数及び焦点位置に基づいて設定された対物レンズと、を備える光ピックアップ装置において、前記対物レンズは、前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームが入射する面および射出する面のうち少なくとも一方に、輪帯状凹部および輪帯状凸部のうち少なくとも一方を、一の前記面内において複数段差を設けて同心円状に備え、前記輪帯状凹部表面および前記輪帯状凸部表面は、前記光ビームが入射する面又は前記射出する面が光軸に沿って平行移動した際における面と同一の前記曲率半径を有し、前記輪帯状凹部の深さおよび前記輪帯状凸部の高さは、前記一の面を通過した前記光ビームと前記表面を通過した前記光ビームとの光路長差が前記第１の波長の略整数倍となるように設定されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の光ピックアップ装置によれば、光ビームが入射又は／及び射出する対物レンズの表面に複数の輪帯状凹部又は／及び凸部を同心円状に有しているので、光ビームはその通過領域によって位相差が生じる。また、その複数の輪帯状凹部又は／及び凸部の深さ又は高さを第１の波長の略整数倍になるように設定したため、例えば、ＤＶＤ再生時の再生特性を犠牲にすることなく、ＣＤ再生時の収差を抑制することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施の形態による光ピックアップ装置の全体構成図を示した。
図１を用いて光ピックアップ装置の構成を説明する。
先ず、本発明の実施の形態による光ピックアップ装置は、第１の波長である６５０［ｎｍ］近傍の波長を有する第１の光ビームを発生する第１の光源としての第１の半導体レーザ３０と、第２の波長である７８０［ｎｍ］近傍の波長を有する第２の光ビームを発生する第２の光源としての第２の半導体レーザ３１と、ダイクロイックミラー３２と、ハーフミラー３３と、コリメータレンズ３４と、対物レンズ３５と、マルチレンズ３７と、フォトディテクタ３８とから構成される。
上記構成において、光ディスク３６として、表面から情報記録面までの距離を第１の距離（約０．６［ｍｍ］）とする光記録媒体であるＤＶＤが図示しないディスク載置位置に載置された場合、第１の半導体レーザ３０から発射した光ビームＬ１は、ダイクロイックミラー３２及びハーフミラー３３を透過し、コリメータレンズ３４で平行光に変換された後、対物レンズ３５に入射する。
対物レンズ３５に入射した光ビームＬ１は、当該レンズにて集光され、ＤＶＤの情報記録面上（例えば３６ａ）に照射される。
ＤＶＤ３６ａの情報記録面上から反射した光ビームＬ１は、対物レンズ３５、コリメータレンズ３４を透過し、ハーフミラー３３で反射される。ハーフミラー３３で反射された光ビームＬ１は、マルチレンズ３７を経て光検出器であるフォトディテクタ３８に照射される。
【００１２】
一方、光ディスク３６として、表面から情報記録面までの距離を第２の距離（約１．２［ｍｍ］）とする光記録媒体であるＣＤまたはＣＤ−Ｒが図示しないディスク載置位置に載置された場合、第２の半導体レーザ３１から発射された光ビームＬ２は、ダイクロイックミラー３２で反射され、ハーフミラー３３を透過し、コリメータレンズ３４で平行光に変換された後、対物レンズ３５に入射する。
対物レンズ３５に入射した光ビームＬ２は、当該レンズにて集光され、ＣＤまたはＣＤ−Ｒの情報記録面上（例えば３６ｂ）に照射される。
ＣＤまたはＣＤ−Ｒ３６ｂの情報記録面上から反射した光ビームは対物レンズ３５、コリメータレンズ３４を透過し、ハーフミラー３３で反射される。ハーフミラー３３で反射された光ビームＬ２は、マルチレンズ３７を経て光検出器であるフォトディテクタ３８に照射される。
このようにして、光ピックアップ装置が構成されている。
【００１３】
次に、本発明の特徴部分である光ピックアップ装置に用いられる対物レンズ３５について図２を用いて説明する。
本発明における対物レンズ３５は、ＤＶＤ用波長６５０[ｎｍ]で全体として開口数０．６に対応する領域の直径を有する屈折表面３５Ａ（以下第１面と称す）と屈折表面３５Ｂ（以下第２面と称す）を有する。なお、本実施例においては、説明の都合上、対物レンズの有効径の半径を２．００[ｍｍ]、焦点距離を３．３［ｍｍ］とした。
【００１８】
本発明は、上記の対物レンズ３５において、ＤＶＤを再生する場合に最適となるように設定したレンズの第１面３５Ａ又は／及び第２面３５Ｂの所定の場所に輪帯状凹部又は／及び凸部を設けることにより、ＣＤ再生時にも収差を抑制することが可能となるのである。
以下に本発明の好適な実施の形態を第１の実施例乃至第６の実施例として詳細に説明する。
本実施例において、第１の実施例乃至第４の実施例は第１面３５Ａのみに輪帯状凹部又は／及び凸部を設けた場合の１例を示したものである。また、第５の実施例は第２面３５Ｂのみに輪帯状凹部を設けた場合の１例を示したものである。また、第６の実施例は第１面３５Ａと第２面３５Ｂの両面に輪帯状凹部を設けた場合の１例を示したものである。
なお、本各実施例においては、ＤＶＤの記録再生条件として波長６５０［ｎｍ］、開口数ＮＡ＝０．６、基板厚０．６［ｍｍ］とする。また、ＣＤ、ＣＤ−Ｒの記録条件として波長７８０［ｎｍ］、開口数ＮＡ＝０．４５、基板厚１．２［ｍｍ］とする。
【００１９】
（第１の実施例）
第１の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
【００２０】
図３に本発明の第１の実施例の対物レンズを示す。
図３において対物レンズ３５は、第１面３５Ａに光軸を中心とした内周半径ｒ１、外周半径ｒ２を有し、深さｈ１を有する第１の輪帯状凹部１と、内周半径ｒ２、外周半径ｒ３を有し、深さｈ２を有する第２の輪帯状凹部２と、内周半径ｒ３、外周半径ｒ４を有し、深さｈ３を有する第３の輪帯状凹部３を有する集光用凸レンズである。これら各輪帯状凹部は、その底部が第１面３５Ａから平行移動した表面、すなわち、第１面３５Ａと同一の曲率半径を有する屈折表面である。
なお、輪帯状凹部はエッチングなどで一様に形成でき、また、ガラスレンズ体表面に２Ｐなど薄膜転写などで凹部周囲を一様に形成できる。
【００２１】
図４は、第１の実施例の対物レンズ３５を光軸方向から見た図であり、本図においては、各領域の直径を示してある。すなわち、ＮＡ（ＤＶＤ）はＤＶＤの再生特性に影響を与える有効開口数（例えば、０．６）に対応する領域の直径、ＮＡ（ＣＤ）はＣＤの再生特性に影響を与える有効開口数（例えば、０．４５）に対応する領域の直径、Ａは輪帯状凹部のうち第１の輪帯状凹部１の内径に対応する直径、Ｂは輪帯状凹部のうち第２の輪帯状凹部２の内径に対応する直径、Ｃは輪帯状凹部のうち第３の輪帯状凹部３の内径に対応する直径、Ｄは輪帯状凹部のうち第３の輪帯状凹部３の外径に対応する直径である。
【００２２】
ここで本実施例における対物レンズ３５の記録媒体３６の記録面上から位置は、ＣＤを再生する場合に、対物レンズの外側（例えば、有効開口数０．４５以上の領域）を通る光線が大きくデフォーカスするように設定されている。よって、外側を通る光線に関しては、ＣＤの再生特性に与える影響は小さいため、ＣＤの再生特性に影響を与える開口数ＮＡ（ＣＤ）の領域内の収差が小さくなるように、輪帯状凹部の数、位置及び深さを求めたのが本発明である。
【００２３】
第１の実施例においては、対物レンズ３５の各輪帯状凹部（１乃至３）の半径及び深さを（表３）に示すような値により設定した。
【００２４】
【表３】
ここで、当該輪帯状凹部の深さｈは、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されている。
すなわち、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差Ｌは、
【００２６】
【数６】
また、この時に光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているので、
【００２７】
【数７】
この式に、上述の値を代入すると、
【００２８】
【数８】
この値から輪帯状凹部の深さｈが設定されている。
【００２９】
