JP4120788B2 - Optical pickup device, an objective lens, a diffractive optical element, the optical element and a recording and reproducing apparatus - Google Patents

Optical pickup device, an objective lens, a diffractive optical element, the optical element and a recording and reproducing apparatus Download PDF

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勝也 坂本
勇一 新
徹 木村
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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、規格(記録密度)の異なる3種類の光情報記録媒体について情報の記録及び再生の少なくとも一方を行うことのできる光ピックアップ装置、この光ピックアップ装置に用いることのできる対物レンズ、回折光学素子、光学素子及びこの光ピックアップ装置を用いた記録・再生装置に関するものである。 The present invention is standard (recording density) of three different types of optical information recording of the recording medium for information and the reproduction of the at least one optical pickup apparatus capable of performing, objective lens which can be used in the optical pickup apparatus, a diffractive optical element, to a recording and reproducing apparatus using the optical element and the optical pickup device.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来、光ディスクは、CD(コンパクトディスク)またはDVD(デジタルバーサタイルディスク)で知られているように、音楽情報、映像情報の蓄積またはコンピューターデータの保存といった、デジタルデータの保存に広く使われている。 Conventionally, optical disks, CD as known in (compact disc) or DVD (Digital Versatile Disc), music information, such as storage or computer data storage of the video information, are widely used to store digital data. そのような中で、近年、情報化社会の到来とともに、これらの光ディスクの大容量化が強く求められている。 In such circumstances, in recent years, with the advent of information society, the capacity of these optical disks has been strongly demanded.
【0003】 [0003]
光ディスクにおいて、単位面積あたりの記録容量(記録密度)を向上するためには、光ピックアップ光学系から得られるスポット径を小さくすることで実現できる。 In the optical disk, in order to improve recording capacity per unit area (recording density) it can be realized by reducing the spot diameter obtained from the optical pickup system. このスポットの最小径は、周知のように、λ/NA(ただし、λは光源の波長、NAは光学系の開口数)に比例するので、スポット径を小さくするためには、光ピックアップ装置で使用される光源の短波長化、及び光学系において光情報記録媒体に対向して配置される対物レンズの高開口数化が有効である。 Minimum diameter of the spot, as is well known, lambda / NA (although, lambda is the wavelength of the light source, NA is the numerical aperture of the optical system) is proportional, in order to reduce the spot diameter, the optical pickup device shortening the wavelength of the light source used, and the high numerical aperture of the objective lens arranged opposite to the optical information recording medium is effective in the optical system.
【0004】 [0004]
このうち、光源の短波長化に関しては、波長400nm程度の光を発生する青紫色半導体レーザやSHG青紫色レーザの研究が進展を見せており実用化が近いといえる。 Among them, with respect to the short wavelength of the light source, it can be said that the study of the blue violet semiconductor laser or SHG blue violet laser which generates light having a wavelength of about 400nm is close practical use has made progress. この短波長光源を使用すると、DVDと同じNA0.65の対物レンズを使用した場合でも、DVDと同じ直径l2cmの光ディスクに対して、15GB程度の情報の記録が可能となる。 With this short wavelength light source, even when using an objective lens having the same NA0.65 as DVD, the optical disc of the same diameter l2cm as DVD, it becomes possible to record 15GB about information.
【0005】 [0005]
また、対物レンズの高開口数化に関しては、2つのレンズを組み合わせることで、NA0.85の高開口数化を実現する対物レンズの研究が進んでいる。 As for the high numerical aperture of the objective lens, by combining the two lenses, it is progressing research objective lens to realize the high numerical aperture of NA 0.85. 上述の短波長光源とNA0.85の高開口数対物レンズを組み合わせて使用することで、直径12cmの光ディスクに対して、25GB程度の情報の記録が可能となり、より一層の高密度化が達成できる。 By using a combination of high NA objective lens of the above short wavelength light source and NA 0.85, the optical disc having a diameter of 12cm, it is possible to record 25GB about information, higher density can be attained .
【0006】 [0006]
このような背景のもと、DVDをより高密度化した光ディスク(以下、本明細書では、「高密度DVD」、と呼ぶ。)を記録/再生するための光ピックアップシステムの研究開発が進んでいるが、この光ピックアップシステムにおいては、高密度DVD及びDVD及びCDといった規格(記録密度)の異なる3種類の光ディスクをコンパチブルに記録/再生することが求められる。 Under such a background, the optical disc was higher density of the DVD (or less, in the present specification, "high density DVD", and referred to.) Recording and / or is willing to research and development of the optical pick-up system for playing the are but, in this optical pick-up system, it is required to record / reproducing three different types of optical disks standards (recording density), such high-density DVD and DVD and CD compatibly.
【0007】 [0007]
コンパチビィリティーを達成する手段として、それぞれの光ディスクの規格に対応した対物レンズを機械的に切り替えたり、それぞれの光ディスクの規格に対応した光ピックアップ装置を搭載することが考えられるが、この場合、対物レンズの切替機構や複数の光ピックアップ装置が必要となるので、光ピックアップシステムの大型化、部品点数の増大、製造コストの上昇等が招来される。 As a means of achieving compatibility Byi Rithy, switch mechanically the objective lens corresponding to the standard of respective optical disks, it is conceivable to mount an optical pickup device compatible with the standard of respective optical disks, in this case, the objective since the lens of the switching mechanism and a plurality of optical pickup devices are required, an increase in the size of the optical pickup system, increase in the number of components, increase in manufacturing cost is incurred. 従って、DVD及びCDとのコンパチビィリティーが求められる高密度DVD用の光ピックアップシステムにおいて、光ピックアップシステムの小型化、部品点数の削減、コストダウンを図る上で、もっとも好ましいのは、規格の異なる3種類の光ディスクに対して、共通の対物レンズを用いて記録/再生を行うようにすることであるといえる。 Accordingly, in an optical pickup system for the high density DVD to compatible Byi Rithy it is determined with the DVD and CD, miniaturization of the optical pickup system, reducing the number of parts, in reducing the cost, most preferred are different standards for three types of optical discs, it can be said that it is possible to perform the recording / reproducing using the common objective lens.
【0008】 [0008]
ここで、規格の異なる3種類の光ディスクに対して、共通の対物レンズを用いて記録/再生を行う光ピックアップシステムを実現するにあたっての課題を以下に述べる。 Here, we described with respect to three different optical disks standards, the problem for realizing an optical pickup system for recording / reproducing using the common objective lens below.
【0009】 [0009]
(1)CDを記録/再生する場合の、対物レンズとCDとの距離(作動距離)の確保【0010】 (1) in the case of recording / reproducing a CD, ensuring [0010] the distance between the objective lens and the CD (working distance)
これは、対物レンズの開口数をDVD(NA0.6乃至0.65)よりも更に高めることによって顕在化する課題である。 This is a problem to be manifested by increasing further than the numerical aperture of the objective lens DVD (NA 0.6 to 0.65). 高密度DVDにおいて、対物レンズが高開口数化された場合には、保護基板(透明基板あるいは保護層ともいう)厚さがDVDと同じ0.6mmのままでは、光ディスクのスキュー(傾きや反り)によって発生するコマ収差が大きくなるので、保護基板厚さを0.6mmよりも小さくして、光ディスクのスキューに対するマージンを確保する必要がある。 In high density DVD, when the objective lens is high numerical aperture, the protective substrate (also referred to as a transparent substrate or protective layer) while the thickness of the same 0.6mm and DVD, optical disc skew (inclination or warpage) since the coma aberration becomes large caused by the protective substrate thickness is made smaller than 0.6 mm, it is necessary to secure a margin for skew of the optical disc. このような高密度DVD用の高開口数対物レンズとして、2枚のレンズから構成された対物レンズが特開平10−123410号公報に記載されている。 As such a high NA objective lens for the high density DVD, the objective lens is composed of two lenses is described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-123410.
【0011】 [0011]
ところが、2群構成の対物レンズは、従来の1群構成の対物レンズに比べて、作動距離が短くなるので、CDを記録/再生する場合の十分な作動距離を確保することが非常に困難となる。 However, the objective lens of 2-group configuration, compared to the objective lens of the conventional 1-group configuration, since the working distance is shortened, to ensure a sufficient working distance in the case of recording / reproducing a CD is very difficult Become. CDはNA0.45乃至0.5と、高密度DVDやDVDに比べて開口数が小さいために、保護基板厚さの製造誤差に対する公差がそれほど厳しくないので保護基板厚さの個体差によるばらつきが大きい。 CD and NA0.45 to 0.5, the variation due to individual differences of the high density DVD and because the numerical aperture is smaller than that of the DVD, the protective substrate thickness since tolerance for manufacturing error of the protective substrate thickness is not so severe large. 従って、CDと対物レンズとの衝突によるデータの破損を防ぐためには、CDを記録/再生する場合の作動距離を十分確保しておく必要があり、この観点から、規格の異なる3種類の光ディスクに対して、共通の対物レンズを用いて記録/再生を行う光ピックアップシステムにおいては、2群構成の対物レンズは好ましくないといえる。 Therefore, in order to prevent corruption of data due to the collision between the CD and the objective lens, it is necessary to sufficiently secure the working distance in the case of recording / reproducing a CD, from this point of view, in three different optical disks standards in contrast, in the optical pickup system for recording / reproducing by using the common objective lens, the objective lens of 2-group configuration can be said to be undesirable.
【0012】 [0012]
(2)保護基板厚さの違いによって発生する球面収差【0013】 (2) spherical aberration [0013] generated by the difference of the protective substrate thickness
CD(保譲基板厚さ1.2mm)とDVD(保護基板厚さ0.6mm)とでは、保護基板厚さに0.6mmの違いがある。 CD than (TamotsuYuzuru substrate thickness of 1.2mm) and DVD (the protective substrate thickness of 0.6mm), there is a difference of 0.6mm in the protective substrate thickness. 従って、規格の異なる3種類の光ディスクに対して、共通の対物レンズを用いて記録/再生を行う光ピックアップシステムにおいては、少なくともCDとDVDとの保護基板厚さの違いによる球面収差を補正するための手段を設ける必要がある。 Thus, for three different optical disks standards, in the optical pickup system for recording / reproducing by using the common objective lens, for correcting the spherical aberration due to the difference of the protective substrate thickness of at least CD and DVD it is necessary to provide the means. さらに、対物レンズの高開口数化によって高密度DVDの保護基板厚さが0.6mmよりも薄くなった場合には、保護基板厚さの互いに異なる3種類の光ディスクの保護基板厚さの違いによる球面収差を補正するための手段を設ける必要がある。 Furthermore, when the protective substrate thickness of the high density DVD thinner than 0.6mm the high numerical aperture of the objective lens, due to the difference of the protective substrate thickness of different three types of optical discs of the protective substrate thickness it is necessary to provide a means for correcting spherical aberration.
【0014】 [0014]
(3)波長の違いによって発生する球面収差【0015】 (3) spherical aberration [0015] which is generated by the difference in wavelength
上述したように、高密度DVDでは、高密度化を達成するために、波長400nm程度の青紫色光源を使う。 As described above, the high density DVD, or to achieve a high density, using a blue-violet light with a wavelength of about 400 nm. ところが、従来の屈折型の対物レンズでは、レンズ材料の分散によって球面収差が変化するために、波長の異なる光源からの光束を、それぞれの光ディスクの情報記録面上にほぼ無収差で集光することは困難である。 However, in the conventional refraction type objective lens, for the spherical aberration is changed by dispersion of the lens material, a light flux from light sources having different wavelengths, to be condensed almost no aberration on the information recording surface of each optical disc It is difficult. そのため、高密度DVD(波長400nm)と、DVD(波長650nm)と、CD(波長780nm)とのコンパチビリティーを達成するためには、波長の違いによって球面収差を補正するために何らかの工夫が必要となる。 Therefore, the high density DVD (wavelength 400 nm), and DVD (wavelength 650 nm), in order to achieve compatibility with the CD (wavelength 780 nm) is any trick is necessary to correct the spherical aberration by the difference in wavelength to become.
【0016】 [0016]
ところで、光ピックアップ装置においては、光源の短波長化と対物レンズの高開口数化によって、以下に述べる問題が顕在化する。 Incidentally, in the optical pickup apparatus, the high numerical aperture of the shorter wavelength and an objective lens of the light source, is the following problem actualized.
【0017】 [0017]
第1の問題は、400nm程度の短波長の光を発生する青紫色半導体レーザを光源として用いる場合に対物レンズで発生する色収差である。 The first problem is the chromatic aberration generated in the objective lens in the case of using a blue-violet semiconductor laser that emits light of a short wavelength of about 400nm as a light source.
【0018】 [0018]
光ピックアップ装置において、半導体レーザから出射されるレーザ光は一般に単一波長(シングルモード)であるので、対物レンズの色収差は問題にはならないと思われているが、実際には、温度変化や出力変化等により中心波長が瞬時的に数nm変化するモードホッピングを起こす。 In the optical pickup device, the laser beam emitted from the semiconductor laser is generally a single wavelength (single mode), chromatic aberration of the objective lens is not expected to be a problem, actually, the temperature change or output cause mode hopping center wavelength changes instantaneously several nm due to changes. モードホッピングは対物レンズのフォーカシング機構が追従できないような瞬時的に起こる波長変化であるので、対物レンズの色収差が補正されていないと、結像位置の移動量に対応したデフォーカス成分が付加され、対物レンズの集光性能が劣化する。 Because the mode hopping is a wavelength change occurring instantaneously which can not be followed is focusing mechanism of the objective lens, the chromatic aberration of the objective lens is not corrected, the defocus component corresponding to the moving amount of the image forming position is added, condensing performance of the objective lens is deteriorated.
【0019】 [0019]
対物レンズに用いられる一般的なレンズ材料の分散は、赤外半導体レーザや赤色半導体レーザの波長領域である600nm乃至800nmにおいては、それほど大きくないので、CDやDVDでは、モードホッピングによる対物レンズの集光性能の劣化は問題にはならなかった。 Distributed common lens material used for the objective lens, in the 600nm to 800nm ​​is a wavelength region of the infrared semiconductor laser or a red semiconductor laser, since not so large, the CD and DVD, condensing of the objective lens by mode hopping degradation of the optical performance was not a problem.
【0020】 [0020]
ところが、青紫色半導体レーザの波長領域である400nm近傍では、レンズ材料の分散は非常に大きくなるので、わずか数nmの波長変化でも、対物レンズの結像位置は大きくずれる。 However, in the 400nm near the wavelength region of the blue-violet semiconductor laser, because the dispersion of the lens material becomes very large, in the wavelength change of only a few nm, the imaging position of the objective lens is largely shifted. そのため、高密度DVDにおいて、青紫色半導体レーザを光源として使用する場合は、光源がモードホッピングを起こした場合、対物レンズの集光性能が大きく劣化し、安定した記録や再生が行えないおそれがある。 Therefore, in a high density DVD, when using a blue-violet semiconductor laser as a light source, when the light source is caused mode hopping greatly degraded condensing performance of the objective lens, it may not perform stable recording and reproduction .
【0021】 [0021]
第2の問題は、対物レンズを高開口数化した場合に様々な誤差要因で発生する球面収差の問題である。 The second problem is the problem of spherical aberration generated by various error factors when high numerical aperture of the objective lens.
【0022】 [0022]
光ピックアップ装置において、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差によって発生する球面収差は対物レンズの開口数の4乗に比例する。 In the optical pickup device, the spherical aberration generated due to a manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disk is proportional to the fourth power of the numerical aperture of the objective lens. この球面収差を許容内に抑えるためには、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差に対する公差を数μmとする必要があるが、この場合、光ディスクの製造の歩留まりが悪くなり、量産として成立しないおそれがある。 Afraid to suppress this spherical aberration within acceptable, it is necessary to the tolerance for manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disk a few [mu] m, in this case, the yield of manufacture of the optical disk is deteriorated, does not hold as a mass there is. 従って、高密度DVDにおいて、対物レンズを高開口数化した場合には、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差によって発生する球面収差を補正するための手段を設ける必要がある。 Accordingly, in a high density DVD, or when a high numerical aperture objective lens, it is necessary to provide a means for correcting the spherical aberration generated due to a manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disc.
【0023】 [0023]
また、光ピックアップ装置において、対物レンズは、大量生産に有利であることから、プラスチックレンズが多く用いられる。 In the optical pickup apparatus, an objective lens, because it is advantageous for mass production, a plastic lens is often used. しかるに、その屈折率の温度変化において、プラスチックレンズはガラスレンズに比べて2桁程度大きいことが知られている。 However, in the temperature change of the refractive index, the plastic lens is known to 2 orders of magnitude larger than that of the glass lens.
【0024】 [0024]
プラスチック材料から形成された対物レンズの環境温度が上昇して、その対物レンズの屈折率が変化すると、対物レンズでは球面収差が劣化する。 Environmental temperature of the objective lens formed of the plastic material rises and the refractive index of the objective lens is changed, spherical aberration is degraded by the objective lens. この屈折率変化による球面収差の劣化量は対物レンズの開口数の4乗に比例するので、高開口数対物レンズを使用する高密度DVDにおいて、対物レンズをプラスチックレンズとした場合には、使用可能な温度範囲が非常に狭くなってしまうので、屈折率変化によって発生する球面収差を補正するための手段を設ける必要がある。 This deterioration amount of the spherical aberration caused by refractive index change is proportional to the fourth power of the numerical aperture of the objective lens, in a high density DVD using a high NA objective lens, when the objective lens is a plastic lens, available since a temperature range becomes very narrow, it is necessary to provide a means for correcting the spherical aberration generated by the refractive index change.
【0025】 [0025]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開2001−195769公報【0026】 JP 2001-195769 Publication [0026]
【特許文献2】 [Patent Document 2]
特開平10−123410号公報【0027】 Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-123410 [0027]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
そこで、本発明は、上述の各課題を解決し、高密度DVD、DVD、CDの規格の異なる3種類の光ディスクの相互互換を共通の対物レンズを使用して達成する光ピックアップ装置であって、CDの作動距離が十分に確保された光ピックアップ装置を提案することを目的とする。 Accordingly, the present invention is to solve the respective problems described above, the high density DVD, DVD, an optical pickup apparatus that achieved using three types of interoperability a common objective lens of an optical disc having different standards CD, and an object thereof is the working distance of the CD is to propose an optical pickup device which is secured sufficiently.
【0028】 [0028]
また、高密度DVD、DVD、CDの規格の異なる3種類の光ディスクの相互互換を、回折光学素子と共通の対物レンズとを使用して達成する光ピックアップ装置であって、それぞれの光ディスクの使用波長領域において十分な光量の利用効率が得られる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。 Further, the high density DVD, DVD, the interchangeability of the three different types of optical disks standard CD, an optical pickup apparatus that achieved using a diffractive optical element and the common objective lens, the wavelength used for each optical disk and to provide an optical pickup device obtained the utilization efficiency of the sufficient light amount in the region.
【0029】 [0029]
また、高密度DVD、DVD、CDの規格の異なる3種類の光ディスクの相互互換を共通の対物レンズを使用して達成する光ピックアップ装置であって、高密度DVDを記録及び/または再生する場合に問題となる、光源の単色性の悪さに起因する色収差、温度変化や湿度変化等の環境変化に起因してプラスチックレンズで発生する球面収差、保護基板厚さの製造誤差に起因する球面収差を良好に補正でき、安定した高密度DVDの記録及び/または再生が行える光ピックアップ装置を提供することを目的とする。 Further, the high density DVD, DVD, an optical pickup apparatus that achieved using three types of interoperability a common objective lens of an optical disc having different standards CD, in case of recording and / or reproducing high density DVD becomes a problem, the chromatic aberration caused by the monochromatic poor light, the spherical aberration generated in due to the plastic lens to environmental changes such as temperature change and humidity change, the spherical aberration due to the production error of the protective substrate thickness good to be corrected, and an object thereof is to provide an optical pickup device capable of recording and / or reproducing stable high density DVD.
【0030】 [0030]
また、上述の光ピックアップ装置に用いることのできる対物レンズ、回折光学素子及び光学素子を提供することを目的とする。 The objective lens which can be used in the above-described optical pickup device, and an object thereof is to provide a diffractive optical element and the optical element. 更に、上述の光ピックアップ装置を用いて3種類の規格の異なる光情報記録媒体について情報の記録及び/または再生を行うことのできる記録・再生装置を提供することを目的とする。 Further, an object of the invention to provide a recording and reproducing apparatus capable for different optical information recording medium having three standards of performing recording and / or reproducing information using the above-described optical pickup device.
【0031】 [0031]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記目的を達成するために、本発明による光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2>t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3>t2)第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、前記光ピックアップ装置は、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について1つのレンズ群から構成される共通の対 To achieve the above object, an optical pickup apparatus according to the present invention, the first optical information reproducing of information for the recording medium and having a first protective substrate thickness t1 by using the light flux from the first light source wavelength .lambda.1 / or performs the recording, the wavelength λ2 (λ1 <λ2) thickness t2 using a light flux from the second light source (t2> t1) reproducing information for the second optical information recording medium having a second protective substrate and / or perform recording, the wavelength [lambda] 3 (.lambda.2 reproducing information for the third optical information recording medium having a third protective substrate <(t2 [lambda] 3) of the thickness t3 t3) with a light beam from the third light source> and / or recording an optical pickup apparatus for performing the optical pickup apparatus, a common pair composed of one lens group for reproducing and / or recording of information for the first optical information recording medium to the third optical information recording medium レンズを用い、前記第1保護基板乃至第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段を有し、前記第1光源の波長λ1が550nmより短く、前記第1光源の微少な波長変化に起因する前記対物レンズの色収差を補正するための色収差補正手段を有し、前記色収差補正手段は、光学面上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有する光学素子であり、前記第1光源からの光束のみが通過し、かつ、前記第2光源及び前記第3光源からの光束は通過しない光路に、前記色収差補正手段を配置することを特徴とする。 Using a lens, the spherical aberration which changes due to differences in the thickness of the first protective substrate to the third protective substrate have a substrate thickness difference correcting means for correcting the wavelength λ1 is 550nm of the first light source shorter, has a chromatic aberration correcting means for correcting the chromatic aberration of the objective lens due to minute wavelength change of the first light source, the chromatic aberration correcting means, a plurality of concentric ring-shaped zones on the optical surface an optical element having a diffractive structure formed, only the light flux from the first light source passes, and the light flux from the second light source and the third light source in the optical path that does not pass through, placing the chromatic aberration correcting means the features.
【0032】 [0032]
この光ピックアップ装置によれば、3種類の規格の異なる光情報記録媒体について情報の記録または再生を行う際に問題となる保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正できるので、3種類の規格の異なる光情報記録媒体について情報の記録及び/又は再生を共通の対物レンズを用いて行うことができる。 According to the optical pickup device, it is possible to correct the spherical aberration which changes due to the difference in thickness of the protective substrate which is a problem when recording or reproducing information for different optical information recording medium having three standards it can be performed using a common objective lens for recording and / or reproducing information for different optical information recording medium having three standards. また、対物レンズは単玉レンズであるので、特に、透明基板厚の大きい、第3の光情報記録媒体について情報の記録及び/または再生を行う際の作動距離を十分に確保できる。 The objective lens is because it is single lens, in particular, of the transparent substrate thickness large enough to ensure a third recording information on an optical information recording medium and / or the working distance when performing playback.
【0033】 [0033]
本発明による光ピックアップ装置の光学系について図1乃至図8により説明する。 The optical system of the optical pickup apparatus according to present invention will be described with reference to FIG. なお、図1乃至図8は各光ピックアップ装置を概念的に示す図であり、図1乃至図8では光ピックアップ装置の光学系を構成する各素子の位置を概念的に示すために各素子が分離して示されているが、実際には同一の素子が2つ又は2つ以上の素子の機能を有する場合がある。 Incidentally, FIGS. 1 to 8 are views conceptually showing each optical pick-up apparatus, each element to show conceptually the position of each element constituting the optical system of the optical pickup apparatus in FIG. 1 to FIG. 8 Although shown separated, in practice there are cases identical elements having the function of two or more than two elements.
【0034】 [0034]
本発明による光ピックアップ装置の光学系では、図1乃至図4のように、第1光源乃至第3光源からの各光束が通過する共通の光路に基板厚差補正手段を配置する。 In the optical system of the optical pickup apparatus according to the present invention, as shown in FIGS. 1 to 4, placing the common substrate thickness difference correcting means in the optical path in which each light flux passes from the first light source to the third light source.
【0035】 [0035]
即ち、図1の光ピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に第1保護基板乃至第3保護基板のうち少なくとも2つの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7と、第1光情報記録媒体が有する第1保護基板の厚み誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6と、第1光源1の微少な波長変化に起因する色収差を補正するための色収差補正手段5と、を有し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。 That is, the optical pickup apparatus of FIG. 1, the thickness of the common at least two of the protective substrate of the first protective substrate to the third protective substrate on the optical path of the light flux from the first light source 1 to third light source 3 passes the substrate thickness difference correcting means 7 for correcting the spherical aberration which changes due to the difference, for correcting the spherical aberration which changes due to the thickness error of the first protective substrate having the first optical information recording medium has a substrate thickness error correcting means 6, and the chromatic aberration correcting means 5 for correcting the chromatic aberration due to minute wavelength change of the first light source 1, a first light source 1, second light source 2 and the third light source 3 each light beam from is focused on each information recording surface of the common objective by lens 8 first optical information recording medium to third optical information recording medium. なお、各光源からの発散光束は光路合成手段9aにより光路が合成された後、カップリングレンズ4aにより発散角が変換されて、対物レンズ8にむかう。 Incidentally, the divergent light flux from each light source after the light path is synthesized by the optical path synthesizer 9a, divergence angle is converted by the coupling lens 4a, headed to the objective lens 8.
【0036】 [0036]
また、図2の光ピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に、基板厚差補正手段7と、基板厚誤差補正手段6と、を配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に、第1光源1の微少な波長変化に起因する色収差を補正するための色収差補正手段5を配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。 Further, the optical pickup apparatus of FIG. 2, a common optical path in which each light flux from the first light source 1 to third light source 3 passes, disposed between the substrate thickness difference correcting means 7, the substrate thickness error correcting means 6, the , the optical path of only the light flux from the first light source 1 passes, the chromatic aberration correcting means 5 for correcting the chromatic aberration due to minute wavelength change of the first light source 1 is disposed, the first light source 1, second light source 2 and each light flux from the third light source 3 is converged onto respective information recording surfaces of the common objective by lens 8 first optical information recording medium to the third optical information recording medium. カップリングレンズ4bにより発散角が変換された第1光源1からの光束と、カップリングレンズ4cにより発散角が変換された第2光源2及び第3光源3からの光束は、光路合成手段9aにより光路が合成された後、対物レンズ8にむかうが、以下の図3乃至図7の光ピックアップ装置でも同様である。 And the light flux from the first light source 1, the divergence angle by the coupling lens 4b is converted, the light flux from the second light source 2 and the third light source 3 which divergence angle is converted by the coupling lens 4c is the optical path combining means 9a after the optical paths have been synthesized, but toward the objective lens 8, the same applies to the optical pickup device in the following FIGS. 3-7.
【0037】 [0037]
また、図3のピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に色収差補正手段5と基板厚差補正手段7とを配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に第1保護基板の厚み誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6を配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。 Also, the pickup device of FIG. 3, the chromatic aberration correcting means 5 and the substrate thickness difference correcting means 7 are arranged in a common optical path in which each light flux from the first light source 1 to third light source 3 passes, from the first light source 1 only the light beam is arranged to the substrate thickness error correcting means 6 for correcting the spherical aberration which changes due to the thickness error of the first protective substrate on the light path through the first light source 1, second light source 2 and the third each light beam from the light source 3 is focused on each information recording surface of the common by the objective lens 8 first optical information recording medium to third optical information recording medium.
【0038】 [0038]
また、図4の光ピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に基板厚差補正手段7を配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に第1光源1の微少な波長変化に起因する色収差を補正するための色収差補正手段5と、第1保護基板の厚み誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6とを配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。 Further, the optical pickup apparatus in FIG. 4, the first light source 1 to the substrate thickness difference correcting means 7 in a common optical path the light flux passes from the third light source 3 is arranged, only the light flux from the first light source 1 passes and chromatic aberration correcting means 5 for correcting the chromatic aberration due to minute wavelength change of the first light source 1 in the optical path, the substrate thickness error for correcting the spherical aberration which changes due to the thickness error of the first protective substrate place a correction unit 6, the first light source 1, respective information of each light flux common first by the objective lens 8 an optical information recording medium to third optical information recording medium from the second light source 2 and the third light source 3 It is focused onto the recording surface.
【0039】 [0039]
また、図5の光ピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に色収差補正手段5を配置し、第2光源2及び第3光源3からの各光束のみが通過する共通の光路に第1保護基板乃至第3保護基板のうち少なくとも2つの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7を配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に第1の保護基板の厚み誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6を配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。 Further, the optical pickup apparatus of FIG. 5, the chromatic aberration correcting means 5 a common optical path in which each light flux from the first light source 1 to third light source 3 passes placed, each of the second light source 2 and the third light source 3 the substrate thickness difference correcting means 7 for correcting the common spherical aberration which changes due to the difference in thickness of at least two of the protective substrate of the first protective substrate to the third protective substrate on the optical path only passes the light beam arrangement, and placing the substrate thickness error correcting means 6 for correcting the spherical aberration which changes due to the first protective substrate thickness error in an optical path of only the light flux passes from the first light source 1, the first light source 1, each light flux from the second light source 2 and the third light source 3 is converged onto respective information recording surfaces of the common objective by lens 8 first optical information recording medium to third optical information recording medium.
【0040】 [0040]
また、図6の光ピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に基板厚誤差補正手段6を配置し、第2光源2及び第3光源3からの各光束のみが通過する共通の光路に第1保護基板乃至第3保護基板のうち少なくとも2つの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7を配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に第1光源の微少な波長変化に起因する色収差を補正するための色収差補正手段5を配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。 Further, the optical pickup apparatus in FIG. 6, the substrate thickness error correcting means 6 a common optical path in which each light flux from the first light source 1 to third light source 3 passes placed, from the second light source 2 and the third light source 3 common substrate thickness difference correcting means for correcting the spherical aberration which changes due to the difference in thickness of at least two of the protective substrate of the first protective substrate to the third protective substrate on the optical path of only the light flux passes the 7 are arranged, the chromatic aberration correcting means 5 for correcting the chromatic aberration due to minute wavelength change of the first light source in the optical path of only the light flux passes from the first light source 1 is disposed, the first light source 1, second each light beam from the light source 2 and the third light source 3 is converged onto respective information recording surfaces of the common by the objective lens 8 first optical information recording medium to third optical information recording medium.
【0041】 [0041]
また、図7の光ピックアップ装置は、第2光源2及び第3光源3からの各光束のみが通過する共通の光路に第1保護基板乃至第3保護基板のうち少なくとも2つの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7を配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に第1光源1の微少な波長変化に起因して変化する色収差を補正するための色収差補正手段5と、第1の保護基板厚の厚み誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6とを配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。 Further, the optical pickup apparatus in FIG. 7, the thickness of the at least two protective substrate of the common first protective substrate to the third protective substrate on the optical path of only the light flux from the second light source 2 and the third light source 3 passes the substrate thickness difference correcting means 7 for correcting the spherical aberration which changes due to differences place, due to the first minute wavelength change of the light source 1 in the optical path of only the light flux passes from the first light source 1 a chromatic aberration correcting means 5 for correcting the chromatic aberration that changes Te, and a substrate thickness error correcting means 6 for correcting the spherical aberration which changes due to the first protective substrate thickness of the thickness error place, first light source 1, the light fluxes from the second light source 2 and the third light source 3 is focused on each information recording surface of the common first by the objective lens 8 an optical information recording medium to third optical information recording medium.
【0042】 [0042]
また、本発明による光ピックアップ装置の光学系では、図8のように、第2光源からの光束のみが通過する光路に、第1保護基板及び第2保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7aを配置し、さらに、第3光源からの光束のみが通過する光路に、第1保護基板及び第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7bを配置する。 Further, in the optical system of the optical pickup apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 8, an optical path of only the light flux from the second light source passes, due to the difference in thickness of the first protective substrate and the second protective substrate the substrate thickness difference correcting means 7a for correcting the changing spherical aberration arranged, further, an optical path of only the light flux from the third light source passes, due to the difference in thickness of the first protective substrate and the third protective substrate placing the substrate thickness difference correcting means 7b for correcting the spherical aberration which changes in.
【0043】 [0043]
即ち、図8の光ピックアップ装置は、第1光源1からの光束のみが通過する光路に色収差補正手段5と基板厚誤差補正手段6とを配置し、第2光源2からの光束のみが通過する光路に第1保護基板及び第2保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7aを配置し、第3光源3からの光束のみが通過する光路に、第1保護基板及び第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7bを配置する。 That is, the optical pickup apparatus in FIG. 8, and the chromatic aberration correcting means 5 and the substrate thickness error correcting means 6 is arranged in the optical path of only the light flux from the first light source 1 passes, only the light flux from the second light source 2 passes the substrate thickness difference correcting means 7a for correcting the spherical aberration which changes due to the difference in thickness of the first protective substrate and the second protective substrate on the optical path is arranged, only the light flux from the third light source 3 passes the optical path, placing the substrate thickness difference correcting means 7b for correcting the spherical aberration which changes due to the difference in thickness of the first protective substrate and the third protective substrate. カップリングレンズ4bで発散角が変換された第1光源1からの光束と、カップリングレンズ4dで発散角が変換された第2光源2からの光束は、光路合成手段9bにより光路が合成されて、カップリングレンズ4eで発散角が変換された第3光源3からの光束は、光路合成手段9cにより第1光源1及び第2光源2からの光束と光路が合成される。 And the light flux from the first light source 1 divergence angle by the coupling lens 4b is converted, the light flux from the second light source 2 divergence angle by the coupling lens 4d has been converted, the light path are combined by the optical path combining portion 9b , the light beam from the third light source 3 which divergence angle is converted by the coupling lens 4e, the light beam and the optical path from the first light source 1 and the second light source 2 are combined by the optical path combining portion 9c. 第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。 The first light source 1 is focused on each information recording surface of each light flux common first by the objective lens 8 an optical information recording medium to third optical information recording medium from the second light source 2 and the third light source 3 .
【0044】 [0044]
なお、図1乃至図8の光ピックアップ装置では、各光源からの発散光束の発散角を、カップリングレンズ4aまたはカップリングレンズ4bまたはカップリングレンズ4cまたはカップリングレンズ4dを用いて変換する構成としたが、かかるカップリングレンズは本発明による光ピックアップ装置の光学系には含まれない場合もある。 In the optical pickup apparatus of FIGS. 1-8, the configuration of the divergent angle of the divergent light flux from each light source, converts with a coupling lens 4a or coupling lens 4b or coupling lens 4c or coupling lens 4d It was, but such coupling lens is sometimes not included in the optical system of the optical pickup apparatus according to the present invention. また、図1乃至図7の光ピックアップ装置では、図面の簡略化のために第2光源と第3光源を同一の記号を用いて表しているが、実際の光ピックアップ装置では、第2光源と第3光源は別体の光源である場合もある。 Further, the optical pickup device of FIG. 1 through 7, but the second light source and third light source expressed by the same symbols and for simplification of the drawing, in actual optical pickup apparatus, a second light source third light source can be a light source separate. さらに、図1乃至図8の光ピックアップ装置では、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体を同一の記号10を用いて表しているが、実際の光ピックアップ装置では各光情報記録媒体は当然別々である。 Further, the optical pickup apparatus of FIGS. 1-8, but represents the first optical information recording medium to third optical information recording medium using the same reference symbols 10, each actual optical information recording medium is an optical pickup device it is a matter of course separately. さらに、図1乃至図8の光ピックアップ装置では、対物レンズ8を駆動するためのアクチュエータや1/4波長板、光情報記録媒体10からの反射光束を検出するための光検出器等は省略されているが、実際の光ピックアップ装置ではこれらを有する。 Further, the optical pickup apparatus of FIGS. 1-8, the actuator and the quarter-wave plate for driving the objective lens 8, the light detector and the like for detecting the light beam reflected from the optical information recording medium 10 is omitted and which is, with these in the actual optical pickup device.
【0045】 [0045]
上述の光ピックアップ装置において、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をそれぞれNA1、NA2、NA3としたとき、前記第1光源の波長λ1、前記第2光源の波長λ2、前記第3光源の波長λ3、前記第1保護基板の厚さt1、前記第2保護基板の厚さt2、前記第3保護基板の厚さt3、及び、前記対物レンズの所定の像側開口数NA1、NA2、NA3が次式を満たすことが好ましい。 In the above-described optical pickup device, the first optical information recording medium to the third optical information recording said respective NA1 predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for conducting reproducing and / or recording of information to the medium, NA2, when the NA3, the first light source wavelength .lambda.1, the wavelength λ2 of the second light source, the wavelength λ3 of the third light source, the thickness of the first protective substrate t1, the thickness of the second protective substrate t2 the thickness t3 of the third protective substrate, and the predetermined image side numerical aperture NA1 of the objective lens, NA2, NA3 is preferably satisfies the following equation.
350nm<λ1<550nm 350nm <λ1 <550nm
600nm<λ2<700nm 600nm <λ2 <700nm
700nm<λ3<850nm 700nm <λ3 <850nm
0.0mm≦t1<0.3mm 0.0mm ≦ t1 <0.3mm
0.5mm<t2<0.7mm 0.5mm <t2 <0.7mm
1.0mm<t3<1.3mm 1.0mm <t3 <1.3mm
0.99>NA1≧0.80 0.99> NA1 ≧ 0.80
0.80>NA2≧0.55 0.80> NA2 ≧ 0.55
0.55>NA3≧0.40 0.55> NA3 ≧ 0.40
【0046】 [0046]
また、前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the focal distance in the wavelength λ1 of the objective lens f1 (mm), the center thickness d (mm), the diameter of the light flux with wavelength λ1 incident on the objective lens .phi.1 (mm), the third light when the working distance of the objective lens when reproducing information on the information recording medium and / or recording and fB3 (mm), it is preferable to satisfy the following equation.
0.7<d/f1<1.5 0.7 <d / f1 <1.5
2.8<Φ1<5.8 2.8 <Φ1 <5.8
fB3>0.2 fB3> 0.2
【0047】 [0047]
また、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3としたとき、次式を満たすことが好ましい。 Also, when the imaging magnification of the objective lens when the reproducing and / or recording of information for the third optical information recording medium was m3, it is preferable to satisfy the following equation. −1<m3<0 -1 <m3 <0
【0048】 [0048]
また、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2としたとき、次式を満たすことが好ましい。 Also, when the imaging magnification of the objective lens when the reproducing and / or recording of information for the second optical information recording medium was m2, it is preferable to satisfy the following equation. −1<m2<0 -1 <m2 <0
【0049】 [0049]
上述のように、保護基板厚の異なる3種類の光情報記録媒体のうち、保護基板厚の大きい第2光情報記録媒体及び/または第3光情報記録媒体に対して情報の再生及び/または記録を行う場合に、対物レンズを、発散光束が入射する有限仕様とすると、作動距離を十分に確保することができる。 As described above, among the three different types of optical information recording medium having the protective substrate thickness, reproducing and / or recording of information to a large second optical information recording medium having a protective substrate with a thickness and / or the third optical information recording medium when performing, the objective lens, the divergent light flux is finite specification incident, it is possible to sufficiently secure the working distance.
【0050】 [0050]
前記対物レンズはプラスチック材料から形成されるか、または、ガラス材料から形成される。 Wherein either objective lens is formed from a plastic material, or is formed of a glass material.
【0051】 [0051]
前記対物レンズはガラス転移点Tgが400℃以下のガラス材料から形成されたことを特徴とする。 The objective lens is characterized in that the glass transition point Tg is formed of a glass material of 400 ° C. or less.
【0052】 [0052]
前記基板厚差補正手段7は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された少なくとも1つの回折面を有することが好ましい。 The substrate thickness difference correcting means 7 preferably has at least one diffractive surface diffracting structure consisting of a plurality of concentric annular zones are formed.
【0053】 [0053]
前記回折構造は、入射する光束の波長が長くなる方向に変化した場合に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差特性を有することを特徴とする。 The diffractive structure, when changes in the direction in which the wavelength of the light beam incident becomes longer, spherical aberration and having spherical aberration characteristic that varies in the under correction direction.
【0054】 [0054]
また、前記回折構造は前記対物レンズの少なくとも1つの光学面上に形成される。 Further, the diffractive structure is formed on at least one optical surface of the objective lens.
【0055】 [0055]
また、前記基板厚差補正手段7は、光軸方向に変移することで、前記対物レンズに入射する光束のマージナル光線の傾角を変化させることができる少なくとも1つの可動光学素子と、前記可動光学素子を光軸方向に変移させるための駆動手段と、を備えることが好ましい。 The substrate thickness difference correcting means 7, by displacement in the optical axis direction, said at least one movable optical element capable of changing the inclination angle of the marginal ray of a light flux entering the objective lens, the movable optical element it is preferable; and a driving means for displacing the optical axis direction.
【0056】 [0056]
また、前記基板厚差補正手段7は、少なくとも1つの屈折率分布可変材料層と、電場または磁場または熱を印加するための印加手段と、を備え、前記屈折率分布可変材料層に前記印加手段により電場または磁場または熱を印加することにより前記屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることが好ましい。 The substrate thickness difference correcting means 7, at least one refractive index distribution variable material layer, and applying means for applying an electric or magnetic field or heat, wherein the applying means to the refractive index distribution variable material layer changing the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer by applying an electric field or magnetic field or heat by are preferred.
【0057】 [0057]
また、前記第1光情報記録媒体に情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm1、前記第2光情報記録媒体に情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2、前記第3光情報記録媒体に情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3としたとき、前記m1、m2、m3のうち少なくとも2つの結像倍率の値を異なるようにすることで、前記第1保護基板乃至第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正することが好ましい。 Further, the imaging magnification of the objective lens when the reproducing and / or recording of information to the first optical information recording medium m1, when the reproducing and / or recording of information to the second optical information recording medium wherein the imaging magnification of the objective lens m2, when said imaging magnification of the objective lens m3 when the reproducing and / or recording of information to the third optical information recording medium, among the m1, m2, m3 a value of at least two imaging magnification by the different, it is preferable to correct the spherical aberration which changes due to the difference in thickness of the first protective substrate to the third protective substrate.
【0058】 [0058]
上述の光ピックアップ装置において、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数NA1が0.8以上であって、前記第1保護基板乃至第3保護基板のうち、前記第1保護基板の厚さ誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6を、前記第1光源からの光束が通過する光路中に有することが好ましい。 In the above-described optical pickup device, the first optical information reproducing of information for the recording medium and / or a predetermined image side numerical aperture NA1 of the objective lens necessary for recording is not more than 0.8, the first 1 of the protective substrate to the third protective substrate, the substrate thickness error correcting means 6 for correcting the spherical aberration which changes due to the thickness error of the first protective substrate, the light flux from the first light source passes it is preferred to have the optical path to. これにより、特に、高密度記録用の第1光情報記録媒体について安定した記録及び/または再生が可能となる。 Thus, in particular, it enables stable recording and / or reproducing for the first optical information recording medium for high density recording.
【0059】 [0059]
また、前記第1光情報記録媒体は、同一光束入射面側に複数の情報記録層を有する構造を有し、前記第1光情報記録媒体の各々の情報記録層の情報記録面に、前記第1光源からの光束を集光させる際に、前記第1光情報記録媒体の光束入射面から各々の情報記録面までの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を、前記基板厚誤差補正手段6で補正することが好ましい。 Further, the first optical information recording medium has a structure having a plurality of information recording layers on the same light flux incident surface side, on the information recording surface of each information recording layer of the first optical information recording medium, said first the light beam from the first light source when condensing, the spherical aberration which changes due to the difference in thickness of the protective substrate to each information recording surface from the light incident surface of the first optical information recording medium, the substrate it is preferable to correct a thickness error correcting means 6.
【0060】 [0060]
また、前記基板厚誤差補正手段6は、光軸方向に変移することで、前記対物レンズに入射する前記第1光源からの光束のマージナル光線の傾角を変化させることができる少なくとも1つの可動光学素子と、前記可動光学素子を光軸方向に変移させるための駆動手段と、を備えることが好ましい。 Further, the substrate thickness error correcting means 6, by displacement in the optical axis direction, at least one movable optical element of tilt of the marginal ray of the light beam can be changed from the first light source incident on said objective lens When, it is preferable to provide a driving means for displacing the movable optical element in the optical axis direction. これにより、特に第1光情報記録媒体が有する第1の保護基板厚の厚み誤差に起因する球面収差を補正できるとともに、対物レンズ等の光学系を構成する光学素子の製造誤差、特に第1光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正できる。 Thus, it is possible to correct spherical aberration caused by the first protective substrate thickness of the thickness error with the particular first optical information recording medium, manufacturing errors of optical elements constituting the optical system such as an objective lens, in particular the first light source change in wavelength due to manufacturing errors, and can correct a change in spherical aberration caused by shape change or the refractive index change of the optical elements constituting the optical system such as an objective lens caused by temperature change and humidity change. このため、特に、高密度記録用の第1光情報記録媒体について安定した記録及び/または再生が可能となる。 Thus, in particular, it enables stable recording and / or reproducing for the first optical information recording medium for high density recording.
【0061】 [0061]
また、前記基板厚誤差補正手段6は、前記第1光源からの発散光束の発散角を変化させるためのカップリングレンズであって、前記カップリングレンズを構成する光学素子のうち少なくとも1つが前記可動光学素子であることが好ましい。 Further, the substrate thickness error correcting means 6 is a coupling lens for changing the divergent angle of the divergent light flux from the first light source, at least one of said movable in the optical elements constituting the coupling lens it is preferable that an optical element. または、前記基板厚誤差補正手段6は、少なくとも1つの正レンズ群と、少なくとも1つの負レンズ群とから構成され、略平行光束である入射光束を略平行光束として射出することのできるビームエキスパンダ、及び/または、ビームシュリンカであって、前記正レンズ群、及び前記負レンズ群のうち少なくとも1つのレンズ群が前記可動光学素子であることが好ましい。 Alternatively, the substrate thickness error correcting means 6 has at least one positive lens group is composed of at least one negative lens group, the beam expander which can emit the incident light beam is a substantially parallel light beam as a substantially parallel beam and / or a beam shoe linker, it is preferable that the positive lens group, and at least one lens group among the negative lens group is the movable optical element.
【0062】 [0062]
また、前記基板厚誤差補正手段6は、少なくとも1つの屈折率分布可変材料層と、電場または磁場または熱を印加するための印加手段と、を備え、前記屈折率分布可変材料層に前記印加手段により電場または磁場または熱を印加することにより前記屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることが好ましい。 Further, the substrate thickness error correcting means 6 includes at least one refractive index distribution variable material layer, and applying means for applying an electric or magnetic field or heat, wherein the applying means to the refractive index distribution variable material layer changing the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer by applying an electric field or magnetic field or heat by are preferred. これにより、特に第1光情報記録媒体が有する第1の保護基板厚の厚み誤差に起因する球面収差を補正できるとともに、対物レンズ等の光学系を構成する光学素子の製造誤差、特に第1光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正できる。 Thus, it is possible to correct spherical aberration caused by the first protective substrate thickness of the thickness error with the particular first optical information recording medium, manufacturing errors of optical elements constituting the optical system such as an objective lens, in particular the first light source change in wavelength due to manufacturing errors, and can correct a change in spherical aberration caused by shape change or the refractive index change of the optical elements constituting the optical system such as an objective lens caused by temperature change and humidity change. このため、特に、高密度記録用の第1光情報記録媒体について安定した記録及び/または再生が可能となる。 Thus, in particular, it enables stable recording and / or reproducing for the first optical information recording medium for high density recording.
【0063】 [0063]
上述の光ピックアップ装置において、前記第1光源の波長λ1が550nmより短く、前記第1光源の微少な波長変化に起因する前記対物レンズの色収差を補正するための色収差補正手段5を、前記第1光源からの光束が通過する光路中に有することが好ましい。 In the above-described optical pickup device, shorter than the wavelength λ1 is 550nm of the first light source, the chromatic aberration correcting means 5 for correcting the chromatic aberration of the objective lens due to minute wavelength change of the first light source, the first it is preferred to have the optical path of the light beam from the light source passes. これにより、光源の単色性の悪さ等に起因する色収差を補正できる。 This allows correct chromatic aberration caused by the monochromatic poor like of the light source. このため、特に、高密度記録用の第1光情報記録媒体について安定した記録及び/または再生が可能となる。 Thus, in particular, it enables stable recording and / or reproducing for the first optical information recording medium for high density recording.
【0064】 [0064]
前記第1光源乃至第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路に、前記色収差補正手段5を配置することが好ましい。 A common optical path in which each light flux passes all from the first light source to the third light source, it is preferable to arrange the chromatic aberration correcting means 5.
【0065】 [0065]
また、前記色収差補正手段5は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された回折面を有する2つの光学素子が、前記回折面を互いに対向するように近接して配置された構造を有し、前記2つの光学素子の材料は前記波長λ1近傍の波長領域で所定の屈折率差を有するとともに、前記2つの光学素子の材料の前記波長λ2近傍の波長領域、及びλ3近傍の波長領域での屈折率差が略零であることが好ましい。 Further, the chromatic aberration correcting means 5, two optical elements with diffractive surface diffracting structure consisting of a plurality of concentric annular zones are formed, is arranged close to the diffraction plane so as to face each other structure have the with the two optical element material having a predetermined refractive index difference in the wavelength region near the wavelength .lambda.1, the wavelength λ2 wavelength in the vicinity region of the material of the two optical elements, and λ3 wavelength near the it preferably has a refractive index difference between the regions is substantially zero. これにより、第1光源の波長近傍の光のみが光学素子間の屈折率差により回折するので第1光源の波長変動に起因する対物レンズ8の色収差を補正することができる。 This allows only light of the wavelength near the first light source to correct the chromatic aberration of the objective lens 8 due to the wavelength variation of the first light source since the diffracted by the refractive index difference between the optical elements.