図３（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図３（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、本図におけるＣＤ時の光路の状態は従来技術と同条件である。
【００３０】
図５（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は、従来技術のところで説明した図３５の場合と同様である。
図５（ａ）は、第１の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図５（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第１の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凹部に相当する部分では、その収差の形状に変化が見受けられる。
【００３１】
すなわち、図５（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１に相当する部分はρ１からρ２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部２に相当する部分はρ２からρ３内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部３に相当する部分はρ３からρ４内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図５（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１に相当する部分はρ１からρ２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部２に相当する部分はρ２からρ３内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部３に相当する部分はρ３からρ４内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凹部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凹部の数、位置及び深さが設定されている。
【００３２】
図６（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも縦軸及び横軸は従来技術のところで説明した図３５の場合と同様である。
図６（ａ）は、第１の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図６（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図５（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差が波長の整数倍からどのくらいずれているかを表した図である。
【００３３】
図６（ａ）から明らかなように、第１の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、図６（ｂ）から明らかなように、第１の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凹部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００３４】
図７（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここで、縦軸は光強度を表しており、収差が生じない状態のスポットの中心強度を１としており、横軸はスポット中心からの距離である。
図７（ａ）は、第１の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図７（ｂ）は、第１の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図７（ａ）から明らかなように、第１の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
【００３５】
また、図７（ｂ）から明らかなように、第１の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、かつサイドローブも抑えられていることが分かる。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
なお、通常ピックアップの収差はＲＭＳ値でマーシャル限界以下に押さえる必要があるため、ストレール比に換算すると０．８以上を維持する必要がある。本実施例においては、ＣＤを再生した場合においても開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのストレール比が０．８以上を越えることが可能となった。
【００３６】
以上のように、対物レンズに輪帯状凹部を図３のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第１の実施例においては、対物レンズ３５の輪帯状凹部を輪帯状凹部１，２，３の３つの輪帯状凹部を設けた例を示したが、その作成方法に関しては特に限定されることはない。
また、第１の実施例においては、輪帯状凹部を図３のように設けたが、これらの数、位置及び深さに限定されることはなく、要は、図６（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮しながら、適宜に輪帯状凹部の数、位置及び深さを設定すれば良い。その際、深さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値にするのが良い。
また、輪帯状凹部の保護等のために、輪帯状凹部の表面にカバーを施したり、コーティングして埋める場合には、当該保護した物質の屈折率を考慮して、（数７）を適宜変更すれば、適切なｈが求まることになる。
また、図８に示したように、輪帯状凸部２０及び２１を対物レンズ３５に貼り付けることにより図３の形状と同じ形にしても良い。要は、図３のような形状になれば良い。その際、輪帯状凸部２０及び２１は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００３７】
（第２の実施例）
図９に本発明の第２の実施例の対物レンズを示す。
第２の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置から７［μｍ］大きくした位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
第２の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１の実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凹部の数、位置及び深さであり、以下に詳述する。
【００３８】
図９における対物レンズ３５は、各輪帯状凹部（４乃至８）の半径及び深さを（表４）に示すような値により設定した。
【００３９】
【表４】
ここで、当該輪帯状凹部の深さｈは、第１の実施例と同様に輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されている。
【００４１】
図９（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図９（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、図９（ｂ）の光路は第１の実施例の条件と同様である。
図１０（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図１０（ａ）は、第２の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図１０（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第２の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凹部に相当する部分では、その形状に変化が見受けられる。
【００４２】
すなわち、図１０（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部４に相当する部分はρ５からρ６内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部５に相当する部分はρ６からρｒ７内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部６に相当する部分はρ７からρ８内の領域であり、その収差は略３波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第４の輪帯状凹部７に相当する部分はρ８からρ９内の領域であり、その収差は略４波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第５の輪帯状凹部８に相当する部分はρ９からρ１０内の領域であり、その収差は略５波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図１０（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部４に相当する部分はρ５からρ６内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部５に相当する部分はρ６からρｒ７内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部６に相当する部分はρ７からρ８内の領域であり、その収差は略３波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第４の輪帯状凹部７に相当する部分はρ８からρ９内の領域であり、その収差は略４波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第５の輪帯状凹部８に相当する部分はρ９からρ１０内の領域であり、その収差は略５波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凹部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凹部の数、位置及び深さが設定されている。
【００４３】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図１１（ａ）は、第２の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図１１（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図１０（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差が波長の整数倍からどのくらいずれているかを表したものである。
図１１（ａ）から明らかなように、第２の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、図１１（ｂ）から明らかなように、第２の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凹部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にはほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００４４】
図１２（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここでも縦軸及び横軸は、第１の実施例の場合と同様である。
図１２（ａ）は、第２の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図１２（ｂ）は、第２の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図１２（ａ）から明らかなように、第２の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
また、図１２（ｂ）から明らかなように、第２の実施例の対物レンズでＣＤディスクを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのストレール比が０．８以上になっており、かつサイドロープも抑えられていることがわかる。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
【００４５】
以上のように、対物レンズに輪帯状凹部を図９のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第２の実施例においては、輪帯状凹部を図９のように設けたが、第１の実施例と同様に、これらの数、位置及び深さに限定されることなく、図１１（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮に入れて、適宜に輪帯状凹部の数、位置及び深さを設定すれば良い。その際、深さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値に設定するのが良い。
また、輪帯状凹部の保護等のために、輪帯状凹部の表面にカバーを施したり、コーティングして埋める場合には、当該保護した物質の屈折率を考慮して、（数７）を適宜変更すれば、適切なｈが求まることになる。
また、図１３に示したように、輪帯状凸部２２及び２３を対物レンズ３５に貼り付けることにより図９の形状と同じ形にしても良い。要は、図９のような形状になれば良い。その際、輪帯状凸部２２及び２３は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００４６】
（第３の実施例）
図１４に本発明の第３の実施例の対物レンズを示す。
第３の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置から１．５［μｍ］小さくした位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
第３の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１の実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凹部及び凸部の数、位置及び深さ又は高さであり、以下に詳述する。
【００４７】
第３の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凹部及び凸部の数、位置及び深さ又は高さであり、以下に詳述する。
【００４８】
図１４における対物レンズ３５は、各輪帯状凹部及び凸部（９、１０）の半径、深さ及び高さは（表５）に示すような値により設定されている。
【００４９】
【表５】
ここで、当該輪帯状凹部及び凸部の深さ及び高さｈは、第１の実施例と同様に輪帯状凹部又は凸部のない部分と輪帯状凹部又は凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されている。
【００５１】
図１４（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図１４（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、図１４（ｂ）の光路は第１の実施例の条件と同様である。
図１５（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図１５（ａ）は、第３の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図１５（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第３の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凹部及び凸部に相当する部分では、その形状に変化が見受けられる。