【0066】 [0066]
また、前記色収差補正手段5は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有し、前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3とするとき、 Further, the chromatic aberration correcting means 5 has a diffractive structure consisting of a plurality of concentric annular zones, the first of the first light flux generated when the incident wavelength λ1 from the first light source to the diffraction structure among diffracted light of the light beam, the diffraction of the second light flux which the second light flux of the wavelength λ2 of the diffraction order of the diffracted light n1, from the second light source to the diffraction structure is produced when incident with the largest amount of diffracted light of the light, a diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount n2, among diffracted light of the third light flux which the third light flux of wavelength λ3 is generated when incident from the third light source to the diffraction structure , a diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light when the n3,
|n1|>|n2|≧|n3| | N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
を満たすことが好ましい。 Preferably satisfies.
【0067】 [0067]
この場合、前記回折構造は前記対物レンズの少なくとも1つの光学面上に形成されることが好ましい。 In this case, the diffractive structure is preferably formed on at least one optical surface of the objective lens.
【0068】 [0068]
また、前記第1光源からの光束のみが通過し、かつ、前記第2光源及び前記第3光源からの光束は通過しない光路に、前記色収差補正手段を配置することが好ましい。 Furthermore, only light flux passing from the first light source and the optical path where the light beam does not pass from the second light source and the third light source, it is preferable to arrange the chromatic aberration correcting means.
【0069】 [0069]
また、前記色収差補正手段5は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された少なくとも1つの回折面を有し、第i回折面の回折構造により透過波面に付加される光路差を、 Further, the chromatic aberration correcting means 5 has at least one diffractive surface diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones are formed, the optical path difference added to transmission wavefront by the diffractive structure of the i diffractive surface ,
Φ bi =ni・(b 2i・hi +b 4i・hi +b 6i・hi +・・・) Φ bi = ni · (b 2i · hi 2 + b 4i · hi 4 + b 6i · hi 6 + ···)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、niは、前記第i回折面の回折構造に前記波長λ1の光束が入射した場合に発生する、前記波長λ1の光束の回折光のうち最大の回折光量を有する回折光の回折次数、hiは光軸からの高さ(mm)、b 2i 、b 4i 、b 6i 、・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、 When expressed by optical path difference function defined in (here by, ni, the light flux with wavelength λ1 is generated when incident on the diffractive structure of the i-th diffractive surface, among diffracted light of the light flux with wavelength λ1 diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount, hi is a height from the optical axis (mm), b 2i, b 4i, b 6i, respectively ... secondary, fourth, sixth, ... the optical path difference function coefficients of a (also referred to as a diffraction surface coefficient)),
PD=Σ(−2・ni・b 2i PD = Σ (-2 · ni · b 2i)
により定義される回折構造のみのパワー(mm −1 )が次式を満たすことが好ましい。 It is preferable that the power of only the diffractive structure defined (mm -1) satisfies the following equation by.
1.50×10 −2 <PD<15.0×10 −2 1.50 × 10 -2 <PD <15.0 × 10 -2
【0070】 [0070]
上記式の下限以上で、光情報記録媒体の情報記録面上に集光された波面の軸上色収差が補正不足になりすぎず、また、上限以下で、光情報記録媒体の情報記録面上に集光された波面の軸上色収差が補正過剰になりすぎない。 In the above formula lower than, the axial chromatic aberration of the wavefront focused on the information recording surface of the optical information recording medium is not too under-corrected, and in the upper limit or less, on the information recording surface of the optical information recording medium axial chromatic aberration of the converging wavefront is not too excessive correction.
【0071】 [0071]
また、前記色収差補正手段5は、相対的にアッベ数の大きい正レンズ群と相対的にアッベ数の小さい負レンズ群とから構成され、前記正レンズ群のアッベ数νdP及び前記負レンズ群のアッベ数νdNが次式を満たすことにより、色収差を適切に補正することができる。 Further, the chromatic aberration correcting means 5 is composed of a large positive lens group relatively Abbe number relatively Abbe number smaller negative lens group, the Abbe number νdP and the negative lens group of the positive lens group Abbe by several νdN satisfies the following equation, it is possible to appropriately correct chromatic aberration.
νdP>55 νdP> 55
νdN<35 νdN <35
【0072】 [0072]
また、前記第1光源の波長が+1nm変化した場合の、前記対物レンズと前記色収差補正手段とを合わせた光学系の近軸焦点位置の変化量ΔfB OBJ+CAが次式を満たすことが好ましい。 Further, when the wavelength of the first light source is changed + 1 nm, the amount of change .DELTA.FB OBJ + CA of the paraxial focal position of the optical system obtained by combining the objective lens and the chromatic aberration correcting means preferably satisfies the following equation.
|ΔfB OBJ+CA・NA1 |<0.15(μm) | ΔfB OBJ + CA · NA1 2 | <0.15 (μm)
【0073】 [0073]
なお、本明細書中において、「基板厚誤差補正手段6、及び/または、基板厚差補正手段7によって球面収差を(良好に)補正する」とは、少なくとも、基板厚誤差補正手段6、及び/または、基板厚差補正手段7と対物レンズとから構成される光学系を通過した光束が、各光情報記録媒体に対して情報の再生、及び/または、記録を行うのに必要な対物レンズの所定の各像側開口数内で、各情報記録媒体の情報記録面上に、λを光源の波長としたとき、波面収差が0.07λrms以下(より好ましくは0.05λrms以下)の状態で、集光されるように球面収差を補正することを指す。 In this specification, "substrate thickness error correcting means 6, and / or, a spherical aberration by the substrate thickness difference correcting means 7 (good) to correct" means, at least, the substrate thickness error correcting means 6 and, / or, the light flux passing through the optical system constituted by the substrate thickness difference correcting means 7 and the objective lens, reproducing of information for each optical information recording medium, and / or the objective lens necessary for recording at each given image-side opening number, on the information recording surface of the information recording medium, when the wavelength of the λ light source, in the state of wavefront aberration 0.07λrms less (more preferably 0.05λrms less) refers to correct the spherical aberration to be condensed.
【0074】 [0074]
上述の光ピックアップ装置において、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をそれぞれNA1、NA2、NA3としたとき、 In the above-described optical pickup device, the first optical information recording medium to the third optical information recording said respective NA1 predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for conducting reproducing and / or recording of information to the medium, NA2, when the NA3,
NA1>NA2>NA3 NA1> NA2> NA3
を満たし、前記NA1とNA2とNA3との開口切替手段を備えることにより、共通の対物レンズで第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体に対し情報の記録及び/または再生を行う際にそれぞれの対物レンズの所定の像側開口数に応じて開口の切り替えを行うことができる。 The filled, by providing the opening switching means and said NA1 and NA2 and NA3, when recording and / or reproducing information for the first optical information recording medium to third optical information recording medium by the common objective lens You can switch the aperture in accordance with a predetermined image side numerical aperture of each objective lens.
【0075】 [0075]
これにより、第2光情報記録媒体及び第3光情報記録媒体に対する情報の再生、及び/または、記録を行う場合に、各情報記録媒体上での集光スポットの大きさが必要以上に小さくなりすぎないので、ディスクスキューで発生するコマ収差を小さくすることができ、十分なディスクスキューマージンを得ることができる。 Thus, reproduction of information for the second optical information recording medium and the third optical information recording medium, and / or, in the case of recording, the size of the focused spot on the information recording medium becomes smaller than necessary since only, it is possible to reduce the coma aberration generated in the disk skew, it is possible to obtain a sufficient disk skew margin. また、必要開口数以上の領域を通過した、集光に寄与しない不要光を光検出器が検出するのを防ぐことができるので、良好なフォーカシング特性やトラッキング特性を得ることができる。 Further, passing through the necessary numerical aperture or more regions, the light detector unnecessary light not contributing to the condenser can be prevented from detecting, it is possible to obtain a good focusing characteristic or tracking characteristic.
【0076】 [0076]
前記開口切替手段は、前記第1光源乃至前記第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路に配置されることを特徴とする。 The aperture switching unit, characterized in that each light flux from the first light source to the third light source are arranged in a common optical path passing through all.
【0077】 [0077]
前記開口切替手段は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された少なくとも1つの回折面を有し、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA2からNA1に対応する前記開口切替手段の領域を通過する波長λ2の光束をフレア成分とし、及び/または、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA3からNA1に対応する前記開口切替手段の領域を通過する波長λ3の光束をフレア成分とすることで、第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または再生を行う場合に、第2光源からの波長λ2の光束を、NA1で決定される絞りに対し、開放で通過させても、NA2からNA1に対応する開 If the aperture switching means, which has at least one diffractive surface diffracting structure consisting of a plurality of concentric annular zones are formed, the reproducing and / or recording of information for the second optical information recording medium, the light flux with wavelength λ2 to pass through an area of ​​the opening switching means corresponding to the image side numerical aperture NA2 from NA1 of the objective lens to a flare component, and / or reproduction of information for the third optical information recording medium and / or when conducting recording, wherein the light flux of wavelength λ3 that passes through the area of ​​the opening switching means corresponding to the image side numerical aperture NA3 from NA1 of the objective lens by a flare component, the information for the second optical information recording medium when the reproducing and / or reproducing, a light beam of wavelength λ2 from the second light source, to stop determined by NA1, be passed through an open, open corresponding to NA1 from NA2 切替手段の領域を通過した光束は、第2光情報記録媒体の情報記録面上への集光に寄与しないので、開口切替手段として機能する。 The light beam which has passed through the region of the switching means, does not contribute to the condensing onto the information recording surface of the second optical information recording medium, and functions as the aperture switching means. 第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合も同様に、第3光源からの波長λ3の光束を、NA1で決定される絞りに対し、開放で通過させても、NA3からNA1に対応する開口切替手段の領域を通過した光束は、第3光情報記録媒体の情報記録面上への集光に寄与しないので、開口切替手段として機能する。 Similarly, when the reproducing and / or recording information for the third optical information recording medium, the light flux of wavelength λ3 from the third light source, to stop determined by NA1, it is passed through an open, from NA3 the light beam which has passed through the region of the opening switching means corresponding to NA1 does not contribute to the condensing onto the information recording surface of the third optical information recording medium, and functions as the aperture switching means. このように、簡易な構造で、自動的に開口切替えを行うことができるので、特別な開口切替手段を設ける必要がなく、コスト上有利である。 Thus, a simple structure, since the automatically opening switch can be carried out, there is no need to provide a special opening switching means, is cost advantageous.
【0078】 [0078]
また、前記開口切替手段と前記対物レンズとを合わせた光学系において、前記像側開口数NA2と前記第2保護基板の厚さt2と前記第2光源の波長λ2との組合せにおける波面収差が0.07λ2rmsより小さいとともに、前記像側開口数NA1と前記第2保護基板の厚さt2と前記第2光源の波長λ2との組合せにおける波面収差が0.07λ2rmsより大きく、及び/または、前記像側開口数NA3と前記第3保護基板の厚さt3と前記第3光源の波長λ3との組合せにおける波面収差が0.07λ3rmsより小さいとともに、前記像側開口数NA1と前記第3保護基板の厚さt3と前記第3光源の波長λ3との組合せにおける波面収差が0.07λ3rmsより大きいことが好ましい。 Further, in the above opening switching means and an optical system in which the combination of the objective lens, the wavefront aberration in the combination of the wavelength λ2 of the thickness t2 of the said image-side numerical aperture NA2 second protective substrate second light source is zero with .07λ2rms smaller, the wavefront aberration in the combination of the wavelength λ2 of the thickness t2 of the said image-side numerical aperture NA1 second protective substrate second light source is greater than 0.07Ramuda2rms, and / or the image side wavefront aberration numerical aperture NA3 and the thickness t3 of the third protective substrate in combination with the wavelength λ3 of the third light source with 0.07λ3rms smaller than the thickness of the said image-side numerical aperture NA1 third protective substrate it is preferred wavefront aberration is larger than 0.07λ3rms in combination with wavelength λ3 of the and t3 third light source.
【0079】 [0079]
また、前記開口切替手段は、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA2内に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ2の光束を透過するとともに、前記対物レンズの像側開口数NA2からNA1に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ2の光束を遮断し、及び/または、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA3内に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ3の光束を透過するとともに、前記対物レンズの像側開口数NA3からNA1に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有するように構成してもよく、第2光 Further, the aperture switching unit, when the reproducing and / or recording of information for the second optical information recording medium, enters the region of the opening switching means corresponding to the image side numerical aperture NA2 of the objective lens as well as transmits a light beam of wavelength .lambda.2, said blocks light flux of wavelength .lambda.2 incident from the image side numerical aperture NA2 of the objective lens in the region of the opening switching means corresponding to NA1, and / or the third optical information recording when the reproducing and / or recording of information for the media, as well as transmits the light flux of wavelength λ3 incident on the region of the opening switching means corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens, the image of the objective lens may be configured to have a wavelength selectivity so as to block the light flux of the wavelength λ3 incident on the region of the aperture switching unit corresponding to the side numerical aperture NA3 NA1, the second light 報記録媒体及び第3光情報記録媒体に対する情報の再生、及び/または、記録を行う場合に、必要開口数以上の領域を通過した光束を自動的に遮断するので、特別な切り替え手段を設ける必要がなく、コスト上有利である。 Broadcast recording medium and reproducing the third information with respect to an optical information recording medium, and / or, in the case of recording, since block the light beam passed through more than necessary numerical aperture of the area automatically, necessary to provide a special switching means no, it is cost advantageous.
【0080】 [0080]
また、前記開口切替手段は前記対物レンズの少なくとも1つの光学面上に形成されることが好ましく、開口切替手段を簡単に構成できる。 Further, the aperture switching means is preferably formed on at least one optical surface of the objective lens, it can easily configure aperture switching means.
【0081】 [0081]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光束入射面側に配置されるとともに、前記対物レンズと一体となってトラッキングを行うことが好ましい。 Further, the aperture switching unit is disposed on the light-incident surface side of the objective lens, it is preferable to carry out the tracking together with the objective lens. これにより良好なトラッキング特性を得ることができる。 Thus it is possible to obtain good tracking characteristics.
【0082】 [0082]
上述の光ピックアップ装置において、前記対物レンズは、前記像側開口数NA1と前記第1保護基板の厚さt1と前記第1光源の波長λ1との組合せにおいて球面収差が最小となるように収差補正され、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記第2保護基板と前記第1保護基板との厚さの違いに起因して変化する球面収差を前記基板厚差補正手段で補正するとともに、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記第3保護基板と前記第1保護基板との厚さの違いに起因して変化する球面収差を前記基板厚差補正手段で補正することが好ましい。 In the above-described optical pickup device, the objective lens is combined aberration correction as spherical aberration becomes minimum in the wavelength λ1 of the thickness t1 of the said image-side numerical aperture NA1 first protective substrate first light source is, when said second conduct the reproducing and / or recording information for the optical information recording medium, wherein said substrate a spherical aberration which changes due to the difference in thickness between the second protective substrate and the first protective substrate is corrected to a thickness difference correcting means, when said third the reproducing and / or recording information for the optical information recording medium, due to the difference in thickness between the third protective substrate and the first protective substrate it is preferable to correct the changing spherical aberration in the substrate thickness difference correcting means. これにより、上述の対物レンズで第2または第3光情報記録媒体について再生または記録を行うときの第1の保護基板厚t1に対する各保護基板厚の差に起因する球面収差を適正に補正できる。 This allows proper correction of the first spherical aberration due to the difference of each protective substrate thickness for protective substrate thickness t1 of the case of reproducing or recording the second or third optical information recording medium in the above-mentioned objective.
【0083】 [0083]
また、前記第1光源乃至第3光源のうち少なくとも2つの光源はユニット化されていることが好ましく、このように一体化することで部品点数を削減でき、光ピックアップ装置をコンパクトに構成できるとともにコスト減に寄与できる。 Further, the cost is preferably at least two light sources are unitized of the first light source to the third light source, thus the number of parts can be reduced by integrating, with possible constituting the optical pickup apparatus compact It can contribute to the reduction.
【0084】 [0084]
また、前記基板厚差補正手段と、前記基板厚誤差補正手段と、前記色収差補正手段と、前記開口切替手段のうち、少なくとも2つは一体化されていることが好ましい。 Furthermore, said substrate thickness difference correcting means, and the substrate thickness error correcting means, the chromatic aberration correcting means, of the opening switching means, it is preferable that at least two are integrated. このように一体化することで部品点数を削減でき、光ピックアップ装置をコンパクトに構成できるとともにコスト減に寄与できる。 Thus the number of parts can be reduced by integrating, thereby contributing to lower costs is possible constituting the optical pickup apparatus compact.
【0085】 [0085]
また、本発明による記録・再生装置は、上述のいずれかの光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像を記録し、及び/または、音声及び/または画像を再生可能なように構成できる。 The recording and reproducing apparatus according to the present invention is equipped with one of the optical pickup apparatus described above, recorded audio and / or image, and / or can be configured to allow play audio and / or image. 例えば、上述の本発明による各光ピックアップ装置は、例えば、次世代のより高密度な第1光情報記録媒体と、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+RWD等の第2光情報記録媒体と、CD、CD-R,CD-RW,CD-Video,CD-ROM等の第3光情報記録媒体と、に対してコンパチブルなプレーヤーまたはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだAV機器、パソコン、その他の情報端末等の音声および/または画像の記録装置および/または再生装置に搭載することができる。 For example, each optical pickup apparatus according to the present invention as described above, for example, a higher density first optical information recording medium of the next generation, DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD + a second optical information recording medium such as RWD, CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, and the third optical information recording medium such as a CD-ROM, compatible player or drive, such as with respect to, or they it can be mounted incorporating AV equipment, personal computers, the recording apparatus and / or reproducing apparatus and other information terminals, such as voice and / or image.
【0086】 [0086]
また、本発明による別の光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、前記光ピックアップ装置は、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用い、前記光ピックアップ装置は Another optical pickup apparatus according to the present invention performs reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 and / or recorded using a light beam from the first light source wavelength λ1 performs reproduction of information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a thickness of t2 (t2 ≧ t1) and / or recorded using a light beam from the second light source wavelength λ2 (λ1 <λ2), wavelength λ3 (λ2 <λ3) third third optical pickup for reproducing information on an optical information recording medium and / or recording with a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) by using a light beam from a light source of an apparatus, the optical pickup device, for the reproduction of the first optical information recording medium to the information for the third optical information recording medium and / or recording, using the common objective lens, the optical pickup apparatus 前記第1光源乃至第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路中に配置された、前記第1保護基板厚乃至第3保護基板厚の差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段を有し、前記基板厚差補正手段は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有する回折光学素子であって、前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のう Correcting the common disposed in the optical path, the spherical aberration which changes due to the first protective substrate thickness to the difference between the third protective substrate thickness of each light flux passes all from the first light source to the third light source has a substrate thickness difference correcting means for, the substrate thickness difference correcting means is a diffractive optical element having the diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones, the wavelength from the first light source to the diffraction structure among diffracted light of the first light flux by the first light flux of λ1 is generated when incident, the diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount n1, the wavelength λ2 from the second light source to said diffractive structure among diffracted light of the second light flux which two beams is generated when the incident diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount n2, the third light flux of wavelength λ3 from the third light source to the diffraction structure the diffracted light of the third light flux generated when the incident ち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3とするとき、 Chi, a diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light when the n3,
|n1|>|n2| | N1 |> | n2 |
かつ|n1|>|n3| And | n1 |> | n3 |
を満たすとともに、前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、前記対物レンズは、前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA1内で、良好な波面を形成するように、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光 Fulfills, by the light flux with wavelength .lambda.1, the first optical information recording medium reproducing and / or the predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for recording to NA1, the light flux with wavelength .lambda.2, the second optical information recording medium for reproducing and / or the predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for conducting recording NA2, by the light flux with wavelength [lambda] 3, reproducing the third optical information recording medium and / or when a predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for conducting recording NA3, and the objective lens, n1-order diffracted light of the first light flux, the information for the first optical information recording medium in order to reproduce and / or record, in the numerical aperture within NA1, so as to form a good wavefront, focusing can light on the information recording surface of the first optical information recording medium, n2 next of said second light beam the diffracted light, the second light 報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA2内で、良好な波面を形成するように、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA3内で、良好な波面を形成するように、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光できることを特徴とする。 To perform broadcast reproduction of information with respect to the recording medium and / or recording, in the said numerical aperture NA2, so as to form a good wavefront can condensing on the information recording surface of the second optical information recording medium, wherein n3-order diffracted light of the third light flux, in order to reproduce and / or record the information for the third optical information recording medium, within the numerical aperture NA3, so as to form a good wavefront, the third optical information characterized in that it condensing on the information recording surface of the recording medium.
【0087】 [0087]
この光ピックアップ装置によれば、第1光源乃至第3光源からのすべての光束が通過する共通の光路に配置した基板厚差補正手段としての回折光学素子により、第1保護基板から第3保護基板の厚さのうち、少なくとも2つの異なる保護基板の厚さの差によって発生する球面収差を補正するので第1光情報記録媒体から第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記緑または再生を良好に行うことができる。 According to the optical pickup apparatus, by the diffractive optical element as all common substrate thickness difference correcting means disposed in the optical path of the light flux passes from the first light source to the third light source, the third protective substrate of the first protective substrate out of thickness for all from the first optical information recording medium is corrected for spherical aberration caused by a difference in thickness of at least two different protective substrate of the third optical information recording medium, information Kimidori or it can be carried out in good playback.
【0088】 [0088]
ところで、規格の異なる3種類の光ディスクに対してコンパチブルな光ピックアップシステムでは、波長の異なる3つの光源が搭載される。 Incidentally, in the compatible optical pickup system for different three types of optical discs of standards, three light sources of different wavelengths are mounted. その理由として以下のことがあげられる。 The following things can be cited as a reason. 第1に、短波長領域における、2層ディスクの情報記録層間の中間層の反射率が低いために、高密度DVD用の短波長レーザ光源では、DVDの2層ディスクが読めないことである。 First, in the short wavelength region, for the reflectance of the information recording layers of the intermediate layer of 2-layer disc is low, the short wavelength laser light source for the high density DVD, is that you can not read a two-layer disc on the DVD. 第2に、CD−RやCD−RWでは、情報記録面の反射特性を利用して情報の再生を行うために、高密度DVD用の短波長レーザ光源では、CDのうち、CD−RやCD−RWを読めないことである。 Second, the CD-R or CD-RW, in order to reproduce the information by utilizing the reflection characteristic of the information recording surface, a short wavelength laser light source for the high density DVD, of CD, Ya CD-R it is that it does not read the CD-RW. 従って、規格の異なる3種類の光ディスクに対してコンパチブルな光ピックアップシステムでは、400nm付近のレーザ光を発生する青紫色レーザと、650nm付近のレーザ光を発生する赤色レーザと、780nm付近のレーザ光を発生する赤外レーザとの波長の異なる3つの光源を搭載する必要がある。 Accordingly, the compatible optical pickup system for different three types of optical discs of standards, and blue-violet laser which generates the laser light around 400 nm, and a red laser for generating a laser light near 650 nm, the laser light around 780nm it is necessary to mount three different light sources wavelength of an infrared laser generated.
【0089】 [0089]
そこで、本発明による光ピックアップ装置では、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する光束の回折次数が上式を満たすように基板厚差補正手段としての回折光学素子の回折構造を決定するようにした。 Therefore, in the optical pickup device according to the invention, the diffractive optical as the substrate thickness difference correcting means as diffraction orders of the light beam used for recording and reproducing of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium satisfies the above equation It was to determine the diffractive structure of the element. これにより、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する各光束に対して、それぞれ高い回折効率を得ることができる。 Thus, it is possible for each light flux used for recording and reproducing of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, obtaining a high diffraction efficiency, respectively. また、基板厚差補正手段としての回折光学素子の回折作用により、波長の異なるそれぞれの光源からの光束が対物レンズに入射した場合に、レンズ材料の分散によって変化する球面収差を補正するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記録または再生を良好に行うことができる。 Further, by the diffraction action of the diffractive optical element as the substrate thickness difference correcting means, when the light beams from different respective sources wavelengths is incident on the objective lens, because to correct the spherical aberration that varies with the dispersion of the lens material, the for all 1 optical information recording medium to the third optical information recording medium, the recording or reproducing of information can be performed well.
【0090】 [0090]
前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 The diffractive structure is wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
300nm<λB<500nm 300nm <λB <500nm
【0091】 [0091]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
|n1|≦10 | N1 | ≦ 10
【0092】 [0092]
また、前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive structure is wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
340nm<λB<440nm 340nm <λB <440nm
|n1|=2 | N1 | = 2
|n2|=1 | N2 | = 1
|n3|=1 | N3 | = 1
【0093】 [0093]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
350nm<λB<420nm 350nm <λB <420nm
【0094】 [0094]
また、前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive structure is wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
400nm<λB<430nm 400nm <λB <430nm
|n1|=6 | N1 | = 6
|n2|=4 | N2 | = 4
|n3|=3 | N3 | = 3
【0095】 [0095]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
405nm<λB<425nm 405nm <λB <425nm
【0096】 [0096]
また、前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive structure is wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
390nm<λB<420nm 390nm <λB <420nm
|n1|=8 | N1 | = 8
|n2|=5 | N2 | = 5
|n3|=4 | N3 | = 4
【0097】 [0097]
次式を満たすことが好ましい。 It is preferable to satisfy the following equation.
395nm<λB<415nm 395nm <λB <415nm
【0098】 [0098]
また、前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive structure is wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
390nm<λB<420nm 390nm <λB <420nm
|n1|=10 | N1 | = 10
|n2|=6 | N2 | = 6
|n3|=5 | N3 | = 5
【0099】 [0099]
次式を満たすことが好ましい。 It is preferable to satisfy the following equation.
395nm<λB<412nm 395nm <λB <412nm
【0100】 [0100]
また、前記回折構造は正のパワーを有することが好ましい。 Further, the diffractive structure preferably has a positive power.
【0101】 [0101]
また、波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、 The wavelength .lambda.B, the respective positions of the plurality of ring-shaped zones optimized the diffractive structure in the diffraction order n1,
Φ =n1・(b ・h +b ・h +b ・h +・・・) Φ b = n1 · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ···)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b 、b 、b 、・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、 Is the (here in the case represented by optical path difference function defined by, h is a height from the optical axis (mm), b 2, b 4, b 6, respectively ... secondary, fourth, sixth, the optical path difference function coefficients of ... (also referred to as a diffraction surface coefficient) is),
PD=Σ(−2・n1・b PD = Σ (-2 · n1 · b 2)
により定義される回折構造のみのパワー(mm −1 )が次式を満たすことが好ましい。 It is preferable that the power of only the diffractive structure defined (mm -1) satisfies the following equation by.
0.5×10 −2 <PD<5.0×10 −2 0.5 × 10 -2 <PD <5.0 × 10 -2
【0102】 [0102]
また、前記対物レンズは屈折型対物レンズであって、前記屈折型対物レンズの光束入射側に前記回折光学素子が配置されることが好ましい。 Further, the objective lens is a refractive objective lens, the diffractive optical element on the light incident side of the refractive objective lens that is disposed preferable.
【0103】 [0103]
また、前記回折構造は、平面上に形成されることが好ましい。 Further, the diffractive structure is preferably formed on a plane. または、前記回折構造は、非球面上に形成されることが好ましい。 Alternatively, the diffractive structure is preferably formed on the aspherical surface.
【0104】 [0104]
また、前記回折光学素子は、前記屈折型対物レンズと一体となってトラッキング駆動されることが好ましい。 Further, the diffractive optical element is preferably driven for tracking together with the refractive objective lens.
【0105】 [0105]
また、前記回折光学素子は、前記対物レンズと一体に形成され、前記回折構造は前記対物レンズの光源側の光学面を含む、少なくとも1つの光学面上に形成されることが好ましい。 Further, the diffractive optical element, the formed objective lens integrally, the diffractive structure comprises a light source side optical surface of the objective lens is preferably formed on at least one optical surface.
【0106】 [0106]
また、前記像側開口数NA1乃至NA3は、 Further, the image side numerical aperture NA1 to NA3 is
NA1>NA2>NA3 NA1> NA2> NA3
を満たすとともに、 Along with the meet,
前記光ピックアップ装置は、前記第1光源乃至第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路中に配置された、NA1とNA2とNA3との開口切替手段を有することが好ましい。 The optical pickup apparatus, the respective light flux from the first light source to the third light source are arranged in a common optical path passing through all preferably have an aperture switching means between NA1 and NA2 and NA3. 前記開口切替手段は、前記対物レンズと一体となってトラッキング駆動されることが好ましい。 The aperture switching unit are preferably driven for tracking together with the objective lens.
【0107】 [0107]
また、前記開口切替手段は、前記基板厚差補正手段と同一の回折光学素子であって、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより大きい状態であり、かつ前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより小さい状態であることが好ましい。 Further, the aperture switching unit, the same diffractive optical element and the substrate thickness difference correcting means, corresponding to said image side numerical aperture NA2 from NA1 of the objective lens, passed through a region of the aperture switching means the with the light flux of the wavelength λ2 is, reaches on the information recording surface of the second optical information recording medium, the light flux with wavelength λ2 is in the image side numerical aperture within NA1, the information recording surface of the second optical information recording medium in the above, the wavefront aberration is 0.07λ2rms larger state, and the light flux with wavelength λ2 is within the image side numerical aperture NA2, on the information recording surface of the second optical information recording medium, the wavefront aberration 0 it is preferable .07λ2rms a smaller state.
【0108】 [0108]
また、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ2rmsより大きい状態であることが好ましい。 Further, the light flux with wavelength λ2 is in the image side numerical aperture within NA1, on the information recording surface of the second optical information recording medium, it is preferred wavefront aberration is 0.20λ2rms larger state.
【0109】 [0109]
また、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより大きい状態であり、かつ前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより小さい状態であることが好ましい。 Further, corresponding to the image side numerical aperture NA3 from NA1 of the objective lens, the light flux of the wavelength λ3 that passes through the region of the opening the switching means is configured to reach on the information recording surface of the third optical information recording medium the light flux with wavelength λ3 is in the image side numerical aperture within NA1, on the information recording surface of the third optical information recording medium, the wavefront aberration is 0.07λ3rms larger state, and the light flux of the wavelength λ3 is , within the image side numerical aperture NA3, on the information recording surface of the third optical information recording medium, it is preferred wavefront aberration is 0.07λ3rms smaller state.
【0110】 [0110]
また、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ3rmsより大きい状態であることが好ましい。 Further, the light flux with wavelength λ3 is in the image side numerical aperture within NA1, on the information recording surface of the third optical information recording medium, it is preferred wavefront aberration is 0.20λ3rms larger state.
【0111】 [0111]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ2の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ2の光束が前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能であることが好ましい。 Further, the aperture switching means, wherein corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA2 of the objective lens, to block the light flux of the wavelength λ2 incident on the region of the opening the switching means, the image side of the objective lens corresponding the numerical aperture NA2 to NA1, it is preferable the light flux of the wavelength λ2 incident on the region of the opening switching means can be prevented from reaching up to the information recording surface of the second optical information recording medium .
【0112】 [0112]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ2の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。 Further, the aperture switching means, wherein corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA2 of the objective lens, as well as transmits the light flux of the wavelength λ1 incident on the region of the opening the switching means, the image side numerical aperture of the objective lens corresponding several NA2 to NA1, it is preferable to have wavelength selectivity so as to block the light flux of wavelength λ2 incident on the region of the opening the switching means.
【0113】 [0113]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ3の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ3の光束が前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能であることが好ましい。 Further, the aperture switching means, wherein corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA3 of the objective lens, to block the light flux of the wavelength λ3 incident on the region of the opening the switching means, the image side of the objective lens corresponding the numerical aperture NA3 to NA1, it is preferable the light flux of the wavelength λ3 incident on the region of the opening switching means can be prevented from reaching up to the information recording surface of the third optical information recording medium .
【0114】 [0114]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。 Further, the aperture switching means, wherein corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA3 of the objective lens, as well as transmits the light flux of the wavelength λ1 incident on the region of the opening the switching means, the image side numerical aperture of the objective lens corresponding the number NA3 to NA1, it is preferable to have wavelength selectivity so as to block the light flux of the wavelength λ3 incident on the region of the opening the switching means.
【0115】 [0115]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタに構成できる。 Further, the aperture switching unit may be configured to wavelength selective filter formed on the optical surface of the objective lens.
【0116】 [0116]
上述の各光ピックアップ装置において、前記対物レンズは1つのレンズ群から構成されることが好ましい。 In the optical pickup apparatus described above, the objective lens is preferably composed of one lens group. これにより、光ピックアップ装置で特に第3の光情報記録媒体に対する作動距離を十分に確保できる。 This allows sufficient especially the working distance for the third optical information recording medium in the optical pickup device. この場合、前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことが作動距離を十分に確保する上で更に好ましい。 In this case, the focal distance in the wavelength λ1 of the objective lens f1 (mm), the center thickness d (mm), the diameter of the light flux with wavelength λ1 incident on the objective lens .phi.1 (mm), the third when the working distance of the objective lens when the reproducing and / or recording information for the optical information recording medium and fB3 (mm), that satisfy the following equation further preferable for sufficiently secure the working distance.
0.7<d/f1<1.5 0.7 <d / f1 <1.5
2.8<Φ1<5.8 2.8 <Φ1 <5.8
fB3>0.2 fB3> 0.2
【0117】 [0117]
また、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3とした場合に、次式を満たすことが好ましい。 Further, the imaging magnification of the objective lens when the reproducing and / or recording of information for the third optical information recording medium in the case of the m3, it is preferable to satisfy the following equation.
m3<0 m3 <0
【0118】 [0118]
この場合、次式を満たすことが好ましい。 In this case, it is preferable to satisfy the following equation.
−0.25<m3<−0.05 -0.25 <m3 <-0.05
【0119】 [0119]
また、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2とした場合に、次式を満たすことが好ましい。 Further, the imaging magnification of the objective lens when the reproducing and / or recording of information for the second optical information recording medium in the case of the m2, it is preferable to satisfy the following equation.
m2<0 m2 <0
【0120】 [0120]
この場合、次式を満たすことが好ましい。 In this case, it is preferable to satisfy the following equation.
−0.20<m2<−0.02 -0.20 <m2 <-0.02
【0121】 [0121]
また、上述の各光ピックアップ装置において、前記対物レンズは、プラスチック材料から形成されるか、または、ガラス材料から形成されることが好ましい。 Further, in the optical pickup apparatus described above, the objective lens is either formed from a plastic material, or, is preferably formed of a glass material.
【0122】 [0122]
また、上述の各光ピックアップ装置において、前記対物レンズはガラス転移点Tgが400℃以下であるガラス材料から形成されたことが好ましい。 Further, in the optical pickup apparatus described above, the objective lens is preferably a glass transition temperature Tg is formed of a glass material is 400 ° C. or less.
【0123】 [0123]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
0.0mm≦t1<0.3mm 0.0mm ≦ t1 <0.3mm
0.5mm<t2<0.7mm 0.5mm <t2 <0.7mm
1.0mm<t3<1.3mm 1.0mm <t3 <1.3mm
0.99>NA1≧0.70 0.99> NA1 ≧ 0.70
0.70>NA2≧0.55 0.70> NA2 ≧ 0.55
0.55>NA3≧0.40 0.55> NA3 ≧ 0.40
【0124】 [0124]
また、第1光源乃至第3光源のうち少なくとも2つの光源はユニット化されていることが好ましい。 Also, at least two light sources of the first light source to the third light source is preferably are unitized.
【0125】 [0125]
上述の各光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像を記録し、及び/または、音声及び/または画像を再生可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。 Equipped with the optical pickup apparatus described above, recorded audio and / or image, and / or can be configured to record and playback apparatus according to the present invention so as to enable play audio and / or image.
【0126】 [0126]
また、本発明による対物レンズは、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、前記対物レンズは、少なくとも1つの光学面上に、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有し、前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前 The objective lens according to the present invention performs reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 and / or recorded using a light beam from the first light source wavelength .lambda.1, the wavelength λ2 performs reproduction of information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a thickness of t2 (t2 ≧ t1) and / or recorded using a light beam from the second light source (λ1 <λ2), the wavelength [lambda] 3 ( .lambda.2 <for the optical pickup apparatus for reproducing information for the third optical information recording medium having a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) and / or recorded using a light beam from the third light source [lambda] 3) a objective lens, the objective lens is at least one optical surface, has the diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones, the first light flux of the wavelength λ1 from the first light source to the diffraction structure before but that occurs when the incident 記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒 Among diffracted light with serial first light flux, the diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount n1, the second of the second light flux of the wavelength λ2 from the second light source to the diffraction structure is generated when the incident among diffracted light of the light beam, the diffraction of the third light flux which the third light flux of the wavelength λ3 of the diffraction order of the diffracted light n2, from the third light source to the diffraction structure is produced when incident with the largest amount of diffracted light of the light, a diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount n3, the light flux with wavelength .lambda.1, given the objective lens necessary for conducting reproducing and / or recording on the first optical information recording medium image-side numerical aperture of NA1, the light flux with wavelength .lambda.2, the second optical information recording medium for reproducing and / or the predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for conducting recording NA2, the wavelength λ3 by the light beam, the third optical information recording medium 体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、 Body regeneration and / or the predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for conducting recording NA3,
とするとき、 When you and,
|n1|>|n2| | N1 |> | n2 |
かつ│n1│>│n3│ And │n1│> │n3│
を満たすとともに、 Along with the meet,
前記対物レンズは、前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA1内で、良好な波面を形成するように、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA2内で、良好な波面を形成するように、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA3内で、良好な波面を形成するように、前記第3情報記録媒体の情報記録面上に集光できることを特徴とする。 The objective lens, n1-order diffracted light of the first light flux, in order to reproduce and / or record the information for the first optical information recording medium, in the numerical aperture within NA1, so as to form a good wavefront the on the information recording surface of the first optical information recording medium can condensing, n2-order diffracted light of the second light flux, in order to reproduce and / or record the information for the second optical information recording medium, said opening the number within NA2, so as to form a good wavefront, focusing can light on the information recording surface of the second optical information recording medium, n3-order diffracted light of the third light flux, information for the third optical information recording medium to perform the reproduction and / or recording, in the said numerical aperture NA3, so as to form a good wavefront, characterized in that can collect light onto the information recording surface of the third information recording medium.
【0127】 [0127]
本発明による別の対物レンズは、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記波長λ2の光束により、前記第2光情報 Another objective of the present invention performs reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 and / or recorded using a light beam from the first light source wavelength .lambda.1, the wavelength λ2 performs reproduction of information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a thickness of t2 (t2 ≧ t1) and / or recorded using a light beam from the second light source (λ1 <λ2), the wavelength [lambda] 3 ( .lambda.2 <for the optical pickup apparatus for reproducing information for the third optical information recording medium having a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) and / or recorded using a light beam from the third light source [lambda] 3) a objective lens, the light flux with wavelength .lambda.1, the first optical information recording medium reproducing and / or the predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for recording to NA1, the light flux with wavelength λ2 Accordingly, the second optical information 録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、前記対物レンズの少なくとも1つの光学面は、前記第1乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して再生及び/または記録を行うために用いられる前記開口数NA3内に対応する共通領域と、該共通領域よりも周辺側に位置し、少なくとも前記第1光情報記録媒体に対して再生及び/または記録を行うために用いられる周辺領域の、少なくとも2つの領域からなり、前記共通領域には、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成され、前記共通領域に形成された回折構造に光源からの波長 Play the recording medium and / or the predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for conducting recording NA2, by the light flux with wavelength [lambda] 3, of the reproducing and / or recording on the third optical information recording medium when the predetermined image side numerical aperture NA3 of the objective lens, that required, at least one optical surface of the objective lens is played to all of the first to third optical information recording medium and / or a common region corresponding to the numerical aperture NA3 used for conducting recording, located in side than the common region, in order to perform the reproduction and / or recording for at least the first optical information recording medium the peripheral region used, consisting of at least two regions, the common area, the diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones are formed, the wavelength of the light source in the diffractive structure formed on the common region λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記共通領域に形成された回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記共通領域に形成された回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、 Among diffracted light of the first light flux by the first light flux of λ1 is generated when the incident maximum diffraction order of a diffracted ray having the diffracted light of the n1, the second light source diffractive structure formed in the common area among diffracted light of the second light flux which the second light flux with wavelength λ2 is generated when incident from the diffraction order of the diffracted ray having the maximum diffracted light n2, the diffractive structure formed in the common area among diffracted light of the third light flux which the third light flux of wavelength λ3 from the third light source is generated when the incident diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount n3,
とするとき、 When you and,
|n1|>│n2| | N1 |> │n2 |
かつ│n1|>│n3│ And │n1 |> │n3│
を満たすとともに、 Along with the meet,
前記対物レンズは、前記共通領域で発生する前記第1の光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生び/又は記録を行うために前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする。 The objective lens, said n1-order diffracted light of the first beam, the information of the first optical information recording medium in order to reproduce beauty / or recording of information for the first optical information recording medium that occur in the common area focused on the recording surface, the common region n2-order diffracted light of the second light flux generated by the second optical information reproducing of information for the recording medium and / or the second optical information recording medium for recording the third optical information to the focused on the information recording surface, n3-order diffracted light of the third light flux generated in the common area, the reproducing and / or recording of information for the third optical information recording medium characterized in that it focused on the information recording surface of the recording medium.
【0128】 [0128]
上述の各対物レンズによれば、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する光束の回折次数が上式を満たすように回折構造を決定するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する各光束に対して、それぞれ高い回折効率を得ることができる。 According to the objective lens described above, because the diffraction orders of the light beam used for recording and reproducing of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium to determine the diffractive structure so as to satisfy the above equation, the first light the information recording medium to the light beams used for recording and reproducing the third optical information recording medium, it is possible to obtain a high diffraction efficiency, respectively. さらに、この回折構造の作用により、第1保護基板厚乃至第3保護基板厚のうち、少なくとも2つの異なる保護基板厚の差によって発生する球面収差を補正するので第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記録または再生を良好に行うことができる。 Further, by the action of the diffractive structure, the first protective substrate thickness to of the third protective substrate thickness, the first optical information recording medium to third because to correct the spherical aberration generated by the at least two different protective substrate thickness difference for all of the optical information recording medium, the recording or reproducing of information can be performed well. また、回折構造の作用により、波長の異なるそれぞれの光源からの光束が対物レンズに入射した場合に、レンズ材料の分散によって変化する球面収差を補正するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記録または再生を良好に行うことができる。 Further, by the action of the diffractive structure, when the light beams from different respective sources wavelengths is incident on the objective lens, because to correct the spherical aberration that varies with the dispersion of the lens material, the first optical information recording medium to the third optical for all of the information recording medium, the recording or reproducing of information can be performed well.
【0129】 [0129]
上記各対物レンズにおいて、前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことが好ましい。 In the above objective lens, the diffraction order n1 to n3 preferably satisfies the following equation.
|n2|=INT(λ1・|n1|/λ2) | N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3) | N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
|n1|>|n2|≧|n3| | N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・|n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。 However, n1 is 0, is an integer other than ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is λ1 · | is an integer obtained by rounding off / λ2, INT (λ1 · | | n1 n1 | / λ3) is λ1 · | is an integer obtained by rounding off / λ3 | n1.
【0130】 [0130]
この場合、次式を満たすことが好ましい。 In this case, it is preferable to satisfy the following equation.
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4 | INT (λ1 · | n1 | / λ2) - (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
|INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・|n1|/λ3)|<0.4 | INT (λ1 · | n1 | / λ3) - (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4
【0131】 [0131]
上述のようにして回折次数n1乃至n3を決定することで、各光束に対して、n1次回折光、n2次回折光、n3次回折光の各回折効率を高くすることができる。 By determining the diffraction orders n1 to n3 in the manner described above, with respect to the light beams, n1-order diffracted light, n2-order diffracted light, it is possible to increase the respective diffraction efficiencies of the n3-order diffracted light.
【0132】 [0132]
また、前記回折構造に入射する前記波長λ1の光束の光量をI IN (λ1)、該I IN (λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折構造を通過した後の光量をI OUT (λ1)、前記回折構造に入射する前記波長λ2の光束の光量をI IN (λ2)、該I IN (λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折構造を通過した後の光量をI OUT (λ2)、前記回折構造に入射する前記波長λ3の光束の光量をI IN (λ3)、該I IN (λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折構造を通過した後の光量をI OUT (λ3)としたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the light quantity of the light flux with wavelength .lambda.1 incident on the diffractive structure I IN (λ1), the amount of light after the light flux with wavelength .lambda.1 has passed the diffractive structure having the light quantity of the I IN (λ1) I OUT (.lambda.1), the amount of light flux of the wavelength .lambda.2 incident on the diffractive structure I iN (λ2), the amount of light after the light flux with wavelength .lambda.2 has passed the diffractive structure having the light quantity of the I iN (λ2) I OUT (λ2), wherein the amount of light flux of the wavelength [lambda] 3 that enters the diffractive structure I iN (λ3), the light flux with wavelength [lambda] 3 with a quantity of the I iN (λ3) is after passing through the diffractive structure when the amount of light was I OUT (λ3), it is preferable to satisfy the following equation.
OUT (λ1)/I IN (λ1)>0.7 I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
OUT (λ2)/I IN (λ2)>0.7 I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
OUT (λ3)/I IN (λ3)>0.7 I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7
【0133】 [0133]
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 The diffractive structure has a wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
300nm<λB<500nm 300nm <λB <500nm
|n1|≦10 | N1 | ≦ 10
【0134】 [0134]
前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 The diffractive structure is wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
340nm<λB<440nm 340nm <λB <440nm
|n1|=2 | N1 | = 2
|n2|=1 | N2 | = 1
|n3|=1 | N3 | = 1
【0135】 [0135]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
350nm<λB<420nm 350nm <λB <420nm
【0136】 [0136]
また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することが好ましい。 Further, the objective lens, when the light of 5nm wavelength longer than the wavelength λ1 is incident, it is preferable that the spherical aberration has a wavelength dependency of the spherical aberration that varies over correction direction.
【0137】 [0137]
また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが短くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the objective lens, when the light of 5nm wavelength longer than the wavelength λ1 enters, has a wavelength dependence of longitudinal chromatic aberration that varies in the direction in which the back focus becomes shorter, 5nm longer than the wavelength λ1 ΔCA the variation of the back focus when the light is incident wavelength, when the light of the wavelength λ1 from 5nm longer wavelength is the ΔSA a variation of a marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when the incident, the following equation preferably satisfies.
−1<ΔCA/ΔSA<0 -1 <ΔCA / ΔSA <0
【0138】 [0138]
また、波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、 The wavelength .lambda.B, the respective positions of the plurality of ring-shaped zones optimized the diffractive structure in the diffraction order n1,
Φ =│n1|・(b ・h +b ・h +b ・h +・・・・・・) Φ b = │n1 | · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ······)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b 、b 、b 、・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、 Is when expressed by optical path difference function is (here defined by, h is a height from the optical axis (mm), b 2, b 4, b 6, respectively ..... secondary, fourth, sixth next, an optical path difference function coefficients of ...... (also referred to as a diffraction surface coefficient)),
PD=Σ(−2・│n1|・b PD = Σ (-2 · │n1 | · b 2)
により定義される回折構造のみのパワー(mm −1 )が次式を満たすことが好ましい。 It is preferable that the power of only the diffractive structure defined (mm -1) satisfies the following equation by.
0.5×10 −2 <PD<5.0×10 −2 0.5 × 10 -2 <PD <5.0 × 10 -2
【0139】 [0139]
また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive structure has a wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
400nm<λB<430nm 400nm <λB <430nm
|n1│=6 | N1│ = 6
|n2│=4 | N2│ = 4
│n3|=3 │n3 | = 3
【0140】 [0140]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
405nm<λB<425nm 405nm <λB <425nm
【0141】 [0141]
また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することが好ましい。 Further, the objective lens, when the light of 5nm wavelength longer than the wavelength λ1 is incident, it is preferable that the spherical aberration has a wavelength dependency of the spherical aberration that varies in the under correction direction.
【0142】 [0142]
また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが長くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the objective lens, when the light of 5nm wavelength longer than the wavelength λ1 enters, has a wavelength dependence of longitudinal chromatic aberration that varies in the direction in which the back focus becomes longer, 5nm longer than the wavelength λ1 ΔCA the variation of the back focus when the light is incident wavelength, when the light of the wavelength λ1 from 5nm longer wavelength is the ΔSA a variation of a marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when the incident, the following equation preferably satisfies.
−1<ΔCA/ΔSA<0 -1 <ΔCA / ΔSA <0
【0143】 [0143]
また、波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、 The wavelength .lambda.B, the respective positions of the plurality of ring-shaped zones optimized the diffractive structure in the diffraction order n1,
Φ =│n1│・(b ・h +b ・h +b ・h +・・・・・) Φ b = │n1│ · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ·····)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b 、b 、b 、・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、 Is when expressed by optical path difference function is (here defined by, h is a height from the optical axis (mm), b 2, b 4, b 6, respectively ..... secondary, fourth, sixth next, an optical path difference function coefficients of ..... (also referred to as a diffraction surface coefficient)),
PD=Σ(−2・|n1|・b PD = Σ (-2 · | n1 | · b 2)
により定義される回折構造のみのパワー(mm −1 )が次式を満たすことが好ましい。 It is preferable that the power of only the diffractive structure defined (mm -1) satisfies the following equation by.
−5.0×10 −2 <PD<2.0×10 −2 -5.0 × 10 -2 <PD <2.0 × 10 -2
【0144】 [0144]
また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive structure has a wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
390nm<λB<420nm 390nm <λB <420nm
|n1|=8 | N1 | = 8
|n2│=5 | N2│ = 5
|n3|=4 | N3 | = 4
【0145】 [0145]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
395nm<λB<415nm 395nm <λB <415nm
【0146】 [0146]
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 The diffractive structure has a wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
390nm<λB<420nm 390nm <λB <420nm
|n1|=10 | N1 | = 10
|n2│=6 | N2│ = 6
|n3|=5 | N3 | = 5
【0147】 [0147]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
395nm<λB<412nm 395nm <λB <412nm
【0148】 [0148]
また、前記対物レンズは、1つのレンズ群から構成されたことが好ましい。 Further, the objective lens is preferably composed of one lens group.