【００５２】
すなわち、図１５（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部９に相当する部分はρ１１からρ１２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凸部１０に相当する部分はρ１３からρ１４内の領域であり、その収差は略−１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部及び凸部の深さ又は高さが、輪帯状凹部又は凸部がない部分と輪帯状凹部又は凸部の部分との光路長差が波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図１５（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部９に相当する部分はρ１１からρ１２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凸部１０に相当する部分はρ１３からρ１４内の領域であり、その収差は略−１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部及び凸部の深さ又は高さが、輪帯状凹部又は凸部がない部分と輪帯状凹部又は凸部の部分との光路長差が波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凹部及び凸部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凹部及び凸部の数、位置及び深さ又は高さが設定されている。
【００５３】
図１６（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は第１実施例の場合と同様である。
図１６（ａ）は、第３の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に発生する収差（破線）を表したものである。また、図１６（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に発生する収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図１６（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差がＤＶＤ用の波長の整数倍からどのくらいずれているかを表したものである。
図１６（ａ）から明らかなように、第３の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、第３の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（破線）は、従来の収差よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凹部及び凸部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００５４】
図１７（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は、第１の実施例の場合と同様である。
図１７（ａ）は、第３の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図１７（ｂ）は、第３の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部及び凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図１７（ａ）から明らかなように、第３の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凹部及び凸部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
また、図１７（ｂ）から明らかなように、第３の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのストレール比が０．８以上になっており、かつサイドローブも抑えられていることがわかる。よって、対物レンズに輪帯状凹部及び凸部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
【００５５】
以上のように、対物レンズに輪帯状凹部及び凸部を図１４のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第３の実施例においては、輪帯状凹部及び凸部を図１４のように設けたが、第１の実施例と同様に、これらの数、位置及び深さ又は高さに限定されることなく、図１６（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮に入れて、適宜に輪帯状凹部及び凸部の数、位置及び深さ又は高さを設定すれば良い。その際、深さ又は高さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値にするのが良い。
また、輪帯状凹部の保護等のために、輪帯状凹部の表面にカバーを施したり、コーティングして埋める場合には、当該保護した物質の屈折率を考慮して、（数７）を適宜変更すれば、適切なｈが求まることになる。
また、図１８に示したように、輪帯状凸部２４及び２５を対物レンズ３５に貼り付けることにより図１４の形状と同じ形にしても良い。要は、図１４のような形状になれば良い。その際、輪帯状凸部２４及び２５は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００５６】
（第４の実施例）
図１９に本発明の第４の実施例の対物レンズを示す。
第４の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置から６［μｍ］小さくした位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
第４の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１の実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凸部の数、位置、高さであり、以下に詳述する。
【００５７】
図１９における対物レンズは各輪帯状凸部（１１乃至１５）の半径及び高さを（表６）に示すような値により設定した。
【００５８】
【表６】
ここで、当該輪帯状凸部の高さｈは、第１の実施例と同様に輪帯状凸部がない部分と輪帯状凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されている。
【００６０】
図１９（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図１９（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、図１９（ｂ）の光路は第１の実施例の条件と同様である。
図２０（ａ）及び（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図２０（ａ）は、第４の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図２０（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第４の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凸部に相当する部分では、その形状に変化が見受けられる。
【００６１】
すなわち、図２０（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凸部１１に相当する部分はρ１５からρ１６内の領域であり、その収差は略−１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凸部１２に相当する部分はρ１６からρ１７内の領域ではあり、その収差は略−２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凸部１３に相当する部分はρ１７からρ１８内の領域であり、その収差は略−３波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第４の輪帯状凹部１４に相当する部分はρ１８からρ１９内の領域であり、その収差は略−４波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第５の輪帯状凸部１５に相当する部分はρ１９からρ２０内の領域であり、その収差は略−５波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凸部の高さが、輪帯状凸部がない部分と輪帯状凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図２０（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凸部１１に相当する部分はρ１５からρ１６内の領域であり、その収差は略−１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凸部１２に相当する部分はρ１６からρ１７内の領域ではあり、その収差は略−２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凸部１３に相当する部分はρ１７からρ１８内の領域であり、その収差は略−３波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第４の輪帯状凹部１４に相当する部分はρ１８からρ１９内の領域であり、その収差は略−４波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第５の輪帯状凸部１５に相当する部分はρ１９からρ２０内の領域であり、その収差は略−５波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凸部の高さが、輪帯状凸部がない部分と輪帯状凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凸部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凸部の数、位置及び高さが設定されている。
【００６２】
図２１（ａ）及び（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図２１（ａ）は、第４の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図２１（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図２０（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差が波長の整数倍からどのくらいずれているかを示した図である。
図２１（ａ）から明らかなように、第４の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、図２１（ｂ）から明らかなように、第４の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凸部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００６３】
図２２（ａ）及び（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここでも縦軸及び横軸は、第１の実施例の場合と同様である。
図２２（ａ）は、第４の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図２２（ｂ）は、第４の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凸部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図２２（ａ）から明らかなように、第４の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凸部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
また、図２２（ｂ）から明らかなように、第４の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのストレール比が０．８以上になっており、さらにサイドローブも抑えられていることがわかる。よって、対物レンズに輪帯状凸部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
【００６４】
以上のように、対物レンズに輪帯状凸部を図１９のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第４の実施例においては、輪帯状凸部を図１９のように設けたが、第１の実施例と同様に、これらの数、位置及び高さに限定されることなく、図２１（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮に入れて、適宜に輪帯状凸部の数、位置及び高さを設定すれば良い。その際、高さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値に設定するのが良い。
また、図２３に示したように、輪帯状凸部２６を対物レンズ３５に貼り付けることにより図１９の形状と同じ形にしても良い。要は、図１９のような形状とすれば良い。その際、輪帯状凸部２６は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００６５】
以上に示したように、第１の実施例乃至第４の実施例においては、対物レンズ３５の第１面３５Ａに輪帯状凹部又は／及び凸部を設けた場合の１例を示したものであり、当該輪帯状凹部又は／及び凸部を設けることにより１つの対物レンズにより異なる厚さの記録媒体を再生することが可能となり、特に、ＤＶＤとＣＤのコンパチブルプレーヤにおいては、ＤＶＤの再生特性をほとんど犠牲にすることなく、ＣＤ再生時の収差を抑制でき、ピックアップの構成が簡略化され、かつ小型化にも適している。
【００６６】
次に、対物レンズ３５の第２面３５Ｂに輪帯状凹部を設けた場合の１例を第５の実施例として以下に詳述する。
（第５の実施例）
図２４に本発明の第５の実施例の対物レンズを示す。
第５の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
第５の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１の実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凸部の数、位置及び深さであり、以下に詳述する。
【００６７】
図２４における各輪帯状凹部（１６乃至１８）の半径及び深さを（表７）に示すような値により設定した。
【００６８】
【表７】
ここで、当該輪帯状凹部の深さｈは、第１の実施例と同様に輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているが、第２面３５Ｂに設けるの場合には、対物レンズ３５中を通過し各輪帯状凹部に入射する光ビームは、各輪帯状凹部の深さ方向に対して斜めに通過するためその深さｈは第１の実施例よりも若干浅く設定されている。
【００７０】
図２４（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図２４（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、図２４（ｂ）の光路は第１の実施例の条件と同様である。