【0149】 [0149]
また、前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the focal distance in the wavelength λ1 of the objective lens f1 (mm), the center thickness d (mm), the diameter of the light flux with wavelength λ1 incident on the objective lens .phi.1 (mm), the third light when the working distance of the objective lens when reproducing information on the information recording medium and / or recording and fB3 (mm), it is preferable to satisfy the following equation.
0.7<d/f1<1.5 0.7 <d / f1 <1.5
2.8<Φ1<5.8 2.8 <Φ1 <5.8
fB3>0.2 fB3> 0.2
【0150】 [0150]
また、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3とした場合に、次式を満たすことが好ましい。 Further, the imaging magnification of the objective lens when the reproducing and / or recording of information for the third optical information recording medium in the case of the m3, it is preferable to satisfy the following equation.
m3<0 m3 <0
【0151】 [0151]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
−0.25<m3<−0.05 -0.25 <m3 <-0.05
【0152】 [0152]
また、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2とした場合に、次式を満たすことが好ましい。 Further, the imaging magnification of the objective lens when the reproducing and / or recording of information for the second optical information recording medium in the case of the m2, it is preferable to satisfy the following equation.
m2<0 m2 <0
【0153】 [0153]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
−0.20<m2<−0.02 -0.20 <m2 <-0.02
【0154】 [0154]
また、前記像側開口数NA1及びNA2は、 Further, the image side numerical aperture NA1 and NA2 are
NA1>NA2 NA1> NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより大きい状態であることが好ましい。 Fulfills the light flux with wavelength λ2 passing through the corresponding region in the image side numerical aperture NA2 of the objective lens is within the image side numerical aperture NA2, on the information recording surface of the second optical information recording medium in the wavefront aberration is 0.07λ2rms smaller state, and the light flux with wavelength λ2 passing through the area corresponding to the image side numerical aperture NA2 from NA1 of the objective lens, the second optical information recording medium together reaches on the information recording surface, the light flux with wavelength λ2 is in the image side numerical aperture within NA1, on the information recording surface of the second optical information recording medium, the wavefront aberration is in 0.07λ2rms greater state it is preferable.
【0155】 [0155]
また、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ2rmsより大きい状態であることが好ましい。 Further, the light flux with wavelength λ2 is within the image side numerical aperture NA2, on the information recording surface of the second optical information recording medium, the wavefront aberration is 0.05λ2rms smaller state, and said image-side opening the number within NA1, on the information recording surface of the second optical information recording medium, it is preferred wavefront aberration is 0.20λ2rms larger state.
【0156】 [0156]
また、前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA2において不連続であることが好ましい。 Further, the spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light flux with wavelength λ2 passing through the corresponding region in the image side numerical aperture NA2 of the objective lens, the image of said objective lens spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light flux with wavelength λ2 passing through the areas corresponding to the side numerical aperture NA2 NA1 is to be discontinuous at the image side numerical aperture NA2 preferable.
【0157】 [0157]
また、前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる波長と、互いに異なる次数で最適化されていることが好ま Further, the optical surface of the objective lens in which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in a region corresponding to the image side numerical aperture NA2, the first light flux of the wavelength λ1 from the first light source incident among diffracted light of the first light flux generated when the diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount, the diffractive structure formed in a region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA2, the second 1 in the diffracted light of the first light flux by the first light flux with wavelength λ1 is generated when incident from a light source, the diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount, a different orders from each other, the image side and the diffractive structure formed on the region corresponding to the numerical aperture NA2, the diffractive structure formed in a region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA2 are different from the wavelength from each other, it is optimized in different orders from each other preferred that しい。 Arbitrariness.
【0158】 [0158]
また、前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることが好ましい。 Further, the optical surface of the objective lens in which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in a region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA2, the wavelength .lambda.1, are optimized at a predetermined diffraction order it is preferable.
【0159】 [0159]
また、前記対物レンズは、 Further, the objective lens,
NA1>NA2 NA1> NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束が前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することが好ましい。 It fulfills the blocks the light flux of the wavelength λ2 incident from the image side numerical aperture NA2 of the objective lens in a region corresponding to NA1, the area corresponding to the image side numerical aperture NA2 from NA1 of the objective lens having an opening switching means capable light beam is prevented from reaching the information recording surface of the second optical information recording medium with wavelength λ2 incident is preferred.
【0160】 [0160]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ2の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。 Further, the aperture switching unit is configured to transmit the light flux with wavelength λ1 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 from NA1 of the objective lens, corresponding to said image side numerical aperture NA2 from NA1 of the objective lens it is preferred to have a wavelength selectivity so as to block the light flux of wavelength λ2 incident on the region.
【0161】 [0161]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。 Further, the aperture switching unit, it is preferable that the a wavelength selective filter formed on the optical surface of the objective lens.
【0162】 [0162]
また、前記対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3は、 Further, the image side numerical aperture NA1 of the objective lens, NA2, NA3 is
NA1>NA2>NA3 NA1> NA2> NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより大きい状態であることが好ましい。 Fulfills, the light flux with wavelength λ3 that passes through the area corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens is within the image side numerical aperture NA3, the third optical information recording medium information recording surface in the wavefront aberration is 0.07λ3rms smaller state, and the light flux with wavelength λ3 that passes through the area corresponding to the image side numerical aperture NA3 from NA1 of the objective lens, the third optical information recording medium together reaches on the information recording surface, the light flux of the wavelength λ3 is, in the image side numerical aperture within NA1, on the information recording surface of the third optical information recording medium, the wavefront aberration is in 0.07λ3rms greater state it is preferable.
【0163】 [0163]
また、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ3rmsより大きい状態であることが好ましい。 Further, the light flux with wavelength λ3 is within the image side numerical aperture NA3, on the information recording surface of the third optical information recording medium, the wavefront aberration is 0.05λ3rms smaller state, and said image-side opening the number within NA1, on the information recording surface of the third optical information recording medium, it is preferred wavefront aberration is 0.20λ3rms larger state.
【0164】 [0164]
また、前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA3において不連続であることが好ましい。 Further, the spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light flux of the wavelength λ3 that passes through the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens, the image of said objective lens spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light flux of the wavelength λ3 that passes through the area corresponding to the side numerical aperture NA3 NA1 is to be discontinuous at the image side numerical aperture NA3 preferable.
【0165】 [0165]
また、前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第2光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる次数で最適化されていることが好ましい。 Further, the optical surface of the objective lens in which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in a region corresponding to the image side numerical aperture NA3, the first light flux of the wavelength λ1 from the first light source incident among diffracted light of the first light flux generated when the diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount, the diffractive structure formed in a region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA3, the third 1 in the diffracted light of the first light flux by the second light flux with wavelength λ1 is generated when incident from a light source, the diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount, a different orders from each other, the image side a diffractive structure formed in a region corresponding to the numerical aperture NA3, the diffractive structure formed in a region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA3 is preferably optimized in different orders from each other.
【0166】 [0166]
また、前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることが好ましい。 Further, the optical surface of the objective lens in which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in a region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA2, the wavelength .lambda.1, are optimized at a predetermined diffraction order it is preferable.
【0167】 [0167]
また、前記対物レンズは、 Further, the objective lens,
NA1>NA2>NA3 NA1> NA2> NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束が前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することが好ましい。 It fulfills the blocks the light flux of the wavelength λ3 incident from the image side numerical aperture NA3 of the objective lens in a region corresponding to NA1, the area corresponding to the image side numerical aperture NA3 from NA1 of the objective lens having an opening switching means capable light beam is prevented from reaching the information recording surface of the third optical information recording medium of the wavelength λ3 incident is preferred.
【0168】 [0168]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束と波長λ2の光束とを透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。 Further, the aperture switching unit is configured to transmit the light flux of the light flux and the wavelength λ2 of the wavelength λ1 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 from NA1 of the objective lens, the image side numerical aperture of the objective lens it is preferred to have a wavelength selectivity so as to block the light flux of the wavelength λ3 incident on the region corresponding several NA3 to NA1.
【0169】 [0169]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。 Further, the aperture switching unit, it is preferable that the a wavelength selective filter formed on the optical surface of the objective lens.
【0170】 [0170]
また、上述の対物レンズはプラスチック材料から形成されることが好ましく、また、ガラス材料から形成されてもよい。 Further, the above-mentioned objective lens is preferably formed from a plastic material, it may also be formed of a glass material. この場合、前記ガラス材料は、転移点Tgが400℃以下であることが好ましい。 In this case, the glass material is preferably transition point Tg of 400 ° C. or less.
【0171】 [0171]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
0.0≦t1<0.3 0.0 ≦ t1 <0.3
0.5≦t2<0.7 0.5 ≦ t2 <0.7
1.0≦t3<1.3 1.0 ≦ t3 <1.3
0.99>NA1≧0.70 0.99> NA1 ≧ 0.70
0.70>NA2≧0.55 0.70> NA2 ≧ 0.55
0.55>NA3≧0.40 0.55> NA3 ≧ 0.40
【0172】 [0172]
また、本発明による更に別のピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、上述の対物レンズを備えたことを特徴とする。 Still another pickup apparatus according to the present invention performs reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 and / or recorded using a light beam from the first light source wavelength λ1 performs reproduction of information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a thickness of t2 (t2 ≧ t1) and / or recorded using a light beam from the second light source wavelength λ2 (λ1 <λ2), wavelength λ3 (λ2 <λ3) third third optical pickup for reproducing information on an optical information recording medium and / or recording with a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) by using a light beam from a light source of an apparatus, characterized by comprising the aforementioned objective lens. また、この光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像の記録、及び/または、音声及び/または画像の再生が可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。 Further, the optical pickup device equipped with the recording of audio and / or image, and / or can be configured to record and playback apparatus according to the present invention to allow reproduction of the audio and / or image.
【0173】 [0173]
また、本発明による更に別の対物レンズは、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、前記対物レンズは、屈折型レンズと、前記屈折型レンズの光束入射面側に配置され、少なくとも1つの光学面上に、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有する回折光学 Further, yet another objective lens according to the present invention performs reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 and / or recorded using a light beam from the first light source wavelength λ1 performs reproduction of information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a thickness of t2 (t2 ≧ t1) and / or recorded using a light beam from the second light source wavelength λ2 (λ1 <λ2), wavelength λ3 (λ2 <λ3) third third optical pickup for reproducing information on an optical information recording medium and / or recording with a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) by using a light beam from a light source of a objective lens for the device, the objective lens includes a refractive lens, is disposed on the light incident side of the refractive lens, on at least one optical surface, consisting of a plurality of concentric ring-zonal diffraction diffractive optics having a structure 子とから構成された複合型対物レンズであって、前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再 A structured composite type objective lens and a child, in the diffracted light of the first light flux by the first light flux of the wavelength λ1 from the first light source to the diffraction structure is generated when the incident maximum diffraction a diffraction order of a diffracted ray having a light intensity n1, among diffracted light of the second light flux which the second light flux of the wavelength λ2 from the second light source to the diffraction structure is generated when the incident has a maximum amount of diffracted light the diffraction order of the diffracted light n2, among diffracted light of the third light flux which the third light flux of wavelength λ3 from the third light source to the diffraction structure is generated when the incident diffracted light having the maximum diffracted light the diffraction order n3, the light flux with wavelength .lambda.1, the first optical information recording medium reproducing and / or the predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for recording to NA1, the light flux with wavelength λ2 re the second optical information recording medium 及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、 And / or the predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for conducting recording NA2, by the light flux with wavelength [lambda] 3, the necessary for conducting reproducing and / or recording on the third optical information recording medium when the predetermined image side numerical aperture of the objective lens NA3, and,
|n1|>|n2| | N1 |> | n2 |
かつ|n1|>|n3| And | n1 |> | n3 |
を満たすとともに、 Along with the meet,
前記対物レンズは、前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA1内で、良好な波面を形成するように、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA2内で、良好な波面を形成するように、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA3内で、良好な波面を形成するように、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光できることを特徴とする。 The objective lens, n1-order diffracted light of the first light flux, in order to reproduce and / or record the information for the first optical information recording medium, in the numerical aperture within NA1, so as to form a good wavefront the on the information recording surface of the first optical information recording medium can condensing, n2-order diffracted light of the second light flux, in order to reproduce and / or record the information for the second optical information recording medium, said opening the number within NA2, so as to form a good wavefront, focusing can light on the information recording surface of the second optical information recording medium, n3-order diffracted light of the third light flux, information for the third optical information recording medium to perform the reproduction and / or recording, in the said numerical aperture NA3, so as to form a good wavefront, characterized in that can collect light onto the information recording surface of the third optical information recording medium.
【0174】 [0174]
本発明による更に別の対物レンズは、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、前記対物レンズは、屈折型レンズと、前記屈折型レンズの光束入射面側に配置された回折光学素子とから構成された複合型対物レンズであって、前記波長λ1の光束により、前記第1 Yet another objective lens according to the present invention performs reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 and / or recorded using a light beam from the first light source wavelength .lambda.1, wavelength .lambda.2 performs reproduction of information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a thickness of t2 (t2 ≧ t1) and / or recorded using a light beam from the second light source (λ1 <λ2), the wavelength λ3 for an optical pickup apparatus for reproducing information for the third optical information recording medium having a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) and / or recorded using a light beam from the third light source (λ2 <λ3) a of the objective lens, the objective lens is a refractive lens and a composite type objective lens which is composed of a diffractive optical element disposed on the light incident side of the refractive lens, the wavelength λ1 by the light beam, the first 光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、前記回折光学素子の少なくとも1つの光学面は、前記第1乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して再生及び/または記録を行うために用いられる前記開口数NA3内に対応する共通領域と、該共通領域よりも周辺側に位置し、少なくとも前記第1光情報記録媒体に対して再生及び/または記録を行うために用いられる周辺領域の、少なくと The optical information recording medium reproducing and / or the predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for recording to NA1, the light flux with wavelength .lambda.2, reproducing and / or recording on the second optical information recording medium the predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for conducting NA2, by the light flux with wavelength [lambda] 3, said predetermined objective lens necessary for conducting reproducing and / or recording on the third optical information recording medium when the image side numerical aperture NA3, and at least one optical surface of the diffractive optical element, said to be used for the reproducing and / or recording for all of the first to third optical information recording medium a common region corresponding to the numerical aperture NA3, located in side than the common region, the peripheral region used for the reproducing and / or recording for at least the first optical information recording medium, reduce the も2つの領域からなり、前記共通領域には、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成され、前記共通領域に形成された回折構造に光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記共通領域に形成された回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記共通領域に形成された回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、とするとき、 Also consists of two areas, the common area, the diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones are formed, the first light flux of the wavelength λ1 from the light source is incident on the diffractive structure formed on the common region among diffracted light of the first light flux generated when the second light flux of the wavelength λ2 from the second light source to the diffraction order of the diffracted light n1, the diffractive structure formed in the common region having the maximum diffraction light amount There among diffracted light of the second light flux generated when the incident diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount n2, the wavelength λ3 from the third light source diffractive structure formed in the common area among diffracted light of the third light flux which the third light flux generated when the incident when the diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount n3, and,
|n1|>|n2| | N1 |> | n2 |
かつ|n1|>|n3| And | n1 |> | n3 |
を満たすとともに、 Along with the meet,
前記対物レンズは、前記共通領域で発生する前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする。 The objective lens, said n1-order diffracted light of the first light flux generated in the common area, the reproduction of information for the first optical information recording medium and / or information recorded in the first optical information recording medium for recording focused on the surface, the n2-order diffracted light of the second light flux generated in the common area, of the second optical information recording medium to the reproducing and / or recording of information for the second optical information recording medium and focused on the information recording surface, said third light flux generated in the common area n3-order diffracted light, the third optical information recording to the reproducing and / or recording of information for the third optical information recording medium characterized by condensing a medium on the information recording surface of.
【0175】 [0175]
上記各対物レンズによれば、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する光束の回折次数が上式を満たすように回折光学素子の回折構造を決定するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する各光束に対して、それぞれ高い回折効率を得ることができる。 According to the above objective lens, because the diffraction order of the light beam used for recording and reproducing of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium to determine the diffractive structure of the diffractive optical element so as to satisfy the above equation, for each light flux used for recording and reproducing of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, it is possible to obtain a high diffraction efficiency, respectively. さらに、この回折構造の作用により、第1保護基板乃至第3保護基板の厚さのうち、少なくとも2つの異なる保護基板の厚さの差によって発生する球面収差を補正するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記録または再生を良好に行うことができる。 Further, by the action of the diffractive structure, of the thickness of the first protective substrate to the third protective substrate, because to correct the spherical aberration caused by a difference in thickness of at least two different protective substrate, a first optical information recording for all medium to the third optical information recording medium, the recording or reproducing of information can be performed well. また、回折構造の作用により、波長の異なるそれぞれの光源からの光束が対物レンズに入射した場合に、レンズ材料の分散によって変化する球面収差を補正するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記録または再生を良好に行うことができる。 Further, by the action of the diffractive structure, when the light beams from different respective sources wavelengths is incident on the objective lens, because to correct the spherical aberration that varies with the dispersion of the lens material, the first optical information recording medium to the third optical for all of the information recording medium, the recording or reproducing of information can be performed well.
【0176】 [0176]
上記各対物レンズにおいて、前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことが好ましい。 In the above objective lens, the diffraction order n1 to n3 preferably satisfies the following equation.
|n2|=INT(λ1・|n1|/λ2) | N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3) | N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
|n1|>|n2|≧|n3| | N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・|n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。 However, n1 is 0, is an integer other than ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is λ1 · | is an integer obtained by rounding off / λ2, INT (λ1 · | | n1 n1 | / λ3) is λ1 · | is an integer obtained by rounding off / λ3 | n1.
【0177】 [0177]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4 | INT (λ1 · | n1 | / λ2) - (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
|INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・|n1|/λ3)|<0.4 | INT (λ1 · | n1 | / λ3) - (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4
【0178】 [0178]
また、前記回折構造に入射する前記波長λ1の光束の光量をI IN (λ1)、該I IN (λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折構造を通過した後の光量をI OUT (λ1)、前記回折構造に入射する前記波長λ2の光束の光量をI IN (λ2)、該I IN (λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折構造を通過した後の光量をI OUT (λ2)、前記回折構造に入射する前記波長λ3の光束の光量をI IN (λ3)、該I IN (λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折構造を通過した後の光量をI OUT (λ3)としたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the light quantity of the light flux with wavelength .lambda.1 incident on the diffractive structure I IN (λ1), the amount of light after the light flux with wavelength .lambda.1 has passed the diffractive structure having the light quantity of the I IN (λ1) I OUT (.lambda.1), the amount of light flux of the wavelength .lambda.2 incident on the diffractive structure I iN (λ2), the amount of light after the light flux with wavelength .lambda.2 has passed the diffractive structure having the light quantity of the I iN (λ2) I OUT (λ2), wherein the amount of light flux of the wavelength [lambda] 3 that enters the diffractive structure I iN (λ3), the light flux with wavelength [lambda] 3 with a quantity of the I iN (λ3) is after passing through the diffractive structure when the amount of light was I OUT (λ3), it is preferable to satisfy the following equation.
OUT (λ1)/I IN (λ1)>0.7 I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
OUT (λ2)/I IN (λ2)>0.7 I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
OUT (λ3)/I IN (λ3)>0.7 I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7
【0179】 [0179]
また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive structure has a wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
300nm<λB<500nm 300nm <λB <500nm
|n1│≦10 | N1│ ≦ 10
【0180】 [0180]
また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive structure has a wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
340nm<λB<440nm 340nm <λB <440nm
|n1│=2 | N1│ = 2
|n2|=1 | N2 | = 1
|n3|=1 | N3 | = 1
【0181】 [0181]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
350nm<λB<420nm 350nm <λB <420nm
【0182】 [0182]
また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することが好ましい。 Further, the objective lens, when the light of 5nm wavelength longer than the wavelength λ1 is incident, it is preferable that the spherical aberration has a wavelength dependency of the spherical aberration that varies over correction direction.
【0183】 [0183]
また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが短くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the objective lens, when the light of 5nm wavelength longer than the wavelength λ1 enters, has a wavelength dependence of longitudinal chromatic aberration that varies in the direction in which the back focus becomes shorter, 5nm longer than the wavelength λ1 ΔCA the variation of the back focus when the light is incident wavelength, when the light of the wavelength λ1 from 5nm longer wavelength is the ΔSA a variation of a marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when the incident, the following equation preferably satisfies.
−1<ΔCA/ΔSA<0 -1 <ΔCA / ΔSA <0
【0184】 [0184]
また、波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記復数の輪帯の各位置を、 The wavelength .lambda.B, the respective positions of the recovery speed of the ring-shaped zones optimized the diffractive structure in the diffraction order n1,
Φ =|n1|・(b ・h +b ・h +b ・h +・・・・・) Φ b = | n1 | · ( b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ·····)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b 、b 、b 、・・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、 Is when expressed by optical path difference function is (here defined by, h is a height from the optical axis (mm), b 2, b 4, b 6, respectively ...... secondary, fourth, sixth, an optical path difference function coefficient ...... (also referred to as a diffraction surface coefficient)),
PD=Σ(−2・|n1|・b PD = Σ (-2 · | n1 | · b 2)
により定義される回折構造のみのパワー(mm −1 )が次式を満たすことが好ましい。 It is preferable that the power of only the diffractive structure defined (mm -1) satisfies the following equation by.
0.5×10 −2 <PD<5.0×10 −2 0.5 × 10 -2 <PD <5.0 × 10 -2
【0185】 [0185]
また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive structure has a wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
400nm<λB<430nm 400nm <λB <430nm
|n1|=6 | N1 | = 6
|n2│=4 | N2│ = 4
|n3|=3 | N3 | = 3
【0186】 [0186]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
405nm<λB<425nm 405nm <λB <425nm
【0187】 [0187]
また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することが好ましい。 Further, the objective lens, when the light of 5nm wavelength longer than the wavelength λ1 is incident, it is preferable that the spherical aberration has a wavelength dependency of the spherical aberration that varies in the under correction direction.
【0188】 [0188]
また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが長くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the objective lens, when the light of 5nm wavelength longer than the wavelength λ1 enters, has a wavelength dependence of longitudinal chromatic aberration that varies in the direction in which the back focus becomes longer, 5nm longer than the wavelength λ1 ΔCA the variation of the back focus when the light is incident wavelength, when the light of the wavelength λ1 from 5nm longer wavelength is the ΔSA a variation of a marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when the incident, the following equation preferably satisfies.
−1<ΔCA/ΔSA<0 -1 <ΔCA / ΔSA <0
【0189】 [0189]
また、波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、 The wavelength .lambda.B, the respective positions of the plurality of ring-shaped zones optimized the diffractive structure in the diffraction order n1,
Φ =|n1|・(b ・h +b ・h +b ・h +・・・・・) Φ b = | n1 | · ( b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ·····)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b 、b 、b ・・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、 Is when expressed by optical path difference function is (here defined by, h is a height from the optical axis (mm), b 2, b 4, b 6 ······ Each secondary, fourth, sixth next, an optical path difference function coefficients of ...... (also referred to as a diffraction surface coefficient)),
PD=Σ(−2・|n1|・b PD = Σ (-2 · | n1 | · b 2)
により定義される回折構造のみのパワー(mm −1 )が次式を満たすことが好ましい。 It is preferable that the power of only the diffractive structure defined (mm -1) satisfies the following equation by.
−5.0×10 −2 <PD<2.0×10 −2 -5.0 × 10 -2 <PD <2.0 × 10 -2
【0190】 [0190]
また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive structure has a wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
390nm<λB<420nm 390nm <λB <420nm
|n1|=8 | N1 | = 8
|n2|=5 | N2 | = 5
│n3|=4 │n3 | = 4
【0191】 [0191]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
395nm<λB<415nm 395nm <λB <415nm
【0192】 [0192]
また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive structure has a wavelength .lambda.B, together are optimized by the diffraction order n1, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
390nm<λB<420nm 390nm <λB <420nm
|n1|=10 | N1 | = 10
|n2|=6 | N2 | = 6
│n3|=5 │n3 | = 5
【0193】 [0193]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
395nm<λB<412nm 395nm <λB <412nm
【0194】 [0194]
また、前記屈折型レンズの近軸パワーをP1(mm −1 )、前記回折光学素子の近軸パワーをP2(mm −1 )としたとき、次式|P1/P2|≦0.2 Further, the refractive paraxial power of the lens P1 (mm -1), when the paraxial power of the diffractive optical element was P2 (mm -1), the following equation | P1 / P2 | ≦ 0.2
を満たすことが好ましい。 Preferably satisfies.
【0195】 [0195]
また、前記回折光学素子を透過して前記屈折型レンズに入射する光束のマージナル光線が収斂光線であることが好ましい。 Further, it is preferable that the marginal ray of the light beam incident on the refracting lens passes through the diffractive optical element is a convergent light beam.
【0196】 [0196]
また、前記回折構造は、平面上に形成されたことが好ましい。 Further, the diffractive structure is preferably formed on a plane. また、前記回折構造は、非球面上に形成されたことが好ましい。 Further, the diffractive structure is preferably formed on the aspherical surface. また、少なくとも2つの光学面上に、前記回折構造が形成されたことが好ましい。 Further, on at least two optical surfaces, it is preferable that the diffractive structure is formed.
【0197】 [0197]
また、前記回折光学素子はプラスチック材料から形成されたことが好ましい。 Further, it is preferable that the diffractive optical element is formed from a plastic material. また、前記屈折型レンズは、プラスチック材料から形成されたことが好ましい。 Further, the refractive lens is preferably formed from a plastic material.
【0198】 [0198]
また、前記屈折型レンズは、ガラス材料から形成されたことが好ましい。 Further, the refractive lens is preferably formed from a glass material. 前記ガラス材料は、転移点Tgが400℃以下であることが好ましい。 The glass material is preferably transition point Tg of 400 ° C. or less.
【0199】 [0199]
また、光束を規制する絞りが、前記回折光学素子の前記屈折型レンズ側に位置する光学面と、前記屈折型レンズの前記回折光学素子側に位置する光学面との間に配置されたことが好ましい。 The diaphragm for regulating a light flux, and an optical surface positioned in said refractive lens side of the diffractive optical element, that is disposed between the optical surface located on the diffractive optical element side of the refractive lens preferable.
【0200】 [0200]
また、前記屈折型レンズは、所定の結像倍率m、前記波長λ1、前記第1保護基板の厚さt1、前記像側開口数NA1の組合せに対してその波面収差が0.07λ1rms以下となるように収差補正されていることが好ましい。 Further, the refractive lens, the predetermined image forming magnification m, the wavelength .lambda.1, the thickness of the first protective substrate t1, the wavefront aberration with respect to a combination of the image side numerical aperture NA1 becomes less 0.07λ1rms which is preferably aberration correction so.
【0201】 [0201]
また、前記回折光学素子は、前記屈折型レンズと一体となってトラッキング駆動されることが好ましい。 Further, the diffractive optical element is preferably driven for tracking together with the refractive lens.
【0202】 [0202]
また、前記回折光学素子と前記屈折型レンズとはそれぞれ光学面と一体に成形されたフランジ部を有し、前記それぞれのフランジ部が嵌合されることで、前記回折光学素子と前記屈折型レンズとが一体化されることが好ましい。 Further, the diffraction has the optical element and the refractive lens flange portion formed integrally with the optical surface, respectively and, that said respective flange portions are fitted, the refractive lens and the diffractive optical element it is preferred that bets are integrated.
【0203】 [0203]
また、前記屈折型レンズは、1つのレンズ群から構成されたことが好ましい。 Further, the refractive lens is preferably composed of one lens group.
【0204】 [0204]
また、前記屈折型レンズと前記回折光学素子とを合わせた前記対物レンズ全系の前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、前記屈折型レンズの中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the focal length of the wavelength λ1 of the the refractive lens combined with diffractive optical element and the objective lens system f1 (mm), the center thickness of the refracting lens d (mm), the objective lens when the diameter of the light flux with wavelength λ1 incident was .phi.1 (mm), the third working distance of the objective lens when the reproducing and / or recording information for the optical information recording medium fB3 (mm), the it is preferable to satisfy the following equation.
0.7<d/f1<1.5 0.7 <d / f1 <1.5
2.8<Φ1<5.8 2.8 <Φ1 <5.8
fB3>0.2 fB3> 0.2
【0205】 [0205]
また、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3とした場合に、次式を満たすことが好ましい。 Further, the imaging magnification of the objective lens when the reproducing and / or recording of information for the third optical information recording medium in the case of the m3, it is preferable to satisfy the following equation.
m3<0 m3 <0
【0206】 [0206]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
−0.25<m3<−0.05 -0.25 <m3 <-0.05
【0207】 [0207]
また、前記対物レンズにより前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸上に配置された前記第3光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA3内で測定した際のコマ収差成分と、前記対物レンズにより前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸からその垂直方向に0.2mm離れた位置に配置された前記第3光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA3内で測定した際のコマ収差成分との差が、0.07λ3rmsより小さいことが好ましい。 Further, the condensed by the objective lens on the information recording surface of the third optical information recording medium, the wavefront aberration of the light flux from the third light source disposed on the optical axis within the image side numerical aperture NA3 the coma aberration component when measured, the focused on the information recording surface of the third optical information recording medium by the objective lens, the first arranged from the optical axis at a distance 0.2mm in its vertical direction the difference between the coma aberration component when measuring wavefront aberration within the image side numerical aperture NA3 of the light beam from the third light source is preferably smaller than 0.07Ramuda3rms.
【0208】 [0208]
また、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2とした場合に、次式を満たすことが好ましい。 Further, the imaging magnification of the objective lens when the reproducing and / or recording of information for the second optical information recording medium in the case of the m2, it is preferable to satisfy the following equation.
m2<0 m2 <0
【0209】 [0209]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
−0.20<m2<−0.02 -0.20 <m2 <-0.02
【0210】 [0210]
また、前記対物レンズにより前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸上に配置された前記第2光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA2内で測定した際のコマ収差成分と、前記対物レンズにより前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸からその垂直方向に0.2mm離れた位置に配置された前記第2光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA2内で測定した際のコマ収差成分との差が、0.07λ2rmsより小さいことが好ましい。 Further, the condensed by the objective lens on the information recording surface of the second optical information recording medium, the wavefront aberration of the light flux from the second light source disposed on the optical axis within the image side numerical aperture NA2 the coma aberration component when measured, the focused on the information recording surface of the second optical information recording medium by the objective lens, the first arranged from the optical axis at a distance 0.2mm in its vertical direction the difference between the coma aberration component in the wavefront aberration measured in the said image-side numerical aperture NA2 of the light beam from the second light source is preferably smaller than 0.07Ramuda2rms.
【0211】 [0211]
また、前記像側開口数NA1及びNA2は、 Further, the image side numerical aperture NA1 and NA2 are
NA1>NA2 NA1> NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記第2光情報記録媒体の情報面上まで到達するとともに、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより大きい状態であることが好ましい。 Fulfills the light flux with wavelength λ2 passing through the corresponding region in the image side numerical aperture NA2 of the objective lens is within the image side numerical aperture NA2, on the information recording surface of the second optical information recording medium in the wavefront aberration is 0.07λ2rms smaller state, and the light flux with wavelength λ2 passing through the area corresponding to the image side numerical aperture NA2 from NA1 of the objective lens, the second optical information recording medium together reaches the information plane that the light flux with wavelength λ2 is in the image side numerical aperture within NA1, on the information recording surface of the second optical information recording medium, the wavefront aberration is 0.07λ2rms greater state It is preferred.
【0212】 [0212]
また、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ2rmsより大きい状態であることが好ましい。 Further, the light flux with wavelength λ2 is within the image side numerical aperture NA2, on the information recording surface of the second optical information recording medium, the wavefront aberration is 0.05λ2rms smaller state, and said image-side opening the number within NA1, on the information recording surface of the second optical information recording medium, it is preferred wavefront aberration is 0.20λ2rms larger state.
【0213】 [0213]
また、前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA2において不連続であることが好ましい。 Further, the spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light flux with wavelength λ2 passing through the corresponding region in the image side numerical aperture NA2 of the objective lens, the image of said objective lens spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light flux with wavelength λ2 passing through the areas corresponding to the side numerical aperture NA2 NA1 is to be discontinuous at the image side numerical aperture NA2 preferable.
【0214】 [0214]
また、前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる次数で最適化されていることが好ましい。 Further, the optical surface of the diffractive optical element in which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in a region corresponding to the image side numerical aperture NA2, the second light flux of the wavelength λ2 from the second light source among diffracted light of the second light flux generated when the incident and diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount, the diffractive structure formed in a region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA2, the among diffracted light of the second light flux which the second light flux of the wavelength λ2 from the second light source is generated when the incident diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount, a different orders from each other, the image and the diffractive structure formed on a region corresponding to the side numerical aperture NA2, the diffractive structure formed in a region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA2 is preferably optimized in different orders from each other.
【0215】 [0215]
また、前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることが好ましい。 Further, the optical surface of the diffractive optical element in which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in a region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA2, the wavelength .lambda.1, is optimized at a predetermined diffraction order it is preferable to have.
【0216】 [0216]
また、前記対物レンズは、 Further, the objective lens,
NA1>NA2 NA1> NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束が前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することが好ましい。 It fulfills the blocks the light flux of the wavelength λ2 incident from the image side numerical aperture NA2 of the objective lens in a region corresponding to NA1, the area corresponding to the image side numerical aperture NA2 from NA1 of the objective lens having an opening switching means capable light beam is prevented from reaching the information recording surface of the second optical information recording medium with wavelength λ2 incident is preferred.
【0217】 [0217]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ2の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。 Further, the aperture switching unit is configured to transmit the light flux with wavelength λ1 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 from NA1 of the objective lens, corresponding to said image side numerical aperture NA2 from NA1 of the objective lens it is preferred to have a wavelength selectivity so as to block the light flux of wavelength λ2 incident on the region.
【0218】 [0218]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。 Further, the aperture switching unit, it is preferable that the a wavelength selective filter formed on the optical surface of the objective lens.
【0219】 [0219]
また、前記対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3は、 Further, the image side numerical aperture NA1 of the objective lens, NA2, NA3 is
NA1>NA2>NA3 NA1> NA2> NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより大きい状態であることが好ましい。 Fulfills, the light flux with wavelength λ3 that passes through the area corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens is within the image side numerical aperture NA3, the third optical information recording medium information recording surface in the wavefront aberration is 0.07λ3rms smaller state, and the light flux with wavelength λ3 that passes through the area corresponding to the image side numerical aperture NA3 from NA1 of the objective lens, the third optical information recording medium together reaches on the information recording surface, the light flux of the wavelength λ3 is, in the image side numerical aperture within NA1, on the information recording surface of the third optical information recording medium, the wavefront aberration is in 0.07λ3rms greater state it is preferable.
【0220】 [0220]
また、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ3rmsより大きい状態であることが好ましい。 Further, the light flux with wavelength λ3 is within the image side numerical aperture NA3, on the information recording surface of the third optical information recording medium, the wavefront aberration is 0.05λ3rms smaller state, and said image-side opening the number within NA1, on the information recording surface of the third optical information recording medium, it is preferred wavefront aberration is 0.20λ3rms larger state.
【0221】 [0221]
また、前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA3において不連続であることが好ましい。 Further, the spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light flux of the wavelength λ3 that passes through the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens, the image of said objective lens spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light flux of the wavelength λ3 that passes through the area corresponding to the side numerical aperture NA3 NA1 is to be discontinuous at the image side numerical aperture NA3 preferable.
【0222】 [0222]
また、前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第3光源からの波長λ3の第2光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる波長と、互いに異なる次数で最適化されていることが好 Further, the optical surface of the diffractive optical element in which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in a region corresponding to the image side numerical aperture NA3, the third light flux of wavelength λ3 from the third light source among diffracted light of the third light flux generated when the incident and diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount, the diffractive structure formed in a region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA3, the among diffracted light of the third light flux by the second light flux of wavelength λ3 from the third light source is generated when the incident diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount, a different orders from each other, the image and the diffractive structure formed on a region corresponding to the side numerical aperture NA3, the diffractive structure formed in a region corresponding to the image side numerical aperture NA3 from NA1 are different wavelength from each other, it is optimized in different orders from each other good is that you are ましい。 Masui.
【0223】 [0223]
また、前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることが好ましい。 Further, the optical surface of the diffractive optical element in which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in a region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA2, the wavelength .lambda.1, is optimized at a predetermined diffraction order it is preferable to have.
【0224】 [0224]
また、前記対物レンズは、 Further, the objective lens,
NA1>NA2>NA3 NA1> NA2> NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束が前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することが好ましい。 It fulfills the blocks the light flux of the wavelength λ3 incident from the image side numerical aperture NA3 of the objective lens in a region corresponding to NA1, the area corresponding to the image side numerical aperture NA3 from NA1 of the objective lens having an opening switching means capable light beam is prevented from reaching the information recording surface of the third optical information recording medium of the wavelength λ3 incident is preferred.
【0225】 [0225]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束と波長λ2の光束とを透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。 Further, the aperture switching unit is configured to transmit the light flux of the light flux and the wavelength λ2 of the wavelength λ1 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 from NA1 of the objective lens, the image side numerical aperture of the objective lens it is preferred to have a wavelength selectivity so as to block the light flux of the wavelength λ3 incident on the region corresponding several NA3 to NA1.
【0226】 [0226]
また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。 Further, the aperture switching unit, it is preferable that the a wavelength selective filter formed on the optical surface of the objective lens.
【0227】 [0227]
また、次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
0.0≦t1<0.3 0.0 ≦ t1 <0.3
0.5≦t2<0.7 0.5 ≦ t2 <0.7
1.0≦t3<1.3 1.0 ≦ t3 <1.3
0.99>NA1≧0.70 0.99> NA1 ≧ 0.70
0.70>NA2≧0.55 0.70> NA2 ≧ 0.55
1.55>NA3≧0.40 1.55> NA3 ≧ 0.40
【0228】 [0228]
また、本発明による回折光学素子は、上述の各対物レンズに適用可能なものである。 Further, the diffractive optical element according to the present invention is applicable to the objective lens described above.
【0229】 [0229]
また、本発明による更に別の光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、上述の対物レンズを備えたことを特徴とする。 Further, still another optical pickup apparatus according to the present invention, the reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 and / or recorded using a light beam from the first light source wavelength λ1 performed, performs reproduction of information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a thickness of t2 (t2 ≧ t1) and / or recorded using a light beam from the second light source wavelength λ2 (λ1 <λ2) light performs third reproducing information for the optical information recording medium and / or recording with a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) by using the light flux from the third light source of the wavelength λ3 (λ2 <λ3) a pick-up device, characterized by comprising the aforementioned objective lens. また、この光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像の記録、及び/または、音声及び/または画像の再生が可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。 Further, the optical pickup device equipped with the recording of audio and / or image, and / or can be configured to record and playback apparatus according to the present invention to allow reproduction of the audio and / or image.
【0230】 [0230]
また、本発明による更に別の対物レンズは、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、前記光ピックアップ装置は、前記第1保護基板乃至第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段を有し、前記波長λ1の光束によ Further, yet another objective lens according to the present invention performs reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 and / or recorded using a light beam from the first light source wavelength λ1 performs reproduction of information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a thickness of t2 (t2 ≧ t1) and / or recorded using a light beam from the second light source wavelength λ2 (λ1 <λ2), wavelength λ3 (λ2 <λ3) third third optical pickup for reproducing information on an optical information recording medium and / or recording with a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) by using a light beam from a light source of a objective lens for the device, the optical pickup apparatus, have a substrate thickness difference correcting means for correcting the spherical aberration which changes due to the difference in thickness of the first protective substrate to the third protective substrate and, in the light flux of the wavelength λ1 り、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm1とした場合に、前記対物レンズは、前記波長λ1、前記第1保護基板の厚さt1、前記像側開口数NA1、前記結像倍率m1の組み合わせにおいて、球面収差が最小にあるように最適化されたことを特徴とする。 Ri, the first optical information recording medium reproducing and / or the predetermined image side numerical aperture of the objective lens necessary for recording to NA1, the reproduction and / or recording of information for the first optical information recording medium the imaging magnification of the objective lens in the case of the m1, the objective lens is the combination of the wavelength .lambda.1, the thickness of the first protective substrate t1, the image side numerical aperture NA1, the imaging magnification m1 in the case of performing in, wherein the spherical aberration is optimized to be minimized.
【0231】 [0231]
この対物レンズによれば、第1光情報記録媒体に用いられる波長の最も短い光束について球面収差が最小となるとともに3種類の異なる光情報記録媒体について情報の記録または再生を行うときに適用できる対物レンズを提供できる。 According to this objective lens, an objective that can be applied when the spherical aberration for the shortest light flux of wavelength used in the first optical information recording medium for recording or reproducing information for three different optical information recording medium with a minimum lens can provide.
【0232】 [0232]
前記対物レンズは屈折型レンズであることが好ましく、また、前記対物レンズは1つのレンズ群から構成されることが好ましい。 Wherein preferably the objective lens is a refractive type lens, also the objective lens is preferably composed of one lens group.
【0233】 [0233]
この場合、前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB1(mm)としたとき、次式を満たすことが好ましい。 In this case, the focal distance in the wavelength λ1 of the objective lens f1 (mm), the center thickness d (mm), the diameter of the light flux with wavelength λ1 incident on the objective lens .phi.1 (mm), the first when the working distance of the objective lens when the reproducing and / or recording information for the optical information recording medium and fB1 (mm), it is preferable to satisfy the following equation.
0.7<d/f1<1.5 0.7 <d / f1 <1.5
2.8<Φ1<5.8 2.8 <Φ1 <5.8
fB1>0.5 fB1> 0.5
【0234】 [0234]
上述の対物レンズは、プラスチック材料から形成されるか、または、ガラス材料から形成されることが好ましい。 Above the objective lens is either formed from a plastic material, or, is preferably formed of a glass material.
【0235】 [0235]
前記ガラス材料は、ガラス転移点Tgが400℃以下であることが好ましい。 The glass material preferably has a glass transition point Tg of 400 ° C. or less.
【0236】 [0236]
また、上述の対物レンズでは次式を満たすことが好ましい。 Further, it is preferable to satisfy the following equation in the above objective.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
0.0mm≦t1<0.3mm 0.0mm ≦ t1 <0.3mm
0.99>NA1≧0.70 0.99> NA1 ≧ 0.70
【0237】 [0237]
また、本発明による更に別の光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、上述の対物レンズを備えたことを特徴とする。 Further, still another optical pickup apparatus according to the present invention, the reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 and / or recorded using a light beam from the first light source wavelength λ1 performed, performs reproduction of information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a thickness of t2 (t2 ≧ t1) and / or recorded using a light beam from the second light source wavelength λ2 (λ1 <λ2) light performs third reproducing information for the optical information recording medium and / or recording with a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) by using the light flux from the third light source of the wavelength λ3 (λ2 <λ3) a pick-up device, characterized by comprising the aforementioned objective lens. これにより、特に第1光情報記録媒体について安定して情報の記録及び/または再生を行うことができる。 Thus, in particular for recording and / or reproducing information stably for the first optical information recording medium. また、この光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像を記録し、及び/または、音声及び/または画像を再生可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。 Further, the optical pickup device equipped to record audio and / or image, and / or can be configured to record and playback apparatus according to the present invention so as to enable play audio and / or image.
【0238】 [0238]
また、本発明による光学素子は、波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置用の光学素子であって、前記光学素子の入射瞳面を、光軸近 The optical element according to the present invention performs reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 by using the first light flux from the first light source wavelength λ1 and / or recording, performs reproduction of information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a thickness of t2 (t2 ≧ t1) and / or recorded using a second light flux from the second light source wavelength λ2 (λ1 <λ2) the third reproducing information for the third optical information recording medium having a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) by using the light flux and / or recording from the third light source of the wavelength λ3 (λ2 <λ3) performed, and the reproduction and / or recording of information for the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, an optical element for the optical pickup device using the common objective lens, the optical element the entrance pupil plane, the optical axis near から外側に向かって順に、第1光束領域、第2光束領域、第3光束領域、の輪帯状の3つの光束領域に分割した場合に、前記各光束領域に入射した光束が通過する前記光学素子の領域をそれぞれ、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光学領域、第2光学領域、第3光学領域、としたとき、前記第1光学領域に入射した前記第1乃至第3光束は、それぞれ前記第1乃至第3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光し、かつ、前記第2光学領域に入射した前記第1及び第2光束は、それぞれ前記第1及び第2光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第2光学領域に入射した前記第3光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成せず、かつ、前記第 Sequentially outwardly from, the first light flux region, second light flux region, in the case of dividing the third light flux region, three light flux regions of the annular, the optical element where the light beam incident to the each light flux region passes the areas respectively, in order from the vicinity of the optical axis toward the outside, the first optical region, second optical region, the third optical region, and the time, the first through third light flux incident on the first optical region , on each information recording surface of each of the first through third optical information recording medium is condensed to form a good wavefront, and wherein the first and second light flux incident on the second optical region, Although each condenses to form a good wavefront on each information recording surface of the first and second optical information recording medium, wherein the third light flux second incident on the optical region, the third optical information not form a good wave front on the information recording surface of the recording medium, and the second 3光学領域に入射した前記第1光束は、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第3光学領域に入射した前記第2及び第3光束は、それぞれ前記第2及び3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成しないことを特徴とする。 3 wherein the first light beam incident on the optical region is converged so as to form a good wave front on the information recording surface of the first optical information recording medium, the second and incident on the third optical region the third light flux is characterized in that on each information recording surface of each of the second and third optical information recording medium does not form a good wavefront.
【0239】 [0239]
この光学素子によれば、3つの光学領域を有し3種類の異なる光情報記録媒体について情報の記録及び/または再生を行う光ピックアップ装置に適用できる光学素子を提供できる。 According to this optical element, it is possible to provide an optical element that can be applied to an optical pickup apparatus for recording and / or reproducing information for three different optical information recording medium having three optical region.
【0240】 [0240]
また、本発明による別の光学素子は、波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置用の光学素子であって、前記光学素子の入射瞳面を、光 Further, another optical element according to the present invention, the reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 and / or recorded using a first light flux from the first light source wavelength λ1 performed, the wavelength λ2 (λ1 <λ2) reproducing the second information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a second light beam from the light source thickness t2 (t2 ≧ t1) of and / or recording was carried out, the wavelength λ3 (λ2 <λ3) reproducing the third information for the third optical information recording medium having a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) by using the third light flux from a light source and / or performs recording and reproduction and / or recording of information for the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, an optical element for the optical pickup device using the common objective lens, the optical the entrance pupil plane of the element, light 近傍から外側に向かって順に、第1光束領域、第2光束領域、第3光束領域、の輪帯状の3つの光束領域に分割した場合に、前記各光束領域に入射した光束が通過する前記光学素子の領域をそれぞれ、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光学領域、第2光学領域、第3光学領域、としたとき、前記第1光学領域に入射した前記第1乃至第3光束は、それぞれ前記第1乃至第3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光し、かつ、前記第2光学領域に入射した前記第1及び第2光束は、それぞれ前記第1及び第2光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第2光学領域に入射した前記第3光束は、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達せず、かつ、前記第3 Sequentially from the vicinity outwardly, the first light flux region, second light flux region, in the case of dividing into three light flux regions of the annular third light flux region, said optical light beam incident to the each light flux region passes each area of ​​the element, in order from the vicinity of the optical axis toward the outside, the first optical region, second optical region, the third optical region, and the time, the first to third light flux incident on the first optical region has, on each information recording surface of each of the first through third optical information recording medium is condensed to form a good wavefront, and wherein the first and second light flux incident on the second optical region Although each condenses to form a good wavefront on each information recording surface of the first and second optical information recording medium, the second the third light flux entering the optical region is shut off said first 3 does not reach the information recording surface of the optical information recording medium, and the third 光学領域に入射した前記第1光束は、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第3光学領域に入射した前記第2光束は、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成しないとともに、前記第3光学領域に入射した前記第3光束は、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないことを特徴とする。 The first light beam incident on the optical region is converged so as to form a good wave front on the information recording surface of the first optical information recording medium, the second light beam incident on the third optical region , together do not form a good wave front on the information recording surface of the second optical information recording medium, the third the third light flux entering the optical area, the information recording surface of the blocked the third optical information recording medium characterized in that it does not reach.
【0241】 [0241]
この光学素子によれば、3つの光学領域を有し3種類の異なる光情報記録媒体について情報の記録及び/または再生を行う光ピックアップ装置に適用できる光学素子を提供できる。 According to this optical element, it is possible to provide an optical element that can be applied to an optical pickup apparatus for recording and / or reproducing information for three different optical information recording medium having three optical region.
【0242】 [0242]
上述の光学素子は、前記第2及び第3光学領域に入射した前記第3光束が、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないようにすることができる光束切替手段を有する光ピックアップ装置に用いられることが好ましい。 The optical element described above, the third light flux incident on the second and third optical region is blocked with a light beam-switching means can be prevented from reaching the information recording surface of the third optical information recording medium it is preferable for use in an optical pickup device.
【0243】 [0243]
この場合、前記光束切替手段は、前記光学素子の光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。 In this case, the light beam switching means is preferably a wavelength selective filter formed on the optical surface of the optical element.