図２５（ａ）及び（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図２５（ａ）は、第５の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図２５（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第５の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凹部に相当する部分では、その形状に変化が見受けられる。
【００７１】
すなわち、図２５（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１６に相当する部分はρ２１からρ２２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部１７に相当する部分はρ２２からρ２３内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部１８に相当する部分はρ２３からρ２４内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図２５（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１６に相当する部分はρ２１からρ２２内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第２の輪帯状凹部１７に相当する部分はρ２２からρ２３内の領域であり、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第３の輪帯状凹部１８に相当する部分はρ２３からρ２４内の領域であり、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凹部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凹部の数、位置及び深さが設定されている。
【００７２】
図２６（ａ）及び（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図２６（ａ）は、第５の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図２６（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図２５（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差が波長の整数倍からどのくらいずれているかを表したものである。
図２６（ａ）から明らかなように、第５の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、図２６（ｂ）から明らかなように、第５の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凹部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にはほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００７３】
図２７（ａ）及び（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここでも縦軸及び横軸は、第１の実施例の場合と同様である。
図２７（ａ）は、第５の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図２７（ｂ）は、第５の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図２７（ａ）から明らかなように、第５の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
また、図２７（ｂ）から明らかなように、第５の実施例の対物レンズでＣＤディスクを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのストレール比が０．８以上になっており、かつサイドロープも抑えられていることがわかる。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
【００７４】
以上のように、第５の実施例では対物レンズ３５の第２面３５Ｂのみに輪帯状凹部を設けているが、その場合においても、第１実施例乃至第４実施例にて説明した対物レンズ３５の第１面３５Ａに設けた場合と同様の作用効果が得られる。
よって、対物レンズに輪帯状凹部を図２４のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第５の実施例においては、輪帯状凹部を図２４のように設けたが、第１の実施例と同様に、これらの数、位置及び深さに限定されることなく、図２６（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮に入れて、適宜に輪帯状凹部の数、位置及び深さを設定すれば良い。その際、深さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値に設定するのが良い。
また、輪帯状凹部の保護等のために、輪帯状凹部の表面にカバーを施したり、コーティングして埋める場合には、当該保護した物質の屈折率を考慮して、（数７）を適宜変更すれば、適切なｈが求まることになる。
また、図２８に示したように、輪帯状凸部２７及び２８を対物レンズ３５に貼り付けることにより図２４の形状と同じ形にしても良い。要は、図２４のような形状になれば良い。その際、輪帯状凸部２７及び２８は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００７５】
以上に示したように、第５の実施例においては、対物レンズ３５の第２面のみに輪帯状凹部を設けた場合の１例を示したものであり、当該輪帯状凹部を設けることにより１つの対物レンズにより異なる厚さの記録媒体を再生することが可能となり、特に、ＤＶＤとＣＤのコンパチブルプレーヤにおいては、ＤＶＤの再生特性を犠牲にすることなく、ＣＤ再生時の収差を抑制でき、ピックアップの構成が簡略化され、かつ小型化にも適している。
なお、第２の実施例乃至第４の実施例にて説明したように、ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置からずらした場合の対物レンズの輪帯状凹部又は／及び凸部の形状を、第２面３５Ｂに設けても同様の作用効果を得られる。
【００７６】
次に、対物レンズ３５の第１面３５Ａ及び第２面３５Ｂの両面に輪帯状凹部を設けた場合の１例を第６の実施例として以下に詳述する。
（第６の実施例）
図２９に本発明の第６の実施例の対物レンズを示す。
第６の実施例においては、ベースとなるＤＶＤ用に設定された対物レンズ３５にてＣＤを再生した場合に、まず、当該ＣＤディスク記録面上からの対物レンズの位置を開口数ＮＡ＝０．４５の領域のＲＭＳ収差が最小となる位置に設定し、その状態において、ＲＭＳ収差がさらに減少するように対物レンズの面形状を改善している。
第６の実施例の対物レンズもその構成及び基本特性等は第１の実施例に示した対物レンズと同様であるのでここでは説明を省略する。なお、異なる点は、輪帯状凸部の数、位置及び深さであり、以下に詳述する。
【００７７】
図２９における対物レンズ３５は各輪帯状凹部（１９、２０）の半径及び深さを（表８）に示すような値により設定した。
【００７８】
【表８】
ここで、当該輪帯状凹部の深さｈは、第１の実施例と同様に輪帯状凹部がない部分と輪帯状凹部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているが、第２面３５Ｂに設ける場合には、第５の実施例にて説明したように、その深さｈは第１面３５Ａに同様の凹部を設けた時の深さよりも若干浅く設定されている。
【００８０】
図２９（ａ）は、ＤＶＤを再生する場合の波長６５０［ｎｍ］の光路の状態を表した図であり、図２９（ｂ）は、ＣＤを再生する場合の波長７８０［ｎｍ］の光路の状態を表した図である。なお、図２９（ｂ）の光路は第１の実施例の条件と同様である。
図３０（ａ）及び（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここで、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図３０（ａ）は、第６の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図３０（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
この図から明らかなように、第６の実施例の対物レンズを適用した場合には、当該対物レンズの輪帯状凹部に相当する部分では、その形状に変化が見受けられる。
【００８１】
すなわち、図３０（ａ）のＤＶＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１９を光ビームが通過する場合にはρ２６からρ２８内の領域に収差の変化が生じ、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第１の輪帯状凹部１９及び第２の輪帯状凹部２０の両輪帯状凹部を光ビームが通過する場合にはρ２５からｒ２７内に収差の変化が生じ、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためである。
また、図３０（ｂ）のＣＤを再生した場合に生じる収差の場合は、第１の輪帯状凹部１９を光ビームが通過する場合にはρ２６からρ２８内の領域に収差の変化が生じ、その収差は略１波長分ずれた位置に発生していることがわかる。また、第１の輪帯状凹部１９及び第２の輪帯状凹部２０の両輪帯状凹部を光ビームが通過する場合にはρ２５からｒ２７内に収差の変化が生じ、その収差は略２波長分ずれた位置に発生していることがわかる。
これは、上述したように各輪帯状凹部の深さが、輪帯状凹部がない部分と輪帯状凸部の部分との光路長差がＤＶＤ用の波長の略整数倍になるように設定されているためであり、すなわち、ＤＶＤ用の波長の略整数倍で設定された輪帯状凹部に対してＣＤ用の波長で再生を行なうと、その波長の相違により収差が若干減少し、ＣＤ用の波長の略整数倍付近に収差が発生することになる。
このようにして、輪帯状凹部に相当する部分の収差がＤＶＤ用の波長の略整数倍となるように、輪帯状凹部の数、位置及び深さが設定されている。
【００８２】
図３１（ａ）及び（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズを適用した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズで生じる収差（破線）を表したものである。ここでも、縦軸及び横軸は第１の実施例の場合と同様である。
図３１（ａ）は、第６の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。また、図３１（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差（破線）を表したものである。
すなわち、図３０（ａ）及び（ｂ）の収差において、その収差が波長の整数倍からどのくらいずれているかを表したものである。
図３１（ａ）から明らかなように、第６の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも若干収差が増えているが、再生特性に影響を及ぼす程ではない。また、図３１（ｂ）から明らかなように、第６の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合に生じる収差から位相飛びを差し引いた収差（実線）は、従来の収差（破線）よりも大幅に収差が減っていることがわかる。
これらから、輪帯状凹部を設けたことにより、ＤＶＤの収差特性にはほとんど影響を及ぼさずにＣＤの収差特性を改善できることがわかる。
【００８３】
図３２（ａ）及び（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（実線）と従来のＤＶＤ用の対物レンズを適用した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。ここでも縦軸及び横軸は、第１の実施例の場合と同様である。
図３２（ａ）は、第６の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＤＶＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。また、図３２（ｂ）は、第６の実施例の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（実線）と輪帯状凹部がない従来のＤＶＤ用の対物レンズでＣＤを再生した場合のディスク上のスポット形状（破線）を表したものである。
図３２（ａ）から明らかなように、第６の実施例の対物レンズでＤＶＤを再生した場合には、そのスポット形状及びストレール比は従来の場合と略同一で、ほとんど変化が見受けられない。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けた影響はほとんどないことがわかる。
また、図３２（ｂ）から明らかなように、第６の実施例の対物レンズでＣＤディスクを再生した場合には、そのストレール比は従来の場合よりも大幅にアップし、開口数ＮＡ：０．４５の領域ではそのでストレール比が０．８以上になっており、かつサイドロープも抑えられていることがわかる。よって、対物レンズに輪帯状凹部を設けたことによりスポットの品位が改善されている。
【００８４】
以上のように、第６の実施例では対物レンズ３５の第１面３５Ａ及び第２面３５Ｂの両面に輪帯状凹部を設けているが、その場合においても、第１実施例乃至第４実施例にて説明した対物レンズ３５の第１面３５Ａに設けた場合と同様の作用効果が得られる。
よって、対物レンズに輪帯状凹部を図２９のように設けることにより、ＤＶＤの再生特性にほとんど影響を及ぼさずに、ＣＤの再生特性を大幅に改善することが可能となった。
なお、第６の実施例においては、輪帯状凹部を図２９のように設けたが、第１の実施例と同様に、これらの数、位置及び深さに限定されることなく、図３１（ａ）に示したＤＶＤの収差特性を考慮に入れて、適宜に輪帯状凹部の数、位置及び深さを設定すれば良い。その際、深さに関しては、（数８）に示したｈ近傍の値に設定するのが良い。
また、輪帯状凹部の保護等のために、輪帯状凹部の表面にカバーを施したり、コーティングして埋める場合には、当該保護した物質の屈折率を考慮して、（数７）を適宜変更すれば、適切なｈが求まることになる。
また、図３３に示したように、輪帯状凸部２９，４０乃至４２を対物レンズ３５に貼り付けることにより図２９の形状と同じ形にしても良い。要は、図２９のような形状になれば良い。その際、輪帯状凸部２９，４０乃至４２は対物レンズ３５の材料と同じものを適用するのが良い。
【００８５】
以上に示したように、第６の実施例においては、対物レンズ３５の第１面３５Ａ及び第２面３５Ｂに輪帯状凹部を設けた場合の１例を示したものであり、当該輪帯状凹部を設けることにより１つの対物レンズにより異なる厚さの記録媒体を再生することが可能となり、特に、ＤＶＤとＣＤのコンパチブルプレーヤにおいては、ＤＶＤの再生特性を犠牲にすることなく、ＣＤ再生時の収差を抑制でき、ピックアップの構成が簡略化され、かつ小型化にも適している。
なお、第２の実施例乃至第４の実施例にて説明した輪帯状凹部又は／及び凸部の形状を適宜第１面３５Ａと第２面３５Ｂの両面に分けて設けても同様の作用効果を得られる。
【００８６】
以上のように、第１の実施例乃至第６の実施例においては、光源からの光ビームが入射又は射出する対物レンズの表面に複数の輪帯状凹部又は／及び凸部を設けたので、１つの対物レンズにより異なる厚さの記録媒体を再生することが可能となり、特に、ＤＶＤとＣＤのコンパチブルプレーヤにおいては、ＤＶＤの再生特性を犠牲にすることなく、ＣＤ再生時の収差を抑制でき、ピックアップの構成が簡略化され、かつ小型化にも適している。
なお、本実施例においては、異なる厚さの２つの記録媒体を２波長の光源を用いて再生する場合について述べたが、同じ厚さの記録媒体を２波長の光源を用いて再生する場合に色収差が発生する場合には、本発明の対物レンズを適用することにより当該色収差を補正することも可能である。