【0244】 [0244]
また、本発明による更に別の光学素子は、波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置用の光学素子であって、前記光学素子の入射瞳面を Further, yet another optical element according to the present invention, reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 by using the first light flux from the first light source wavelength λ1 and / or recording was carried out, the wavelength λ2 (λ1 <λ2) reproducing information for the second optical information recording medium having a second protective substrate with a thickness of t2 (t2 ≧ t1) by using a second light flux from the second light source and / or perform recording, the wavelength λ3 (λ2 <λ3) third using a third light beam from the light source thickness t3 (t3 ≧ t2) third reproducing information for the third optical information recording medium having a protective substrate and the / or performs the recording and the reproducing and / or recording of information for the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, an optical element for the optical pickup device using the common objective lens, wherein the entrance pupil surface of the optical element 光軸近傍から外側に向かって順に、第1光束領域、第2光束領域、第3光束領域、の輪帯状の3つの光束領域に分割した場合に、前記各光束領域に入射した光束が通過する前記光学素子の領域をそれぞれ、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光学領域、第2光学領域、第3光学領域、としたとき、前記第1光学領域に入射した前記第1乃至第3光束は、それぞれ前記第1乃至第3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光し、かつ、前記第2光学領域に入射した前記第1及び第2光束は、それぞれ前記第1及び第2光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第2光学領域に入射した前記第3光束は、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達せず、かつ、前記 In order from the vicinity of the optical axis toward the outside, the first light flux region, second light flux region, in the case of dividing into three light flux regions of the annular third light flux region, the light flux incident to the each light flux region passes each region of the optical element, in order from the vicinity of the optical axis toward the outside, the first optical region, second optical region, the third optical region, and the time, the first to incident on the first optical region 3, the light beam, on the information recording surface of each of the first through third optical information recording medium is condensed to form a good wavefront, and wherein the first and second incident on the second optical region the light beam is respectively focused so as to form a good wavefront on each information recording surface of the first and second optical information recording medium, the third light beam incident on the second optical region is shut off It does not reach the information recording surface of the third optical information recording medium, and wherein 第3光学領域に入射した前記第1光束は、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第3光学領域に入射した前記第2及び第3光束は、ともに遮断されそれぞれ前記第2及び第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないことを特徴とする。 3 wherein the first light beam incident on the optical region is converged so as to form a good wave front on the information recording surface of the first optical information recording medium, the second incident on the third optical region and the third light flux, characterized in that it does not reach the both information recording surface of each blocked the second and third optical information recording medium.
【0245】 [0245]
この光学素子によれば、3つの光学領域を有し3種類の異なる光情報記録媒体について情報の記録及び/または再生を行う光ピックアップ装置に適用できる光学素子を提供できる。 According to this optical element, it is possible to provide an optical element that can be applied to an optical pickup apparatus for recording and / or reproducing information for three different optical information recording medium having three optical region.
【0246】 [0246]
上述の光学素子は、前記第2及び第3光学領域に入射した前記第3光束が、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないようにするとともに、前記第3光学領域に入射した前記第2光束が、遮断され前記第2光情報記録媒体の情報記録面に到達しないようにすることができる光束切替手段を有する光ピックアップ装置に用いられることが好ましい。 The optical element described above, with the third light flux incident on the second and third optical region is blocked from reaching the information recording surface of the third optical information recording medium, the third optical region the second light beam incident is preferably used in an optical pickup device having a light beam switching means which can be shut off so as not to reach the information recording surface of the second optical information recording medium.
【0247】 [0247]
この場合、前記光束切替手段は前記光学素子の光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。 In this case, it is preferable that the light beam switching means is a wavelength selective filter formed on the optical surface of the optical element.
【0248】 [0248]
また、前記光学素子は、対物レンズであることが好ましい。 Further, the optical element is preferably an objective lens.
【0249】 [0249]
また、前記光学素子は、前記対物レンズの光束入射面側に配置されることが好ましい。 Further, the optical element is preferably disposed on the light incident side of the objective lens.
【0250】 [0250]
また、前記光学素子は、前記対物レンズと一体になってトラッキング駆動されることが好ましい。 Further, the optical element is preferably driven for tracking integrated with the objective lens.
【0251】 [0251]
また、前記第1光束を用いて、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う際の前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記第2光束を用いて、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う際の前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2(NA2<NA1)、前記第3光束を用いて、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う際の前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、次式を満たすことが好ましい。 The first uses a light beam, the first optical information reproducing of information for the recording medium and / or recording the predetermined image side numerical aperture NA1 of the objective lens when performing, using the second light flux, the second optical information recording predetermined image side numerical aperture of the objective lens when the reproducing and / or recording of information to the medium NA2 (NA2 <NA1), using the third light flux, the third optical information when the predetermined image side numerical aperture of the objective lens when the reproducing and / or recording information on the recording medium NA3, and preferably satisfies the following equation.
NA2=N2・SINθ2 NA2 = N2 · SINθ2
NA3=N3・SINθ3 NA3 = N3 · SINθ3
ただし、 However,
SINθ2:前記第2光学領域の最周辺を通過した前記第2光束のマージナル光線の、前記対物レンズ最終面からの、光軸を基準として測った出射角θ2(deg)の絶対値の正弦SINθ3:前記第1光学領域の最周辺を通過した前記第3光束のマージナル光線の、前記対物レンズ最終面からの、光軸を基準として測った出射角θ3(deg)の絶対値の正弦N2:前記対物レンズの像側空間の前記波長λ2における屈折率N3:前記対物レンズの像側空間の前記波長λ3における屈折率【0252】 SINshita2: the marginal ray of the second light flux passing through the outermost periphery of the second optical region, wherein from the objective lens final surface, the sine of the absolute value of the output angle θ2 which is measured the optical axis as a reference (deg) SINθ3: wherein the third light flux of a marginal ray passing through the most peripheral of the first optical region, wherein from the objective lens final surface, the sine of the absolute value of the output angle θ3 which measured the optical axis as a reference (deg) N2: the objective refractive index at the wavelength λ2 of the lens image side space N3: refractive index [0252] in the wavelength λ3 of the image side space of the objective lens
この場合、前記第1乃至第3光学領域のうち、少なくとも1つの光学領域には、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成されることが好ましい。 In this case, among the first to third optical region, at least one optical region, it is preferable that the diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones are formed.
【0253】 [0253]
また、前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni1、前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni2、としたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the i-th optical region formed the diffractive structure, among diffracted light of the first light flux by the first light flux generated when the incident diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount ni1 the to the i-the diffractive structure formed in the optical region, among diffracted light of the second light flux and the second light flux generated when the incident, ni2 the diffraction order of the diffracted ray having the maximum diffracted light, when a, it is preferable to satisfy the following equation. |ni1|>|ni2|(ただし、iは、1または2または3) | Ni1 |> | ni2 | (where, i is 1 or 2 or 3)
【0254】 [0254]
この場合、前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni1、前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第3光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni3、としたとき、次式を満たすことが好ましい。 In this case, the i-th optical region formed the diffractive structure, among diffracted light of the first light flux by the first light flux generated when the incident diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount ni1, the i-th optical region formed the diffractive structure, among diffracted light of the second light flux and the third light flux generated when the incident diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount ni3 , when a, it is preferable to satisfy the following equation.
|ni1|>|ni3|(ただし、iは、1または2または3) | Ni1 |> | ni3 | (where, i is 1 or 2 or 3)
【0255】 [0255]
また、前記第2及び第3光学領域には、それぞれ同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成され、前記第2光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn21、前記第3光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn31、としたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, wherein the second and third optical regions is diffracted structure each consisting of a plurality of concentric annular zones are formed, the said diffractive structure formed in the second optical region, the first light flux is incident among diffracted light of the first light flux generated when, n21 the diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount, the said diffractive structure 3 is formed in the optical region, when the first light flux is incident among diffracted light of the first light flux generated, when the diffraction order of a diffracted ray having the maximum diffracted light amount n31, and it is preferable to satisfy the following equation.
|n31|≠|n21| | N31 | ≠ | n21 |
【0256】 [0256]
この場合、前記第2光学領域に形成された前記回折構造は、前記回折次数n21と波長λB2で最適化され、かつ、前記第3光学領域に形成された前記回折構造は、前記回折次数n31と波長λB3で最適化され、次式を満たすことが好ましい。 In this case, the the diffractive structure formed in the second optical region, the optimized diffraction orders n21 and the wavelength Ramudabi2, and the diffractive structure formed on the third optical region, and the diffraction order n31 is optimized by the wavelength Ramudabi3, it is preferable to satisfy the following equation.
λB2≠λB3 λB2 ≠ λB3
【0257】 [0257]
また、上述の回折光学素子は次式を満たすことが好ましい。 Further, the diffractive optical element described above preferably satisfies the following equation.
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
【0258】 [0258]
また、本発明による更に別の光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置であって、上述のいずれかの光学素子を Further, still another optical pickup apparatus according to the present invention, the first reproduction of information for the first optical information recording medium having a first protective substrate thickness t1 by using the first light flux from the light source and / or the wavelength λ1 perform recording, the wavelength λ2 (λ1 <λ2) second using a second light flux from the light source a thickness of t2 (t2 ≧ t1) reproducing information for the second optical information recording medium having a second protective substrate and / or performs the recording, the wavelength λ3 (λ2 <λ3) reproducing information for the third optical information recording medium having a third protective substrate thickness t3 (t3 ≧ t2) by using the third light flux from the third light source and / or performs recording and reproduction and / or recording of information for the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, an optical pickup device using the common objective lens, one of the above the optical element えたことを特徴とする。 And said that there were pictures. また、この光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像を記録し、及び/または、音声及び/または画像を再生可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。 Further, the optical pickup device equipped to record audio and / or image, and / or can be configured to record and playback apparatus according to the present invention so as to enable play audio and / or image.
【0259】 [0259]
本発明による更に別の光ピックアップ装置は、光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ピックアップ装置において、第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための波長λ1の光束を発生する第1光源と、第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための波長λ2(λ2>λ1)の光束を発生する第2光源と、第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための波長λ3(λ3>λ2)の光束を発生する第3光源と、入射光に対して所定の次数の回折光を発生する回折部と、前記第1乃至第3情報記録媒体の情報記録面に、前記第1乃至第3光源からの光束をそれぞれ集光させるために、前記第1乃至第3情報記録媒体に対向する位置に配置される対物 Yet another optical pickup apparatus according to the present invention is the optical pickup device for reproducing and / or recording information for the optical information recording medium, for reproducing and / or recording of information for the first optical information recording medium a first light source for generating a light beam of wavelength .lambda.1, a second light source for generating a light beam of wavelength λ2 (λ2> λ1) for conducting the reproducing and / or recording of information for the second optical information recording medium, the third light information third light source for generating a light beam of a wavelength for reproducing and / or recording information on the recording medium λ3 (λ3> λ2), and a diffractive portion for generating a predetermined order diffracted light with respect to incident light, the information recording surface of the first through third information recording medium, a light flux emitted from the first through third light source in order to respectively condensing, is arranged at a position opposed to the first to third information recording medium the objective ンズと、を有する集光光学系と、を具備し、前記波長λ1の光束が前記回折部を通過することで発生するn1次回折光の回折光量が、前記波長λ1の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きい場合に、前記波長λ2の光束が前記回折部を通過することで発生するn2次回折光の回折光量が、前記波長λ2の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、かつ、前記波長λ3の光束が前記回折部を通過することで発生するn3次回折光の回折光量が、前記波長λ3の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、さらに、前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことを特徴とする。 Comprising a focusing optical system having lens and a, a, n1 diffracted light of diffracted light which the light beam generated by passing through the diffraction portion of the wavelength λ1 is any other order of the light flux with wavelength λ1 of it is greater than diffracted light of the diffracted light, n2 diffracted light of diffracted light which the light beam generated by passing through the diffraction portion of the wavelength λ2 is, any other order diffracted light of the light flux with wavelength λ2 larger than the diffracted light, and, n3 diffracted light of diffracted light which the light flux with wavelength λ3 is generated by passing through the diffraction portion, any other diffracted light of orders of diffracted light of the light flux with wavelength λ3 more, further wherein the diffraction order n1 to n3 and satisfies the following equation.
|n2|=INT(λ1・|n1│/λ2) | N2 | = INT (λ1 · | n1│ / λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3) | N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
|n1|>|n2|≧|n3| | N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・│n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。 However, n1 is 0, is an integer other than ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is λ1 · | is an integer obtained by rounding off / λ2, INT (λ1 · | | n1 n1 | / λ3) is λ1 · │n1 | is an integer obtained by rounding off / λ3.
【0260】 [0260]
上記光ピックアップ装置は次式を満たすことが好ましい。 Is the optical pickup device preferably satisfies the following equation.
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4 | INT (λ1 · | n1 | / λ2) - (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
|INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・|n1|/λ3)|<0.4 | INT (λ1 · | n1 | / λ3) - (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4
【0261】 [0261]
また、前記集光光学系は、前記第1の光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ビームとして、前記n1次回折光を前記第1の光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記第2の光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ビームとして、前記n2次回折光を前記第2の光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記第3の光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ビームとして、前記n3次回折光を前記第3の光情報記録媒体の情報記録面上に集光することが好ましい。 Further, the light converging optical system, as a light beam for reproducing and / or recording of information for the first optical information recording medium, the information recording surface of the n1 the order diffracted light first optical information recording medium It focused on, as the reproduction of information for the second optical information recording medium and / or the light beam for recording, collecting the n2-order diffracted light on the information recording surface of the second optical information recording medium light and, as the third optical information recording medium the light beam for reproducing and / or recording of information to, for condensing the n3-order diffracted light on the information recording surface of the third optical information recording medium that It is preferred.
【0262】 [0262]
また、前記回折部に入射する前記波長λ1の光束の光量をI IN (λ1)、該I IN (λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折部を通過した後の光量をI OUT (λ1)、前記回折部に入射する前記波長λ2の光束の光量をI IN (λ2)、該I IN (λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折部を通過した後の光量をI OUT (λ2)、前記回折部に入射する前記波長λ3の光束の光量をI IN (λ3)、該I IN (λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折部を通過した後の光量をI OUT (λ3)としたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the light quantity of the light flux with wavelength .lambda.1 incident on the diffraction section I IN (λ1), the amount of light after the light flux with wavelength .lambda.1 passes the diffractive portion having a light intensity of the I IN (λ1) I OUT (.lambda.1), the amount of light flux of the wavelength .lambda.2 incident on the diffraction section I iN (λ2), the amount of light after the light flux with wavelength .lambda.2 passes the diffractive portion having a light intensity of the I iN (λ2) I OUT (λ2), light amount I iN of the light flux with wavelength [lambda] 3 that enters the diffraction section ([lambda] 3), the light flux with wavelength [lambda] 3 with a quantity of the I iN ([lambda] 3) is after passing through the diffraction portion when the amount of light was I OUT (λ3), it is preferable to satisfy the following equation.
OUT (λ1)/I IN (λ1)>0.7 I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
OUT (λ2)/I IN (λ2)>0.7 I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
OUT (λ3)/I IN (λ3)>0.7 I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7
【0263】 [0263]
また、前記第1情報記録媒体は、情報記録面の光束入射面側に所定の厚さt1を有する第1保護層を有し、前記第2情報記録媒体は、情報記録面の光束入射面側に所定の厚さt2(t2≧t1)を有する第2保護層を有し、前記第3情報記録媒体は、情報記録面の光束入射面側に所定の厚さt3(t3≧t2)を有する第3保護層を有し、前記集光光学系は、前記波長λ1の光束が前記回折部を通過することで発生する前記n1次回折光を、前記第1保護層を介して前記第1情報記録媒体の情報記録面に波面収差が0.07λ1rms以下の状態で集光し、前記波長λ2の光束が前記回折部を通過することで発生する前記n2次回折光を、前記第2保護層を介して前記第2情報記録媒体の情報記録面に波面収差が0.07λ2rms以下の状態 Further, the first information recording medium has a first protective layer having a predetermined thickness t1 on the light incident surface side of the information recording surface, the second information recording medium, the information recording surface light-incident surface side of the a second protective layer having a predetermined thickness t2 (t2 ≧ t1) to the third information recording medium, a predetermined thickness t3 on the light incident side of the information recording surface having a (t3 ≧ t2) the third has a protective layer, the light converging optical system, the n1-order diffracted light which the light flux with wavelength λ1 is generated by passing through the diffraction portion, the first information recorded via the first protective layer wavefront aberration on the information recording surface of the medium is condensed in the following state 0.07Ramuda1rms, the n2-order diffracted light which the light flux with wavelength λ2 is generated by passing through the diffraction portion, through the second protective layer state of the information recording surface wavefront aberration following 0.07λ2rms the second information recording medium 集光し、前記波長λ3の光束が前記回折部を通過することで発生する前記n3次回折光を、前記第3保護層を介して前記第3情報記録媒体の情報記録面に波面収差が0.07λ3rms以下の状態で集光することが好ましい。 Condensed, the n3-order diffracted light which the light flux with wavelength λ3 is generated by passing through the diffraction portion, the third wavefront aberration on the information recording surface of the third information recording medium through a protective layer is 0. it is preferred to condensed by the following state 07Ramuda3rms.
【0264】 [0264]
また、前記回折部は、前記対物レンズの光束入射面側に配置されたことが好ましい。 Further, the diffraction portion is preferably disposed on the light incident surface side of the objective lens.
【0265】 [0265]
また、前記回折部は、前記対物レンズの光学面上に形成されたことが好ましい。 Further, the diffraction portion is preferably formed on the optical surface of the objective lens.
【0266】 [0266]
また、上述の光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像の記録、及び/または、音声及び/または画像の再生が可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。 Further, mounting the above-described optical pickup device, it can be configured recording of audio and / or image, and / or, a recording and reproducing apparatus according to the present invention to allow reproduction of the audio and / or image.
【0267】 [0267]
本発明による光学素子は、第1光源からの波長λ1の光束を用いて第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、第2光源からの波長λ2(λ2>λ1)の光束を用いて第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、第3光源からの波長λ3(λ3>λ2)の光束を用いて第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、前記光学素子は、入射光に対して所定の次数の回折光を発生する回折部を有し、前記波長λ1の光束が前記回折部を通過することで発生するn1次回折光の回折光量が、前記波長λ1の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きい場合に、前記波長λ2の光束が前記回折部を通過することで発生するn2次回折光の The optical element according to the present invention, by using a light flux with wavelength .lambda.1 from the first light source reproducing and / or recording of information for the first optical information recording medium, the light flux of the wavelength λ2 (λ2> λ1) from the second light source reproducing and / or recording of information for the second optical information recording medium using a reproduction of information for the third optical information recording medium with a light beam wavelength λ3 (λ3> λ2) from the third light source and / or an optical element for the optical pickup apparatus for recording, the optical element has a diffractive portion for generating a predetermined orders diffracted light to incident light passing through the light flux with wavelength λ1 is the diffraction portion by n1 diffracted light of diffracted light generated by is greater than any other diffracted light of orders of diffracted light of the light flux with wavelength .lambda.1, the light flux of the wavelength λ2 passes through the diffractive portion of the generated n2-order diffracted light 折光量が、前記波長λ2の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、かつ、前記波長λ3の光束が前記回折部を通過することで発生するn3次回折光の回折光量が、前記波長λ3の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、さらに、前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことを特徴とする。 Folding amount is greater than any other diffracted light of orders of diffracted light of the light flux with wavelength .lambda.2, and, n3 diffracted light of diffracted light which the light flux with wavelength λ3 is generated by passing through the diffraction portion , greater than any other diffracted light of orders of diffracted light of the light flux with wavelength [lambda] 3, further wherein the diffraction order n1 to n3 and satisfies the following equation.
|n2|=INT(λ1・|n1|/λ2) | N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3) | N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
│n1|>│n2|≧|n3│ │n1 |> │n2 | ≧ | n3│
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・|n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。 However, n1 is 0, is an integer other than ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is λ1 · | is an integer obtained by rounding off / λ2, INT (λ1 · | | n1 n1 | / λ3) is λ1 · | is an integer obtained by rounding off / λ3 | n1.
【0268】 [0268]
上記光学素子は次式を満たすことが好ましい。 The optical element preferably satisfies the following equation.
│INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4 │INT (λ1 · | n1 | / λ2) - (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
│INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・│n1|/λ3)|<0.4 │INT (λ1 · | n1 | / λ3) - (λ1 · │n1 | / λ3) | <0.4
【0269】 [0269]
また、前記回折部に入射する前記波長λ1の光束の光量をI IN (λ1)、該I IN (λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折部を通過した後の光量をI OUT (λ1)、前記回折部に入射する前記波長λ2の光束の光量をI IN (λ2)、該I IN (λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折部を通過した後の光量をI OUT (λ2)、前記回折部に入射する前記波長λ3の光束の光量をI IN (λ3)、該I IN (λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折部を通過した後の光量をI OUT (λ3)としたとき、次式を満たすことが好ましい。 Further, the light quantity of the light flux with wavelength .lambda.1 incident on the diffraction section I IN (λ1), the amount of light after the light flux with wavelength .lambda.1 passes the diffractive portion having a light intensity of the I IN (λ1) I OUT (.lambda.1), the amount of light flux of the wavelength .lambda.2 incident on the diffraction section I iN (λ2), the amount of light after the light flux with wavelength .lambda.2 passes the diffractive portion having a light intensity of the I iN (λ2) I OUT (λ2), light amount I iN of the light flux with wavelength [lambda] 3 that enters the diffraction section ([lambda] 3), the light flux with wavelength [lambda] 3 with a quantity of the I iN ([lambda] 3) is after passing through the diffraction portion when the amount of light was I OUT (λ3), it is preferable to satisfy the following equation.
OUT (λ1)/I IN (λ1)>0.7 I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
OUT (λ2)/I IN (λ2)>0.7 I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
OUT (λ3)/I IN (λ3)>0.7 I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7
【0270】 [0270]
また、前記光学素子は、前記第1乃至第3光情報記録媒体の情報記録面に、前記第1乃至第3光源からの光束をそれぞれ集光させるために、前記第1乃至第3光情報記録媒体に対向する位置に配置される対物レンズであることが好ましい。 Further, the optical element, the information recording surface of the first through third optical information recording medium, a light flux emitted from the first through third light source in order to respectively condensing, the first to third optical information recording it is preferable that an objective lens disposed at a position facing the medium.
【0271】 [0271]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明による第1〜第7の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter will be described with reference to the drawings first to seventh embodiments according to the present invention.
【0272】 [0272]
〈第1の実施の形態〉 <First Embodiment>
【0273】 [0273]
図9は第1の実施の形態による第1の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。 Figure 9 is a diagram showing a first optical pickup device according to the first embodiment schematically. 図9に示すように、第1の光ピックアップ装置は、保護基板厚さが小さい第1の光ディスクの記録/再生用の第1光源である半導体レーザ11と、保護基板厚さが大きい第2の光ディスク記録/再生用の第2光源である半導体レーザ12と、保護基板厚さがさらに大きい第3の光ディスク記録/再生用の第3光源である半導体レーザ13とを有している。 As shown in FIG. 9, the first optical pickup device includes a semiconductor laser 11 is a first light source for recording / reproducing the first optical disk is smaller protective substrate thickness is larger second protective substrate thickness a semiconductor laser 12 which is a second light source for optical disk recording / reproducing, and a semiconductor laser 13 protective substrate thickness is larger third third light source for an optical disk recording / reproducing.
【0274】 [0274]
第1の光ディスクとしては、例えば、0.1mmの保護基板(透明基板)を有するDVDをより高密度化した光ディスク(高密度DVD)を用いることができ、第2の光ディスクとしては、0.6mmの保護基板を有するDVD、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+RW等の各種DVDを用いることができ、第3の光ディスクとしては、1.2mmの保護基板を有するCD、CD−R、CD−RW、CD−Video、CD−ROM等の各種CDを用いることができる。 As the first optical disc, for example, it may be used an optical disk (high density DVD) having more densified DVD with 0.1mm protective substrate (transparent substrate), as the second optical disk, 0.6 mm DVD having the protective substrate, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, it is possible to use various DVD such as DVD + RW, as the third optical disks, CD with 1.2mm protective substrate , it can be used CD-R, CD-RW, CD-Video, various CD such as CD-ROM.
【0275】 [0275]
また、第1光源11としては、400nm程度の波長の光を発生するGaN系青紫色半導体レーザや青紫色SHGレーザ等を用いることができ、第2光源12としては、650nm程度の波長の光を発生する赤色半導体レーザを用いることができ、第3光源13としては、780nm程度の波長の光を発生する赤外半導体レーザを用いることができる。 As the first light source 11, it is possible to use a GaN-based blue-violet semiconductor laser or blue violet SHG laser, which generates light having a wavelength of about 400 nm, as the second light source 12, a light having a wavelength of about 650nm it can be used a red semiconductor laser which generates, as the third light source 13, it is possible to use an infrared semiconductor laser which generates light having a wavelength of about 780 nm. かかる第1乃至第3の光源11〜13は、情報の記録/再生を行う光ディスクの種類によって選択的に使用される。 Such first through third light source 11 to 13, it is selectively used depending on the type of optical disk for recording / reproducing information.
【0276】 [0276]
第1の光ピックアップ装置は、所定の像側開口数内で回折限界内となるように、第1乃至第3の半導体レーザ11乃至13からの光束を、第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面91,92,93上に集光させることができる対物レンズ14を有する。 The first optical pickup device, so that the diffraction limit in a predetermined image side numerical aperture in number, the light beam from the first to third semiconductor laser 11 through 13, each of the first to third optical disks having an objective lens 14 can be focused on the information recording surface 91, 92 and 93.
【0277】 [0277]
対物レンズ14は第1乃至第3の半導体レーザ11〜13からの光束を第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面91,92,93上に集光させるための対物レンズとしての機能に加えて、基板厚差補正手段としての機能も有する。 The objective lens 14 functions as an objective lens for converging on each information recording surface 91, 92 of the first to third optical disks a light flux from the first to third semiconductor lasers 11 to 13 in addition, also functions as the substrate thickness difference correcting means. 即ち対物レンズ14の光源側の面14a上には、同心円上の複数の輪帯からなる回折構造が形成されており、半導体レーザ11からの光束を、第1の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA1内で、回折限界内となる状態で保護基板を介して第1の光ディスクの情報記録面91上に集光させることができ、半導体レーザ12からの光束を、第2の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA2内で、回折限界内となる状態で保護基板を介して第2の光ディスクの情報記録面92上に集光させることができ、半導体レーザ13からの光束を、第3の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA3内で、回折限界内となる状態で保護基板を介して第3の光ディスクの情報記録面93上に集光させることができ That is, on the light source side surface 14a of the objective lens 14, the diffractive structure composed of a plurality of ring-shaped zones of concentric circles are formed, the light beam from the semiconductor laser 11, when recording / reproducing the first optical disk the necessary image side numerical aperture within NA1, can be converged on the first optical disc information recording surface 91 through the protective substrate in the condition to be within diffraction limit, the light flux from the semiconductor laser 12, the second the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing an optical disc in the NA2, can be focused on the information recording surface 92 of the second optical disk through the protective substrate in the condition to be within diffraction limit, the semiconductor the light beam from the laser 13, the third optical disc within the image side numerical aperture NA3 necessary when recording / reproducing at a third optical disc information recording surface 93 on through the protective substrate in the condition to be within diffraction limits It can be focused on the . 第1の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA1として例えば0.85程度、第2の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA2として、0.60程度、第3の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA3として、0.45程度とすることができる。 First optical disk recording / as the image side numerical aperture NA1 necessary for reproducing, for example, about 0.85, as the image side numerical aperture NA2 necessary for the recording / reproducing the second optical disk, about 0.60, as the image side numerical aperture NA3 necessary when recording / reproducing the third optical disc, can be set to about 0.45.
【0278】 [0278]
また、第1の光ピックアップ装置は、半導体レーザ11のモードホッピング等の単色性の悪さに起因して、主に対物レンズ14で発生する色収差を補正するための色収差補正手段としての色収差補正用素子18を偏光ビームスプリッタ15と対物レンズ14との間に有する。 The first optical pickup device, due to the monochromatic poor mode hopping of the semiconductor laser 11, mainly the chromatic aberration correcting element as the chromatic aberration correcting means for correcting the chromatic aberration generated in the objective lens 14 18 has between the polarizing beam splitter 15 and the objective lens 14 a. 高性能で簡易な構造の色収差補正素子として、複数の輪帯からなる回折構造を有する回折素子が知られているが、従来の回折素子を用いて、半導体レーザ11の波長(たとえば、400nm)近傍の光に対して、対物レンズ14で発生する色収差の補正を行った場合、半導体レーザ12の波長(たとえば、650nm)や半導体レーザ13の波長(たとえば、780nm)の光に対しては、色収差が補正過剰になり過ぎてしまうという問題があり、半導体レーザ11乃至13からの光束の共通の光路中に配置される色収差補正用素子としては好ましくない。 As the chromatic aberration correcting element having a simple structure at high performance, but the diffraction element having the diffractive structure composed of a plurality of ring-shaped zones is known, using a conventional diffractive element, the wavelength of the semiconductor laser 11 (e.g., 400 nm) near against the light, in the case of performing the correction of the chromatic aberration generated in the objective lens 14, the wavelength of the semiconductor laser 12 (e.g., 650 nm) and the wavelength of the semiconductor laser 13 (e.g., 780 nm) for light having a chromatic aberration overcorrected in there is a problem that too, is not preferable as a common aberration correction element which is arranged in the optical path of the light beam from the semiconductor laser 11 to 13.
【0279】 [0279]
そこで、本発明者らは、第1の光ピックアップ装置に用いて好ましい色収差補正用素子18として、図10に示すような多層回折素子を提案する。 Accordingly, the present inventors have, as a preferable chromatic aberration correcting element 18 with the first optical pickup device, proposes a multi-layer diffractive element as shown in FIG. 10. 図10(a)の多層回折素子は、アッベ数の異なる2つの光学材料から形成された光学素子aと光学素子bとを貼り合わせた構造を有し、光学素子aと光学素子bの貼り合わせ面側には、複数の輪帯からなる回折構造が形成されている。 Figure multilayer diffractive element. 10 (a), has bonding the Abbe number optical element formed of two different optical materials a and the optical element b-structure, bonding the optical element a and the optical element b on the surface side, the diffractive structure composed of a plurality of ring-shaped zones are formed. 光学素子a及び光学素子bの光学材料として、図10(b)に示すように、半導体レーザ12の波長(たとえば、650nm)から半導体レーザ13の波長(たとえば、780nm)にかけての波長領域においてはほとんど屈折率差がなく、半導体レーザ11の波長(たとえば、400nm)近傍の波長領域では、所定の屈折率差Δnを有するような屈折率−波長特性をもつ光学材料を選ぶとよい。 As an optical material of the optical element a and the optical element b, as shown in FIG. 10 (b), the wavelength of the semiconductor laser 12 (e.g., 650 nm) wavelength of the semiconductor laser 13 from (e.g., 780 nm) almost in the wavelength region of toward difference in refractive index no, the wavelength of the semiconductor laser 11 (e.g., 400 nm) in the wavelength region near the refractive index, such as to have a predetermined refractive index difference [Delta] n - may choose the optical material having a wavelength characteristic. これにより、半導体レーザ11の波長近傍の光のみが、光学素子aと光学素子bとの屈折率差Δnの影響により、貼り合わせ面の回折構造の作用を受けて回折するようにすることができるので、屈折率差Δnに対して、回折構造の形状を適切に設計することにより、半導体レーザ11の波長近傍のみの光に対して、対物レンズ14の色収差の補正を行うようにすればよく、半導体レーザ11から出射された光束は、色収差補正用素子18を経ることによってほとんど色収差なく第1の光ディスクの情報記録面91上に集光される。 Thus, only the light of wavelength near the semiconductor laser 11 can be made to the influence of the refractive index difference Δn of the optical element a and the optical element b, diffracts under the action of the diffractive structure of the bonding surface since, relative refractive index difference [Delta] n, by suitably designing the shape of the diffractive structure, for light of only a wavelength near the semiconductor laser 11, it is sufficient to perform the correction of the chromatic aberration of the objective lens 14, the light beam emitted from the semiconductor laser 11 is converged on the first optical disk information recording surface 91 most chromatic aberration without through the chromatic aberration correcting element 18.
【0280】 [0280]
さらに、第1の光ピックアップ装置は、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズ14等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段としての球面収差補正素子として、1軸アクチュエータ21によって光軸方向に変移されるコリメータ16を偏光ビームスプリッタ15と対物レンズ14との間に有する。 Furthermore, the first optical pickup device, when recording / reproducing information for the first optical disc, optical elements constituting production error of the protective substrate thickness of the optical disk, a converging optical system such as an objective lens 14 to manufacturing errors, changes in wavelength due to manufacturing error of the semiconductor laser 11, and corrects the variation of the spherical aberration due to the shape change or the refractive index change of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens due to the temperature change or humidity change as the spherical aberration correction element as the substrate thickness error correcting means has a collimator 16 which is shifted in the optical axis direction by uniaxial actuator 21 between the polarizing beam splitter 15 and the objective lens 14.
【0281】 [0281]
第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットの球面収差の変化が図示しない光検出器によって検出された場合は、1軸アクチュエータ21によりコリメータ16を所定量変移させて、対物レンズ14に入射する光束の発散角を変化させることで、かかる球面収差の変化を補正する。 If the change of the spherical aberration of the first optical disc information recording surface 91 focused spots is detected by a photodetector, not shown, by a collimator 16 by a predetermined amount shifted by uniaxial actuator 21, the objective lens 14 by changing the divergence angle of the light beam incident to correct a change in such a spherical aberration. 集光スポットの球面収差が補正過剰(オーバー)方向に変化した場合は、コリメータ16を対物レンズ14から離れる方向に変移させ、集光スポットの球面収差が補正不足(アンダー)方向に変化した場合は、コリメータ16を対物レンズ14に近づく方向に変移させる。 If the spherical aberration of the focused spot is changed to the over correction (over) direction, the collimator 16 is shifted in a direction away from the objective lens 14, if the spherical aberration of the focused spot is changed to the under correction (under) direction , it is displaced in the direction approaching the collimator 16 to the objective lens 14. これにより、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。 Thus, the first optical disc information recording surface 91 focused spots can always keep the spherical aberration is satisfactorily corrected.
【0282】 [0282]
第1の光ディスクを記録/再生する場合、半導体レーザ11からビームを出射し、出射された光束は、半導体レーザ11乃至13からの出射光の合成手段である偏光ビームスプリッタ15、コリメータ16、色収差補正用素子18を透過し、対物レンズ14により第1の光ディスクの保護基板を介して情報記録面91に集光される。 When recording / reproducing the first optical disk, a beam is emitted from the semiconductor laser 11, a light flux emitted, the polarization beam splitter 15 is a synthesizing means of the light emitted from the semiconductor laser 11 to 13, a collimator 16, the chromatic aberration correction through the use device 18, it is focused on the information recording surface 91 through the protective substrate of the first optical disc by the objective lens 14. このとき、対物レンズ14は、像側開口数NA1内で回折限界内となるように、半導体レーザ11からの光束を集光させるので、高密度な次世代の光ディスクである第1の光ディスクを記録/再生することができる。 In this case, the objective lens 14, so that within the diffraction limit in the image side numerical aperture within NA1, so condenses the light flux from the semiconductor laser 11, records the first optical disc is a high density next-generation optical disc / can be reproduced.
【0283】 [0283]
そして、情報記録面91で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ14、色収差補正用素子18、コリメータ16を透過して図示しない光検出系に向かう。 Then, the light flux modulated and reflected by the information bits on the information recording surface 91 is directed again the objective lens 14, chromatic aberration correcting element 18, an optical detection system (not shown) is transmitted through the collimator 16. 光検出系の光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。 Shape change of the spot on the optical detection system of the optical detector detects the light amount change by the position change is performed for detection of focusing and a track. この検出に基づいて2軸アクチュエータ22が半導体レーザ11からの光束を第1の光ディスクの情報記録面91上に結像するように対物レンズ14を光軸方向に変移させると共に、半導体レーザ11からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ14を光軸に垂直な方向に変移させる。 The objective lens 14 as two-axis actuator 22 based on this detection to image the light beam from the semiconductor laser 11 on the first optical disc information recording surface 91 causes displacing the optical axis direction, from the semiconductor laser 11 the objective lens 14 is displaced in a direction perpendicular to the optical axis to image the light beam on a predetermined track.
【0284】 [0284]
また、第2の光ディスクを記録/再生する場合、半導体レーザ12からビームを出射し、出射された光束は、半導体レーザ12及び13からの出射光の合成手段である偏光ビームスプリッタ17及び偏光ビームスプリッタ15で反射され、さらに、上記半導体レーザ11からの光束と同様、コリメータ16、色収差補正用素子18を透過し、対物レンズ14により第2の光ディスクの保護基板を介して情報記録面92に集光される。 Also, when recording / reproducing the second optical disk, a beam is emitted from the semiconductor laser 12, a light flux emitted, the polarization beam splitter 17 and the polarizing beam splitter is a composite means of the emitted light from the semiconductor laser 12 and 13 is reflected by 15, further similar to the light flux from the semiconductor laser 11, a collimator 16, passes through the chromatic aberration correcting element 18, focused on the information recording surface 92 through the protective substrate of the second optical disk by the objective lens 14 It is. このとき、対物レンズ14は、像側開口数NA2内で回折限界内となるように、半導体レーザ12からの光束を集光させるので、第2の光ディスクを記録/再生することができる。 In this case, the objective lens 14, so that within the diffraction limit in the image side numerical aperture within NA2, so condenses the light beam from the semiconductor laser 12, it is possible to record / reproducing the second optical disk.
【0285】 [0285]
そして、情報記録面92で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ14、色収差補正用素子18、コリメータ16を透過して図示しない光検出系に向かう。 Then, the light flux modulated and reflected by the information bits on the information recording surface 92 is directed again the objective lens 14, chromatic aberration correcting element 18, an optical detection system (not shown) is transmitted through the collimator 16. 第1の光ディスクの場合と同様、光検出系の光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。 As in the first optical disk, the spot shape change on the optical detector of the optical detection system detects the light amount change by the position change is performed for detection of focusing and a track. この検出に基づいて2軸アクチュエータ22が半導体レーザ12からの光束を第2の光ディスクの情報記録面92上に結像するように対物レンズ14を光軸方向に変移させると共に、半導体レーザ12からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ14を光軸に垂直な方向に変移させる。 The objective lens 14 as two-axis actuator 22 based on this detection to image the light beam onto the information recording surface 92 of the second optical disc from the semiconductor laser 12 causes displacing the optical axis direction, from the semiconductor laser 12 the objective lens 14 is displaced in a direction perpendicular to the optical axis to image the light beam on a predetermined track.
【0286】 [0286]
また、第3の光ディスクを記録/再生する場合、半導体レーザ13からビームを出射し、出射された光束は、偏光ビームスプリッタ17を透過し、偏光ビームスプリッタ15で反射され、さらに、上記半導体レーザ11からの光束と同様、コリメータ16、色収差補正用素子18を透過し、対物レンズ14により第3の光ディスクの保護基板を介して情報記録面93に集光される。 Also, when recording / reproducing the third optical disk, a beam is emitted from the semiconductor laser 13, a light flux emitted is transmitted through the polarization beam splitter 17, is reflected by the polarization beam splitter 15, further the semiconductor laser 11 as with the light beam from the collimator 16, passes through the chromatic aberration correcting element 18, is focused on the information recording surface 93 through the protective substrate of the third optical disc by the objective lens 14. このとき、対物レンズ14は、像側開口数NA3内で回折限界内となるように、半導体レーザ13からの光束を集光させるので、第3の光ディスクを記録/再生することができる。 In this case, the objective lens 14, so that within the diffraction limit in the image side numerical aperture within NA3, so condenses the light beam from the semiconductor laser 13, it is possible to record / reproducing the third optical disc.
【0287】 [0287]
そして、情報記録面93で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ14、色収差補正用素子18、コリメータ16を透過して図示しない光検出系に向かう。 Then, the light flux modulated and reflected by the information bits on the information recording surface 93 is directed again the objective lens 14, chromatic aberration correcting element 18, an optical detection system (not shown) is transmitted through the collimator 16. 第1の光ディスクの場合と同様、光検出系の光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。 As in the first optical disk, the spot shape change on the optical detector of the optical detection system detects the light amount change by the position change is performed for detection of focusing and a track. この検出に基づいて2軸アクチュエータ22が半導体レーザ13からの光束を第3の光ディスクの情報記録面93上に結像するように対物レンズ14を光軸方向に変移させると共に、半導体レーザ13からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ14を光軸に垂直な方向に変移させる。 The objective lens 14 as two-axis actuator 22 based on this detection to image the light beam from the semiconductor laser 13 on the third optical disc information recording surface 93 causes displacing the optical axis direction, from the semiconductor laser 13 the objective lens 14 is displaced in a direction perpendicular to the optical axis to image the light beam on a predetermined track.
【0288】 [0288]
なお、本実施の形態の光ピックアップ装置では、光源と対物レンズとの間の光路中に配置される1/4波長板は省略されているが、実際の光ピックアップ装置では、1/4波長板が光源と対物レンズとの間の光路中に配置される場合がある。 In the optical pickup device of the present embodiment, although 1/4 wavelength plate arranged in the optical path between the light source and the objective lens are omitted, in the actual optical pickup apparatus, 1/4-wave plate there is sometimes disposed in the optical path between the light source and the objective lens. 以降の実施の形態の光ピックアップ装置でも、1/4波長板は省略する。 In the optical pickup device of the later embodiment, 1/4-wave plate is omitted.
【0289】 [0289]
本実施の形態の対物レンズ14において、第2の光ディスクを記録/再生する場合に、像側開口数NA2からNA1の領域を通過した半導体レーザ12からの光束が、第2の光ディスクの情報記録面92上でフレアとなるように回折構造14aと、回折構造14aが形成される光学面の非球面形状とを決定すると、NA1とNA2との開口切替を自動的に行うことができ、特別な開口切替手段を設ける必要がないのでコスト上有利である。 In the objective lens 14 of the present embodiment, when recording / reproducing the second optical disk, the light flux from the semiconductor laser 12 passing through the region from the image side numerical aperture NA2 NA1 is, the information recording surface of the second optical disk and the diffractive structure 14a so that the flare on 92, when determining the aspherical shape of the optical surface on which diffractive structure 14a is formed, can be performed automatically opening switching between NA1 and NA2, special openings there is no need to provide a switching means which is cost-advantageous.
【0290】 [0290]
さらに、第3の光ディスクを記録/再生する場合に、像側開口数NA3からNA1の領域を通過した半導体レーザ13からの光束が、第3の光ディスクの情報記録面93上でフレアとなるように回折構造14aと、回折構造14aが形成される光学面の非球面形状とを決定すると、NA1とNA2とNA3との開口切替を自動的に行うことができるのでより好ましい。 Furthermore, when recording / reproducing the third optical disc, so that the light flux from the semiconductor laser 13 passing through the region from the image side numerical aperture NA3 NA1 becomes a flare on the third optical disc information recording surface 93 and the diffractive structure 14a, when determining the aspherical shape of the optical surface on which diffractive structure 14a is formed is more preferable because it is possible to automatically open switching between NA1 and NA2 and NA3. かかる場合には、回折構造14aは基板厚差補正手段としての機能と、開口切替手段としての機能を備えることになる。 In such a case, the diffractive structure 14a will be provided with a function as the substrate thickness difference correcting means, a function as an aperture switching means.
【0291】 [0291]
このように、像側開口数NA2からNA1の領域を通過した半導体レーザ12からの光束と、像側開口数NA3からNA1の領域を通過した半導体レーザ13からの光束とが、それぞれ第2の光ディスクの情報記録面92上、第3の光ディスクの情報記録面93上でフレアとなるようにする場合、像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した波長λ2の光束は、像側開口数NA1内で、第2の光ディスクの情報記録面上において、波面収差が0.20λ2rmsより大きい状態であり、かつ、像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した波長λ3の光束は、像側開口数NA1内で、第3の光ディスクの情報記録面上において、波面収差が0.20λ3rmsより大きい状態となるように回折構造14aが決定される。 Thus, the light beam from the semiconductor laser 13 passing through the light beam from the semiconductor laser 12 passing through the region from the image side numerical aperture NA2 NA1, the region from the image side numerical aperture NA3 NA1, respectively second optical disk the information recording surface 92 on, if made to be flare on the third optical disc information recording surface 93, the light flux of wavelength λ2 passing through the area corresponding to the image side numerical aperture NA2 NA1 is the image side numerical aperture within NA1, on the information recording surface of the second optical disk, the wave front aberration is 0.20λ2rms larger state, and the light flux of wavelength λ3 that passes through the region corresponding to NA1 from the image side numerical aperture NA3 is an image the side numerical aperture within NA1, the third optical disc information recording surface, wavefront aberration diffractive structure 14a is determined to be 0.20λ3rms larger state. これにより、必要な像側開口数内の領域を通過した光束のスポットと、必要な像側開口数内より外側を通過した光束のフレアとが十分に分離され、光検出器の受光部における良好な信号検出特性が得られる。 Thus, the spot of the light beam passing through the region of the image-side opening required number, the flare of the light flux passing through the outside from the image side numerical aperture necessary are sufficiently separated, well in the light-receiving portion of the photodetector signal detection characteristics can be obtained.
【0292】 [0292]
また、上述のように、対物レンズ14において、第2及び第3の光ディスクを記録/再生する場合に必要な像側開口数以上の光束をフレア成分としない場合には、本実施の形態の光ピックアップ装置は、上述した形態とは別の形態の開口切替手段を有することが好ましい。 Further, as described above, the objective lens 14, when the light flux on the image side than the numerical aperture are necessary for recording / reproducing the second and third optical disks do not flare component, the light of the embodiment pickup device preferably has an aperture switching means another form the embodiment described above. このような開口切替手段として、後述の図17,図18のような輪帯フィルタを用いることができる。 Such opening the switching means, Fig. 17 described later, can be used zonal filter such as shown in Figure 18. また、NA1とNA2とNA3とに対応した絞りをそれぞれ、第1の光ディスク、第2の光ディスク、第3の光ディスクを記録/再生する際に機械的に切り替えるようにしてもよい。 Further, NA1 and NA2 and NA3 and aperture corresponding to the respective first optical disc, the second optical disc, may be mechanically switched in recording / reproducing the third optical disc.
【0293】 [0293]
また、このような開口切替手段として、互いに対向する透明電極との間に配置された液晶層と1/4波長板とを備え、透明電極のうち少なくとも一方が光軸を中心とする複数の輪帯状の電圧印加部に分割されており、かかる電圧印加部のうち少なくとも1つの電圧印加部に電圧を印加することで、液晶層の液晶分子の配向状態を輪帯状に変化させることのできる素子を用いてもよい。 Further, a plurality of wheels, at least one of a center of the optical axis of such as the aperture switching unit, and a liquid crystal layer and a quarter-wave plate disposed between the transparent electrodes facing each other, transparent electrodes is divided into a voltage applying portion of the strip, by applying a voltage to at least one voltage application portion in such voltage application unit, a device capable of changing the orientation of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer in annular it may be used. かかる素子を用いると、対物レンズ14のNA2からNA1の領域とNA2内の領域に対応する光束の偏光面をそれぞれ独立に変化させたり、対物レンズ14のNA3からNA1の領域とNA3内の領域に対応する光束の偏光面をそれぞれ独立に変化させることができるので、第1乃至第3の光ディスクに対する開口切替手段として機能させることができる。 Using such elements, or changing the polarization plane of the light flux corresponding to the region of the NA2 from within NA1 region and NA2 of the objective lens 14 independently in the area of ​​NA3 from within NA1 region and NA3 of the objective lens 14 since the polarization plane of the corresponding light beam can be changed independently, it can function as an aperture switching means to the first to third optical discs.
【0294】 [0294]
また、本実施の形態では、対物レンズ14の少なくとも1つの面14a上に形成した、同心円上の複数の輪帯からなる基板厚差補正手段としての回折構造の作用により、所定の像側開口数内で回折限界内となるように、半導体レーザ11乃至13からの光束を、第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面91乃至93上に集光させることができるようにしたが、上記の回折構造は、対物レンズとは別に配設された光学素子の光学面上に設けてもよい。 Further, in this embodiment, formed on at least one surface 14a of the objective lens 14, by the action of the diffractive structure as a plurality of ring-shaped zones substrate thickness difference correcting means consisting of concentric, predetermined image side numerical aperture so that the diffraction limit in the inner, the light beam from the semiconductor laser 11 to 13, but to be able to be focused on respective information recording surfaces 91 to 93 of the first to third optical disks, the diffractive structure may be provided on the optical surface of the optical element separately provided from the objective lens.
【0295】 [0295]
上述のように、対物レンズとは別に配設された光学素子の光学面上に基板厚差補正手段としての回折構造を設ける場合において、第2及び第3の光ディスクを記録/再生する場合に必要な像側開口数以上の光束をフレア成分として、かかる回折構造に開口切替手段としての機能も持たせる場合には、かかる回折構造が設けられた光学素子と対物レンズとが一体となってトッラキング駆動されることが好ましい。 As described above, in a case where on the optical surface of the optical element separately provided from the objective lens is provided a diffractive structure as the substrate thickness difference correcting means, required in the case of recording / reproducing the second and third optical disks such as flare component image-side numerical aperture or more light beams, in the case also to have a function as the aperture switching means in such a diffractive structure, Torrakingu driving the optical element and the objective lens according diffractive structure is provided together it is preferred that the. これにより良好なトラッキング特性を得ることができる。 Thus it is possible to obtain good tracking characteristics.
【0296】 [0296]
また、所定の像側開口数内で回折限界内となるように、波長の異なる複数の光源からの光束を、保護基板の厚さの異なる複数の光ディスクの情報記録面上に集光させることができる対物レンズとして本出願人による特開平11−96585公報や特開2001−229567公報に記載の対物レンズを用いてもよい。 Moreover, so that the diffraction limit in a predetermined image side numerical aperture in number, the light beams from different light sources wavelengths, be converged on an information recording surface of a plurality of optical disks of different thickness of the protective substrate the objective lens described in JP-a-11-96585 Publication and JP 2001-229567 Publication filed by the present applicant as an objective lens that can be used.