【００８７】
また、本実施例においては、輪帯状凹部又は／及び凸部の数、位置及び深さ又は高さを、ＤＶＤの収差特性に影響を考慮して、適宜に設定すれば良いとしたが、ＣＤの収差特性を優先させても構わない。すなわち、優先させたい記録媒体の収差特性を考慮して適宜設定すれば良い。
【００８８】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、光源からの光ビームが入射又は射出する対物レンズの表面に複数の輪帯状凹部又は／及び凸部を設けたので、１つの対物レンズにより異なる厚さの記録媒体を再生することが可能となり、ピックアップの構成が簡略化され、かつ小型化にも適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による光学系の全体図である。
【図２】本発明の対物レンズを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例の対物レンズを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例の対物レンズを光軸方向から見た図である。
【図５】 本発明の第１の実施例の収差特性を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図７】 本発明の第１の実施例のスポット形状を示す図である。
【図８】 本発明の第１の実施例の対物レンズの変形例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施例の対物レンズを示す図である。
【図１０】 本発明の第２の実施例の収差特性を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図１２】 本発明の第２の実施例のスポット形状を示す図である。
【図１３】 本発明の第２の実施例の対物レンズの変形例を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施例の対物レンズを示す図である。
【図１５】 本発明の第３の実施例の収差特性を示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図１７】 本発明の第３の実施例のスポット形状を示す図である。
【図１８】 本発明の第３の実施例の対物レンズの変形例を示す図である。
【図１９】本発明の第４の実施例の対物レンズを示す図である。
【図２０】 本発明の第４の実施例の収差特性を示す図である。
【図２１】本発明の第４の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図２２】 本発明の第４の実施例のスポット形状を示す図である。
【図２３】 本発明の第４の実施例の対物レンズの変形例を示す図である。
【図２４】本発明の第５の実施例の対物レンズを示す図である。
【図２５】 本発明の第５の実施例の収差特性を示す図である。
【図２６】本発明の第５の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図２７】 本発明の第５の実施例のスポット形状を示す図である。
【図２８】 本発明の第５の実施例の対物レンズの変形例をを示す図である。
【図２９】本発明の第６の実施例の対物レンズを示す図である。
【図３０】 本発明の第６の実施例の収差特性を示す図である。
【図３１】本発明の第６の実施例の収差特性から位相飛びを差し引いた収差を示す図である。
【図３２】 本発明の第６の実施例のスポット形状を示す図である。
【図３３】 本発明の第６の実施例の対物レンズの変形例をを示す図である。
【図３４】 従来の対物レンズを示す図である。
【図３５】 従来の収差特性を示す図である。
【主要部分の符号の説明】
１，２，３，４，５，６，７，８，９，
１６，１７，１８，１９，２０・・・・輪帯状凹部
１０，１１，１２，１３，１４，１５・・・・輪帯状凸部
３５Ａ・・・・屈折表面（第１面）
３５Ｂ・・・・屈折表面（第２面）
ｒ１からｒ２８・・・・対物レンズの光軸からの半径距離
ｈ１からｈ２０・・・・輪帯状凹部又は凸部の深さ又は高さ
３０・・・・第１の半導体レーザ
３１・・・・第２の半導体レーザ
３２・・・・ダイクロイックミラー
３３・・・・ハーフミラー
３４・・・・コリメータレンズ
３５・・・・対物レンズ
３６・・・・光ディスク
３７・・・・マルチレンズ
３８・・・・フォトディテクタ
Claims (4)
- 光記録媒体の表面から情報記録面までの距離が第１の距離を有する第１の光記録媒体を読み取るための第１の波長を有する第１の光ビーム、および前記距離が前記第１の距離とは異なる第２の距離を有する第２の光記録媒体を読み取るための前記第１の波長とは波長が異なる第２の波長を有する第２の光ビームを集光させ、前記第１の光ビームを最適に集光させる曲率半径を有する対物レンズであって、
前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームが入射する面および射出する面のうち少なくとも一方に、輪帯状凹部および輪帯状凸部のうち少なくとも一方を、一の前記面内において複数段差を設けて同心円状に備え、
前記輪帯状凹部表面および前記輪帯状凸部表面は、前記光ビームが入射する面又は前記射出する面が光軸に沿って平行移動した際における面と同一の前記曲率半径を有し、
前記輪帯状凹部の深さおよび前記輪帯状凸部の高さは、前記一の面を通過した前記光ビームと前記表面を通過した前記光ビームとの光路長差が前記第１の波長の略整数倍となるように設定されることを特徴とする対物レンズ。 - 光記録媒体の表面から情報記録面までの距離が第１の距離を有する第１の光記録媒体を読み取るための第１の波長を有する第１の光ビームを出射する第１の光源と、
前記距離が前記第１の距離とは異なる第２の距離を有する第２の光記録媒体を読み取るための前記第１の波長とは波長が異なる第２の波長を有する第２の光ビームを出射する第２の光源と、
前記第１の光記録媒体を読み取るために所定の有効開口数及び焦点位置に基づいて設定された対物レンズと、
を備える光ピックアップ装置において、
前記対物レンズは、
前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームが入射する面および射出する面のうち少なくとも一方に、輪帯状凹部および輪帯状凸部のうち少なくとも一方を、一の前記面内において複数段差を設けて同心円状に備え、
前記輪帯状凹部表面および前記輪帯状凸部表面は、前記光ビームが入射する面又は前記射出する面が光軸に沿って平行移動した際における面と同一の前記曲率半径を有し、
前記輪帯状凹部の深さおよび前記輪帯状凸部の高さは、前記一の面を通過した前記光ビームと前記表面を通過した前記光ビームとの光路長差が前記第１の波長の略整数倍となるように設定されることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記光源からの前記光ビームが入射する面に設けられた前記輪帯状凹部又は／及び前記輪帯状凸部は、前記第２の光ビームが前記対物レンズに入射した際に、前記第２の光記録媒体を読み取るための所定の有効開口数に対応する領域の直径内に形成されていることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
- 前記光源からの前記光ビームが射出する面に設けられた前記輪帯状凹部又は／及び前記輪帯状凸部は、前記第２の光ビームが前記対物レンズに入射した際に、前記第２の光記録媒体を読み取るための所定の有効開口数に対応する領域の直径内を通過した光ビームが前記対物レンズから射出する領域の直径内に形成されていることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
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| US6134055A (en) | 2000-10-17 |
| JPH11287948A (ja) | 1999-10-19 |
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