【0297】 [0297]
また、第1の光ピックアップ装置では、対物レンズ14の少なくとも1つの面14a上に形成した回折構造の回折作用によって所定の像側開口数内で回折限界内となるように、半導体レーザ11乃至13からの光束を、第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面91乃至93上に集光できるようにしたが、以下に、本実施の形態に用いることのできる、別の形態の対物レンズの例を説明する。 Further, in the first optical pickup device, so that within the diffraction limit in a predetermined image side numerical aperture in number by the diffraction action of the diffractive structure formed on at least one surface 14a of the objective lens 14, the semiconductor laser 11 to 13 the light beam from, but to allow the condensing on the respective information recording surfaces 91 to 93 of the first to third optical disks, below, can be used in this embodiment, another form of the objective lens to explain the example.
【0298】 [0298]
即ち、対物レンズの少なくとも1つの面上に形成した回折構造の回折作用によって、半導体レーザ11及び12からの光束を、それぞれ、第1の光ディスク及び第2の光ディスクの情報記録面92上に、それぞれ,開口数NA1及びNA2内で回折限界内となるように集光できるようにし、第3の光ディスクに対しては、対物レンズに半導体レーザ13からの発散光束を入射させることで、保護基板厚さの違いに起因する球面収差の変化を、開口数NA3内で回折限界内となるように補正する。 That is, by the diffraction action of the diffractive structure formed on at least one surface of the objective lens, the light beam from the semiconductor laser 11 and 12, respectively, on the information recording surface 92 of the first optical disk and the second optical disc, respectively , to allow the condenser to be within the diffraction limit by the numerical aperture NA1 and within NA2, for the third optical disk, by incident divergent light flux from the semiconductor laser 13 to the objective lens, the protective substrate thickness the change of spherical aberration caused by a difference of corrected to be within the diffraction limit in the numerical aperture NA3. この場合、光ピックアップ装置は、第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際の開口切替手段を有することが好ましく、このような開口切替手段として後述の図17,図19のような輪帯フィルタを用いることができる。 In this case, the optical pickup device preferably has an aperture switching means when the recording / reproducing of information for the third optical disc, Figure 17 will be described later as this opening the switching means, as shown in FIG. 19 it is possible to use a ring-shaped filter.
【0299】 [0299]
また、球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として、後述される屈折率分布可変材料層を有し、電場または磁場または温度を印加することにより屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることのできる素子や、構成レンズの少なくとも1つが光軸方向に変移可能とされたビームエキスパンダを用いてもよい。 Further, as the substrate thickness error correcting means for correcting the variation of the spherical aberration has a refractive index distribution variable material layer which will be described later, the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer by applying an electric field or magnetic field or temperature and elements capable of changing at least one of the constituent lenses may be used a beam expander which is capable displaced in the optical axis direction.
【0300】 [0300]
また、本実施の形態の基板厚誤差補正手段としてのコリメータ16は、1群構成としたが、複数のレンズから構成されるようにしてもよい。 Further, the collimator 16 as the substrate thickness error correcting means of the present embodiment is set to 1 group structure may be constituted of a plurality of lenses. このように複数のレンズから構成された基板厚誤差補正手段としてのコリメータとして、本出願人による特願2000−392333号にあるようなコリメータがある。 Such a collimator as the substrate thickness error correcting means consisting of a plurality of lenses, there is a collimator as in Japanese Patent Application No. 2000-392333 by the present applicant.
【0301】 [0301]
また、本実施の形態では、偏光ビームスプリッタ15から対物レンズ14にいたる半導体レーザ12からの光束の経路は省略している。 Further, in the present embodiment, the path of the light beam from the semiconductor laser 12 which extends from the polarization beam splitter 15 to the objective lens 14 is omitted. 同様に、偏光ビームスプリッタ15から対物レンズ14にいたる半導体レーザ13からの光束の経路は省略している。 Similarly, the path of the light beam from the semiconductor laser 13 which extends from the polarization beam splitter 15 to the objective lens 14 is omitted. 以降の実施の形態でも同様である。 The same applies to the subsequent embodiments.
【0302】 [0302]
また、本実施の形態では、対物レンズのフォーカシング誤差及び/またはトラッキング誤差を検出するための光検出手段、及び、情報記録面91上の集光スポットの球面収差の変化を検出するための光検出手段は省略されているが、実際の光ピックアップ装置は、かかる光検出手段を有する。 Further, in the present embodiment, the light detecting means for detecting a focusing error and / or tracking error of the objective lens, and the information recording surface 91 Ueno condensing light detection to detect a change of the spherical aberration of the spot Although means are omitted, the actual optical pickup device has such a light detecting means. 以降の実施の形態例においても同様に光検出手段は省略する。 Light detecting means also in embodiment subsequent embodiments will be omitted.
【0303】 [0303]
次に、図11により図9の光ピックアップ装置の変形例である第2の光ピックアップ装置を説明する。 Next, the second optical pickup device which is a modification of the optical pickup device of FIG. 9 will be described with reference to FIG. 図11に示すように、第2の光ピックアップ装置は、図9における基板厚誤差補正手段としてのコリメータと色収差補正手段とが一体化された一体化素子20を有し、この一体化素子20は図9と同様に1軸アクチュエータ21により光軸方向に変移されるようになっている。 As shown in FIG. 11, the second optical pickup device has an integrated element 20 in which the collimator and the chromatic aberration correcting means as the substrate thickness error correcting means in FIG. 9 are integrated, the integrated device 20 It is adapted to be displaced in the optical axis direction by uniaxial actuator 21 similarly to FIG. さらに同一の基板上に形成された半導体レーザ12と半導体レーザ13が同一のケース19内に収納されてユニット化されている。 The semiconductor laser 12 and the semiconductor laser 13 further formed on the same substrate is housed unitized in the same case 19. 図11の構成によれば、一体化素子20及びユニット化された半導体レーザにより光ピックアップ装置の部品点数を低減することができるので、よりコストダウンを図ることができる。 According to the configuration of FIG. 11, it is possible to reduce the number of parts of the optical pickup device by a semiconductor laser integrated device 20 and unitized, it is possible to achieve a more cost.
【0304】 [0304]
なお、図11の第2の光ピックアップ装置では、半導体レーザ12と半導体レーザ13がユニット化されているが、半導体レーザ11と半導体レーザ12をユニット化してもよく、半導体レーザ11と半導体レーザ13をユニット化してもよい。 In the second optical pickup device 11 is a semiconductor laser 12 and the semiconductor laser 13 is unitized may be unitized semiconductor laser 11 and the semiconductor laser 12, the semiconductor laser 11 and the semiconductor laser 13 it may be unitized. また、半導体レーザ11と半導体レーザ12と半導体レーザ13をユニット化することでよりいっそうのコストダウン及び省スペース化が図れる。 Further, the semiconductor laser 11 and the semiconductor laser 12 and the further cost reduction and space saving by unitizing the semiconductor laser 13 can be reduced.
【0305】 [0305]
〈第2の実施の形態〉 <Second Embodiment>
【0306】 [0306]
図12は第2の実施の形態による第3の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。 Figure 12 is a diagram showing a third optical pickup device according to a second embodiment schematically. 図12に示すように、第3の光ピックアップ装置は、図9の第1の光ピックアップ装置と同様に、3種類の記録密度の異なる光ディスクに対して情報の記録/再生が可能な光ピックアップ装置である。 As shown in FIG. 12, the third optical pickup device, as in the first optical pickup device of FIG. 9, three recording densities of different information on an optical disc recording / reproducing optical pickup device capable it is.
【0307】 [0307]
第3の光ピックアップ装置は、所定の像側開口数内で回折限界内となるように、半導体レーザ11乃至13からの各光束を第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面上に集光させることができる対物レンズ14を有する。 The third optical pickup apparatus, so that the diffraction limit in a predetermined image side numerical aperture in number, condensing each light flux from the semiconductor laser 11 to 13 on the respective information recording surfaces of the first to third optical disks having an objective lens 14 can be light. 対物レンズ14としては、第1の光ピックアップ装置に用いた対物レンズと同様の対物レンズを用いることができるので、詳細な説明は割愛する。 The objective lens 14, it is possible to use the same objective lens and the objective lens used for the first optical pickup device, a detailed description will be omitted.
【0308】 [0308]
また、第3の光ピックアップ装置は、半導体レーザ11と、半導体レーザ11乃至13からの光束の光路合成手段である偏光ビームスプリッタ15との間の光路中に、半導体レーザ11のモードホッピング等の単色性の悪さに起因して、主に対物レンズ14で発生する色収差を補正するための色収差補正手段としてのコリメータ29を有する。 The third optical pickup device includes a semiconductor laser 11, the optical path between the polarizing beam splitter 15 is an optical path combining portion of the light beam from the semiconductor laser 11 to 13, single-color mode hopping of the semiconductor laser 11 due to poor sexual, primarily with a collimator 29 as the chromatic aberration correcting means for correcting the chromatic aberration generated in the objective lens 14. コリメータ29の少なくとも1つの面上には同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成されており、半導体レーザ11から射出される光の波長が、長くなる方向に変化した場合に、コリメータ29のバックフォーカスが短くなる方向に変化するような波長特性を有する。 If the on at least one surface of the collimator 29 is formed with a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones, the wavelength of light emitted from the semiconductor laser 11, and changed to a direction in which a long, collimator 29 back focus has a wavelength characteristic such that changes in the direction to become shorter. さらに、コリメータ29の波長変化に対する焦点距離の二乗で規格化したバックフォーカスの変化量の絶対値は、同じ量の波長変化に対する対物レンズ14の焦点距離の二乗で規格化したバックフォーカスの変化量の絶対値と略一致するので、半導体レーザ11から出射された光束は、コリメータ29と対物レンズ14を経ることによってほとんど色収差なく第1の光ディスクの情報記録面91上に集光される。 Further, the absolute value of the variation of normalized back focus by the square of the focal distance with respect to the wavelength change of the collimator 29, the same amount of the back focus standardized by the square of the focal length of the objective lens 14 with respect to the wavelength change of the amount of change the absolute value and substantially coincides, the light flux emitted from the semiconductor laser 11 is converged on the first optical disk information recording surface 91 most chromatic aberration without through the collimator 29 and the objective lens 14. このような波長特性を有するコリメータとして、本出願人による特願2001−248819号にあるようなコリメータを用いることができる。 As a collimator having such a wavelength characteristic, it is possible to use a collimator as in Japanese Patent Application No. 2001-248819 by the present applicant.
【0309】 [0309]
また、第3の光ピックアップ装置に用いるのに好ましい色収差補正手段としてのコリメータ29として、相対的にアッベ数の大きい正レンズと、相対的にアッベ数の小さい負レンズとを貼り合わせたコリメータを用いることができる。 Further, as the collimator 29 as a preferred chromatic aberration correcting means for use in the third optical pickup device, used a relatively large Abbe number positive lens, a cemented collimator and a relatively Abbe number smaller negative lens be able to. このようなダブレット構造を有するコリメータとして、本出願人による特願2000−262372号にあるようなコリメータを用いることができる。 As a collimator having such a doublet structure, it is possible to use a collimator as in Japanese Patent Application No. 2000-262372 by the present applicant.
【0310】 [0310]
また、第3の光ピックアップ装置では、コリメータに回折構造を形成して対物レンズ14で発生する色収差を補正したが、半導体レーザ11と偏光ビームスプリッタ15との間に、コリメータとは別に配置された、少なくとも1面に回折構造が形成された色収差補正手段としての色収差補正素子を用いてもよい。 Further, in the third optical pickup device has been corrected chromatic aberration generated in the objective lens 14 to form a diffractive structure on the collimator, between the semiconductor laser 11 and the polarizing beam splitter 15, the collimator is arranged separately it may be used chromatic aberration correcting element as the chromatic aberration correcting means diffractive structure on at least one side is formed. 平行光中に配置することのできる色収差補正素子として、本出願人による特願2001−210659号にあるような色収差補正素子を用いることができる。 As the chromatic aberration correcting element which can be placed in the parallel light, it is possible to use the chromatic aberration correcting element as in Japanese Patent Application No. 2001-210659 by the present applicant. 半導体レーザ11から射出される楕円状の光束の整形するためのビーム整形プリズムペアを光路中に配置する場合は、かかる平行光中に配置することのできる色収差補正素子を用いるのが好ましい。 When placing a beam shaping prism pair for shaping the elliptic light flux emitted from the semiconductor laser 11 in the optical path, to use a chromatic aberration correcting element which can be placed in such a parallel light is preferred.
【0311】 [0311]
また、第3の光ピックアップ装置は、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として屈折率分布可変素子23を偏光ビームスプリッタ15と対物レンズ14との間に配置している。 The third optical pickup apparatus, when recording / reproducing information for the first optical disk, the production error of the protective substrate thickness of the optical disk, the optical elements constituting the light converging optical system such as an objective lens manufacturing error, the change in wavelength due to manufacturing error of the semiconductor laser 11, and the substrate for correcting a change of spherical aberration due to the shape change or the refractive index change of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens due to the temperature change or humidity change the refractive index distribution variable element 23 as the thickness error correcting means is disposed between the polarizing beam splitter 15 and the objective lens 14.
【0312】 [0312]
屈折率分布可変素子23は、一対のガラス基板24a、24bに保持された互いに対向する一対の透明電極25a、25bとの間に配置された液晶層26を有し、透明電極25a、25bに駆動電源27から電圧を印加することで液晶層26の液晶分子の配向状態を電気的に制御し、液晶層26内の屈折率分布を変化させることができるように構成されている。 The refractive index distribution variable element 23 has a pair of glass substrates 24a, a pair of transparent electrodes 25a opposed to each other held by the 24b, the liquid crystal layer 26 disposed between the 25b, transparent electrodes 25a, driven 25b electrically controlling the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 26 by applying a voltage from the power source 27 is configured to be able to change the refractive index distribution in the liquid crystal layer 26.
【0313】 [0313]
透明電極25a、25bの少なくとも一方は光軸を中心とした複数の輪帯状の電圧印加部に分割されており、これら複数の輪帯状の電圧印加部の少なくとも1つに所定の電圧を印加することで、液晶層26の屈折率分布を光軸を中心として輪帯状に変化させることができる。 Transparent electrodes 25a, at least one of the 25b is divided into a voltage applying unit of the plurality of annular shape centered around the optical axis, applying a predetermined voltage to at least one voltage application portion of the plurality of annular in, it is possible to change the annular refractive index distribution of the liquid crystal layer 26 around the optical axis. 第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットの球面収差の変化が図示しない光検出器によって検出された場合は、電源27により、電圧印加部に所定の電圧を印加することで、液晶層26の屈折率分布を光軸を中心とする輪帯状に変化させ、屈折率分布可変素子23を透過する波面に対し所定の光路差を付加し、かかる球面収差の変化を補正する。 If the change of the spherical aberration of the first optical disc information recording surface 91 focused spots is detected by a photodetector, not shown, by a power source 27, by applying a predetermined voltage to the voltage application unit, a liquid crystal the refractive index distribution of the layer 26 is changed to an annular shape around the optical axis, with respect to a wavefront transmitted through the refractive index distribution variable element 23 adds a predetermined optical path difference, to correct a change in such a spherical aberration. これにより、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。 Thus, the first optical disc information recording surface 91 focused spots can always keep the spherical aberration is satisfactorily corrected.
【0314】 [0314]
上述の説明では、屈折率分布可変素子23として上述したような形態の屈折率分布可変素子を用いたが、本実施の形態の光ピックアップ装置に用いることのできる屈折率分布可変素子は、光軸を中心として回転対称状に屈折率分布を変化させることのできるものであればよく、上述の形態に限るものではない。 In the above description has used a refractive index distribution variable element of the form as described above as a refractive index distribution variable element 23, the refractive index distribution variable element which can be used in the optical pickup device of the present embodiment, the optical axis as long as it is capable of changing the refractive index distribution rotation-symmetrical around the well, not limited to the above embodiment.
【0315】 [0315]
また、第3の光ピックアップ装置に用いることのできる基板厚誤差補正手段として、構成レンズの少なくとも1つが光軸方向に変移可能とされたビームエキスパンダを用いてもよい。 Further, as the substrate thickness error correcting unit that can be used in the third optical pickup device, at least one of the constituent lenses may be used a beam expander which is capable displaced in the optical axis direction.
【0316】 [0316]
次に、図13により図12の光ピックアップ装置の変形例である第4の光ピックアップ装置を説明する。 Next, a fourth optical pickup device which is a modification of the optical pickup device of FIG. 12 will be described with reference to FIG. 図13に示すように、第4の光ピックアップ装置においては、半導体レーザ12と半導体レーザ13が図11と同様にユニット化されているので、光ピックアップ装置の部品点数の低減によりコストダウンが図れる。 As shown in FIG. 13, in the fourth optical pickup device, since the semiconductor laser 12 and the semiconductor laser 13 is similarly unitized and 11, cost can be reduced by reducing the number of components of the optical pickup device.
【0317】 [0317]
第4の光ピックアップ装置は、開口数NA1内で回折限界内となるように、半導体レーザ11の光束を、第1の光ディスクの情報記録面91上に集光させることができる対物レンズ34を有する。 Fourth optical pickup device, so that the diffraction limit in the numerical aperture within NA1, having an objective lens 34 that may be a light beam of the semiconductor laser 11, is focused on the first optical disc information recording surface 91 . 第1の光ディスク専用の対物レンズである対物レンズ34を用いて、半導体レーザ12からの光を用いて第2の光ディスクを記録/再生しようとすると、保護基板厚さの違いにより補正過剰(オーバー)方向に球面収差が変化するが、第4の光ピックアップ装置では、補正過剰方向に変化した球面収差を、基板厚差補正手段としての機能も備えた屈折率分布可変素子23により、開口数NA2内で回折限界内となるように補正することで第2の光ディスクに対する記録/再生を可能としている。 Using an objective lens 34 is a first optical disk dedicated objective lens, when a second optical disc to be recorded / reproduced by using the light from the semiconductor laser 12, overcorrection by the difference of the protective substrate thickness (over) Although a change in spherical aberration in the direction, in the fourth optical pickup device, over correction direction the spherical aberration is changed to, the refractive index distribution variable element 23 functions with as the substrate thickness difference correcting means, the numerical aperture NA2 in thereby enabling the recording / reproducing for the second optical disk by correcting so that the diffraction limit.
【0318】 [0318]
更に、半導体レーザ13からの光を用いて第3の光ディスクを記録/再生する場合も同様に、保護基板厚さの違いにより補正過剰(オーバー)方向に変化した球面収差を、屈折率分布可変素子23により、開口数NA3内で回折限界内となるように補正する。 Furthermore, the semiconductor Similarly, when the third optical disc with light from the laser 13 for recording / reproducing, the spherical aberration changes to the over correction (over) direction due to the difference of the protective substrate thickness, the refractive index distribution variable element by 23, it is corrected to be within the diffraction limit in the numerical aperture NA3.
【0319】 [0319]
また、第4の光ピックアップ装置は、NA1とNA2とNA3との開口切替手段として、図13の対物レンズ34の光源側の光学面34aに波長選択性のある後述の図17、図18のような輪帯フィルタを形成している。 The fourth optical pick-up apparatus, NA1 and the numerical aperture switching unit between NA2 and NA3, Figure 17 (described later) on the light source side optical surface 34a of the objective lens 34 with wavelength selectivity of 13, as in FIG. 18 to form a such annular filter. これにより、自動的に開口をNA1とNA2とNA3とに切り替えることができる。 Thus, automatically an opening can be switched between NA1 and NA2 and NA3. かかる波長選択性のある輪帯フィルタにより、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合は、必要開口数以上の光束を遮断することで光ディスクの情報記録面上で所望のスポット径を得ることができる。 The ring-shaped zone filter with such a wavelength selectivity, when the recording / reproducing of information for the second optical disk and the third optical disk, desired on the information recording surface of the optical disc by blocking the necessary numerical aperture or more light beams it can be obtained spot diameter.
【0320】 [0320]
また、開口切替手段として、NA1とNA2とNA3とに対応した絞りをそれぞれ、第1の光ディスク、第2の光ディスク、第3の光ディスクを再生する際に機械的に切り替える手段を用いてよく、更に、第1の実施の形態で説明したような液晶を用いた開口切替素子を用いてもよい。 Further, as the aperture switching unit, each aperture corresponding to the NA1 and NA2 and NA3, the first optical disc, the second optical disc may be used means for switching mechanically when reproducing the third optical disc, further the liquid crystal as described in the first embodiment may be used opening switching element using.
【0321】 [0321]
また、かかる開口切替手段は、対物レンズ34と一体となってトラッキングを行うのが好ましく、これにより良好なトラッキング特性が得られる。 Moreover, such open switching means is preferably for tracking together with the objective lens 34, thereby excellent tracking characteristics are obtained. 図13では、対物レンズ34の光学面34aに設けているので、このトラックキング特性が向上する。 In Figure 13, since the provided optical surface 34a of the objective lens 34, thereby improving the track King characteristics.
【0322】 [0322]
また、図13の光ピックアップ装置において、対物レンズ34は、1つのレンズ群から構成された単レンズであって、波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、対物レンズ14に入射する波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合の作動距離をfB1(mm)としたとき、 In the optical pickup apparatus in FIG. 13, the objective lens 34 is a single lens composed of one lens group, the focal length at the wavelength λ1 f1 (mm), the center thickness d (mm), the objective the diameter of the light flux with wavelength λ1 incident on the lens 14 Φ1 (mm), when the working distance when the recording / reproducing of information for the first optical disk and fB1 (mm),
0.7<d/f1<1.5 (2) 0.7 <d / f1 <1.5 (2)
2.8<Φ1<5.8 (3) 2.8 <Φ1 <5.8 (3)
fB1>0.5 (4) fB1> 0.5 (4)
を満足するように構成されている。 It is configured to satisfy.
【0323】 [0323]
高密度DVD用の高NA対物レンズとして、特開平10−123410号公報にあるような2つのレンズ群から構成される対物レンズが提案されているが、保護基板厚に1.1mmの違いがある、高密度DVDとCDとの相互互換を共通の対物レンズで行う場合には、対物レンズを、作動距離が確保しやすい単レンズ構成とするのが好ましい。 As the high NA objective lens for the high density DVD, although the objective lens composed of two lens groups as in JP-A-10-123410 have been proposed, there is a difference of 1.1mm protective substrate thickness , in the case of mutual compatibility between high density DVD and CD in the common objective lens, the objective lens, preferably a single lens structure that working distance is easily secured. このとき、上記(2)乃至(4)式を満たすことが特に好ましく、これにより、CDの作動距離を十分に確保することができる。 In this case, the (2) to (4) particularly preferably satisfies the equation, Thus, it is possible to sufficiently secure the working distance of the CD. この結果、DVDや高密度DVDのように、光ディスクの保護基板厚さの製造公差が比較的厳しく抑えられておらず、保護基板厚さの個体差によるばらつきが大きいCDを記録/再生する場合でもCDと対物レンズとの衝突の可能性を十分小さくすることができる。 As a result, as in the DVD or high density DVD, manufacturing tolerances of the protective substrate thickness of the optical disk is not suppressed comparatively severe, a large variation CD due to individual differences of the protective substrate thickness even when recording / reproducing CD and the possibility of collision between the objective lens can be made sufficiently small.
【0324】 [0324]
〈第3の実施の形態〉 <Third embodiment>
【0325】 [0325]
図14は第3の実施の形態による第5の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。 Figure 14 is a diagram showing a fifth optical pickup device according to a third embodiment schematically. 図14に示すように、第5の光ピックアップ装置は、図9の第1の光ピックアップ装置と同様に、3種類の記録密度の異なる光ディスクに対して情報の記録/再生が可能な光ピックアップ装置である。 As shown in FIG. 14, the fifth optical pickup device, as in the first optical pickup device of FIG. 9, three recording densities of different information on an optical disc recording / reproducing optical pickup device capable it is.
【0326】 [0326]
第5の光ピックアップ装置は、所定の像側開口数内で回折限界内となるように、半導体レーザ11乃至13からの光束を、第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面91乃至93上に集光させることができる対物レンズ14を有する。 Fifth optical pickup device, so that the diffraction limit in a predetermined image side numerical aperture in number, the light beam from the semiconductor laser 11 to 13, to each of the information recording surface 91 of the first to third optical discs 93 having an objective lens 14 can be focused on. 対物レンズ14としては、第1の光ピックアップ装置に用いた対物レンズと同様の対物レンズを用いることができるので、詳細な説明は割愛する。 The objective lens 14, it is possible to use the same objective lens and the objective lens used for the first optical pickup device, a detailed description will be omitted.
【0327】 [0327]
さらに、第5の光ピックアップ装置は、半導体レーザ11と、半導体レーザ11乃至13からの光束の光路合成手段である偏光ビームスプリッタ15との間の光路中に、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化、による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段としてビームエキスパンダ33を配置している。 Furthermore, the fifth optical pickup device includes a semiconductor laser 11, the optical path between the polarizing beam splitter 15 is an optical path combining portion of the light beam from the semiconductor laser 11 to 13, the information for the first optical disk when recording / reproducing, production error of the protective substrate thickness of the optical disk, the manufacturing error of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens, the change in wavelength due to manufacturing error of the semiconductor laser 11, and the temperature change or humidity It is arranged a beam expander 33 as the substrate thickness error correcting means for correcting the variation of the spherical aberration shape change or the refractive index change, due to the optical elements constituting the light converging optical system such as an objective lens due to a change.
【0328】 [0328]
このビームエキスパンダ33は、負レンズ32と正レンズ31とから構成され、負レンズ32が1軸アクチュエータ21によって光軸方向に変移されるようになっている。 The beam expander 33 is composed of a negative lens 32 and positive lens 31. The negative lens 32 is adapted to be displaced in the optical axis direction by uniaxial actuator 21. 負レンズ32には半導体レーザ11からの光束がコリメータ30で平行にされて入射する。 The negative lens 32 the light beam from the semiconductor laser 11 is incident is parallel by the collimator 30.
【0329】 [0329]
第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットの球面収差の変化が図示しない光検出器によって検出された場合は、1軸アクチュエータ21により負レンズ32を所定量変移させて、対物レンズ14に入射する光束の発散角を変化させることで、かかる球面収差の変化を補正する。 If the change of the spherical aberration of the first optical disc information recording surface 91 focused spots is detected by a photodetector, not shown, and the negative lens 32 by a predetermined amount shifted by uniaxial actuator 21, the objective lens 14 changing the divergence angle of the light beam incident to the, to correct a change in such a spherical aberration. 集光スポットの球面収差が補正過剰(オーバー)方向に変化した場合は、負レンズ32を正レンズ31に近づく方向に変移させ、集光スポットの球面収差が補正不足(アンダー)方向に変化した場合は、負レンズ32を正レンズ33から離れる方向に変移させる。 If the spherical aberration of the focused spot is changed to the over correction (over) direction, is displaced in a direction approaching the negative lens 32 in the positive lens 31, if the spherical aberration of the focused spot is changed to the under correction (under) direction causes the displacement in the direction away negative lens 32 from the positive lens 33. これにより、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。 Thus, the first optical disc information recording surface 91 focused spots can always keep the spherical aberration is satisfactorily corrected.
【0330】 [0330]
なお、第5の光ピックアップ装置では、負レンズ32を光軸方向に変移させるようにしたが、正レンズ31を光軸方向に変移させるようにしてもよく、また負レンズ32と正レンズ31の両方を光軸方向に変移させるようにしてもよい。 In the fifth optical pickup device, but so as to shift the negative lens 32 in the optical axis direction, it may be allowed to shift the positive lens 31 in the optical axis direction and a negative lens 32 of positive lens 31 both may be caused to shift in the optical axis direction.
【0331】 [0331]
また、第5の光ピックアップ装置では、基板厚誤差補正手段として、負レンズ32を光軸方向に変移させるようにしたビームエキスパンダ33を用いたが、第1の光ピックアップ装置と同様に、光軸方向に変移させるようにしたコリメータを用いてもよいし、第3の光ピックアップ装置と同様に、屈折率分布可変素子を用いてもよい。 Further, in the fifth optical pickup device, as the substrate thickness error correcting means, although using a beam expander 33 so as to shift the negative lens 32 in the optical axis direction, similarly to the first optical pickup device, light may be used with a collimator so as to shift in the axial direction, as in the third optical pickup device, it may be used a refractive index distribution variable element. いずれの場合でも、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。 In any case, the first optical disc information recording surface 91 focused spots can always keep the spherical aberration is satisfactorily corrected.
【0332】 [0332]
さらに、第5の光ピックアップ装置では、ビームエキスパンダ33は基板厚誤差補正手段として機能に加えて、色収差補正手段としての機能も備える。 Furthermore, in the fifth optical pickup device, a beam expander 33 in addition to the function as the substrate thickness error correcting means also has a function as a chromatic aberration correcting means. すなわち、ビームエキスパンダ33の正レンズ31の光ディスク側の面31a上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成されており、半導体レーザ11から射出される光の波長が、長くなる方向に変化した場合に、ビームエキスパンダ33のパワーが大きくなるような波長特性を有するので、半導体レーザ11から出射された光束は、ビームエキスパンダ33と対物レンズ14を経ることによってほとんど色収差なく第1の光ディスクの情報記録面91上に集光される。 That are diffractive structure composed of a plurality of concentric ring-shaped zones on the optical disk side of the surface 31a of the positive lens 31 of the beam expander 33 is formed, the wavelength of light emitted from the semiconductor laser 11 becomes longer direction If the changes in the beam because it has a wavelength characteristic as the power is increased the expander 33, the light flux emitted from the semiconductor laser 11, a beam expander 33 and the first most chromatic aberration without through the objective lens 14 It is converged on the optical disc information recording surface 91.
【0333】 [0333]
第5の光ピックアップ装置に用いるのが好ましいビームエキスパンダとして本出願人による特願2000−330009号にあるようなビームエキスパンダを用いることができる。 It can be used a beam expander, such as by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2000-330009 as a preferred beam expander for use in the fifth optical pickup device.
【0334】 [0334]
第5の光ピックアップ装置では、ビームエキスパンダ33の正レンズ31の少なくとも1面上に回折構造を形成することで、対物レンズ14で発生する色収差を補償したが、負レンズ32の少なくとも1面上に回折構造を形成してもよく、負レンズ32と正レンズ31の両方に回折構造を形成してもよい。 In the fifth optical pickup device, by forming a diffractive structure on at least one side of the positive lens 31 of the beam expander 33, although to compensate for chromatic aberration generated by the objective lens 14, at least one surface on the negative lens 32 may form a diffractive structure may be formed diffractive structure to both the negative lens 32 positive lens 31.
【0335】 [0335]
また、第5の光ピックアップ装置では、ビームエキスパンダ33の正レンズ31の少なくとも1面上に回折構造を形成することで、対物レンズ14で発生する色収差を補償したが、半導体レーザ11のモードホッピング等の単色性の悪さに起因して、主に対物レンズ14で発生する色収差を補正するための色収差補正手段として、特願2001−248819号や特願2000−262372号にあるようなコリメータを用いることができる。 Further, in the fifth optical pickup device, by forming a diffractive structure on at least one side of the positive lens 31 of the beam expander 33, although to compensate for chromatic aberration generated by the objective lens 14, the mode hopping of the semiconductor laser 11 due to the monochromatic poor etc., mainly as a chromatic aberration correcting means for correcting the chromatic aberration generated in the objective lens 14, using a collimator as in 2001-248819 Patent and Japanese Patent Application No. 2000-262372 No. be able to. さらに、本出願人による特願2001−210659号にあるような色収差補正素子を用いることができる。 Furthermore, it is possible to use a chromatic aberration correcting element as in Japanese Patent Application No. 2001-210659 by the present applicant.
【0336】 [0336]
次に、図15により図14の光ピックアップ装置の変形例である第6の光ピックアップ装置を説明する。 Next, a description will be given of a sixth optical pickup device which is a modification of the optical pickup device of FIG. 14 to FIG. 15. 図15に示すように、第6の光ピックアップ装置では、半導体レーザ11と、半導体レーザ11乃至13からの出射光の合成手段である偏光ビームスプリッタ15との間の光路中に、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として、1軸アクチュエータ21により光軸方向に変移されるようにしたコリメータ39を備える。 As shown in FIG. 15, the optical pickup apparatus of the sixth, the semiconductor laser 11, the optical path between the polarizing beam splitter 15 is a synthesizing means of the light emitted from the semiconductor laser 11 to 13, the first optical disk relative to the case of recording / reproducing information, production error of the protective substrate thickness of the optical disk, the manufacturing error of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens, the change in wavelength due to manufacturing error of the semiconductor laser 11, and the substrate thickness error correcting means for correcting the variation of the spherical aberration due to the shape change or the refractive index change of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens due to the temperature change or humidity change, the optical axis direction by uniaxial actuator 21 comprising a collimator 39 so as to be displaced to. これにより、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。 Thus, the first optical disc information recording surface 91 focused spots can always keep the spherical aberration is satisfactorily corrected.
【0337】 [0337]
また、第6の光ピックアップ装置では、コリメータ39は基板厚誤差補正手段としての機能に加えて、色収差補正手段としての機能も備える。 Further, the optical pickup apparatus of the sixth, collimator 39 in addition to the function as the substrate thickness error correcting means, a function as the chromatic aberration correcting means provided. 即ち半導体レーザ11のモードホッピング等の単色性の悪さに起因して、主に対物レンズ14で発生する色収差を補正するためにコリメータ39の光ディスク側の面39a上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を形成した。 That is, due to the monochromatic poor mode hopping of the semiconductor laser 11, mainly from a plurality of ring-shaped zones concentric on the optical disk side of the surface 39a of the collimator 39 in order to correct chromatic aberration generated in the objective lens 14 diffractive structure formed was formed. これにより、コリメータ39は半導体レーザ11から射出される光の波長が、長くなる方向に変化した場合に、コリメータ39のバックフォーカスが短くなる方向に変化するような波長特性を有するので、半導体レーザ11から射出された光束は、コリメータ39及び対物レンズ14を透過することでほとんど色収差なく第1の光ディスクの情報記録面91上に集光される。 Thus, the wavelength of the optical collimator 39 is emitted from the semiconductor laser 11, when a change in the direction of the longer, because it has a wavelength characteristic such as the back focus of the collimator 39 is changed in the direction of shorter, the semiconductor laser 11 light beam emitted is focused on the first optical disc information recording surface 91 with little chromatic aberration by passing through the collimator 39 and objective lens 14 from.
【0338】 [0338]
〈第4の実施の形態〉 <Fourth Embodiment>
【0339】 [0339]
図16は第4の実施の形態による第7の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。 Figure 16 is a diagram illustrating an optical pickup device of the seventh according to the fourth embodiment schematically. 図16に示すように、第5の光ピックアップ装置は、図9の第1の光ピックアップ装置と同様に、3種類の記録密度の異なる光ディスクに対して情報の記録/再生が可能な光ピックアップ装置である。 As shown in FIG. 16, the fifth optical pickup device, as in the first optical pickup device of FIG. 9, three recording densities of different information on an optical disc recording / reproducing optical pickup device capable it is.
【0340】 [0340]
本実施の形態の第7の光ピックアップ装置は、開口数NA1内で回折限界内となるように、半導体レーザ11の光束を、第1の光ディスクの情報記録面91上に集光させることができる対物レンズ34を有する。 Seventh optical pickup device of the present embodiment, so that the diffraction limit in the numerical aperture within NA1, the light flux of the semiconductor laser 11 can be converged on the first optical disc information recording surface 91 having an objective lens 34.
【0341】 [0341]
第7の光ピックアップ装置では、半導体レーザ11と、半導体レーザ11乃至13からの光束の光路合成手段である偏光ビームスプリッタ15との間の光路中に、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として、1軸アクチュエータ21により光軸方向に変移されるようにしたコリメータ39を備える。 In the optical pickup apparatus of the seventh recording semiconductor laser 11, the optical path between the polarizing beam splitter 15 is an optical path combining portion of the light beam from the semiconductor laser 11 to 13, the information for the first optical disc / when reproducing, production error of the protective substrate thickness of the optical disk, the manufacturing error of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens, the change in wavelength due to manufacturing error of the semiconductor laser 11, and due to the temperature change or humidity change as the substrate thickness error correcting means for correcting the variation of the spherical aberration due to the shape change or the refractive index change of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens, and to be shifted in the optical axis direction by uniaxial actuator 21 It comprises a collimator 39. これにより、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。 Thus, the first optical disc information recording surface 91 focused spots can always keep the spherical aberration is satisfactorily corrected.
【0342】 [0342]
また、第7の光ピックアップ装置では、コリメータ39は基板厚誤差補正手段としての機能に加えて、色収差補正手段としての機能も備える。 Further, the optical pickup device of the seventh collimator 39 in addition to the function as the substrate thickness error correcting means, a function as the chromatic aberration correcting means provided. すなわち半導体レーザ11のモードホッピング等の単色性の悪さに起因して、主に対物レンズ34で発生する色収差を補正するためにコリメータ39の光ディスク側の面39a上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を形成した。 That is, due to the monochromatic poor mode hopping of the semiconductor laser 11, mainly from a plurality of ring-shaped zones concentric on the optical disk side of the surface 39a of the collimator 39 in order to correct chromatic aberration generated in the objective lens 34 diffractive structure formed was formed. これにより、コリメータ39は半導体レーザ11から射出される光の波長が、長くなる方向に変化した場合に、コリメータ39のバックフォーカスが短くなる方向に変化するような波長特性を有するので、半導体レーザ11から射出された光束は、コリメータ39及び対物レンズ34を透過することでほとんど色収差なく第1の光ディスクの情報記録面91上に集光される。 Thus, the wavelength of the optical collimator 39 is emitted from the semiconductor laser 11, when a change in the direction of the longer, because it has a wavelength characteristic such as the back focus of the collimator 39 is changed in the direction of shorter, the semiconductor laser 11 light beam emitted is focused on the first optical disc information recording surface 91 with little chromatic aberration by passing through the collimator 39 and objective lens 34 from.
【0343】 [0343]
第7の光ピックアップ装置では、半導体レーザ12と偏光ビームスプリッタ15との間の光路中であって、半導体レーザ12からの光束と半導体レーザ13からの光束との共通光路中に、光ディスク側の面35a上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された基板厚差補正手段としての回折光学素子35を備える。 In the optical pickup apparatus of the seventh, common in the optical path, the surface of the optical disk side of the light beam of an optical path from the light beam and the semiconductor laser 13 from the semiconductor laser 12 between the semiconductor laser 12 and the polarizing beam splitter 15 with diffractive optical element 35 as a plurality of concentric consisting zonal diffractive structure formed substrate thickness difference correcting means on the 35a.
【0344】 [0344]
第1の光ディスク専用の対物レンズである対物レンズ34を用いて、半導体レーザ12からの光を用いて第2の光ディスクを記録/再生しようとすると、保護基板厚さの違いにより補正過剰(オーバー)方向に球面収差が変化する。 Using an objective lens 34 is a first optical disk dedicated objective lens, when a second optical disc to be recorded / reproduced by using the light from the semiconductor laser 12, overcorrection by the difference of the protective substrate thickness (over) spherical aberration changes in direction. 同様に、対物レンズ34を用いて、半導体レーザ13からの光を用いて第3の光ディスクを記録/再生しようとすると、保護基板厚さの違いにより補正過剰(オーバー)方向に球面収差が変化する。 Similarly, by using the objective lens 34, when the third optical disk to be recorded / reproduced by using the light from the semiconductor laser 13, the spherical aberration changes to the over correction (over) direction due to the difference of the protective substrate thickness . 第7の光ピックアップ装置では、補正過剰方向に変化した球面収差を、回折光学素子35の回折作用によって、半導体レーザ12からの光束を、第2の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA2内で回折限界内となるように補正し、さらに半導体レーザ13からの光束を、第3の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA3内で回折限界内となるように補正するので、第1の光ディスク専用の対物レンズ34を用いて、保護基板厚さの異なる第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生が可能である。 In the optical pickup apparatus of the seventh, the spherical aberration is changed to over correction direction, by the diffraction action of the diffractive optical element 35, the light beam from the semiconductor laser 12, the image side necessary for recording / reproducing the second optical disk corrected as in the numerical aperture NA2 becomes a diffraction limit, further the light beam from the semiconductor laser 13, so as to be within the diffraction limit in the image side numerical aperture NA3 necessary when recording / reproducing the third optical disc is corrected to, using a first optical disk dedicated objective lens 34, it is possible to record / reproduce the information for the second optical disc and the third optical disc having different protective substrate thickness.
【0345】 [0345]
図16の光ピックアップ装置において、回折光学素子35の回折構造35aは、半導体レーザ12からの波長λ2の光が入射したときに発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の次数n2と、半導体レーザ13からの波長λ3の光が入射したときに発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の次数n3とが同一となるように最適化され、その最適化波長は、λ2とλ3との中間の波長である。 The optical pickup device 16, the diffractive structure 35a of the diffractive optical element 35, among the diffracted light generated when the incident light of the wavelength λ2 from the semiconductor laser 12, the order of diffracted light having the maximum diffracted light n2 when, among the diffracted light light of wavelength λ3 from the semiconductor laser 13 is generated when the incident and diffracted beam orders n3 of having the maximum diffracted light is optimized to be the same, its optimization wavelength , it is an intermediate wavelength between λ2 and [lambda] 3. これにより、第2の光ディスクと第3の光ディスクの使用波長領域において、それぞれ高い回折効率を得ることができる。 Thus, in the used wavelength region of the second optical disk and the third optical disc, it is possible to obtain a high diffraction efficiency, respectively.
【0346】 [0346]
例えば、回折構造35aを、 For example, the diffraction structure 35a,
680nm<λB<740nm 680nm <λB <740nm
を満足する波長λBと回折次数1とで最適化すると、半導体レーザ12からの波長650nmの光と、半導体レーザ13からの波長780nmの光と、が回折構造35aに入射したときに発生する、それぞれの光の1次回折光の回折効率をともに95%以上とすることができる。 Optimizing satisfactory wavelength λB and the diffraction order 1, and light having a wavelength 650nm from the semiconductor laser 12, and light of wavelength 780nm from the semiconductor laser 13, occurs when incident on the diffractive structure 35a, respectively it can be 1 and the diffraction efficiency of diffracted light together more than 95% of the light.
【0347】 [0347]
また、図16の光ピックアップ装置のように、基板厚差補正手段としての回折光学素子35を、半導体レーザ12及び13からの光束は通過するが、半導体レーザ11からの光束は通過しない光路に配置して、半導体レーザ12及び13からの光束の同一次数の回折光を、それぞれ、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対する記録/再生に使用するようにすると、半導体レーザ12からの光束の波長λ2と半導体レーザ13からの光束の波長λ3との中間の波長と、回折次数2で回折構造35aを最適化した場合でも、波長λ2の光と、波長λ3の光とで、ともに高い回折効率を確保できる。 Also, as in the optical pickup device of FIG. 16, the diffractive optical element 35 as the substrate thickness difference correcting means, the light beam from the semiconductor laser 12 and 13 are passed through, arranged in the optical path of the light beam does not pass from the semiconductor laser 11 and, the same order diffracted light of the light beam from the semiconductor laser 12 and 13, respectively, when to use the recording / reproducing for the second optical disk and the third optical disk, the wavelength of the light beam from the semiconductor laser 12 .lambda.2 securing an intermediate wavelength between the wavelength [lambda] 3 of the light beam from the semiconductor laser 13, even when optimizing the diffractive structure 35a by the diffraction order 2, and the light of the wavelength .lambda.2, in the light of the wavelength [lambda] 3, the both high diffraction efficiency it can. このように、回折次数2で回折構造35aを最適化することで、回折次数1で最適化する場合に比して、隣合う回折輪帯の間隔を2倍に広げることができるので、回折輪帯形状の製造誤差による回折効率の低下が小さい回折光学素子35を実現できる。 Thus, by optimizing the diffractive structure 35a by the diffraction order 2, as compared with the case of optimized diffraction orders 1, since the interval between adjacent diffraction zones can be extended to two times, the diffractive ring the diffractive optical element 35 decreases is smaller in the diffraction efficiency by the production error of the band configuration can be realized.
【0348】 [0348]
例えば、n2=n3=1、λB=710nmで回折構造35aを最適化した場合、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率は、 For example, n2 = n3 = 1, when optimizing the diffractive structure 35a in .lambda.B = 710 nm, the diffraction efficiency in the used wavelength region of respective optical disks,
第2の光ディスク(DVD、波長650nm) :97.2% Second optical disk (DVD, wavelength 650 nm): 97.2%
第3の光ディスク(CD、波長780nm) :97.3% Third optical disc (CD, wavelength 780 nm): 97.3%
であるのに対し、n2=n3=2、λB=710nmで回折構造35aを最適化した場合でも、 To which the in, n2 = n3 = 2, even when optimizing the diffractive structure 35a in .lambda.B = 710 nm,
第2の光ディスク(DVD、波長650nm) :89.3% Second optical disk (DVD, wavelength 650 nm): 89.3%
第3の光ディスク(CD、波長780nm) :89.8% Third optical disc (CD, wavelength 780 nm): 89.8%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域で十分な回折効率を確保できる。 When, it is possible to ensure a sufficient diffraction efficiency in using wavelength region of respective optical disks.
【0349】 [0349]
また、第7の光ピックアップ装置では、NA1とNA2とNA3との開口切替手段として、対物レンズ34の光源側の光学面34aに後述の図17,図18のような輪帯フィルタが形成されている。 Further, the optical pickup device of the seventh, as the aperture switching means between NA1 and NA2 and NA3, the light source side of the later-described optical surface 34a Figure 17 of the objective lens 34, annular filter as shown in FIG. 18 is formed there. また、開口切替手段として、NA1とNA2とNA3とに対応した絞りをそれぞれ、第1の光ディスク、第2の光ディスク、第3の光ディスクを再生する際に機械的に切り替えるようにしてもよい。 Further, as the aperture switching unit, NA1 and NA2 and NA3 and aperture corresponding to the respective first optical disc, the second optical disc, it may be mechanically switched when reproducing the third optical disc. また、開口切替手段として第1の実施の形態で説明したような液晶を用いた開口切替素子を用いることができる。 Further, it is possible to use the opening switching element using a liquid crystal as described in the first embodiment as the opening switching means.
【0350】 [0350]
また、図16の光ピックアップ装置において、対物レンズ34は、1つのレンズ群から構成された単レンズであって、波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、対物レンズ 4に入射する波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合の作動距離をfB1(mm)としたとき、 In the optical pickup apparatus in FIG. 16, the objective lens 34 is a single lens composed of one lens group, the focal length at the wavelength λ1 f1 (mm), the center thickness d (mm), the objective the diameter of the light flux with wavelength λ1 incident on the lens 3 4 Φ1 (mm), when the working distance when the recording / reproducing of information for the first optical disk and fB1 (mm),
0.7<d/f1<1.5 (2) 0.7 <d / f1 <1.5 (2)
2.8<Φ1<5.8 (3) 2.8 <Φ1 <5.8 (3)
fB >0.5 (4) fB 1> 0.5 (4)
を満足するように構成されている。 It is configured to satisfy.
【0351】 [0351]
高密度DVD用の高NA対物レンズとして、特開平10−123410にあるような2つのレンズ群から構成される対物レンズが提案されているが、保護基板厚に1.1mmの違いがある、高密度DVDとCDとの相互互換を共通の対物レンズで行う場合には、対物レンズを、作動距離が確保しやすい単レンズ構成とするのが好ましい。 As the high NA objective lens for the high density DVD, although the objective lens composed of two lens groups as in JP-A 10-123410 have been proposed, there is a difference of 1.1mm the protective substrate thickness, high when performing mutual compatibility between the density DVD and CD in the common objective lens, the objective lens, preferably a single lens structure that working distance is easily secured. このとき、上記(2)乃至(4)式を満たすことが特に好ましく、これにより、CDの作動距離を十分に確保することができる。 In this case, the (2) to (4) particularly preferably satisfies the equation, Thus, it is possible to sufficiently secure the working distance of the CD. この結果、DVDや高密度DVDのように、光ディスクの保護基板厚さの製造公差が比較的厳しく抑えられておらず、保護基板厚さの個体差によるばらつきが大きいCDを記録/再生する場合でもCDと対物レンズとの衝突の可能性を十分小さくすることができる。 As a result, as in the DVD or high density DVD, manufacturing tolerances of the protective substrate thickness of the optical disk is not suppressed comparatively severe, a large variation CD due to individual differences of the protective substrate thickness even when recording / reproducing CD and the possibility of collision between the objective lens can be made sufficiently small.
【0352】 [0352]
図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置において、対物レンズ14の回折構造14aは、 In the optical pickup apparatus of FIG 9,11,12,14,15, the diffractive structure 14a of the objective lens 14,
340nm<λB<440nm (A) 340nm <λB <440nm (A)
を満足する波長(以下、λBを最適化波長、または製造波長、またはブレーズ化波長とよぶ)と、回折次数2で最適化されているので、半導体レーザ11からの波長400nmの光が入射した場合には、2次回折光が他のいずれの次数の回折光よりも大きな光量を有するよう発生し、対物レンズ14は、その2次回折光を第1の光ディスクの情報記録面上に集光する。 Wavelength satisfying (hereinafter optimized wavelength λB or production wavelength, or referred to as a blaze wavelength,) and, because it is optimized by the diffraction order 2, when the light of wavelength 400nm from the semiconductor laser 11 is incident the, 2 occurs so that diffracted light has a greater amount than any other order diffracted light, the objective lens 14 condenses the second order diffracted light to the first optical disc information recording surface.
【0353】 [0353]
このとき、対物レンズ14の回折構造14aに、半導体レーザ12からの波長650nmの光が入射した場合に、1次回折光が他のいずれの次数の回折光よりも大きな光量を有するように発生し、対物レンズ14は、その1次回折光を第2の光ディスクの情報記録面上に集光するとともに、対物レンズ14の回折構造14aに、半導体レーザ13からの波長780nmの光が入射した場合に、1次回折光が他のいずれの次数の回折光よりも大きな光量を有するように発生し、対物レンズ14は、その1次回折光を第3の光ディスクの情報記録面上に集光する。 In this case, the diffractive structure 14a of the objective lens 14, when light is incident wavelength 650nm from the semiconductor laser 12, the first-order diffracted light is generated to have a greater amount than any other order diffracted light, objective lens 14, as well as condensing the first-order diffracted light to the second optical disc information recording surface, the diffractive structure 14a of the objective lens 14, when light of wavelength 780nm from the semiconductor laser 13 is incident, 1 order diffracted light is generated to have a greater amount than any other order diffracted light, the objective lens 14 condenses the first-order diffracted light to a third optical information recording surface.
【0354】 [0354]
このように、(A)式を満足する波長と回折次数2で、回折構造14aを最適化することで、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数と、第2の光ディスク、及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数とを異なるようにし、かつ、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数が、第2の光ディスク、及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数よりも大きくなるようにすると、それぞれの光ディスクの使用波長領域において、それぞれ高い回折効率を得ることができる。 Thus, the wavelength and diffraction order 2 satisfying the formula (A), to optimize the diffractive structure 14a, and the order of diffracted light used for recording / reproducing of information for the first optical disk, the second optical disc, and the third information recording / used to play different and order of the diffracted light as to the optical disk, and the order of diffracted light used for recording / reproducing of information for the first optical disc, the second optical disc, and the third so as to be larger than the order of the diffracted light used for recording / reproducing information on the optical disk, can be in the used wavelength region of respective optical disks, obtain a high diffraction efficiency, respectively.
【0355】 [0355]
対物レンズ14の回折構造14aを決定する場合には、少なくとも、回折構造14aで発生する半導体レーザ11からの光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する次数の回折光の回折効率が70%より大きくなるように、回折構造14aを最適化するのが好ましい。 When determining the diffractive structure 14a of the objective lens 14, at least, in the diffracted light of the light beam from the semiconductor laser 11 generated in the diffractive structure 14a, the diffraction efficiency of the order of a diffracted ray having the maximum diffracted light is 70% as larger, preferably optimized the diffractive structure 14a. より好ましくは、回折構造14aで発生する半導体レーザ11乃至13からのそれぞれの光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する次数の回折光の回折効率がすべて70%より大きくなるように、回折構造14aが最適化されることである。 More preferably, in the diffracted light of each light flux from the semiconductor laser 11 to 13 generated in the diffractive structure 14a, as the diffraction efficiency of the order of a diffracted ray having the maximum diffracted light is larger than all 70%, diffraction structure 14a is to be optimized.
【0356】 [0356]
以下に具体例を示す。 The following shows a specific example. ある製造波長λB、回折次数nで最適化された理想的なブレーズ構造が形成された回折レンズを考えると、この回折レンズのある波長λでの回折効率η(λ)は、波長λBにおけるレンズ材料の屈折率と、波長λにおけるレンズ材料の屈折率がほとんど変わらないと仮定すると、次式数1で表される。 Some manufacturers wavelength .lambda.B, given the optimized ideal diffractive lens blazed structure is formed by the diffraction order n, the diffraction efficiency at a wavelength lambda with the diffractive lens eta (lambda) is the lens material in the wavelength .lambda.B the refractive index of the refractive index of the lens material at the wavelength λ is assumed to remain almost unchanged, it is expressed by the following equation number 1.
【0357】 [0357]
【数1】 [Number 1]
【0358】 [0358]
図60は、ある製造波長λB、回折次数1で最適化されたブレーズ構造で発生する、波長405nmの光の1次回折光と、波長650nmの光の1次回折光と、波長780nmの光の1次回折光との回折効率の製造波長に対する依存性を表す図である。 Figure 60 is manufactured wavelength .lambda.B, occurs at a blade optimized structure diffraction order 1, 1-order diffracted light of wavelength 405nm of light, 1 order diffracted light of the light of wavelength 650 nm, 1 next wavelength 780nm light it is a diagram illustrating the dependence on production wavelength of the diffraction efficiency of the diffracted light.
【0359】 [0359]
図60から、特開2001−195769公報に記載の光ピックアップ装置のように、対物レンズ14の回折構造14aで発生する半導体レーザ11乃至13からの光の同一次数の回折光を、それぞれの光ディスクへの記録/再生再生に使用する場合には、それぞれの光ディスクの使用波長領域で高い回折効率を得ることはできないことがわかる。 From Figure 60, JP-as in the optical pickup apparatus described in 2001-195769 publication, the same order diffracted light of the light from the semiconductor laser 11 to 13 generated in the diffractive structure 14a of the objective lens 14, to the respective optical disks when used in the recording / reproducing reproduction, it can be seen that it is impossible to obtain a high diffraction efficiency in the used wavelength region of respective optical disks.
【0360】 [0360]
図61は、340nm≦λB≦450nmを満足する製造波長と、回折次数2で最適化されたブレーズ構造で発生する波長405nmの光の2次回折光と、波長650nmの光の1次回折光と、波長780nmの光の1次回折光との回折効率の製造波長に対する依存性を表す図である。 Figure 61 is a production wavelength satisfying 340 nm ≦ .lambda.B ≦ 450 nm, 2-order diffracted light of the light having a wavelength of 405nm generated by a blade optimized structure diffraction order 2, 1-order diffracted light of the light of wavelength 650 nm, the wavelength is a diagram illustrating the dependence on production wavelength of the diffraction efficiency of the first order diffracted light of 780nm light.
【0361】 [0361]
図61から、第1の光ディスクへの記録/再生に半導体レーザ11からの光の2次回折光を、第2及び第3の光ディスクへの記録/再生に、それぞれ半導体レーザ12及び半導体レーザ13からの光の1次回折光を利用する場合には、350nmから420nmの間の波長を製造波長に設定した場合に、それぞれの光ディスクの使用波長領域で高い回折効率を得ることができることがわかる。 From Figure 61, the second-order diffracted light of the light from the semiconductor laser 11 to the recording / reproducing of the first optical disc, the recording / reproducing of the second and third optical disks, from the semiconductor laser 12 and the semiconductor laser 13, respectively when using the first-order diffracted light of the light, if set to manufacture wavelength wavelengths between 350nm of 420 nm, it is understood that it is possible to obtain a high diffraction efficiency in the used wavelength region of respective optical disks. 特に、360nmから400nmの間の波長を製造波長に設定すると、それぞれの光ディスクの使用波長領域で80%以上という高い回折効率を得ることができるので好ましい。 In particular, setting the production wavelength a wavelength between 400nm from 360 nm, it is possible to obtain a high diffraction efficiency of 80% or more by using a wavelength region of respective optical disks preferred.
【0362】 [0362]
次に、対物レンズ14の回折構造14aのブレーズ構造の最適化の方法として好ましい別の例を説明する。 Next, another example preferred method of optimization of the blazed structure of the diffractive structure 14a of the objective lens 14.
【0363】 [0363]
図62は、390nm≦λB≦440nmを満足する製造波長と、回折次数6で最適化されたブレーズ構造で発生する波長405nmの光の6次回折光と、波長650nmの光の4次回折光と、波長780nmの光の3次回折光との回折効率の製造波長に対する依存性を表す図である。 Figure 62 is a production wavelength satisfying 390 nm ≦ .lambda.B ≦ 440 nm, 6-order diffracted light of the light having a wavelength of 405nm generated by a blade optimized structure diffraction order 6, 4-order diffracted light of the light of wavelength 650 nm, the wavelength it is a diagram illustrating the dependence on production wavelength of the diffraction efficiency of the third-order diffracted light of 780nm light.
【0364】 [0364]
図62から、第1の光ディスクへの記録/再生に半導体レーザ11からの光の6次回折光を、第2の光ディスクへの記録/再生に半導体レーザ12からの光の4次回折光を、第3の光ディスクへの記録/再生に半導体レーザ13からの光の3次回折光を利用する場合には、405nmから425nmの間の波長を製造波長に設定した場合に、それぞれの光ディスクの使用波長領域で高い回折効率を得ることができることがわかる。 From Figure 62, the light 6-order diffracted light from the semiconductor laser 11 to the recording / reproducing of the first optical disc, a 4-order diffracted light of the light from the semiconductor laser 12 to the recording / reproducing of the second optical disk, the third when utilizing the third-order diffracted light of the light from the semiconductor laser 13 to the recording / reproducing of the optical disc, when setting a wavelength of between 425nm to manufacture wavelength from 405 nm, high in the used wavelength region of respective optical disks it can be seen that it is possible to obtain a diffraction efficiency. 特に、410nmから420nmの間の波長を製造波長に設定すると、それぞれの光ディスクの使用波長領域で80%以上という高い回折効率を得ることができるので好ましい。 In particular, when setting a wavelength of between 410nm to 420nm in the production wavelength, it is possible to obtain a high diffraction efficiency of 80% or more by using a wavelength region of respective optical disks preferred.
【0365】 [0365]
なお、上述した、それぞれの光ディスクの使用波長領域で高い回折効率を得るために好ましい製造波長の範囲は、半導体レーザ11乃至13から発振される光の波長がそれぞれ、 Incidentally, the above-described, preferable range of the production wavelength for obtaining a high diffraction efficiency in the wavelength region used for each optical disk, the wavelength of light emitted from the semiconductor laser 11 through 13, respectively,
380nm<λ1<420nm 380nm <λ1 <420nm
630nm<λ2<670nm 630nm <λ2 <670nm
760nm<λ3<800nm 760nm <λ3 <800nm
を満たす場合に適用可能である。 It is applicable to a case satisfying.
【0366】 [0366]
半導体レーザ11乃至13からの光束のすべての光束が通過する共通の光路に、基板厚差補正手段を配置すると、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置のように、対物レンズと、基板厚差補正手段としての回折構造とを一体化できるので、光ピックアップ光学系の光学素子の数を削減でき、コストの観点上好ましい。 A common optical path where all light beams of the light beams pass from the semiconductor laser 11 to 13, placing the substrate thickness difference correcting means, as the optical pickup device of FIG 9,11,12,14,15, and the objective lens , it is possible integrating the diffractive structure as the substrate thickness difference correcting means, reduces the number of optical elements of the optical pickup system, the cost point of view preferred.
【0367】 [0367]
さらに、上述したように、開口数NA2より外側の領域を通過する半導体レーザ12からの光束と、開口数NA3より外側の領域を通過する半導体レーザ13からの光束と、がフレアとなるように、対物レンズの光学面上に形成した基板厚差補正手段としての回折構造を決定することで、この回折構造に開口切替手段としての機能も持たせることができるので、光ピックアップ光学系の光学素子の数をさらに、削減でき、コストの観点上より好ましい。 Further, as described above, so that the light beam from the semiconductor laser 12 passing through the region outside the numerical aperture NA2, and the light flux from the semiconductor laser 13 passing through the region outside the numerical aperture NA3, but a flare, by determining the diffractive structure as the substrate thickness difference correcting means formed on the optical surface of the objective lens, it is possible to also have a function as opening the switching means to the diffractive structure, the optical element of the optical pickup system the number further reduction can, preferably from the cost point of view.
【0368】 [0368]
また、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置において、対物レンズ14は、1つのレンズ群から構成された単レンズであって、波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、対物レンズ14に入射する波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合の作動距離をfB3(mm)としたとき、 In the optical pickup apparatus of FIG 9,11,12,14,15, the objective lens 14 is a single lens composed of one lens group, the focal length at the wavelength λ1 f1 (mm), the center thickness when the you with d (mm), the diameter of the light flux with wavelength λ1 incident on the objective lens 14 Φ1 (mm), the working distance when the recording / reproducing of information for the third optical disc fB3 (mm) of,
0.7<d/f1<1.5 (2) 0.7 <d / f1 <1.5 (2)
2.8<Φ1<5.8 (3) 2.8 <Φ1 <5.8 (3)
fB3>0.2 (4) fB3> 0.2 (4)
を満足するように構成されている。 It is configured to satisfy.
【0369】 [0369]
高密度DVD用の高NA対物レンズとして、特開平10−123410にあるような2つのレンズ群から構成される対物レンズが提案されているが、保護基板厚に1.1mmの違いがある、高密度DVDとCDとの相互互換を共通の対物レンズで行う場合には、対物レンズを、作動距離が確保しやすい単レンズ構成とするのが好ましい。 As the high NA objective lens for the high density DVD, although the objective lens composed of two lens groups as in JP-A 10-123410 have been proposed, there is a difference of 1.1mm the protective substrate thickness, high when performing mutual compatibility between the density DVD and CD in the common objective lens, the objective lens, preferably a single lens structure that working distance is easily secured. このとき、上記(2)、(3)式を満たすことが特に好ましく、これにより、CDの作動距離を(4)式を満たすように十分に確保することができる。 In this case, the (2), particularly preferably satisfies the expression (3), thereby, it is possible to sufficiently secure to meet the working distance of the CD (4). CDの作動距離が(4)式を満たしていれば、DVDや高密度DVDのように、光ディスクの保護基板厚さの製造公差が比較的厳しく抑えられておらず、保護基板厚さの個体差によるばらつきが大きいCDを記録/再生する場合でもCDと対物レンズとの衝突の可能性を十分小さくすることができる。 If they meet the working distance of the CD is the expression (4), as a DVD or high density DVD, manufacturing tolerances of the protective substrate thickness of the optical disk is not suppressed comparatively severe, the individual difference of the protective substrate thickness the possibility of collision between the CD and the objective lens even when the variation recording / reproducing a large CD can be sufficiently reduced by.
【0370】 [0370]
また、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置において、対物レンズ14は、さらに、第3の光ディスクに対する情報の再生及び/または記録を行う場合の結像倍率m3がm3<0 (5) In the optical pickup apparatus of FIG 9,11,12,14,15, the objective lens 14, further, the imaging magnification m3 when the reproducing and / or recording information for the third optical disk m3 <0 ( 5)
を満たすように構成されている。 And it is configured to satisfy. これにより、CDの作動距離の確保が容易になる。 This facilitates securing of the working distance of the CD.
このとき、 At this time,
−0.25<m3<−0.05 (6) -0.25 <m3 <-0.05 (6)
を満たすのが特に好ましく、CDの作動距離を十分に確保しつつ、第1乃至第3の光ディスクの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差補正を良好に行うことができる。 Particularly preferably satisfy the, while sufficiently securing the working distance of CD, the spherical aberration correction that varies due to the difference in thickness of the protective substrate of the first to third optical discs can be satisfactorily performed.
【0371】 [0371]
図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置において、対物レンズ14は、さらに、第2の光ディスクに対する情報の再生及び/または記録を行う場合の結像倍率m2がm2<0 (7) In the optical pickup apparatus of FIG 9,11,12,14,15, the objective lens 14, further, the imaging magnification m2 when the reproducing and / or recording of information for the second optical disk m2 <0 (7)
を満たすように構成されている。 And it is configured to satisfy. これにより、DVDの作動距離の確保も容易になる。 This also facilitates securing the working distance on the DVD.
このとき、 At this time,
−0.20<m2<−0.02 (8) -0.20 <m2 <-0.02 (8)
を満たすのが特に好ましく、DVDの作動距離を十分に確保しつつ、第1乃至第3の光ディスクの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差補正を良好に行うことができる。 Particularly preferably satisfy the, while sufficiently securing the working distance of DVD, the spherical aberration correction that varies due to the difference in thickness of the protective substrate of the first to third optical discs can be satisfactorily performed.
【0372】 [0372]
次に、第3の実施の形態による第8の光ピックアップ装置について説明する。 It will now be described eighth optical pickup device according to a third embodiment. 図63は第3の実施の形態による第8の光ピックアップ装置を概略的に示す図であって、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置における対物レンズ14の基板厚差補正手段としての機能と、光ディスクの情報記録面上に光源からの光束を集光させるための集光レンズとしての機能を、それぞれ独立した光学素子に分離している。 Figure 63 is a diagram illustrating an optical pickup device of the eighth of the third embodiment schematically, the substrate thickness difference correcting means of the objective lens 14 in the optical pickup device of FIG 9,11,12,14,15 a function as a function of a condenser lens for converging a light beam from the light source onto the information recording surface of the optical disk, are separated each separate optical element.
【0373】 [0373]
第8の光ピックアップ装置の対物レンズ100は、半導体レーザ11乃至13からの光束を、それぞれ、第1乃至第3の光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光レンズとしての機能を有する屈折型レンズ100aと、屈折型レンズ100aの光束入射面側に配置された、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有する基板厚差補正手段としての機能を有する回折光学素子100bとを組合わせた複合型対物レンズである。 An objective lens 100 of the optical pickup device of the eighth, the light beam from the semiconductor laser 11 through 13, respectively, functions as a condenser lens for condensing the first to third optical information recording surface set a refractive lens 100a, which is disposed on the light incident side of the refraction type lens 100a, and a diffractive optical element 100b having a function as the substrate thickness difference correcting means having a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones it is a combined composite objective lens. 屈折型レンズ100aと回折光学素子100bとは、フランジ部100cによって光軸と同軸に一体化され、2次元アクチュエータ22によって、一体となってトラッキング駆動やフォーカシング駆動される。 And the refractive lens 100a diffractive optical element 100b, is integrated with the optical axis coaxial with the flange portion 100c, the two-dimensional actuator 22 is tracking drive and focusing drive together.
【0374】 [0374]
屈折型レンズ100aは、1つのレンズ群から構成された単レンズであって、波長λ1における複合型対物レンズ100の焦点距離をf1(mm)、波長λ1における屈折型レンズ100aの中心厚さをd(mm)、複合型対物レンズ100に入射する波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合の作動距離をfB3(mm)としたとき、 Refractive lens 100a is a single lens composed of one lens group, the focal length of the composite objective lens 100 at a wavelength λ1 f1 (mm), the center thickness of the refractive lens 100a in the wavelength .lambda.1 d (mm), the diameter of the light flux with wavelength λ1 incident on the composite objective lens 100 Φ1 (mm), when the working distance when the recording / reproducing of information for the third optical disc and fB3 (mm),
0.7<d/f1<1.5 (9) 0.7 <d / f1 <1.5 (9)
2.8<Φ1<5.8 (10) 2.8 <Φ1 <5.8 (10)
fB3>0.2 (11) fB3> 0.2 (11)
を満足するように構成されている。 It is configured to satisfy.
【0375】 [0375]
屈折型レンズ100aとして、少なくとも波長λ1の領域で収差が補正された非球面レンズを用いることができる。 As the refractive type lens 100a, it is possible to use a non-spherical lens whose aberration is corrected at least in the region of the wavelength .lambda.1.
【0376】 [0376]
また、回折光学素子100bの回折構造100dは、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数と、第2の光ディスク、及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数とを異なるようにし、かつ、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数が、第2の光ディスク、及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数よりも大きくなるように決定されている。 Further, the diffractive structure 100d of the diffractive optical element 100b uses the order of the diffracted light used for recording / reproducing information for the first optical disc, the second optical disc, and the recording / reproducing of information for the third optical disk to the order of the diffracted light differently, and the order of diffracted light used for recording / reproducing of information for the first optical disk, used for recording / reproducing of information for the second optical disc, and the third optical disk It is determined to be larger than the order of the diffracted light.
【0377】 [0377]
回折光学素子100bの回折構造100dの最適化の方法は、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置における対物レンズ14の回折構造14aのブレーズ構造の最適化の方法と同様なので、説明は割愛する。 The method of optimization of the diffractive structure 100d of the diffractive optical element 100b is the same as the method of optimization of the blazed structure of the diffractive structure 14a of the objective lens 14 in the optical pickup device of FIG 9,11,12,14,15, described It omitted is.
【0378】 [0378]
さらに、回折光学素子100bの回折構造100dは、波長λB、前記回折次数n1で最適化された複数の輪帯の各位置を、 Further, the diffractive structure 100d of the diffractive optical element 100b are wavelengths .lambda.B, the positions of the optimized plurality of ring-shaped zones in the diffraction order n1,
Φ =n1・(b ・h +b ・h +b ・h +・・・) Φ b = n1 · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ···)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b 、b 、b 、・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)、n1は回折構造100dに半導体レーザ11からの波長λ1の光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数である)、 Is the (here in the case represented by optical path difference function defined by, h is a height from the optical axis (mm), b 2, b 4, b 6, respectively ... secondary, fourth, sixth, the optical path difference function coefficients of ... (also referred to as a diffraction surface coefficient), n1 is in the diffracted light generated when the light flux of wavelength λ1 from the semiconductor laser 11 is incident on the diffractive structure 100d, the diffraction having the maximum diffracted light is the diffraction order of the light),
PD=Σ(−2・n1・b PD = Σ (-2 · n1 · b 2)
により定義される回折構造のみのパワー(mm −1 )が0.5×10 −2 <PD<5.0×10 −2 Power of only the diffractive structure defined by (mm -1) is 0.5 × 10 -2 <PD <5.0 × 10 -2
を満たすような正のパワーを有するのが好ましく、これにより半導体レーザ11のモードホップによる屈折型レンズ100aの結像位置の移動が小さく抑えることができる。 Preferably it has a positive power to satisfy the, thereby moving the image forming position of the refractive type lens 100a due to the mode hop of the semiconductor laser 11 is suppressed. すなわち、回折光学素子100bは、基板厚差補正手段としての機能に加えて、色収差補正手段としての機能も備えている。 That is, the diffractive optical element 100b, in addition to the function as the substrate thickness difference correcting means, also has the function as the chromatic aberration correcting means.
【0379】 [0379]
第8の光ピックアップ装置の対物レンズ100のように、対物レンズにおける基板厚差補正手段としての機能と、集光レンズとしての機能を、それぞれ独立した光学素子に分離することで、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置における対物レンズ14のように、屈折レンズの光学面上に、回折構造を一体形成する場合に比べ、回折光学素子100bとを作りやすくすることができる。 As the objective lens 100 of the eighth optical pickup device, by separating the functions as the substrate thickness difference correcting means in the objective lens, the function as the condenser lens, each separate optical element, FIG. 9 and 11 it can be as objective lens 14 in the optical pickup device 12, 14, 15, on the optical surface of the refractive lens, compared with the case of integrally forming the diffractive structure, easy to make and a diffractive optical element 100b.
【0380】 [0380]
具体的には、回折光学素子100bの回折構造100dは、平面上あるいは、曲率半径の大きい面上に形成されたブレーズ構造とすると良い。 Specifically, the diffractive structure 100d of the diffractive optical element 100b is on a plane or may be a blazed structure formed on a surface with a greater radius of curvature. ブレーズ構造を平面上あるいは、曲率半径の大きい面上に形成することで、電子ビーム描画法により高精度にブレーズ構造を作製できるので、ブレーズ構造の形状誤差による回折効率の低下の小さい回折光学素子が得られる。 The blaze structure on a plane or by forming on a surface with a greater radius of curvature, because the blaze structure with high accuracy by an electron beam drawing method can be made smaller diffractive optical element of the lowering of the diffraction efficiency by the shape error of the blaze structure can get. この場合、ブレーズ構造が形成された面とは反対側の光学面を非球面とすると、さらに高性能な回折光学素子を得ることができる。 In this case, the surface on which the blazed structure is formed when the optical surface opposite to the aspherical surface, it is possible to obtain a higher performance diffractive optical element.
【0381】 [0381]
さらに、第8の光ピックアップ装置は、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの透明基板厚さの製造誤差、対物レンズ100等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化、による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として、1軸アクチュエータ21によって光軸方向に変移されるコリメータ16を有する。 Further, the optical pickup apparatus of eighth, when recording / reproducing information for the first optical disc, optical elements constituting a manufacturing error of the transparent substrate thickness of the optical disk, a converging optical system such as an objective lens 100 manufacturing error, the change in wavelength due to manufacturing error of the semiconductor laser 11, to correct the change of the spherical aberration due to the shape change or the refractive index change of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens due to the temperature change or humidity change as the substrate thickness error correcting means has a collimator 16 which is shifted in the optical axis direction by uniaxial actuator 21.
【0382】 [0382]
〈第5の実施の形態〉 <Fifth Embodiment>
【0383】 [0383]
図64は第5の実施の形態による第9の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。 Figure 64 is a diagram illustrating an optical pickup device of the ninth according to the fifth embodiment schematically. 第9の光ピックアップ装置における、対物レンズ34は、半導体レーザ11の波長領域で収差最小となるように設計された、第1の光ディスク専用の非球面対物レンズである。 In the optical pickup device of the ninth, the objective lens 34 was designed to be aberration minimum in the wavelength range of the semiconductor laser 11, a first optical disk dedicated aspheric objective lens.
【0384】 [0384]
対物レンズ34を使用して、半導体レーザ12により第2の光ディスクを記録/再生しようとすると、保護基板厚さの違いにより補正過剰方向に球面収差が変化するが、第9の光ピックアップ装置では、半導体レーザ12からの光だけが通過する光路である、半導体レーザ12と偏光ビームスプリッタ15との間の光路中に、上述の補正過剰方向に変化した球面収差を良好に補正し、対物レンズ34を使用して、半導体レーザ12により第2の光ディスクを記録/再生できるようにするための第1基板厚差補正手段である、カップリングレンズ110を備える。 Using the objective lens 34, an attempt to record / reproducing the second optical disk by the semiconductor laser 12, but the spherical aberration is changed to over correction direction due to the difference of the protective substrate thickness, the optical pickup device of the ninth, only the light from the semiconductor laser 12 is a light path through, in the optical path between the semiconductor laser 12 and the polarizing beam splitter 15, favorably correct the spherical aberration changes to the over correction direction described above, the objective lens 34 use, by a semiconductor laser 12 which is a first substrate thickness difference correcting means so that the second optical disc can be recorded / reproduced, and a coupling lens 110.
【0385】 [0385]
カップリングレンズ110の光学面上には、同芯円状の複数の輪帯からなる回折構造110aが形成されており、この回折構造は、入射する光の波長が長くなる方向に変化した場合に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差特性を有する。 On the optical surface of the coupling lens 110, and the diffractive structure 110a is formed comprising a plurality of ring-shaped zones of concentric circular, the diffractive structure, when changes in the direction in which the wavelength of incident light becomes longer has a spherical aberration characteristic such as spherical aberration changes in the under correction direction.
【0386】 [0386]
さらに、回折構造110aは、半導体レーザ12の波長に一致する波長で最適化されているので、良好な回折効率を得ることができる。 Further, the diffractive structure 110a is because it is optimized by the wavelength that matches the wavelength of the semiconductor laser 12, it is possible to obtain good diffraction efficiency.
【0387】 [0387]
同様に、対物レンズ34を使用して、半導体レーザ13により第3の光ディスクを記録/再生しようとすると、保護基板厚さの違いにより補正過剰方向に球面収差が変化するが、第9の光ピックアップ装置では、半導体レーザ13からの光だけが通過する光路である、半導体レーザ13と偏光ビームスプリッタ17との間の光路中に、上述の補正過剰方向に変化した球面収差を良好に補正し、対物レンズ34を使用して、半導体レーザ13により第3の光ディスクを記録/再生できるようにするための第2基板厚差補正手段である、カップリングレンズ111を備える。 Similarly, using the objective lens 34, when the third optical disk to be recorded / reproduced by the semiconductor laser 13, although the spherical aberration in the over correction direction due to the difference of the protective substrate thickness is changed, the ninth optical pickup in the apparatus, only the light from the semiconductor laser 13 is an optical path that passes, in an optical path between the semiconductor laser 13 and the polarizing beam splitter 17, favorably correct the spherical aberration changes to the over correction direction described above, the objective using a lens 34, a second substrate thickness difference correcting means so that the third optical disc can be recorded / reproduced by the semiconductor laser 13, and a coupling lens 111.
【0388】 [0388]
カップリングレンズ111の光学面上には、同芯円状の複数の輪帯からなる回折構造111aが形成されており、この回折構造は、入射する光の波長が長くなる方向に変化した場合に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差特性を有する。 On the optical surface of the coupling lens 111, and the diffractive structure 111a is formed comprising a plurality of ring-shaped zones of concentric circular, the diffractive structure, when changes in the direction in which the wavelength of incident light becomes longer has a spherical aberration characteristic such as spherical aberration changes in the under correction direction.
【0389】 [0389]
さらに、回折構造111aは、半導体レーザ13の波長に一致する波長で最適化されているので、良好な回折効率を得ることができる。 Further, the diffractive structure 111a is because it is optimized by the wavelength that matches the wavelength of the semiconductor laser 13, it is possible to obtain good diffraction efficiency.
【0390】 [0390]
また、第9の光ピックアップ装置では、対物レンズ34の光学面上には、NA1とNA2とNA3との開口切替手段として、図17に示すような輪帯フィルタが形成されており、この輪帯フィルタは、図18にあるような波長特性を有するので、情報の記録/再生を行う光ディスクの種類に応じて自動的に開口が切替わるので、光ピックアップ装置の構造を簡略化でき、コストを大幅に低減することができる。 Further, the optical pickup device of the ninth, on the optical surface of the objective lens 34, NA1 and the numerical aperture switching unit between NA2 and NA3, annular filter as shown in FIG. 17 are formed, the annular filter, because it has a wavelength characteristic as in FIG. 18, since the automatic opening mode changes depending on the type of the optical disk for recording / reproducing information, can simplify the structure of the optical pickup device, significant cost it can be reduced to.
【0391】 [0391]
さらに、第9の光ピックアップ装置は、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの透明基板厚さの製造誤差、対物レンズ34等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化、による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として、1軸アクチュエータ21によって光軸方向に変移されるコリメータ39を有する。 Further, the optical pickup apparatus of the ninth, when recording / reproducing information for the first optical disc, optical elements constituting a manufacturing error of the transparent substrate thickness of the optical disk, a converging optical system such as an objective lens 34 manufacturing error, the change in wavelength due to manufacturing error of the semiconductor laser 11, to correct the change of the spherical aberration due to the shape change or the refractive index change of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens due to the temperature change or humidity change as the substrate thickness error correcting means has a collimator 39 which is shifted in the optical axis direction by uniaxial actuator 21.
【0392】 [0392]
また、コリメータ39は基板厚誤差補正手段としての機能に加えて、色収差補正手段としての機能も備える。 Further, the collimator 39 in addition to the function as the substrate thickness error correcting means also has a function as a chromatic aberration correcting means. すなわち、コリメータ39の光学面上には、同芯円状の複数の輪帯からなる回折構造39aが形成されており、回折構造39aは入射する光の波長が長くなる方向に変化した場合に、コリメータ39のバックフォーカスが短くなる方向に変化するような波長特性を有するので、コリメータ39と対物レンズ34を通過した、半導体レーザ11からの光束は、第1の光ディスクの情報記録面91上にほとんど色収差なく集光される。 That is, when the on the optical surface of the collimator 39, and the diffractive structure 39a composed of a plurality of ring-shaped zones of concentric circular is formed, the diffractive structure 39a which is changed in a direction in which the wavelength of the incident light becomes longer, because it has a wavelength characteristic such as the back focus of the collimator 39 is changed in the direction of shorter, passed through the collimator 39 and objective lens 34, the light beam from the semiconductor laser 11 is almost on the first optical disc information recording surface 91 It is chromatic aberration rather than focused.
【0393】 [0393]
〈第6の実施の形態〉 <Sixth Embodiment>
【0394】 [0394]
図91は、本実施の形態の対物レンズOBJ1を示す概略図であり、図91(A)は正面図、(B)は側面図、(C)は側面を一部拡大した図である。 Figure 91 is a schematic view showing the objective lens OBJ1 of the present embodiment, FIG. 91 (A) is a front view, (B) is a side view, which is an enlarged view of a part (C) is a side. この対物レンズOBJ1は、例えば、青紫色半導体レーザのような短波長光源を使用する高密度DVD等の高密度光ディスクと、赤色半導体レーザを使用するDVD、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+RW等のDVD規格の光ディスクと、赤外半導体レーザを使用するCD、CD−R、CD−RW、CD−Video、CD−ROM等のCD規格の光ディスクとに対して共通の対物レンズでコンパチブルに記録/再生するための光ピックアップ装置に適用され、光源から発したレーザ光を光ディスクの情報記録面上に集光させる機能を有している。 The objective lens OBJ1 includes, for example, a high density optical disc of high density DVD or the like for use short wavelength light source such as a violet semiconductor laser, DVD that uses a red semiconductor laser, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R , DVD-RW, and the optical disc of the DVD standards such as DVD + RW, CD to use the infrared semiconductor laser, CD-R, CD-RW, CD-Video, the common to the optical disk of the CD standard such as a CD-ROM is applied to an optical pickup apparatus for recording / reproducing compatibly with the objective lens, and a laser beam emitted from the light source has a function to converge onto the information recording surface of the optical disc.
【0395】 [0395]
対物レンズOBJ1は、非球面である2つの光学面S1、S2を有する単レンズであり、一方の光学面S1上に図91(A)に示したように光軸を中心とした輪帯状の回折構造が形成されている。 Objective lens OBJ1 is a single lens having two optical surfaces S1, S2 are aspheric, diffraction of an annular shape centered around the optical axis as shown in FIG. 91 (A) on one optical surface S1 structure is formed. この回折構造は、図91(C)に示したように、フレネルレンズのように各輪帯の境界に光軸方向に段差Δを持つ。 The diffractive structure, as shown in FIG. 91 (C), in the optical axis direction at the boundary of each annular zone as Fresnel lens having a stepped delta. 輪帯に入射したレーザ光は、その輪帯の光軸に垂直な方向の幅(本明細書では、かかる輪帯の光軸に垂直な方向の幅を「輪帯ピッチ」と呼ぶ。)と、その輪帯の光軸方向の段差量とによって決定される方向に回折する。 The laser light incident on the annular (in this specification, the vertical direction of the width to the optical axis of such zones is referred to as "ring-shaped zone pitch".) As a annular vertical width to the optical axis diffracts in a direction determined by the step difference amount in the optical axis direction of the annular zone.
【0396】 [0396]
対物レンズOBJ1をプラスチックレンズとすると、軽量にすることができるので対物レンズOBJ1を駆動するアクチュエータへの負担を軽減でき、フォーカスエラーやトッラキングエラーに対する対物レンズOBJ1の追従を高速に行うことができる。 When the objective lens OBJ1 a plastic lens, it is possible to light can reduce the burden on the actuator for driving the objective lens OBJ1, it is possible to perform the tracking of the objective lens OBJ1 at high speed for focus error or top la King errors.
【0397】 [0397]
さらに、プラスチックレンズは、所望の金型を精度良く製作することで、射出成形により高精度に量産することが可能であるので、対物レンズOBJ1の高性能化や低コスト化を図ることが可能となる。 Further, the plastic lens, by accurately manufacture a desired mold, since it is possible to mass-produced with high precision by injection molding, and can improve the performance and cost of the objective lens OBJ1 Become. また、プラスチック材料は粘性が低いので、微細な構造である回折構造を高精度に転写することができ、形状誤差による回折効率の低下の小さい対物レンズを得ることができる。 Furthermore, the plastic material because of the low viscosity, it is possible to transfer the diffractive structure is a fine structure with high accuracy can be obtained a small objective lens of the lowering of the diffraction efficiency by the shape error.
【0398】 [0398]
一方、対物レンズOBJ1をガラスレンズとすると、温度変化による屈折率変化の影響を受けにくくなるので、高密度光ディスクに対して記録/再生中にアクチュエータから放熱等によりピックアップ装置の温度が上昇しても、その集光性能が劣化することはない。 On the other hand, when the objective lens OBJ1 to a glass lens, it is unlikely to be affected by the change in refractive index due to temperature change, even when the temperature of the pickup device is increased by the radiation or the like from the actuator during recording / reproducing for the high density optical disk , there is no possibility that the light-collecting performance is degraded. また、ガラス材料は、一般的に400nm程度の短波長のレーザ光に対して透過率や耐光性が高いので、高密度光ディスク用の対物レンズとして信頼性の高いレンズを得ることができる。 Further, the glass material, so generally have high transmittance and light resistance relative to 400nm about short-wavelength laser light, it is possible to obtain a highly reliable lens as an objective lens for the high density optical disc. 対物レンズOBJ1をガラスレンズとする場合には、ガラス転移点Tgが400℃以下であるガラス材料を使用して、金型を用いた成型法で作製するのが好ましい。 When the objective lens OBJ1 and glass lenses, glass transition point Tg using a glass material is 400 ° C. or less, preferably made by molding using a mold. これにより、通常のガラス材料よりも低い温度での成形が可能となるので、成形時間の短縮や金型の長寿命化等に関して有利となり、結果として対物レンズ1の低コスト化を実現できる。 Thus, since the molding at a temperature lower than the ordinary glass material is possible, it is advantageous for long life etc. of shortening molding time, as a result can be achieved cost reduction of the objective lens 1. このようなガラス材料として、住田光学ガラス社製のPG375(商品名)やPG325(商品名)等がある。 As such glass material, there is of Sumita Optical Glass Co., Ltd. PG375 (trade name) and PG325 (trade name), and the like.
【0399】 [0399]
図92は、この対物レンズOBJ1を使用した光ピックアッフ装置PU1を示す概略図である。 Figure 92 is a schematic diagram showing an optical Pikkuaffu device PU1 using this objective lens OBJ1. 透明基板の厚さの異なる3種類の光ディスクは、透明基板が最も薄く記録密度が最も大きい、高密度DVDである第1光ディスクD1と、透明基板が0.6mmであるDVD規格の第2の光ディスクD2と、透明基板が1.2mmであるCD規格の第3の光ディスクD3である。 Three types of optical discs having different thicknesses of the transparent substrate, a transparent substrate is greatest thinnest recording density, the first optical disc D1 is a high density DVD, the second optical disc of the DVD standard transparent substrate is 0.6mm and D2, a third optical disc D3 of the CD standard transparent substrate is 1.2 mm.
【0400】 [0400]
光ピックアップ装置PU1は、第1の光ディスクD1の記録/再生用の光を発生する第1の光源である半導体レーザLD1と、第2の光ディスクD2の記録・再生用の光を発生する第2の光源である半導体レーザLD2と、第3の光ディスクD3の記録・再生用の光を発生する第3の光源である半導体レーザLD3、の3種類の半導体レーザを備えており、これらの半導体レーザは、情報を記録/再生する光ディスクに応じて選択的に発光される。 The optical pickup apparatus PU1 includes a semiconductor laser LD1 is the first light source for generating light for recording / reproducing the first optical disk D1, the second for generating the light for recording and reproduction of the second optical disk D2 a semiconductor laser LD2 is a light source, a third semiconductor laser LD3 is a light source for generating light for recording and reproducing of the third optical disk D3, comprises three semiconductor lasers, these semiconductor lasers, It is selectively emit light according to the optical disc for recording / reproducing information.
【0401】 [0401]
半導体レーザLD1は、波長400nm程度のレーザ光を発生するGaN系青紫色レーザである。 The semiconductor laser LD1 is a GaN-based blue-violet laser which generates a laser beam having a wavelength of about 400 nm. また、波長400nm程度のレーザ光を発生する光源として、上記のGaN系青紫色レーザのほかに、2次高調波を利用したSHG青紫色レーザを使用してもよい。 Further, as a light source for generating a laser beam having a wavelength of about 400 nm, in addition to the above GaN-based blue-violet laser, it may be used SHG violet laser using second harmonic. 半導体レーザLD2は、波長650nm程度のレーザ光を発生する赤色半導体レーザであり、半導体レーザLD3は、波長780nm程度のレーザ光を射出する赤外半導体レーザである。 The semiconductor laser LD2 is a red semiconductor laser for generating a laser beam having a wavelength of about 650 nm, a semiconductor laser LD3 is an infrared semiconductor laser which emits a laser beam having a wavelength of about 780 nm.
【0402】 [0402]
対物レンズOBJ1は、半導体レーザLD1から射出されコリメートレンズCLを介した平行光束を第1の光ディスクD1の透明基板を介して情報記録面Dr1上に、第1の開口数(NA1)内で回折限界内となるように集光し、半導体レーザLD2から射出された発散光束を第2の光ディスクD2の透明基板を介して情報記録面Dr2上に、第2の開口数(NA2)内で回折限界内となるように集光し、半導体レーザLD3から射出された発散光束を第3の光ディスクD3の透明基板を介して情報記録面Dr3上に、第3の開口数(NA3)内で回折限界内となるように集光するレンズであって、NA1は0.80以上とされ、NA2は0.60乃至0.70とされ、NA3は0.45乃至0.55とされている。 Objective lens OBJ1, a semiconductor a parallel beam through the injected collimator lens CL from the laser LD1 on the first information recording surface Dr1 through a transparent substrate of the optical disk D1, the diffraction limit at the first numerical aperture (NA1) in focused so that the inner semiconductor divergent light flux emitted from the laser LD2 on the second information recording surface Dr2 through a transparent substrate of the optical disk D2, the second numerical aperture (NA2) within the diffraction limit and focused so that the divergent light flux emitted from the semiconductor laser LD3 on the third transparent through the substrate information recording surface Dr3 of the optical disk D3, and the third numerical aperture (NA3) within the diffraction limit made as a lens for focusing, NA1 is 0.80 or more, NA2 is 0.60 or 0.70, NA3 is 0.45 or 0.55.
【0403】 [0403]
このように、第2の光ディスクD2及び第3の光ディスクD3に対して情報の記録/再生を行う際に、対物レンズ1に対して、半導体レーザLD2及び半導体レーザLD3から射出された発散光束を入射するようにすると、透明基板の厚い第2の光ディスクD2及び第3の光ディスクD3に対して十分な作動距離を確保できる。 Thus, when recording / reproducing information for the second optical disc D2 and third optical disk D3, incident to the objective lens 1, a divergent light flux emitted from semiconductor laser LD2 and semiconductor laser LD3 When so as to, it is possible to ensure a sufficient working distance with respect to a thick transparent substrate and the second optical disk D2 and third optical disk D3.
【0404】 [0404]
対物レンズOBJ1の光源側の光学面2上に形成された回折構造は、図91(A)に示すように、光軸から周辺に向かって第1の光ディスクD1乃至第3の光ディスクD3のすべての光ディスクに対して記録/再生を行うのに使用されるNA3内に対応した共通領域と、第1の光ディスクD1及び第2の光ディスクD2に対して記録/再生を行うのに使用されるNA3〜NA2に対応した第1の周辺領域と、第1の光ディスクD1に対して記録/再生を行うのに使用されるNA2〜NA1に対応した第2の周辺領域とに分割されている。 Diffractive structure formed on the optical surface 2 of the light source side of the objective lens OBJ1, as shown in FIG. 91 (A), toward the periphery from the optical axis of all of the first optical disc D1 through third optical disk D3 a common region corresponding to the NA3 used for conducting recording / reproducing on an optical disc, is used for conducting recording / reproducing for the first optical disc D1 and second optical disk D2 NA3~NA2 the first and the peripheral region is divided into a second peripheral area corresponding to NA2~NA1 used for conducting recording / reproducing for the first optical disk D1 corresponding to.
【0405】 [0405]
共通領域に形成された回折構造は、 Diffractive structure formed in the common area,
350nm<λB<420nm 350nm <λB <420nm
を満たす波長λBの光が入射した場合に、2次回折光が理論上100%の回折効率で発生するように最適化されている。 When the incident light of the wavelength λB satisfying, second order diffracted light is optimized to generate the diffraction efficiency theoretically 100%. このように決定された回折構造に、半導体レーザLD1から射出された光束が入射した場合、2次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、対物レンズ1はこの2次回折光を、第1の光ディスクD1の記録/再生用のビームとしてその情報記録面Dr1上に集光する。 The thus determined diffractive structure when the light flux emitted from the semiconductor laser LD1 is incident, second order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light, the objective lens 1 is the second order diffracted light, the first condensed on the information recording surface Dr1 of the beam for recording / reproducing an optical disc D1. また、半導体レーザLD2から射出された光束が入射した場合、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、対物レンズ1はこの1次回折光を、第2の光ディスクD2の記録/再生用のビームとしてその情報記録面Dr2上に集光する。 Also, when the light beam emitted from the semiconductor laser LD2 enters, first-order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light, the objective lens 1 is the first-order diffracted light, for recording / reproducing the second optical disk D2 condensed on the information recording surface Dr2 as beams. また、半導体レーザLD3から射出された光束が入射した場合、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、対物レンズ1はこの1次回折光を、第3の光ディスクD3の記録/再生用のビームとしてその情報記録面Dr3上に集光する。 Also, when the light beam emitted from the semiconductor laser LD3 enters, first-order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light, the objective lens 1 is the first-order diffracted light, for recording / reproducing the third optical disc D3 condensed on the information recording surface Dr3 as beams.
【0406】 [0406]
このように、共通領域に形成された回折構造で発生する最大の回折光量を有する回折光の次数を、 Thus, the order of the diffracted ray having the maximum diffracted light generated by the diffractive structure formed in the common area,
|n2|=INT(λ1・|n1|/λ2) | N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3) | N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
|n1|>|n2|≧|n3| | N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)│<0.4 | INT (λ1 · | n1 | / λ2) - (λ1 · | n1 | / λ2) │ <0.4
|INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・|n1|/λ3)│<0.4 | INT (λ1 · | n1 | / λ3) - (λ1 · | n1 | / λ3) │ <0.4
(ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・│n1│/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・|n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。) (However, n1 is 0, is an integer other than ± 1, INT (λ1 · │n1│ / λ2) is λ1 · | is an integer obtained by rounding off / λ2, INT (λ1 · | | n1 n1 | / λ3) is λ1 · | is an integer obtained by rounding off / λ3) | n1.
を満たすように決定することで、半導体レーザLD1乃至LD3のレーザ光に対して、それぞれn1次回折光、n2次回折光、n3次回折光の回折効率を高いものとすることができる。 By determining to satisfy, with respect to the laser light of the semiconductor laser LD1 to LD3, respectively n1-order diffracted light, n2-order diffracted light, it is possible to heighten the diffraction efficiency of the n3-order diffracted light.
【0407】 [0407]
例えば、半導体レーザLD1、LD2、LD3の波長がそれぞれ405nm、650nm、780nmである場合、λBとして波長375nmを選択すると、それぞれの光ディスクの記録/再生用のビームの回折効率は、 For example, the semiconductor laser LD1, LD2, the wavelength of the LD3 is 405nm respectively, 650 nm, when it is 780 nm, by selecting the wavelength 375nm as .lambda.B, the diffraction efficiency of the beam for recording / reproducing of each optical disk,
405nmの2次回折光の回折効率:93.0% Diffraction efficiency of 405nm for the second-order diffracted light: 93.0%
650nmの1次回折光の回折効率:92.5% Diffraction efficiency of first-order diffracted light of 650nm: 92.5%
780nmの1次回折光の回折効率:99.5% Diffraction efficiency of 780nm of the first-order diffracted light: 99.5%
となる。 To become.
【0408】 [0408]
NA3〜NA2に対応した第1の周辺領域に形成された回折構造も、共通領域に形成された回折構造と同様に、 Diffractive structure formed in the first peripheral area corresponding to NA3~NA2, similar to the diffractive structure formed in the common area,
350nm<λB<420nm 350nm <λB <420nm
を満たす波長λBの光が入射した場合に、2次回折光が理論上100%の回折効率で発生するように最適化されている。 When the incident light of the wavelength λB satisfying, second order diffracted light is optimized to generate the diffraction efficiency theoretically 100%.
【0409】 [0409]
また、第2の周辺領域に形成された回折構造で発生する回折光は、第1の光ディスクD1に対して記録/再生を行うのに使用され、第2の光ディスクD2及び第3の光ディスクD3に対して記録/再生を行うのには使用されないので、第2の周辺領域においては、半導体レーザLD1から射出される光束の回折効率が重要となる。 The diffraction light generated by the diffractive structure formed on the second peripheral area is used for conducting recording / reproducing for the first optical disk D1, the second optical disk D2 and third optical disk D3 since not used for conducting recording / reproducing for, in the second peripheral area, the diffraction efficiency of the light beam emitted from the semiconductor laser LD1 is important. 従って、第2の周辺領域に形成された回折構造に半導体レーザLD2と同じ波長の光が入射すると、2次回折光が理論上100%の回折効率で発生するように最適化した。 Therefore, when the light of the same wavelength as the semiconductor laser LD2 on the diffractive structure formed in the second peripheral area is incident, second-order diffracted light is optimized to occur in theoretical diffraction efficiency of 100%.
【0410】 [0410]
また、共通領域に形成された回折構造は、 Further, the diffractive structure formed in the common area,
405nm<λB<425nm 405nm <λB <425nm
を満たす波長λBの光が入射した場合に、6次回折光が理論上100%の回折効率で発生するように最適化しても良い。 When the incident light of the wavelength λB satisfying, 6-order diffracted light may be optimized to occur at a theoretical diffraction efficiency of 100%. このように決定された回折構造に、半導体レーザLD1から射出された光束が入射した場合、6次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、半導体レーザLD2から射出された光束が入射した場合、4次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、半導体レーザLD3から射出された光束が入射した場合、3次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。 The thus determined diffractive structure when the light flux emitted from the semiconductor laser LD1 is incident, if the 6 th order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light, light beam emitted from the semiconductor laser LD2 enters , 4-order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light, when the light beam emitted from the semiconductor laser LD3 enters, 3-order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light.
【0411】 [0411]
例えば、半導体レーザLD1、LD2、LD3の波長がそれぞれ405nm、650nm、780nmである場合、λBとして波長415nmを選択すると、それぞれの光ディスクの記録/再生用のビームの回折効率は、 For example, the semiconductor laser LD1, LD2, the wavelength of the LD3 is 405nm respectively, 650 nm, when it is 780 nm, by selecting the wavelength 415nm as .lambda.B, the diffraction efficiency of the beam for recording / reproducing of each optical disk,
405nmの6次回折光の回折効率;93.0% 405nm 6 diffraction efficiency of diffracted light; 93.0%
650nmの4次回折光の回折効率:90.9% Diffraction efficiency of 4-order diffracted light of 650nm: 90.9%
780nmの3次回折光の回折効率;88.4% Diffraction efficiency of 780nm for 3-order diffracted light; 88.4%
となる。 To become.
【0412】 [0412]
また、共通領域に形成された回折構造は、 Further, the diffractive structure formed in the common area,
390nm<λB<420nm 390nm <λB <420nm
を満たす波長λBの光が入射した場合に、8次回折光が理論上100%の回折効率で発生するように最適化しても良い。 If the light of the wavelength λB satisfying the incident, 8 may be optimized to order diffracted light is generated at the theoretical diffraction efficiency of 100%. このように決定された回折構造に、半導体レーザLD1から射出された光束が入射した場合、8次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、半導体レーザLD2から射出された光束が入射した場合、5次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、半導体レーザLD3から射出された光束が入射した場合、4次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。 The thus determined diffractive structure when the light flux emitted from the semiconductor laser LD1 is incident, if the 8-order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light, light beam emitted from the semiconductor laser LD2 enters , 5 th order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light, when the light beam emitted from the semiconductor laser LD3 enters, 4 th order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light.
【0413】 [0413]
例えば、半導体レーザLD1、LD2、LD3の波長がそれぞれ405nm、650nm、780nmである場合、λBとして波長405nmを選択すると、それぞれの光ディスクの記録/再生用のビームの回折効率は、 For example, the semiconductor laser LD1, LD2, the wavelength of the LD3 is 405nm respectively, 650 nm, when it is 780 nm, by selecting the wavelength of 405nm as .lambda.B, the diffraction efficiency of the beam for recording / reproducing of each optical disk,
405nmの8次回折光の回折効率:100% 405nm of 8 diffraction efficiency of the diffracted light: 100%
650nmの5次回折光の回折効率:99.9% Diffraction efficiency of 5-order diffracted light of 650nm: 99.9%
780nmの4次回折光の回折効率:92.5% Diffraction efficiency of 780nm of 4-order diffracted light: 92.5%
となる。 To become.
【0414】 [0414]
また、第1及び第2の周辺領域に形成された回折構造は、第1及び第2の周辺領域を通過して第3の光ディスクD3の情報記録面Dr3上に到達する半導体レーザLD3から射出された光束に対して大きな球面収差が付加されるように決定されており、第1の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された光束は、第3の光ディスクD3の記録/再生に使用されるスポットの形成に寄与しないフレア成分となる。 Further, the diffractive structure formed on the first and second peripheral regions are emitted from the semiconductor laser LD3 that reaches on the information recording surface Dr3 of the third optical disc D3 passes through the first and second peripheral regions It is determined such that large spherical aberration is added to the light flux with, light beam emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region is used for recording / reproducing the third optical disc D3 It becomes a flare component which does not contribute to the formation of spots.
【0415】 [0415]
同様に、第2の周辺領域に形成された回折構造は、第2の周辺領域を通過して第2の光ディスクD2の情報記録面上に到達する半導体レーザLD2から射出された光束に対して大きな球面収差が付加されるように決定されており、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された光束は、第2の光ディスクD2の記録/再生に使用されるスポットの形成に寄与しないフレア成分となる。 Similarly, the diffractive structure formed in the second peripheral area, large for the light flux emitted from semiconductor laser LD2 that reaches on the information recording surface of the second optical disc D2 passes through the second peripheral area are determined such spherical aberration is added, the light beam emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral area does not contribute to the formation of spots to be used for recording / reproducing the second optical disk D2 It becomes a flare component.
【0416】 [0416]
このように第2の光ディスクD2及び第3の光ディスクD3に対して記録/再生を行うのに使用される開口数より周辺の領域を通過する光束に対して、故意に大きな球面収差を付加してフレア成分とすると、自動的に開口切替が行われるので、NA2及びNA3に対応する絞りを別途設ける必要がなく光ピックアップ装置の構造が簡単になり好ましい。 For such a light flux passing through the peripheral area than the numerical aperture used for conducting recording / reproducing for the second optical disk D2 and third optical disk D3, by adding a large spherical aberration intentionally When a flare component, so automatically the opening switching takes place, preferably simplifies the structure of the required separately without optical pickup apparatus provided with a stop corresponding to NA2 and NA3. すなわち、対物レンズOBJ1の光学面S1上に形成された回折構造は、基板厚差補正手段としての機能と、開口切替手段としての機能を有している。 That is, the diffractive structure formed on the optical surface S1 of objective lens OBJ1 has a function as the substrate thickness difference correcting means, a function as an aperture switching means.
【0417】 [0417]
また、対物レンズOBJ1では、第1の光ディスクD1の記録/再生用のビームとして、共通領域、第1の周辺領域、及び第2の周辺領域のそれぞれの領域で互いに同じ次数の回折光を利用するようにしたが、それぞれの領域で互いに異なる次数の回折光を利用するようにしてもよい。 Further, in the objective lens OBJ1, a beam for recording / reproducing the first optical disk D1, the common area, utilizes a first peripheral region, and the diffracted light the same order of each other in each region of the second peripheral area as to the, but each area may be utilized to order diffracted lights are different from each other.
【0418】 [0418]
例えば、共通領域と第1の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された光束に対して2次回折光が最大の回折光量を有するように、その回折構造を決定し、第2の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された光束に対して4次回折光が最大の回折光量を有するように、その回折構造を決定すると、2次回折光を利用する場合に比して、第2の周辺領域における回折構造の隣り合う輪帯の間隔を広げることができ、輪帯の形状誤差による回折効率の低下を防ぐことができる。 For example, in the common area and the first peripheral region, so as to have two diffracted light of diffracted light is the maximum for the light flux emitted from semiconductor laser LD1, determines the diffractive structure, in the second peripheral area, as 4-order diffracted light with respect to the light flux emitted from the semiconductor laser LD1 has a maximum diffracted light amount, when determining the diffractive structure, as compared with the case of using the second-order diffracted light, the diffraction in the second peripheral area can be spread apart annular adjoining structure, it is possible to prevent the lowering of the diffraction efficiency due to the shape error of the annular. このとき、第2の周辺領域に形成された回折構造の隣り合う輪帯どうしの光路差は、半導体レーザLD2から射出された光束に対しては、波長の2.5倍であるので、半導体レーザLD2から射出された光束が第2の周辺領域に形成された回折構造に入射する場合、2次回折光と、2次回折光よりも大きな角度で回折する3次回折光とが同程度の回折光量で発生する。 In this case, the optical path difference between ring-shaped zones each other adjacent the diffractive structure formed in the second peripheral region for the light flux emitted from semiconductor laser LD2, since it is 2.5 times the wavelength, the semiconductor laser when the light beam emitted from the LD2 is incident on the diffractive structure formed in the second peripheral region, 2-order diffracted light, 2 diffracted at an angle greater than diffracted light 3-order diffracted light and is generated in the same degree diffracted light to. 従って、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された光束によるフレア成分が、2次回折光によるフレア成分と3次回折光によるフレア成分とに分離されるとともに、それぞれの次数の回折光によるフレア成分強度を小さくすることができるので、光検出器PD2での信号の検出エラーを抑えることが可能となる。 Therefore, flare component by the light flux emitted from semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region, 2 while being separated into a flare component by the flare component and third-order diffracted light by-order diffracted light, according to the respective order diffracted light it is possible to reduce the flare component intensity, it is possible to suppress the detection error of the signal from the light detector PD2.
【0419】 [0419]
また、共通領域と第1の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された光束に対して2次回折光が最大の回折光量を有するように、その回折構造を決定し、第2の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された光束に対して3次回折光が最大の回折光量を有するように、その回折構造を決定すると、第2の周辺領域に形成された回折構造の隣り合う輪帯どうしの光路差は、半導体レーザLD3から射出された光束に対しては、波長の1.5倍であるので、半導体レーザLD3から射出された光束が第2の周辺領域に形成された回折構造に入射する場合、1次回折光と、1次回折光よりも大きな角度で回折する2次回折光とが同程度の回折光量で発生する。 Further, in the common area and the first peripheral region, so as to have two diffracted light of diffracted light is the maximum for the light flux emitted from semiconductor laser LD1, it determines the diffractive structure, in the second peripheral area, as third-order diffracted light with respect to the light flux emitted from the semiconductor laser LD1 has a maximum diffracted light amount, when determining the diffractive structure, the optical path of the ring-shaped zones each other adjacent the diffractive structure formed in the second peripheral area difference for the light beam emitted from the semiconductor laser LD3, since it is 1.5 times the wavelength, when incident on the diffractive structure light beam emitted from the semiconductor laser LD3 is formed on the second peripheral area , 1-order diffracted light, 1-order second-order diffracted light diffracted at an angle greater than diffracted light generated in the same order diffracted light. 従って、第2の周辺側域を通過する半導体レーザLD2から射出された光束によるフレア成分が、1次回折光によるフレア成分と2次回折光によるフレア成分とに分離されるとともに、それぞれの次数の回折光によるフレア成分強度を小さくすることができるので、光検出器PD2での信号の検出エラーを抑えることが可能となる。 Therefore, flare component by the light flux emitted from semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral side region is 1 while being separated into a flare component by the next flare component by diffracted light and second order diffracted light, each of the order diffracted light since due can be reduced flare component intensity, it is possible to suppress the detection error of the signal from the light detector PD2.
【0420】 [0420]
第1の光ディスクD1に対して情報/記録の再生を行う場合、半導体レーザLD1から出射された発散光束は、偏光ビームスプリッタBS1を透過した後、コリメートレンズCLによって平行光束とされ、偏光ビームスプリッタBS2、偏光ビームスプリッタBS3、および、図示しない絞りを通過した後、対物レンズOBJ1によって第1の光ディスクD1の透明基板を介して情報記録面Dr1上に集光されるスポットとなる。 When reproducing the information / recording for the first optical disk D1, a divergent light flux emitted from the semiconductor laser LD1 is transmitted through the polarization beam splitter BS1, is a parallel beam by a collimator lens CL, a polarizing beam splitter BS2 , polarized beam splitter BS3, and, after passing through the aperture (not shown), it becomes a spot converged on the first information recording surface Dr1 through a transparent substrate of the optical disk D1 by objective lens OBJ1. 対物レンズ1は、その周辺に配置されたアクチュエータACによってフォーカス制御及びトラッキング制御される。 Objective lens 1 is focus control and tracking control by an actuator AC arranged in its periphery.
【0421】 [0421]
そして、情報記録面Dr1で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ1、絞り、偏光ビームスプリッタBS3、偏光ビームスプリッタBS2、を通過した後、コリメートレンズCLによって収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタBS1によって反射され、シリンドリカルレンズCY1及び凹レンズN1を経ることによって非点収差が与えられ、光検出器PD1に収束する。 Then, the information reflected light flux modulated by information pits on information recording surface Dr1 passes again through objective lens OBJ1, diaphragm, passes through the polarization beam splitter BS3, a polarization beam splitter BS2,, and is turned into convergent light by the collimator lens CL, a polarization beam is reflected by the splitter BS1, astigmatism is given by passing through the cylindrical lens CY1 and concave lens N1, it converges to the optical detector PD1. そして、光検出器PD1の出力信号を用いて第1の光ディスクD1に対して情報の記録/再生を行うことができる。 Then, it is possible to perform recording / reproducing of information for the first optical disc D1 by using the output signal of the light detector PD1.
【0422】 [0422]
第2の光ディスクD2に対して情報の記録/再生を行う場合、半導体レーザLD2から出射された発散光束は、偏光ビームスプリッタBS4を透過した後、偏光ビームスプリッタBS2によって反射され、偏光ビームスプリッタBS3、および、図示しない絞りを通過した後、対物レンズOBJ1によって第2の光ディスクD2の透明基板を介して情報記録面Dr2上に集光されるスポットとなる。 When recording / reproducing information for the second optical disc D2, a divergent light flux emitted from the semiconductor laser LD2 is transmitted through the polarization beam splitter BS4, and is reflected by the polarizing beam splitter BS2, polarization beam splitter BS3, and, after passing through the aperture (not shown), it becomes a spot converged on the information recording surface Dr2 through a transparent substrate of the second optical disk D2 by the objective lens OBJ1.
【0423】 [0423]
そして、情報記録面Dr2で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ1、絞り、偏光ビームスプリッタBS3、を通過した後、偏光ビームスプリッタBS2によって反射された後、偏光ビームスプリッタBS4によって反射され、シリンドリカルレンズCY2及び凹レンズN2を経ることによって非点収差が与えられ、光検出器PD2に収束する。 Then, the information reflected light flux modulated by information pits on information recording surface Dr2 passes again through objective lens OBJ1, diaphragm, passes through the polarization beam splitter BS3, and then reflected by the polarizing beam splitter BS2, reflected by the polarizing beam splitter BS4 is, astigmatism is given by passing through the cylindrical lens CY2 and concave lens N2, converges to the optical detector PD2. そして、光検出器PD2の出力信号を用いて第2の光ディスクD2に対して情報の記録/再生を行うことができる。 Then, it is possible to perform recording / reproducing of information for the second optical disc D2 by using the output signal of the photodetector PD2.
【0424】 [0424]
第3の光ディスクD3に対して情報の記録/再生を行う場合、半導体レーザLD3から出射された発散光束は、偏光ビームスプリッタBS5を透過した後、偏光ビームスプリッタBS3によって反射され、図示しない絞りを通過した後、対物レンズOBJ1によって第3の光ディスクD3の透明基板を介して情報記録面Dr3上に集光されるスポットとなる。 When recording / reproducing of information for the third optical disk D3, a divergent light flux emitted from the semiconductor laser LD3 is transmitted through the polarization beam splitter BS5, reflected by the polarizing beam splitter BS3, passing through the stop (not shown) after, it becomes a spot converged on the third information recording surface Dr3 through a transparent substrate of an optical disk D3 by the objective lens OBJ1.
【0425】 [0425]
そして、情報記録面Dr3で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ1、絞り、を通過した後、偏光ビームスプリッタBS3、および、偏光ビームスプリッタBS5によって反射された後、シリンドリカルレンズCY3及び凹レンズN3を経ることによって非点収差が与えられ、光検出器PD3に収束する。 The reflected light flux modulated by information pits on information recording surface Dr3 passes through the objective lens OBJ1, diaphragm, again, the polarization beam splitter BS3 and, after being reflected by the polarization beam splitter BS5, a cylindrical lens CY3 and astigmatism is given by passing through the concave lens N3, converges the light detector PD3. そして、光検出器PD3の出力信号を用いて第3の光ディスクD3に対して情報の記録/再生を行うことができる。 Then, it is possible to perform recording / reproducing of information for the third optical disk D3 by using the output signal of the light detector PD3.
【0426】 [0426]
また、光ピックアップ装置PU1は、半導体レーザLD1と対物レンズOBJ1との間、半導体レーザLD2と対物レンズOBJ1との間、及び半導体レーザLD3と対物レンズOBJ1との間の、それぞれの光路中に図示しない1/4波長板を備える。 Further, the optical pickup apparatus PU1 is provided between the semiconductor laser LD1 and objective lens OBJ1, between semiconductor laser LD2 and objective lens OBJ1, and between the semiconductor laser LD3 and objective lens OBJ1, not shown in the respective optical path comprising a quarter-wave plate.
【0427】 [0427]
〈第7の実施の形態〉 <The seventh embodiment>
【0428】 [0428]
図93は、本実施の形態の対物レンズOBJ2を示す概略図であり、図93(A)は正面図、(B)は側面図、(C)は側面を一部拡大した図である。 Figure 93 is a schematic diagram showing an objective lens OBJ2 of the present embodiment, FIG. 93 (A) is a front view, (B) is a side view, which is an enlarged view of a part (C) is a side. この対物レンズOBJ1は、例えば、青紫色半導体レーザのような短波長光源を使用する高密度DVD等の高密度光ディスクと、赤色半導体レーザを使用するDVD、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+RW等のDVD規格の光ディスクと、赤外半導体レーザを使用するCD、CD−R、CD−RW、CD−Video、CD−ROM等のCD規格の光ディスクとに対して共通の対物レンズでコンパチブルに記録/再生するための光ピックアップ装置に適用され、光源から発したレーザ光を光ディスクの情報記録面上に集光させる機能を有している。 The objective lens OBJ1 includes, for example, a high density optical disc of high density DVD or the like for use short wavelength light source such as a violet semiconductor laser, DVD that uses a red semiconductor laser, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R , DVD-RW, and the optical disc of the DVD standards such as DVD + RW, CD to use the infrared semiconductor laser, CD-R, CD-RW, CD-Video, the common to the optical disk of the CD standard such as a CD-ROM is applied to an optical pickup apparatus for recording / reproducing compatibly with the objective lens, and a laser beam emitted from the light source has a function to converge onto the information recording surface of the optical disc.
【0429】 [0429]
対物レンズOBJ2は、非球面である2つの光学面S3、S4を有する光源から発したレーザ光をそれぞれの光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光レンズとしての第1の光学素子L1と、2つの光学面S1、S2を有する基板厚差補正手段としての第2の光学素子L2とから構成された複合型対物レンズであり、非球面である第2の光学素子L2の光学面S1上に図93(A)に示したように光軸を中心とした輪帯状の回折構造が形成されている。 Objective lens OBJ2, the first optical element as a condenser lens for converging a laser beam emitted from a light source having two optical surfaces S3, S4 is aspherical on the information recording surface of each optical disc L1 When a two optical surfaces S1, S2 composite objective lens composed of the second optical element L2 as the substrate thickness difference correcting means having an optical surface S1 of the second optical element L2 are aspherical ring-shaped diffractive structure around the optical axis as shown in FIG. 93 (a) is formed thereon. この回折構造は、図93(C)に示したように、フレネルレンズのように各輪帯の境界に光軸方向に段差Δを持つ。 The diffractive structure, as shown in FIG. 93 (C), in the optical axis direction at the boundary of each annular zone as Fresnel lens having a stepped delta. 輪帯に入射したレーザ光は、その輪帯ピッチと、その輪帯の光軸方向の段差量とによって決定される方向に回折する。 The laser light incident on the ring-shaped zone, and the annular pitch diffracts in a direction determined by the step difference amount in the optical axis direction of the annular zone.
【0430】 [0430]
第1の光学素子L1と第2の光学素子L2は当接部Mによって嵌合されている。 A first optical element L1 and the second optical element L2 are fitted by the contact portion M. 当接部Mは金型を用いた成型法により光学面と一体成形されることで、その形状を高精度に作製することが可能であり、第1の光学素子L1と第2の光学素子L2との間の光軸に垂直な方向の位置決めや光軸方向の位置決めを高精度に行うことができる。 Abutment M than being integrally molded with the optical surface by molding method using a mold, it is possible to produce the shape with high accuracy, the first optical element L1 and the second optical element L2 can be positioned and the optical axis direction positioning in the direction perpendicular to the high-precision optical axis between.
【0431】 [0431]
対物レンズOBJ2は、赤色半導体レーザから射出された発散光束をDVDの情報記録面上に集光し、赤外半導体レーザから射出された発散光束をCDの情報記録面上に集光する。 Objective lens OBJ2 converges a divergent light flux projected from the red semiconductor laser on an information recording surface of the DVD, it condenses the divergent light flux projected from the infrared semiconductor laser on an information recording surface of the CD. このように対物レンズに対して発散光束が入射する場合、トッラキングエラーにより発生するコマ収差が問題となる。 If divergent light flux with respect to the way the objective lens is incident, coma is a problem caused by top la King errors. これは、トラッキングエラーにより半導体レーザの発光点に対して対物レンズが偏芯すると、発光点が対物レンズに対して軸外物点となるからである。 This, when the objective lens is decentered with respect to the emission point of the semiconductor laser by the tracking error, since light emission point becomes an off-axis object point relative to the objective lens. 従って、発散光束を入射させて使用する対物レンズの設計においては、良好なトラッキング特性を得るために、軸外特性(像高特性)のコマ収差を補正しておく必要がある。 Therefore, in the design of an objective lens used by the incidence of the divergent light flux, in order to obtain a good tracking characteristics, it is necessary to correct the coma aberration of the off-axis characteristics (image height characteristics). しかるに、対物レンズに対して発散光束が入射する場合には、平行光束を入射する場合に比して、軸外特性のコマ収差の発生量は大きくなる傾向がある。 However, when the divergent light flux enters the objective lens is different from the case of incident parallel light beam, the amount of the coma aberration of the off-axis characteristics tends to increase. そこで、対物レンズOBJ2では、第1の光学素子L1と第2の光学素子L2とから構成される複合型対物レンズとすることで、設計自由度(光学面の数)を増やし、DVDやCDの軸外特性のコマ収差を良好に補正したので、DVDやCDの記録/再生時に良好なトラッキング特性を得ることができる。 Therefore, the objective lens OBJ2, With the first optical element L1 complex type objective lens and a second optical element L2 to increase the design freedom (number of optical surfaces), DVD and CD since the coma axis characteristics were well corrected, it is possible to obtain excellent tracking characteristics at the time of recording / reproduction of DVD or CD.
【0432】 [0432]
ところで、高密度光ディスクのように対物レンズの開口数が0.85程度に設定された場合、光学面(特に、光源側の光学面)の曲率半径が小さくなる。 However, if the numerical aperture of the objective lens as a high density optical disk is set to about 0.85, the optical surface (especially, the optical surface of the light source side) curvature radius becomes smaller. このような曲率半径の小さい光学面に輪帯構造を設けようとすると、輪帯ピッチが非常に小さくなってしまう(数μ程度。) When it is intended to create annular zone structure in a small optical surface of such a radius of curvature, zonal pitch becomes very small (about several mu.)
【0433】 [0433]
光学素子を成形するために用いられる金型は、SPDT(Single-Point Diamond Turning)と呼ばれる微小径のダイヤモンドバイトで切削する方法で作製されている。 Mold used for molding an optical element is produced by a method of cutting in the fine diameter of the diamond tool, called SPDT (Single-Point Diamond Turning). しかし、SPDTによる金型加工においては、光学面上にピッチが数μm程度の輪帯構造のごとき微細形状を形成する場合、ダイヤモンドバイトの先端形状が金型に転写されることで発生する位相不整合部分によるレーザ光の利用効率低下が問題となる。 However, in the mold processing by SPDT, when forming the such fine shape of ring-shaped structure of several μm pitch on the optical surface, the phase non generated by the tip shape of the diamond tool it is transferred to the mold use efficiency decrease of the laser light by the matching portion becomes a problem. また、フォトリソグラフィとエッチングとを繰り返し適用するバイナリオプティクス作成技術や電子ビーム描画技術は、高精度に微細形状を形成するのに適した光学素子の作製法であるが、高密度光ディスク用の対物レンズのように、曲率半径が小さい光学面上に微細形状を有する光学素子を作製した例や、光学素子を射出成形するために用いる金型を作製した例は報告されていない。 Further, binary optics fabrication technology or electron beam lithography technique is applied repeatedly photolithography and etching is a method of producing an optical element suitable for forming a fine shape with high precision, the objective lens for the high density optical disk the way, examples and in which to produce an optical element having a fine shape on a small radius of curvature optical surface, an example of manufacturing a mold using an optical element to injection molding has not been reported.
【0434】 [0434]
さらに、将来、SPDTによる金型加工において、位相不整合部分によるレーザビームの利用効率低下が問題とならない程度に、先端形状の小さいダイヤモンドバイトを使用することで、高精度に微細形状の作成が技術的に可能となったり、バイナリオプティクス作成技術や電子ビーム描画技術により、曲率半径が小さい光学面上に微細形状を有する光学素子の作製や、光学素子を射出成形するために用いる金型の作製が技術的に可能となった場合でも、曲率半径が小さい光学面上にピッチが数μ程度の輪帯構造を設けると、輪帯構造の段差部分による影の影響が大きくなるためにレーザ光の利用効率が低下するという課題が残る。 Furthermore, the future, the mold processing by SPDT, to the extent that use efficiency decrease of the laser beam due to phase mismatching portion is not a problem, the use of small diamond bit of tip shape, creating a fine shape with high precision technology or it becomes feasible by binary optics fabrication technology or electron beam lithography technology, manufacturing and optical elements having a fine shape to the radius of curvature is smaller optical surface, the production of a mold using an optical element to injection molding , even in the case of a technically possible, when the pitch radius of curvature is small optical plane is provided ring-shaped structure of several mu, utilization of the laser beam in order to influence the shadow due to the step portion of the ring-shaped structure is increased problem efficiency decreases remains.
【0435】 [0435]
そこで、対物レンズOBJ2では、第1の光学素子L1の近軸パワーP1(mm −1 )と、第2の光学素子L2の近軸パワーP2(mm −1 )とを、 Therefore, the objective lens OBJ2, and paraxial power P1 of the first optical element L1 (mm -1), the paraxial power of the second optical element L2 P2 and (mm -1),
|P1/P2|≦0.2 | P1 / P2 | ≦ 0.2
を満足するように設定している。 It is set so as to satisfy the. 光学面S1上に回折構造が形成された第2の光学素子L2の曲率半径を大きく設定することで、輪帯構造の段差部分での影の影響によるレーザ光の利用効率低下を小さくするとともに、第1の光学素子L1の第2の光学素子L2側の光学面S3の曲率半径を小さく設定することで、対物レンズOBJ2の高開口数化を図った。 By setting the second radius of curvature of the optical element L2 greater the diffractive structure is formed on the optical surface S1, as well as reduce the efficiency decrease of the laser beam due to the influence of the shadow at the step portion of the ring-shaped structure, by setting a small radius of curvature of the second optical element L2 side of the optical surface S3 of the first optical element L1, aiming a high numerical aperture of the objective lens OBJ2.
【0436】 [0436]
さらに、第2の光学素子L2の近軸パワーに対する第1の光学素子L1の近軸パワーの比を大きく設定することで、光束の集光作用をもっぱら第1の光学素子L1に持たせたので、対物レンズOBJ2の光ディスク側の光学面S4をマージナル光線が通過する高さが大きく、対物レンズOBJ1のように、対物レンズを単レンズ構成とする場合と同程度の作動距離を確保している。 Further, by setting larger the ratio of paraxial power of the first optical element L1 for paraxial power of the second optical element L2, since the condensing action of the light beam exclusively to have the first optical element L1 , height of the optical disk side of the optical surface S4 in the objective lens OBJ2 is the marginal ray passes is large, so that the objective lens OBJ1, has secured working distance comparable to the case of the single lens constituting the objective lens.
【0437】 [0437]
さらに、第2の光学素子L2の近軸パワーP2は、第2の光学素子L2を透過して第1の光学素子L1に入射する光束のマージナル光線が収斂光線となるように決定されている。 Further, paraxial power P2 of the second optical element L2, marginal ray of the light beam incident on the first optical element L1 is transmitted through the second optical element L2 is determined so that the convergent light beam. これにより、光学面3Sの有効径が小さくなるので第1の光学素子L1の外径を小さくすることができ、それに伴い第2の光学素子L2の外径も小さくできるので、対物レンズOBJ2の小型化に有利である。 Thus, the effective diameter of the optical surface 3S is reduced it is possible to reduce the outer diameter of the first optical element L1, it is possible to also reduce the outer diameter of the second optical element L2 with it, a small objective lens OBJ2 it is advantageous to the reduction.
【0438】 [0438]
光学面S1上に形成された回折構造は、対物レンズOBJ1の光学面S1上に形成された回折構造と同様の考え方により決定されているので、ここでは、その詳細な説明は省略する。 Diffractive structure formed on optical surface S1 is because it is determined by the same concept as the diffractive structure formed on the optical surface S1 of objective lens OBJ1, here, detailed description thereof will be omitted.
【0439】 [0439]
図94は、この対物レンズOBJ2を使用した光ピックアップ装置PU2を示す概略図である。 Figure 94 is a schematic diagram showing an optical pickup device PU2 using this objective lens OBJ2. 光ピックアップ装置PU2は、対物レンズが複合型対物レンズである対物レンズOBJ2となっている以外は、光ピックアップ装置PU1と同様であるので、ここでは、光ピックアップ装置PU2に関する詳細な説明は省略する。 The optical pickup device PU2, except that the objective lens is in the objective lens OBJ2 is a complex type objective lens is similar to the optical pickup device PU1, here, details concerning the optical pickup device PU2 description is omitted.
【0440】 [0440]
なお、本発明の実施の形態例に用いることのできる対物レンズとしては、1枚のレンズから構成される対物レンズのほかに、2枚以上の複数のレンズから構成される対物レンズも含まれる。 As the objective lens which can be used in the embodiment of the present invention, in addition to the objective lens composed of one lens, also includes an objective lens composed of two or more of the plurality of lenses.
【0441】 [0441]
【実施例】 【Example】
次に、本発明を実施例1乃至実施例14により更に具体的に説明する。 Next, it will be described more specifically by the present invention Examples 1 to 14. 各実施例のレンズにおける非球面は光軸方向をX軸、光軸に垂直な方向の高さをh、屈折面の曲率半径をrとするとき次式の数2で表す。 Aspherical surface at the lens of each embodiment represents the number of the following equation 2 when X-axis direction of the optical axis, in the direction perpendicular to the optical axis height h, and the radius of curvature of the refractive surface and r. 但し、κを円すい係数、A を非球面係数とする。 However, conical and κ coefficients, an aspherical surface coefficients A 2 i.
【0442】 [0442]
【数2】 [Number 2]
【0443】 [0443]
また、各実施例における回折面は光路差関数Φbとして次式の数3により表すことができる。 Further, the diffraction surface in each example can be represented by the number of the following formula 3 as the optical path difference function .PHI.b. ここで、hは光軸に垂直な高さであり、b 2iは光路差関数の係数であり、nは回折面で発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の次数である。 Here, h is the height perpendicular to the optical axis, b 2i is a coefficient of optical path difference function, n represents among diffracted rays generated at the diffractive surface, is the order of the diffracted ray having the maximum diffracted light .
【0444】 [0444]
【数3】 [Number 3]
【0445】 [0445]
なお、以下の表または図では、10のべき乗の表現にE(またはe)を用いて、例えば、E−02(=10 −2 )のように表す場合がある。 In the table or diagram below, using E (or e) a power of representation 10, for example, may be represented as E-02 (= 10 -2) .
【0446】 [0446]
〈実施例1〉 <Example 1>
【0447】 [0447]
実施例1は、上述の図9,図11,図12,図14,図15の各光ピックアップ装置に適用することのできる対物レンズであって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して情報の記録/再生が可能である。 Example 1, above 9, 11, 12, 14, a objective lens which can be applied to each optical pickup device of FIG. 15, the information for different three types of optical discs having recording density it is possible to record / playback. 実施例1の対物レンズ特性を得るに当たって、第1の光ディスク(高密度DVD)用の第1の光源の波長λ1を405nm、第2の光ディスク(DVD)用の第2の光源の波長λ2を650nm、第3の光ディスク用(CD)の第3の光源の波長λ3を780nmとし、第1の光ディスクの保護基板厚さt1は0.1mm、第2の光ディスクの保護基板厚さt2は0.6mm、第3の光ディスクの保護基板厚さt3は1.2mmとした。 In obtaining the objective lens characteristic of Example 1, the first optical disk (high density DVD) first 405nm wavelength λ1 of the light source for, 650 nm wavelength λ2 of the second of the second light source for an optical disk (DVD) , for the third optical disk wavelengths λ3 of the third light source (CD) and 780 nm, the protective substrate thickness t1 of the first optical disk is 0.1 mm, the protective substrate thickness t2 of the second optical disc 0.6 mm, the the protective substrate thickness t3 of the third optical disc was 1.2 mm. また、第1乃至第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3として、それぞれ0.85、0.65、0.50を想定している。 Further, as the first to third image-side numerical aperture NA1 of the objective lens necessary for recording / reproducing information on an optical disc, NA2, NA3, respectively assumed 0.85,0.65,0.50.
【0448】 [0448]
図20乃至図22に、実施例1の対物レンズのλ1=405nm、λ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。 In FIGS. 20 through 22, λ1 = 405nm of the objective lens in Example 1, λ2 = 650nm, showing an optical path view in the [lambda] 3 = 780 nm. 実施例1の対物レンズは、光源側の非球面上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有しているが、本明細書中の光路図においては、回折構造は省略されている。 Objective lens of Example 1 has a diffractive structure consisting of a plurality of concentric zones on the aspherical surface of the light source side, in the optical path view in the present specification, the diffractive structure is omitted . 実施例1の対物レンズの回折構造及び非球面形状は、波長λ1乃至λ3の光束の1次回折光がそれぞれ第1乃至第3の光ディスクの情報記録面上に良好な波面を形成するように決定される。 Diffraction structure and the aspherical shape of the objective lens of Example 1 is determined as the first-order diffraction light of the light flux with wavelength λ1 to λ3 to form a good wavefront to the first to third optical information recording surface on each that. また、実施例1の対物レンズは、λ1=405nmでは無限仕様とし、λ2=650nm、及びλ3=780nmでは有限仕様とした。 The objective lens in Example 1, .lambda.1 = the infinite specification in 405 nm, was .lambda.2 = 650 nm, and [lambda] 3 = finite specification in 780 nm. このように、λ2=650nm、及びλ3=780nmで有限仕様とし、第1の光ディスクに比して保護基板厚さの大きい第2、第3の光ディスクに対して発散光束を入射するようにすると、作動距離(対物レンズ最終面と、光ディスクの光束入射面との間隔)を十分に確保できるとともに、回折構造が補正しなくてはならない、異なる種類の光ディスクの保護基板厚さの違いに起因して発生する球面収差量を軽減することができるので、隣り合う輪帯の間隔を広げることができ、輪帯形状の製造誤差による回折効率の低下を緩和することができる。 Thus, a finite specification .lambda.2 = 650 nm, and [lambda] 3 = 780 nm, the second large protective substrate thickness than the first optical disk and so as to incident divergent light flux to the third optical disc, working distance with the (and the objective lens final surface, the distance between the light incident surface of the optical disk) can be sufficiently ensured, the diffractive structure must be corrected, due to the difference of the protective substrate thickness of different types of optical discs it is possible to reduce the spherical aberration amount generated, it is possible to increase the distance of the annular zone adjacent, it is possible to alleviate the decrease of the diffraction efficiency by the production error of the annular shape.
【0449】 [0449]
図23に実施例1の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。 It shows a diagram of spherical aberration up to the numerical aperture 0.85 in FIG. 23 for .lambda.1 = 405 nm of the objective lens in Example 1. また、図24にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 24 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 for .lambda.2 = 650 nm. また、図25にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 25 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.50 for [lambda] 3 = 780 nm. 図23乃至図25の球面収差図より明らかなように、回折構造の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの保護基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。 23 to As is clear from the spherical aberration diagram in FIG. 25, by utilizing the difference between the action and the imaging magnification of the diffractive structure, the spherical aberration generated by the difference of the protective substrate thickness of 3 kinds of optical disks, It is corrected well in each of the image-side numerical aperture necessary for conducting recording / reproducing of information for an optical disc. なお、実施例1の対物レンズの波面収差は、 Incidentally, the wavefront aberration of the objective lens in Example 1,
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.007λ1 rms λ1 = 405nm, NA1 0.85, when t1 = 0.1mm, 0.007λ1 rms
λ2=650nm、NA2 0.65、t2=0.6mmのとき、0.003λ2 rms λ2 = 650nm, NA2 0.65, when t2 = 0.6mm, 0.003λ2 rms
λ3=780nm、NA3 0.50、t3=1.2mmのとき、0.002λ3 rms λ3 = 780nm, NA3 0.50, when t3 = 1.2mm, 0.002λ3 rms
である。 It is.
【0450】 [0450]
また、図26にλ2=650nmに対する別の球面収差図を示す。 Further, in FIG. 26 shows another spherical aberration view for .lambda.2 = 650 nm. 図26は、λ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の、実施例1の対物レンズの球面収差図である。 26, in the case of applying light having a .lambda.2 = 650 nm of .lambda.1 = 405 nm and NA1 0.85 is equal beam diameter and aperture diameter that is determined by a combination of a spherical aberration view of the objective lens in Example 1. 図26の球面収差図から理解されるように、実施例1の対物レンズは、λ2=650nm、t2=0.6mmの組み合わせに対して、NA2 0.65までの光束をほぼ無収差で第2の光ディスクの情報記録面上に集光させ、NA2 0.65より外側を通過する光束は、大きな球面収差(以下、「フレア」と呼ぶ)を発生させることで、第2の光ディスクの情報記録面92上に集光しないようにしている。 As understood from the spherical aberration diagram in Fig. 26, the objective lens of Example 1, the combination of λ2 = 650nm, t2 = 0.6mm, the second optical disk almost without aberration of the light flux up to NA2 0.65 is converged on the information recording surface, the light beam passes through the outside of the NA2 0.65 is large spherical aberration (hereinafter, referred to as "flare") by generating a light collection on the information recording surface 92 of the second optical disk It is so as not to.
【0451】 [0451]
また、図27にλ3=780nmに対する別の球面収差図を示す。 Further, in FIG. 27 shows another spherical aberration diagram for the [lambda] 3 = 780 nm. 図27は、λ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ3=780nmの光を入射させた場合の、実施例1の対物レンズの球面収差図である。 27, when a is incident [lambda] 3 = 780 nm of the light equal to the diaphragm diameter beam diameter determined by the combination of .lambda.1 = 405 nm and NA1 0.85, a spherical aberration view of the objective lens in Example 1. 図27の球面収差図から理解されるように、実施例1の対物レンズは、λ3=780nm、t3=1.2mmの組み合わせに対して、NA3 0.50までの光束をほぼ無収差で第3の光ディスクの情報記録面93上に集光させ、NA3 0.50より外側を通過する光束は、フレアを発生させることで、第3の光ディスクの情報記録面93上に集光しないようにしている。 As understood from the spherical aberration diagram in Fig. 27, the objective lens of Example 1, the combination of λ3 = 780nm, t3 = 1.2mm, the third optical disk is almost no aberration of light flux up to NA3 0.50 is converged onto the information recording surface 93, the light beam passes through the outside from NA3 0.50 is, by generating a flare, so that not converged on the third optical disc information recording surface 93.
【0452】 [0452]
このように、第2及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際に、必要開口数より外側の領域を通過する光束をフレアとすると、光ディスクの情報記録面上のスポットが必要以上に小さくならないので、光ディスクの保護基板がが光軸に対して傾いた(以下、「ディスクスキュー」と呼ぶ)場合に発生するコマ収差を小さくすることができ、ディスクスキューに対するマージンを確保できる。 Thus, when recording / reproducing information for the second and third optical disks, when the flare light beam passing through the region outside the necessary numerical aperture, required spot on the information recording surface of the optical disk since not smaller than, the protective substrate of the optical disc is inclined relative to the optical axis (hereinafter, referred to as "disc skew") can be reduced the coma generated when, can secure a margin for the disk skew. さらに、記録密度の異なる光ディスクに対応した開口切替手段を設ける必要がないので、構造が簡単になり好ましい。 Furthermore, there is no need to provide an opening switching means corresponding to the optical disks having different recording densities, the structure becomes simple preferred.
【0453】 [0453]
なお、実施例1の対物レンズでは、第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長を405nm、像側開口数を0.85と仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。 In the objective lens in Example 1, promoted as the first optical disk (high density DVD), 0.1 mm protective substrate thickness t1, 405 nm wavelength light source, the assumption that the optical design image side numerical aperture 0.85 It was, but the present invention to an optical disc is other specifications can be applied.
【0454】 [0454]
また、第2の光ディスク(DVD)に対する像側開口数を0.65、第3の光ディスク(CD)に対する像側開口数を0.50として光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。 Further, 0.65 image side numerical aperture for the second optical disk (DVD), has been advanced optical design as 0.50 image side numerical aperture for the third optical disk (CD), with respect to the optical disc is other specifications the present invention can be applied.
【0455】 [0455]
また、本明細書において、「球面収差を(良好に)補正する」、「波面収差を(良好に)補正する」とは、光源から射出された光束が、光ディスクの情報記録面上に、その光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの所定の像側開口数内で、波面収差が回折限界内(λを光源の波長としたとき、0.07λrms以下、より好ましくは0.05λrms以下、)の状態で集光するように収差を補正することを指す。 In the present specification, "the spherical aberration (satisfactorily) to correct", the term "wavefront aberration (favorably) correction", the light beam emitted from the light source, on the information recording surface of the optical disk, the information recording / predetermined image side opening of the objective lens necessary for conducting reproducing the optical disc, when the wavefront aberration is that the diffraction limit of (lambda is the wavelength of the light source, 0.07Ramudarms less, more preferably refers to correct the aberration as condensed in the form of 0.05λrms below).
【0456】 [0456]
表1に実施例1の対物レンズのレンズデータを示す。 Table 1 shows lens data of the objective lens in Example 1. 表中、f1、f2、f3はそれぞれ、波長λ1、λ2、λ3における対物レンズの焦点距離、m1、m2、m3はそれぞれ、波長λ1、λ2、λ3における対物レンズの結像倍率、r(mm)は曲率半径、d(mm)は面間隔、Nλ1、Nλ2、Nλ3はそれぞれ、波長λ1、λ2、λ3における屈折率、νdはd線におけるアッベ数を表すが、以降の実施例2乃至14のレンズデータにおいても同様である。 In the table, f1, f2, f3, respectively, the wavelength .lambda.1, .lambda.2, the focal length of the objective lens in the [lambda] 3, m1, m @ 2, m3, respectively, the wavelength .lambda.1, .lambda.2, imaging magnification of the objective lens in the [lambda] 3, r (mm) radius of curvature, d (mm) is the axial distance is, Nλ1, Nλ2, respectively Enuramuda3, wavelengths .lambda.1, .lambda.2, refractive index at [lambda] 3, but νd represents the Abbe number at the d-line, the following examples 2 to 14 of the lens the same is true in the data.
【0457】 [0457]
【表1】 [Table 1]
【0458】 [0458]
また、実施例1の対物レンズの光源側の非球面上に形成された回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されているが、波長λ1以外の波長や、1以外の回折次数で、この回折構造を最適化してもよい。 Further, the diffractive structure formed on the aspherical surface of the light source side of the objective lens in Example 1, the wavelength .lambda.1, has been optimized by the diffraction order 1, and the wavelength other than the wavelength .lambda.1, the diffraction orders other than 1 , the diffractive structure may be optimized. いずれの場合でも、若干の設計変更で本発明の光ピックアップ装置に適用可能な対物レンズとすることができる。 In either case, it is possible to applicable objective lens in the optical pickup device of the present invention with some design change.
【0459】 [0459]
〈実施例2〉 <Example 2>
【0460】 [0460]
実施例2は、上述の図12の光ピックアップ装置に適用することのできる集光光学系であって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して、情報の記録/再生が可能である。 Example 2 is a light converging optical system which can be applied to an optical pickup device of FIG. 12 described above, with respect to three different optical disks recording density, it is possible to record / reproduce information. 第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長λ1を405nm、像側開口数NA1を0.85とし、第2の光ディスク(DVD)として、保護基板厚さt2を0.6mm、光源の波長λ2を650nm、像側開口数NA2を0.65とし、第3の光ディスク(CD)として、保護基板厚さt3を1.2mm、光源の波長λ3を780nm、像側開口数NA3を0.50とした。 As the first optical disk (high density DVD), the protective substrate thickness t1 is 0.1 mm, 405 nm wavelength λ1 of the light source, and the image side numerical aperture NA1 0.85, as the second optical disk (DVD), the protective substrate thickness t2 was 0.6 mm, 650 nm wavelength λ2 of the light source, and the image side numerical aperture NA2 0.65, as the third optical disk (CD), 1.2 mm protective substrate thickness t3, 780 nm wavelength λ3 of the light source, the number image side numerical aperture NA3 It was 0.50.
【0461】 [0461]
図28に実施例2の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図を示す。 It shows an optical path diagram at .lambda.1 = 405 nm of the light converging optical system of Example 2 in Figure 28. 実施例2の集光光学系のコリメータ(図12のコリメータ29に対応する。)は、光ディスク側の非球面上に形成した同心円状の複数の輪帯からなる回折構造の作用により、第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合に、コリメータのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有する。 Example 2 of the light converging optical system of the collimator (corresponds to the collimator 29 of Figure 12.) By the action of the diffractive structure composed of a plurality of concentric ring-shaped zones formed on the aspherical surface of the optical disk side, the first If the wavelength of the light emitted from the light source is changed to the long wavelength side from 405 nm, a wavelength characteristic like the collimator back focus is shortened. 第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合の、コリメータのバックフォーカスの変化量の符号を、同じ量の波長変化に対する対物レンズのバックフォーカスの変化量の符号と逆符合とし、さらに、コリメータの焦点距離の二乗で規格化したバックフォーカスの変化量の絶対値を、同じ量の波長変化に対する対物レンズの焦点距離の二乗で規格化したバックフォーカスの変化量の絶対値とほぼ同じとしたので、第1の光源から射出される光の波長が変化した場合の対物レンズの焦点位置の変化を補償することができる。 First when the wavelength of the light emitted from the light source is changed to the long wavelength side from 405 nm, the sign of the variation of the collimator back focus, the sign of the variation of the back focus of the objective lens for the wavelength change of the same amount and an inverted sign, further variation of the back focus standardized by the square of the focal length of the collimator absolute value, the same as the square of the focal length of the objective lens for the wavelength change in the amount of variation of the normalized back focus absolute value since almost the same as, it is possible to compensate for the change in the focal position of the objective lens when the wavelength of the light emitted from the first light source is changed.
【0462】 [0462]
図29に実施例2の集光光学系の対物レンズのλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。 It shows a diagram of spherical aberration up to the numerical aperture 0.85 for λ1 = 405nm ± 10nm of the converging optical system of the objective lens in Example 2 in Figure 29. また、図30に実施例2の集光光学系のコリメータと対物レンズとの合成系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for λ1 = 405nm ± 10nm of the combined system of the collimator and the objective lens of the light converging optical system of Example 2 in Figure 30. 図29の球面収差図に示すように、実施例2の対物レンズは基準波長405nmから+10nm波長が変化すると、近軸焦点位置が0.005mm変化するが、上述したような波長特性を有するコリメータと組み合わせることで、図30の球面収差図にあるように、基準波長405nmから+10nm波長が変化した場合の近軸焦点位置の変化量を0.002mmと小さくすることができる。 As shown in the spherical aberration diagram in Figure 29, the + 10 nm wavelength objective lens from the reference wavelength 405nm of Example 2 is changed, but the paraxial focal position is changed 0.005 mm, a collimator having the wavelength characteristic as described above by combining, as shown in the spherical aberration diagram in FIG. 30, the change amount of the paraxial focal position when the reference wavelength 405nm is + 10 nm wavelength is changed can be reduced to 0.002 mm.
【0463】 [0463]
なお、青紫色半導体レーザのモードホッピングによる波長変化量を+1nmと仮定すると、実施例2の対物レンズのみの系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.160λrmsと回折限界を超えてしまうが、実施例2の集光光学系のコリメータと対物レンズとの合成系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.001λrms以下であり、波長変化による対物レンズの最良像面位置の変化が良好に補償されていることがわかる。 Incidentally, assuming that the wavelength variation of + 1 nm by mode hopping of the blue-violet semiconductor laser, a defocus component of wavefront aberration at the time of the mode hopping in the system of only objective lens of Example 2 is greater than the diffraction limit and 0.160λrms and thus although the defocus component of the wave front aberration at the time of the mode hopping in the composite system of the condensing optical system of the collimator and the objective lens in example 2, or less 0.001Ramudarms, optimum image plane of the objective lens by the wavelength change it can be seen that a change in position is compensated satisfactorily.
【0464】 [0464]
さらに、実施例2の集光光学系は、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段としての屈折率分布可変素子(図12の屈折率分布可変素子23に対応する。)を有する。 Further, the converging optical system of Example 2, the configuration in the case of recording / reproducing information for the first optical disk, the production error of the protective substrate thickness of the optical disk, a converging optical system such as an objective lens or collimator manufacturing errors of optical elements, the change in wavelength due to production error of the light source, and a change in spherical aberration caused by shape change or the refractive index change of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens or collimator due to the temperature change or humidity change having a refractive index distribution variable element as the substrate thickness error correcting means for correcting (corresponding to the refractive index distribution variable element 23 in FIG. 12.) the.
【0465】 [0465]
このような屈折率分布可変素子としては、屈折率分布可変材料層を有し、電場または磁場または温度を印加することにより屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることのできる素子があげられる。 Examples of such a refractive index distribution variable element has a refractive index distribution variable material layer, element mentioned capable of changing the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer by applying an electric field or magnetic field or temperature It is. 具体的には、屈折率分布可変材料層は液晶層であって、液晶層は互いに対向する透明電極との間に配置され、かかる透明電極に電圧を印加することで液晶層の液晶分子の配向状態を電気的に制御することで液晶層内の屈折率分布を変化させることができる素子や、屈折率分布可変材料層は電気光学材料層であって、電気光学材料層は互いに対向する透明電極との間に配置され、透明電極に電圧を印加することで電気光学材料層の屈折率を電気的に制御することで電気光学材料層内の屈折率分布を変化させることができる素子等がある。 Specifically, the refractive index distribution variable material layer a liquid crystal layer, the liquid crystal layer is disposed between the transparent electrodes facing each other, the orientation of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer by applying voltage to such a transparent electrode and elements which can change the refractive index distribution of the liquid crystal layer by electrically controlling the state, the refractive index distribution variable material layer is a layer of electro-optic material, an electro-optical material layer is a transparent electrode facing each other is an element or the like capable of changing the refractive index distribution of the electro-optical material layer by electrically controlling the refractive index of the electro-optical material layer by applying a voltage to the arranged, transparent electrodes between the .
【0466】 [0466]
実施例2では、このような屈折率分布可変材料層の光軸に垂直な方向に沿った屈折率分布N(λ,h)を、hを光軸からの高さ(mm)、N (λ)を屈折率分布可変材料層の光軸上の波長λにおける屈折率、A 2iを屈折率分布関数係数として、 In Example 2, such a refractive index distribution variable material refractive index along the direction perpendicular to the optical axis of the layer distribution N a (lambda, h), the height from the optical axis h (mm), N 0 ( refractive index lambda) at a wavelength lambda of the optical axis of the refractive index distribution variable material layer, the a 2i as a refractive index distribution function coefficient,
N(λ,h)=N (λ)+ΣA 2i・h 2i (B) N (λ, h) = N 0 (λ) + ΣA 2i · h 2i (B)
で表現される屈折率分布関数で表す。 In expressed by the refractive index distribution function expressed.
【0467】 [0467]
表2に、光源の製造誤差による基準波長(405nm)に対する±10nmの波長誤差、基準温度(25℃)に対する±30℃の温度変化によるプラスチックレンズの屈折率変化、第1の光ディスクの基準保護基板厚さ(0.1mm)に対する±0.02mmの製造誤差、により集光光学系で発生する球面収差の変化を、屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることで補正した結果を示す。 Table 2, the refractive index change of the plastic lens due to the temperature change of ± 30 ° C. for the wavelength error of ± 10 nm, the reference temperature (25 ° C.) with respect to the reference wavelength (405 nm) due to a manufacturing error of the light source, the reference protective substrate of the first optical disc manufacturing error of ± 0.02 mm for thickness (0.1 mm), shows the results of the change of the spherical aberration generated in the converging optical system, and corrected by changing the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer by. プラスチックレンズはガラスレンズに比べて温度変化による屈折率変化が大きいので、温度変化時は、プラスチックレンズの屈折率変化のみを考慮し、その変化量は、-10×10 −5 /℃である。 Since the plastic lens has a large refractive index change due to the temperature change than the glass lens, when temperature changes, taking into account only the refractive index change of the plastic lens, the change amount is -10 × 10 -5 / ℃.
【0468】 [0468]
【表2】 [Table 2]
【0469】 [0469]
なお、実施例2の集光光学系において、プラスチックレンズはコリメータである。 Incidentally, in the light converging optical system of Example 2, the plastic lens is the collimator. また、温度変化時の光源の波長変化量を+0.05nm/℃とした。 In addition, the wavelength variation of the light source at the time of temperature change + 0.05 nm / ° C.. 表2から、いずれの場合も、良好に波面収差が補正されており、0.85という高い開口数を必要とする第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合でも常に集光状態の良好なスポットを得ることができる。 From Table 2, in any case, better and wavefront aberration is corrected, a good always condensed state even when recording / reproducing information for the first optical disk requiring a high numerical aperture of 0.85 it is possible to obtain a spot.
【0470】 [0470]
また、表2において、補正前の波面収差は、波長誤差、あるいは温度変化による波長変化及び屈折率変化、あるいは保護基板厚さの誤差を与えた場合に、屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させる前、すなわち屈折率分布可変材料層の屈折率が一様にN (λ)であるときの集光光学系全系の波面収差を意味し、補正後の波面収差は、波長誤差、あるいは温度変化による波長変化及び屈折率変化、あるいは保護基板厚さの誤差を与えた場合に、屈折率分布可変材料層に、2次の屈折率分布関数係数A とN (λ)を用いて上記(B)式で表現される屈折率分布を与えたときの集光光学系全系の波面収差を意味する。 In Table 2, the wave front aberration before correction, when the wavelength change and refractive index change due to the wavelength error or the temperature change, or gave an error of the protective substrate thickness, the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer before changing, ie it means focusing optical system wavefront aberration of the entire system when the refractive index of the refractive index distribution variable material layer is uniformly N 0 (λ), the wavefront aberration after the correction, the wavelength error or the wavelength change and refractive index change due to temperature change, or when given an error of the protective substrate thickness, the refractive index distribution variable material layer, the second-order refractive index distribution function coefficient a 2 and N 0 the (lambda) It means focusing optical system wavefront aberration of the entire system when given a refractive index distribution expressed by the above formula (B) using.
【0471】 [0471]
図31及び図32に実施例2の集光光学系の対物レンズのλ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。 Figures 31 and 32 in .lambda.2 = 650 nm of the light converging optical system of the objective lens in Example 2, showing an optical path view in the [lambda] 3 = 780 nm. また、図33にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 33 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 for .lambda.2 = 650 nm. また、図34にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 34 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.50 for [lambda] 3 = 780 nm. 実施例2の集光光学系の対物レンズは、光源側の非球面上に同心円状の輪帯回折構造を有しており、この回折構造の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの保護基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。 Condensing optical system of the objective lens of Example 2 has a concentric annular zone diffractive structure on the aspherical surface of the light source side, by utilizing the difference between the action and the imaging magnification of the diffractive structure , 3 types of spherical aberration generated by the difference of the protective substrate thickness of the optical disk, are corrected well in each of the image-side numerical aperture necessary for conducting recording / reproducing of information for an optical disc. 実施例2の集光光学系の対物レンズは実施例1の対物レンズと同じ対物レンズであるので、詳細な説明は割愛する。 Since the converging optical system of the objective lens in Example 2 is the same objective lens as the objective lens in Example 1, detailed description thereof is omitted.
【0472】 [0472]
また、実施例2の集光光学系では、第1の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う場合にのみ、屈折率分布可変材料層の光軸に垂直な方向に沿った屈折率分布を変化させて球面収差の変化を補正したが、第2の光ディスクあるいは第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う場合においても、屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させて球面収差の変化を補正してもよい。 Further, the light converging optical system of Example 2, only when the recording / reproducing of information for the first optical disc, the refractive index distribution along the direction perpendicular to the optical axis of the refractive index distribution variable material layer It was correct a change of the spherical aberration by changing, even in the case of performing recording / reproducing of information for the second optical disc or the third optical disc, by changing the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer spherical the change of the aberration may be corrected.
【0473】 [0473]
また、実施例2の光路図では、実際の光ピックアップ装置において、光源と対物レンズとの間の光路中に配置される偏光ビームスプリッタは省略している。 Further, the optical path view of Example 2, in the actual optical pickup apparatus, a polarizing beam splitter that is disposed in an optical path between the light source and the objective lens are omitted. 実施例2の集光光学系において、光源と対物レンズとの間の非平行光束中に偏光ビームスプリッタが配置されると球面収差が発生するが、光源の位置を光軸方向に所定量移動することで、発生した球面収差を補正することができる。 In the light converging optical system of Example 2, the light source and the non When parallel light beam polarizing beam splitter in is arranged spherical aberration between the objective lens occurs, moves a predetermined amount in the optical axis direction position of the light source it is, it is possible to correct spherical aberration caused. 以降の実施例においても同様に、光源と対物レンズとの間の光路中に配置される偏光ビームスプリッタは省略する。 Similarly, in the following embodiments, a polarizing beam splitter that is disposed in an optical path between the light source and the objective lens are omitted.
【0474】 [0474]
表3に実施例2の集光光学系の、λ1=405nmに対するレンズデータを示す。 Table 3 of Example 2 of the focusing optical system, showing the lens data for .lambda.1 = 405 nm. 実施例2の集光光学系のコリメータの光ディスク側の非球面上に形成した回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されている。 Diffractive structure formed on the aspherical surface of the optical disk side of the converging optical system of the collimator of Example 2, the wavelength .lambda.1, are optimized by the diffraction order 1.
【0475】 [0475]
【表3】 [Table 3]
【0476】 [0476]
また、かかる回折構造を2次以上の回折次数で最適化すると、金型の加工時間の短縮やコリメータの透過光量の向上という点で有利となる。 Moreover, optimizing such diffractive structures second or higher diffraction order, which is advantageous in terms of improving the amount of light transmitted through the shortening collimator processing time of the mold. 例えば、回折次数2で最適化すると回折輪帯数が1/2、隣り合う回折輪帯の間隔が2倍となる。 For example, the diffraction zone number and optimizing 1/2 interval of the diffraction ring-shaped zones adjoining is doubled by the diffraction order 2. この場合は、表3のレンズデータにおける第2面の回折面係数を1/2倍した値を用いて、前述の数3で表される光路差関数の値(ただしn=2)が最適化波長(この場合はλ1)の2倍かわる毎に回折輪帯を形成する。 In this case, by using the second surface 1/2 times the value of the diffractive surface coefficient of the lens data of Table 3, the values ​​of the optical path difference function represented by the number 3 above (where n = 2) optimization wavelength (in this case .lambda.1) forms a ring-shaped diffractive zone every alternative twice.
【0477】 [0477]
表4に実施例2の集光光学系の、λ2=650nm及びλ3=780nmに対するレンズデータを示す。 Table 4 of Example 2 of the focusing optical system, showing the lens data for .lambda.2 = 650 nm and [lambda] 3 = 780 nm.
【0478】 [0478]
【表4】 [Table 4]
【0479】 [0479]
〈実施例3〉 <Example 3>
【0480】 [0480]
実施例3は、図13の光ピックアップ装置に適用することのできる集光光学系であって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して、情報の記録/再生が可能である。 Example 3 is a condenser optical system that can be applied to an optical pickup device in FIG. 13, with respect to three different optical disks recording density, it is possible to record / reproduce information. 第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長λ1を405nm、像側開口数NA1を0.85とし、第2の光ディスク(DVD)として、保護基板厚さt2を0.6mm、光源の波長λ2を650nm、像側開口数NA2を0.65とし、第3の光ディスク(CD)として、保護基板厚さt3を1.2mm、光源の波長λ3を780nm、像側開口数NA3を0.50とした。 As the first optical disk (high density DVD), the protective substrate thickness t1 is 0.1 mm, 405 nm wavelength λ1 of the light source, and the image side numerical aperture NA1 0.85, as the second optical disk (DVD), the protective substrate thickness t2 was 0.6 mm, 650 nm wavelength λ2 of the light source, and the image side numerical aperture NA2 0.65, as the third optical disk (CD), 1.2 mm protective substrate thickness t3, 780 nm wavelength λ3 of the light source, the number image side numerical aperture NA3 It was 0.50.
【0481】 [0481]
図35に実施例3の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図を示す。 Figure 35 shows an optical path diagram at .lambda.1 = 405 nm of the light converging optical system of Example 3. また、図36に実施例3の集光光学系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for λ1 = 405nm ± 10nm of the converging optical system of Example 3 in FIG. 36. 実施例3のコリメータは、実施例2の集光光学系のコリメータと同様に、光ディスク側の非球面上に形成した同心円状の複数の輪帯からなる回折構造の作用により、第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合に、コリメータのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有し、第1の光源から射出される光の波長が変化した場合の対物レンズの焦点位置の変化を補償している。 Collimator of Example 3, similar to the collimator of the converging optical system of Example 2, by the action of the diffractive structure composed of a plurality of concentric ring-shaped zones formed on the aspherical surface of the optical disk side, from the first light source If the wavelength of the emitted light being is changed to the long wavelength side from 405 nm, has a wavelength characteristic such as a collimator back focus becomes short, when the wavelength of the light emitted from the first light source is changed objective It compensates for changes in the focal position of the lens. 実施例3の対物レンズのみの系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分が、0.201λrmsであるのに対し、実施例3の集光光学系のコリメータと対物レンズとの合成系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.003λrmsであり、波長変化による対物レンズの最良像面位置の変化が良好に補償されていることがわかる。 Defocus component of wavefront aberration at the time of the mode hopping in the objective lens only system of Example 3, whereas a 0.201Ramudarms, in combined system of the condensing optical system of the collimator and the objective lens of Example 3 defocus component of wavefront aberration at the time of the mode hopping is 0.003Ramudarms, it can be seen that the change of the best image surface position of the objective lens by the wavelength change is compensated satisfactorily.
【0482】 [0482]
さらに、実施例3の集光光学系は、実施例2の集光光学系と同様に、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚差補正手段としての屈折率分布可変素子を有する。 Further, the converging optical system of Example 3, Example and similarly a second condensing optical system, when the information for the first optical disc recording / reproducing, production error of the protective substrate thickness of the optical disk, production error of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens or collimator, the change in wavelength due to production error of the light source, and an optical element constituting the converging optical system such as an objective lens or collimator due to the temperature change or humidity change having a refractive index distribution variable element as the substrate thickness difference correcting means for correcting the variation of the spherical aberration due to the shape change or the refractive index change.
【0483】 [0483]
表5に、光源の製造誤差による基準波長(405nm)に対する±10nmの波長の変化、基準温度(25℃)に対する±30℃の温度変化によるプラスチックレンズの屈折率変化、第1の光ディスクの基準保護基板厚さ(0.1mm)に対する±0.02mmの製造誤差、により集光光学系で発生する球面収差の変化を、屈折率分布可変素子の屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることで補正した結果を示す。 Table 5, the change in wavelength of ± 10 nm to the reference wavelength by the production error of the light source (405 nm), the refractive index change of the plastic lens due to the temperature change of ± 30 ° C. relative to the reference temperature (25 ° C.), the reference protection of the first optical disc manufacturing error of ± 0.02 mm with respect to the substrate thickness (0.1 mm), the variation of the spherical aberration generated in the converging optical system by, by changing the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer of the refractive index distribution variable element It shows the corrected result.
【0484】 [0484]
【表5】 [Table 5]
【0485】 [0485]
実施例2と同様に、温度変化時は、プラスチックレンズの屈折率変化のみを考慮し、その変化量は、-10×10 −5 /℃である。 As in Example 2, when the temperature changes, taking into account only the refractive index change of the plastic lens, the change amount is -10 × 10 -5 / ℃. なお、実施例3の集光光学系において、プラスチックレンズはコリメータと対物レンズである。 Incidentally, in the light converging optical system of Example 3, the plastic lens is the collimator and the objective lens. また、温度変化時の光源の波長変化量を+0.05nm/℃とした。 In addition, the wavelength variation of the light source at the time of temperature change + 0.05 nm / ° C.. なお、屈折率分布可変材料層の光軸に垂直な方向に沿った屈折率分布は、実施例2と同様に(B)式で表される。 The refractive index distribution along the direction perpendicular to the optical axis of the refractive index distribution variable material layer is expressed by similarly formula (B) as in Example 2. 表5から、いずれの場合も、良好に波面収差が補正されており、0.85という高い開口数を必要とする第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合でも常に集光状態の良好なスポットを得ることができる。 Table 5, in any case, better and wavefront aberration is corrected, a good always condensed state even when recording / reproducing information for the first optical disk requiring a high numerical aperture of 0.85 it is possible to obtain a spot.
【0486】 [0486]
図37に実施例3の集光光学系のλ2=650nmにおける光路図を示す。 Figure 37 shows an optical path diagram in .lambda.2 = 650 nm of the light converging optical system of Example 3. また、図38に実施例3の集光光学系のλ3=780nmにおける光路図を示す。 Also shows the optical path view in the [lambda] 3 = 780 nm of the light converging optical system of Example 3 in FIG. 38. また、また、図39にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。 Further, also in FIG. 39 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 for .lambda.2 = 650 nm. また、図40にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 40 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.50 for [lambda] 3 = 780 nm. 実施例3の集光光学系の対物レンズは、第1の光ディスク専用の対物レンズであって、λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mm、結像倍率m1=0の組み合わせで無収差となるように収差補正された屈折レンズである。 Condensing optical system of the objective lens of Example 3, a first optical disk dedicated objective lens, a stigmatic a combination of λ1 = 405nm, NA1 0.85, t1 = 0.1mm, image forming magnification m1 = 0 an aberration-corrected refraction lens as.
【0487】 [0487]
したがって、実施例3の集光光学系の対物レンズで、第1の光ディスクに比して保護基板厚さの大きい第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行おうとすると、補正過剰方向に球面収差が変化する。 Therefore, in the converging optical system of the objective lens in Example 3, when attempting to record / reproducing of information for the first large protective substrate thickness than the optical disc a second optical disk and the third optical disk , the spherical aberration is changed to over correction direction. そこで、屈折率分布可変素子により補正過剰方向に変化した球面収差を補正することで、第1の光ディスク専用の対物レンズを用いて、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行えるようにした。 Therefore, by correcting the spherical aberration changed in the excessive correction direction by the refractive index distribution variable element, with the first optical disk dedicated objective lens, the information for the second optical disk and the third optical disk recording / It was to allow the playback.
【0488】 [0488]
さらに、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際に、対物レンズに対し発散光束を入射させることで、十分な作動距離を確保した。 Furthermore, when recording / reproducing information for the second optical disk and the third optical disk, by incident divergent light flux to the objective lens, to ensure a sufficient working distance. 表6に、保護基板厚さの違いにより変化した球面収差を補正した結果を示す。 Table 6 shows the results obtained by correcting the spherical aberration changed due to the difference of the protective substrate thickness. 屈折率分布可変材料層の光軸に垂直な方向に沿った屈折率分布は、実施例2と同様に(B)式で表される。 Refractive index distribution along the direction perpendicular to the optical axis of the refractive index distribution variable material layer is expressed by similarly formula (B) as in Example 2. また、5次以上の高次球面収差を良好に補正するために、2次の屈折率分布係数に加えて4次の屈折率分布係数を使用した。 Further, in order to satisfactorily correct the fifth-order or higher-order spherical aberration, using the fourth-order refractive index distribution coefficient in addition to the second-order refractive index distribution coefficient.
【0489】 [0489]
【表6】 [Table 6]
【0490】 [0490]
表6から、保護基板厚さの違いにより変化した球面収差は良好に補正され、第1の光ディスク専用の対物レンズを用いて、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生が可能であることがわかる。 From Table 6, the spherical aberration changed due to the difference of the protective substrate thickness is corrected satisfactorily using the first optical disk dedicated objective lens, capable of recording / reproducing of information for the second optical disk and the third optical disc It can be seen that it is.
【0491】 [0491]
また、対物レンズの光学面上には、開口切替手段として波長選択性のあるフィルタが形成されている。 Further, on the optical surface of the objective lens, filter having wavelength selectivity as the aperture switching unit are formed. すなわち、図18に示すように、NA3内に対応する共通領域にはフィルタCが形成されており、NA3からNA2に対応する第1の周辺領域にはフィルタBが形成されており、NA2からNA1に対応する第2の周辺領域にはフィルタAが形成されている。 That is, as shown in FIG. 18, the common area corresponding to the NA3 and filter C is formed in the first peripheral area corresponding to NA2 from NA3 and filter B are formed from NA2 NA1 filter a is formed in the second peripheral area corresponding to the. かかる波長選択性のある輪帯フィルタにより、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合は、必要開口数以上の光束を遮断することにより、開口切り替えを自動的に行うことができる。 The ring-shaped zone filter with such a wavelength selectivity, when the recording / reproducing of information for the second optical disk and the third optical disk, by blocking the necessary numerical aperture or more light beams, perform opening automatically switches be able to.
【0492】 [0492]
表7に実施例3の集光光学系のλ1=405nmに対応するレンズデータを示す。 Table 7 shows lens data corresponding to .lambda.1 = 405 nm of the light converging optical system of Example 3. 実施例3の集光光学系のコリメータの光ディスク側の非球面上に形成した回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されている。 Diffractive structure formed on the aspherical surface of the optical disk side of the converging optical system of the collimator of Example 3, the wavelength .lambda.1, are optimized by the diffraction order 1.
【0493】 [0493]
【表7】 [Table 7]
【0494】 [0494]
表8に実施例3の集光光学系の、λ2=650nm及びλ3=780nmに対するレンズデータを示す。 Table 8 Example 3 of the converging optical system, showing the lens data for .lambda.2 = 650 nm and [lambda] 3 = 780 nm.
【0495】 [0495]
【表8】 [Table 8]
【0496】 [0496]
〈実施例4〉 <Example 4>
【0497】 [0497]
実施例4は、図14の光ピックアップ装置に適用することのできる集光光学系であって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して、情報の記録/再生が可能である。 Example 4 is a condensing optical system which can be applied to an optical pickup device in FIG. 14, with respect to three different optical disks recording density, it is possible to record / reproduce information. 第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長λ1を405nm、像側開口数NA1を0.85とし、第2の光ディスク(DVD)として、保護基板厚さt2を0.6mm、光源の波長λ2を650nm、像側開口数NA2を0.65とし、第3の光ディスク(CD)として、保護基板厚さt3を1.2mm、光源の波長λ3を780nm、像側開口数NA3を0.50とした。 As the first optical disk (high density DVD), the protective substrate thickness t1 is 0.1 mm, 405 nm wavelength λ1 of the light source, and the image side numerical aperture NA1 0.85, as the second optical disk (DVD), the protective substrate thickness t2 was 0.6 mm, 650 nm wavelength λ2 of the light source, and the image side numerical aperture NA2 0.65, as the third optical disk (CD), 1.2 mm protective substrate thickness t3, 780 nm wavelength λ3 of the light source, the number image side numerical aperture NA3 It was 0.50.
【0498】 [0498]
図41に実施例4の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図を示す。 Figure 41 shows an optical path diagram at .lambda.1 = 405 nm of the light converging optical system of Example 4. また、図42に実施例4の集光光学系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for λ1 = 405nm ± 10nm of the converging optical system of Example 4 in Figure 42. 実施例4の集光光学系では、ビームエキスパンダを構成する正レンズの両面上に形成した同心円状の複数の輪帯からなる回折構造の作用により、第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合に、ビームエキスパンダのパワーが大きくなるような波長特性をビームエキスパンダに持たせることで、第1の光源から射出される光の波長が変化した場合の対物レンズの焦点位置の変化を補償している。 The light converging optical system of Example 4, by the action of the diffractive structure composed of a plurality of ring-shaped zones concentric formed on both surfaces of the positive lens constituting the beam expander, the wavelength of light emitted from the first light source If There has changed to the long wavelength side from 405 nm, that to have a wavelength characteristic as a beam expander power is increased to the beam expander, when the wavelength of the light emitted from the first light source is changed It compensates for changes in the focal position of the objective lens. 実施例4の対物レンズのみの系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分が、0.160λrmsであるのに対し、実施例4の集光光学系のビームエキスパンダと対物レンズとの合成系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.007λrmsであり、波長変化による対物レンズの最良像面位置の変化が良好に補償されていることがわかる。 Defocus component of wavefront aberration at the time of the mode hopping in the objective lens only system of Example 4, whereas a 0.160Ramudarms, combined system of the beam expander and the objective lens of the light converging optical system of Example 4 defocus component of wavefront aberration at the time of the mode hopping in is 0.007Ramudarms, it can be seen that the change of the best image surface position of the objective lens by the wavelength change is compensated satisfactorily.
【0499】 [0499]
さらに、実施例4の集光光学系が具備するビームエキスパンダは、負レンズ(図14の負レンズ32に対応する。)が光軸方向に変位可能となっており、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、光源の製造誤差による波長の変化、温度変化や湿度変化による対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化、による球面収差の変化を補正するための基板厚誤差補正手段としての機能も備えている。 Furthermore, a beam expander comprising the converging optical system of Example 4 (corresponding to the negative lens 32 of FIG. 14.) Negative lens has a displaceable in the optical axis direction, with respect to the first optical disk when recording / reproducing information Te, production error of the protective substrate thickness of the optical disk, the manufacturing error of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens or collimator, the change in wavelength due to production error of the light source, temperature changes also it has a function as a substrate thickness error correcting means for correcting the variation of the spherical aberration due to the shape change or the refractive index change of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens or collimator due and humidity change. 負レンズを変移させるためのアクチュエータとしては、ボイスコイル型のアクチュエータやピエゾアクチュエータを用いることができる。 The actuator for displacing the negative lens, it is possible to use a voice coil type actuator or a piezoelectric actuator. また、実施例4では、ビームエキスパンダの負レンズを変移可能としたが、変移可能とするのは、正レンズでもよく、また、負レンズと正レンズの両方でもよい。 In Example 4, but to allow displacement of the negative lens of the beam expander, to allow transition may be a positive lens, or may be in both the negative and positive lenses.
【0500】 [0500]
表9に、光源の製造誤差による基準波長(405nm)に対する±10nmの波長の変化、基準温度(25℃)に対する±30℃の温度変化によるプラスチックレンズの屈折率変化、第1の光ディスクの基準保護基板厚さ(0.1mm)に対する±0.02mmの製造誤差、により集光光学系で発生する球面収差の変化を、ビームエキスパンダの負レンズを光軸方向に沿って変移させることで補正した結果を示す。 Table 9, the change in wavelength of ± 10 nm to the reference wavelength by the production error of the light source (405 nm), the refractive index change of the plastic lens due to the temperature change of ± 30 ° C. relative to the reference temperature (25 ° C.), the reference protection of the first optical disc manufacturing error of ± 0.02 mm with respect to the substrate thickness (0.1 mm), the variation of the spherical aberration generated in the converging optical system, the results of the correction by causing displacement along the negative lens of the beam expander along the optical axis show.
【0501】 [0501]
【表9】 [Table 9]
【0502】 [0502]
温度変化時は、プラスチックレンズ、及びコリメータの光ディスク側の面上に形成された樹脂層の屈折率変化のみを考慮し、その変化量は、-10×10 −5 /℃である。 When the temperature changes, the plastic lens, and only the refractive index change of the resin layer formed on the optical disk side of the collimator consideration, the amount of change is -10 × 10 -5 / ℃. なお、実施例4の集光光学系において、プラスチックレンズはビームエキスパンダの負レンズと正レンズである。 Incidentally, in the light converging optical system of Example 4, the plastic lens is a negative lens and a positive lens of the beam expander. また、温度変化時の光源の波長変化量を+0.05nm/℃とした。 In addition, the wavelength variation of the light source at the time of temperature change + 0.05 nm / ° C.. 表9から、いずれの場合も、良好に波面収差が補正されており、0.85という高い開口数を必要とする第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合でも常に集光状態の良好なスポットを得ることができる。 Table 9, in any case, better and wavefront aberration is corrected, a good always condensed state even when recording / reproducing information for the first optical disk requiring a high numerical aperture of 0.85 it is possible to obtain a spot.
【0503】 [0503]
なお、表9において、d5、d7は、それぞれ後述する表10における可変間隔d5、d7に相当する。 In Table 9, d5, d7 correspond to the variable intervals d5, d7 in Table 10 which will be described later, respectively. d5及びd7の初期値は、それぞれ3.000mm、2.000mmである。 The initial value of d5 and d7 are respectively 3.000 mm, it is 2.000 mm.
【0504】 [0504]
図43及び図44に実施例4の集光光学系の対物レンズのλ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。 43 and .lambda.2 = 650 nm of the light converging optical system of the objective lens in Example 4 in Figure 44 shows an optical path diagram in the [lambda] 3 = 780 nm. また、図45にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 45 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 for .lambda.2 = 650 nm. また、図46にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 46 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.50 for [lambda] 3 = 780 nm. 実施例4の集光光学系の対物レンズは、光源側の非球面上に同心円状の輪帯回折構造を有しており、この回折構造の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの保護基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。 Condensing optical system of the objective lens of Example 4 has a concentric annular zone diffractive structure on the aspherical surface of the light source side, by utilizing the difference between the action and the imaging magnification of the diffractive structure , 3 types of spherical aberration generated by the difference of the protective substrate thickness of the optical disk, are corrected well in each of the image-side numerical aperture necessary for conducting recording / reproducing of information for an optical disc. 実施例4の集光光学系の対物レンズは実施例1の対物レンズと同じ対物レンズであるので、詳細な説明は割愛する。 Since the converging optical system of the objective lens in Example 4 is the same objective lens as the objective lens in Example 1, detailed description thereof is omitted.
【0505】 [0505]
表10に実施例4の集光光学系のλ1=405nmに対するレンズデータを示す。 Table 10 shows lens data for .lambda.1 = 405 nm of the light converging optical system of Example 4. 実施例4の集光光学系のビームエキスパンダの両面上に形成した回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されている。 Diffractive structure formed on both sides of the beam expander of the converging optical system of Example 4, the wavelength .lambda.1, are optimized by the diffraction order 1.
【0506】 [0506]
【表10】 [Table 10]
【0507】 [0507]
表11に実施例4の集光光学系の、λ2=650nm及びλ3=780nmに対するレンズデータを示す。 Table 11 Example 4 of the condensing optical system, showing the lens data for .lambda.2 = 650 nm and [lambda] 3 = 780 nm.
【0508】 [0508]
【表11】 [Table 11]
【0509】 [0509]
〈実施例5〉 <Example 5>
【0510】 [0510]
実施例5は、図15の光ピックアップ装置に適用することのできる集光光学系であって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して、情報の記録/再生が可能である。 Example 5 is a condenser optical system that can be applied to an optical pickup device in FIG. 15, with respect to three different optical disks recording density, it is possible to record / reproduce information. 第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長λ1を405nm、像側開口数NA1を0.85とし、第2の光ディスク(DVD)として、保護基板厚さt2を0.6mm、光源の波長λ2を650nm、像側開口数NA2を0.65とし、第3の光ディスク(CD)として、保護基板厚さt3を1.2mm、光源の波長λ3を780nm、像側開口数NA3を0.50とした。 As the first optical disk (high density DVD), the protective substrate thickness t1 is 0.1 mm, 405 nm wavelength λ1 of the light source, and the image side numerical aperture NA1 0.85, as the second optical disk (DVD), the protective substrate thickness t2 was 0.6 mm, 650 nm wavelength λ2 of the light source, and the image side numerical aperture NA2 0.65, as the third optical disk (CD), 1.2 mm protective substrate thickness t3, 780 nm wavelength λ3 of the light source, the number image side numerical aperture NA3 It was 0.50.
【0511】 [0511]
図47乃至図49に実施例5の集光光学系のλ1=405nm、λ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図をそれぞれ示す。 It shows converging optical system of .lambda.1 = 405 nm Example 5 in FIGS. 47 to 49, λ2 = 650nm, λ3 = optical path diagram at 780nm respectively. また、図50に実施例5の集光光学系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for λ1 = 405nm ± 10nm of the converging optical system of Example 5 in FIG. 50. また、図51にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 51 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 for .lambda.2 = 650 nm. また、図52にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 52 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.50 for [lambda] 3 = 780 nm. また、図53にλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration view when the light is incident in .lambda.2 = 650 nm of the light flux diameter equal to the diaphragm diameter determined by the combination of Figure 53 .lambda.1 = 405 nm and NA1 0.85.
【0512】 [0512]
実施例5の集光光学系の対物レンズは光源側の非球面上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有しており、この回折構造の作用と結像倍率の違いとを利用することで、第1の光ディスクと第2の光ディスクの保護基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。 Condensing optical system of the objective lens in Example 5 has a diffractive structure composed of a plurality of ring-shaped zones concentric on the aspherical surface of the light source side, utilizing the difference in action and the imaging magnification of the diffractive structure by the first optical disk and spherical aberration caused by the difference of the protective substrate thickness of the second optical disk, in the image side numerical aperture necessary for conducting recording / reproducing of information for each optical disk It is well corrected. また、実施例5の対物レンズの回折構造及び非球面形状は波長λ1乃至λ3の光束の1次回折光がそれぞれ第1乃至第3の光ディスクの情報記録面上に良好な波面を形成するように決定されている。 The diffraction structure and the aspherical shape of the objective lens in Example 5 is determined as the first-order diffraction light of the light flux with wavelength λ1 to λ3 to form a good wavefront to the first to third optical information recording surface on each It is.
【0513】 [0513]
また、図53の球面収差図からわかるように、第2の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際に、必要開口数より外側の領域を通過する光束をフレアとしているので、第2の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際の開口切替手段は不要である。 Moreover, as can be seen from the spherical aberration diagram in FIG. 53, when recording / reproducing information for the second optical disc, since the flare of the light beam passing through the region outside the necessary numerical aperture, of the second opening the switching means when recording / reproducing information for the optical disc is not required.
【0514】 [0514]
また、実施例5の集光光学系では、λ3=780nmの発散光束を対物レンズに入射させ、像側開口数0.50以下における球面収差を補正することで、第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う。 Further, the light converging optical system of Example 5, [lambda] 3 = a divergent light beam of 780nm is incident on the objective lens, by correcting the spherical aberration in the following image-side numerical aperture of 0.50, recording of information for the third optical disk / to reproduce.
【0515】 [0515]
さらに、実施例5の集光光学系対物レンズの光学面上には、第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際の開口切替手段である波長選択性のあるフィルタが形成されている。 Further, on the optical surface of the converging optical system objective lens in Example 5, the third wavelength selectivity of certain filter is an aperture switching means when recording / reproducing information on the optical disc is formed there. 第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合は、必要開口数以上の光束を、波長選択性のある輪帯フィルタによって遮断する。 When recording / reproducing information for the third optical disk, the necessary numerical aperture or more light beams are blocked by annular filter having wavelength selectivity. これにより、開口切り替えを自動的に行うことができる。 Thus, it is possible to perform opening automatically switches. 具体的には、波長選択性のある輪帯フィルタとして、図19に示すようにNA3内に対応する共通領域にはフィルタEが形成されており、NA3からNA2に対応する第1の周辺領域とNA2からNA1に対応する第2の周辺領域にはフィルタDが形成されている。 Specifically, as the annular zone filter having wavelength selectivity, the common area corresponding to the NA3 as shown in FIG. 19 and the filter E is formed, a first peripheral area corresponding to NA2 from NA3 the second peripheral area corresponding from NA2 to NA1 is filter D is formed.
【0516】 [0516]
なお、実施例5の集光光学系の対物レンズの波面収差は、 Incidentally, the wavefront aberration of the converging optical system of the objective lens in Example 5,
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.007λ1 rms λ1 = 405nm, NA1 0.85, when t1 = 0.1mm, 0.007λ1 rms
λ2=650nm、NA2 0.65、t2=0.6mmのとき、0.002λ2 rms λ2 = 650nm, NA2 0.65, when t2 = 0.6mm, 0.002λ2 rms
λ3=780nm、NA3 0.50、t3=1.2mmのとき、0.005λ3 rms λ3 = 780nm, NA3 0.50, when t3 = 1.2mm, 0.005λ3 rms
である。 It is.
【0517】 [0517]
実施例5の集光光学系のコリメータは、実施例2の集光光学系のコリメータと同様に光ディスク側の非球面上に形成した同心円状の複数の輪帯からなる回折構造の作用により、第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合に、コリメータのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有し、第1の光源から射出される光の波長が変化した場合の対物レンズの焦点位置の変化を補償している。 Condensing optical system of the collimator of Example 5, by the action of the diffractive structure composed of a plurality of concentric ring-shaped zones formed on the aspherical surface of the collimator as well as the optical disk side of the converging optical system of Example 2, the If the wavelength of the light emitted from the first light source is changed to the long wavelength side from 405 nm, has a wavelength characteristic such as a collimator back focus becomes shorter, the wavelength of light emitted from the first light source is changed It compensates for changes in the focal position of the objective lens in the case of. 実施例5の対物レンズのみの系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分が、0.163λrmsであるのに対し、実施例5の集光光学系のコリメータと対物レンズとの合成系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.001λrmsであり、波長変化による対物レンズの最良像面位置の変化が良好に補償されていることがわかる。 Defocus component of wavefront aberration at the time of the mode hopping in the objective lens only system of Example 5, while a 0.163Ramudarms, in combined system of the condensing optical system of the collimator and the objective lens of Example 5 defocus component of wavefront aberration at the time of the mode hopping is 0.001Ramudarms, it can be seen that the change of the best image surface position of the objective lens by the wavelength change is compensated satisfactorily.
【0518】 [0518]
さらに、実施例5の集光光学系が具備するコリメータは光軸方向に変位可能となっており、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正するための基板厚誤差補正手段としての機能も備えている。 Further, the collimator comprising the converging optical system of Example 5 has a displaceable along the optical axis, when recording / reproducing information for the first optical disk, the production of the protective substrate thickness of the optical disk constituting an error, a manufacturing error of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens or collimator, the change in wavelength due to production error of the light source, and a condensing optical system such as an objective lens or collimator due to the temperature change or humidity change functions as the substrate thickness error correcting means for correcting the variation of the spherical aberration due to the shape change or the refractive index change of the optical element are also provided. コリメータを変移させるためのアクチュエータとしては、ボイスコイル型のアクチュエータやピエゾアクチュエータを用いることができる。 The actuator for displacing the collimator may be used a voice coil type actuator or a piezoelectric actuator.
【0519】 [0519]
表12に、光源の製造誤差による基準波長(405nm)に対する±10nmの波長の変化、基準温度(25℃)に対する±30℃の温度変化によるプラスチックレンズの屈折率変化、第1の光ディスクの基準保護基板厚さ(0.1mm)に対する±0.02mmの製造誤差、により集光光学系で発生する球面収差の変化を、コリメータを光軸方向に沿って変移させることで補正した結果を示す。 Table 12, the change in wavelength of ± 10 nm to the reference wavelength by the production error of the light source (405 nm), the refractive index change of the plastic lens due to the temperature change of ± 30 ° C. relative to the reference temperature (25 ° C.), the reference protection of the first optical disc manufacturing error of ± 0.02 mm with respect to the substrate thickness (0.1 mm), the variation of the spherical aberration generated in the converging optical system by, shows the results of correction by causing displacement along a collimator in the optical axis direction.
【0520】 [0520]
【表12】 [Table 12]
【0521】 [0521]
温度変化時は、プラスチックレンズの屈折率変化のみを考慮し、その変化量は、-10×10 −5 /℃である。 Temperature changes is to consider only the refractive index change of the plastic lens, the change amount is -10 × 10 -5 / ℃. なお、実施例5の集光光学系において、プラスチックレンズはコリメータである。 Incidentally, in the light converging optical system of Example 5, the plastic lens is the collimator. また、温度変化時の光源の波長変化量を+0.05nm/℃とした。 In addition, the wavelength variation of the light source at the time of temperature change + 0.05 nm / ° C.. 表12から、いずれの場合も、良好に波面収差が補正されており、0.85という高い開口数を必要とする第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合でも常に集光状態の良好なスポットを得ることができる。 From Table 12, in any case, better and wavefront aberration is corrected, a good always condensed state even when recording / reproducing information for the first optical disk requiring a high numerical aperture of 0.85 it is possible to obtain a spot.
【0522】 [0522]
なお、表12において、d0、d2は、それぞれ後述する表13における可変間隔d0、d2に相当する。 In Table 12, d0, d2 correspond to the variable intervals d0, d2 in Table 13 which will be described later, respectively. d0及びd2の初期値は、それぞれ9.847mm、15.000mmである。 The initial value of d0 and d2, respectively 9.847Mm, is 15.000Mm.
【0523】 [0523]
表13に実施例5の対物レンズのλ1=405nmに対するレンズデータを示す。 Table 13 shows lens data for .lambda.1 = 405 nm of the objective lens in Example 5. 実施例5の集光光学系のコリメータの光ディスク側の非球面上に形成した回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されている。 Diffractive structure formed on the aspherical surface of the optical disk side of the converging optical system of the collimator of Example 5, the wavelength .lambda.1, are optimized by the diffraction order 1.
【0524】 [0524]
【表13】 [Table 13]
【0525】 [0525]
表14に実施例5の集光光学系の、λ2=650nm及びλ3=780nmに対するレンズデータを示す。 Table 14 Example 5 of the converging optical system, showing the lens data for .lambda.2 = 650 nm and [lambda] 3 = 780 nm.
【0526】 [0526]
【表14】 [Table 14]
【0527】 [0527]
実施例5の対物レンズの光源側の非球面上に形成した回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されているが、波長λ1以外の波長や1以外の回折次数でこの回折構造を最適化してもよい。 Diffractive structure formed on the aspherical surface of the light source side of the objective lens of Example 5, the wavelength .lambda.1, has been optimized by the diffraction order 1, the diffractive structure in the diffraction orders other than the wavelength or one other than the wavelength .lambda.1 it may be optimized. いずれの場合でも、若干の設計変更で本発明の光ピックアップ装置に適用可能な集光光学系を構成することができる。 In either case, it is possible to configure the applicable converging optical system in the optical pickup device of the present invention with some design change.
【0528】 [0528]
〈実施例6〉 <Example 6>
【0529】 [0529]
実施例6は、図16の光ピックアップ装置に適用することのできる集光光学系であって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して、情報の記録/再生が可能である。 Example 6 is a condenser optical system that can be applied to an optical pickup device in FIG. 16, with respect to three different optical disks recording density, it is possible to record / reproduce information. 第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長λ1を405nm、像側開口数NA1を0.85とし、第2の光ディスク(DVD)として、保護基板厚さt2を0.6mm、光源の波長λ2を650nm、像側開口数NA2を0.65とし、第3の光ディスク(CD)として、保護基板厚さt3を1.2mm、光源の波長λ3を780nm、像側開口数NA3を0.50とした。 As the first optical disk (high density DVD), the protective substrate thickness t1 is 0.1 mm, 405 nm wavelength λ1 of the light source, and the image side numerical aperture NA1 0.85, as the second optical disk (DVD), the protective substrate thickness t2 was 0.6 mm, 650 nm wavelength λ2 of the light source, and the image side numerical aperture NA2 0.65, as the third optical disk (CD), 1.2 mm protective substrate thickness t3, 780 nm wavelength λ3 of the light source, the number image side numerical aperture NA3 It was 0.50.
【0530】 [0530]
図54に実施例6の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図を示す。 Figure 54 shows an optical path diagram at .lambda.1 = 405 nm of the light converging optical system of Example 6. また、図55に実施例6の集光光学系の対物レンズのλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for λ1 = 405nm ± 10nm of the converging optical system of the objective lens in Example 6 in Figure 55.
【0531】 [0531]
実施例6のコリメータは、実施例2の集光光学系のコリメータと同様に、光ディスク側の非球面上に形成した同心円状の複数の輪帯からなる回折構造の作用により、第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合に、コリメータのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有し、第1の光源から射出される光の波長が変化した場合の対物レンズの焦点位置の変化を補償している。 Collimator of Example 6, similar to the collimator of the converging optical system of Example 2, by the action of the diffractive structure composed of a plurality of concentric ring-shaped zones formed on the aspherical surface of the optical disk side, from the first light source If the wavelength of the emitted light being is changed to the long wavelength side from 405 nm, has a wavelength characteristic such as a collimator back focus becomes short, when the wavelength of the light emitted from the first light source is changed objective It compensates for changes in the focal position of the lens.
【0532】 [0532]
実施例6の対物レンズのみの系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分が、0.201λrmsであるのに対し、実施例6の集光光学系のコリメータと対物レンズとの合成系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.003λrmsであり、波長変化による対物レンズの最良像面位置の変化が良好に補償されていることがわかる。 Defocus component of wavefront aberration at the time of the mode hopping in the objective lens only system of Example 6, while a 0.201Ramudarms, in combined system of the condensing optical system of the collimator and the objective lens of Example 6 defocus component of wavefront aberration at the time of the mode hopping is 0.003Ramudarms, it can be seen that the change of the best image surface position of the objective lens by the wavelength change is compensated satisfactorily.
【0533】 [0533]
さらに、実施例6の集光光学系が具備するコリメータは光軸方向に変位可能となっており、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正するための基板厚誤差補正手段としての機能も備える。 Further, the collimator comprising the converging optical system of Example 6 has a displaceable along the optical axis, when recording / reproducing information for the first optical disk, the production of the protective substrate thickness of the optical disk constituting an error, a manufacturing error of the optical element constituting the converging optical system such as an objective lens or collimator, the change in wavelength due to production error of the light source, and a condensing optical system such as an objective lens or collimator due to the temperature change or humidity change also it has a function as a substrate thickness error correcting means for correcting the variation of the spherical aberration due to the shape change or the refractive index change of the optical element. コリメータを変移させるためのアクチュエータとしては、ボイスコイル型のアクチュエータやピエゾアクチュエータを用いることができる。 The actuator for displacing the collimator may be used a voice coil type actuator or a piezoelectric actuator.
【0534】 [0534]
表15に、光源の製造誤差による基準波長(405nm)に対する±10nmの波長の変化、基準温度(25℃)に対する±30℃の温度変化によるプラスチックレンズの屈折率変化、第1の光ディスクの基準保護基板厚さ(0.1mm)に対する±0.02mmの製造誤差、により集光光学系で発生する球面収差の変化を、コリメータを光軸方向に沿って変移させることで補正した結果を示す。 Table 15, the change in wavelength of ± 10 nm to the reference wavelength by the production error of the light source (405 nm), the refractive index change of the plastic lens due to the temperature change of ± 30 ° C. relative to the reference temperature (25 ° C.), the reference protection of the first optical disc manufacturing error of ± 0.02 mm with respect to the substrate thickness (0.1 mm), the variation of the spherical aberration generated in the converging optical system by, shows the results of correction by causing displacement along a collimator in the optical axis direction.
【0535】 [0535]
【表15】 [Table 15]
【0536】 [0536]
温度変化時は、プラスチックレンズの屈折率変化のみを考慮し、その変化量は、-10×10 −5 /℃である。 Temperature changes is to consider only the refractive index change of the plastic lens, the change amount is -10 × 10 -5 / ℃. なお、実施例6の集光光学系において、プラスチックレンズはコリメータ及び対物レンズである。 Incidentally, in the light converging optical system of Example 6, the plastic lens is a collimator and an objective lens. また、温度変化時の光源の波長変化量を+0.05nm/℃とした。 In addition, the wavelength variation of the light source at the time of temperature change + 0.05 nm / ° C.. 表15から、いずれの場合も、良好に波面収差が補正されていることが分かり、0.85という高い開口数を必要とする第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合でも常に集光状態の良好なスポットを得ることができる。 From Table 15, in any case, well know that the wavefront aberration is corrected, always condensed state even when the information for the first optical disk requiring a high numerical aperture of 0.85 to record / reproducing it is possible to obtain a good spot.
【0537】 [0537]
なお、表15において、d0、d2は、それぞれ後述する表16における可変間隔d0、d2に相当する。 In Table 15, d0, d2 correspond to the variable intervals d0, d2 in Table 16 which will be described later, respectively. d0及びd2の初期値は、それぞれ16.185mm、13.000mmである。 The initial value of d0 and d2, respectively 16.185Mm, is 13.000Mm.
【0538】 [0538]
図56に実施例6の集光光学系のλ2=650nmにおける光路図を示す。 It shows an optical path diagram in .lambda.2 = 650 nm of the light converging optical system of Example 6 in Figure 56. また、図57に実施例6の集光光学系のλ3=780nmにおける光路図を示す。 Also shows the optical path view in the [lambda] 3 = 780 nm of the light converging optical system of Example 6 in Figure 57. また、図58にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 58 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 for .lambda.2 = 650 nm. また、図59にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 59 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.50 for [lambda] 3 = 780 nm.
【0539】 [0539]
実施例6の集光光学系の対物レンズは、第1の光ディスク専用の対物レンズであって、λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mm、結像倍率m=0の組み合わせで無収差となるように収差補正された屈折レンズである。 Condensing optical system of the objective lens of Example 6, a first optical disk dedicated objective lens, a stigmatic a combination of λ1 = 405nm, NA1 0.85, t1 = 0.1mm, imaging magnification m = 0 an aberration-corrected refraction lens as. したがって、実施例6の集光光学系の対物レンズで、第1の光ディスクに比して保護基板厚さの大きい第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行おうとすると、補正過剰方向に球面収差が変化する。 Therefore, in the converging optical system of the objective lens in Example 6, attempting to record / reproducing of information for the first large protective substrate thickness than the optical disc a second optical disk and the third optical disk , the spherical aberration is changed to over correction direction. そこで、カップリングレンズの光ディスク側の非球面上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を形成し、回折構造の作用によって、補正過剰方向に変化した球面収差を第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正することで、第1の光ディスク専用の対物レンズを用いて、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行えるようにした。 Therefore, the diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones were formed on the aspherical surface of the optical disk side of the coupling lens, by the action of the diffractive structure, the spherical aberration is changed to over correction direction second optical disk and the third by favorably corrected within the image side numerical aperture necessary for conducting recording / reproducing of information for an optical disc, using the first optical disk dedicated objective lens, a second optical disk and the third optical disk and to perform the recording / reproducing of information for.
【0540】 [0540]
また、対物レンズの光学面上には、開口切替手段である波長選択性のあるフィルタが形成されている。 Further, on the optical surface of the objective lens, filter having wavelength selectivity is a opening switching means is formed. 第2、及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合は、必要開口数以上の光束を、波長選択性のある輪帯フィルタによって遮断する。 When the second, and the recording / reproducing of information for the third optical disk, the necessary numerical aperture or more light beams are blocked by annular filter having wavelength selectivity. これにより、開口切り替えを自動的に行うことができる。 Thus, it is possible to perform opening automatically switches. 波長選択性のある輪帯フィルタとしては実施例3と同様の輪帯フィルタを用いることができる。 The annular filter having wavelength selectivity may be the same annular zone filter as in Example 3.
【0541】 [0541]
表16に実施例6の集光光学系のλ1=405nmに対するレンズデータを示す。 Table 16 shows lens data for .lambda.1 = 405 nm of the light converging optical system of Example 6. 実施例6の集光光学系のコリメータの光ディスク側の非球面上に形成された回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されている。 Diffractive structure formed on the aspherical surface of the optical disk side of the converging optical system of the collimator of Example 6, the wavelength .lambda.1, are optimized by the diffraction order 1.
【0542】 [0542]
【表16】 [Table 16]
【0543】 [0543]
表17に実施例6の集光光学系の、λ2=650nm及びλ3=780nmに対するレンズデータを示す。 Converging optical system of Example 6 in Table 17 shows lens data for .lambda.2 = 650 nm and [lambda] 3 = 780 nm.
【0544】 [0544]
【表17】 [Table 17]
【0545】 [0545]
また、本実施例の集光光学系において、カップリングレンズの光ディスク側の面(表17で第2面)の非球面上に、表18で示すような、輪帯状の回折構造が形成されている。 Further, in the light converging optical system of this embodiment, on the aspherical surface of the optical disk side of the coupling lens (the second surface in Table 17), as shown in Table 18, ring-shaped diffractive structure is formed there. 表18において、「始点高さ」は、その輪帯の始点の光軸からの距離、「終点高さ」は、その輪帯の終点の光軸からの距離を表し、有効径内での輪帯数は36本である。 In Table 18, "start point height" is the starting point of the distance from the optical axis of the annular, "ending height" represents the distance from the optical axis of the end of its annular, ring in effective diameter band number is 36 lines.
【0546】 [0546]
【表18】 [Table 18]
【0547】 [0547]
表18の回折輪帯構造は、波長730nm、回折次数1で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。 Diffraction zone structure in Table 18, wavelength 730 nm, the diffraction efficiency is optimized so as to be theoretically 100% diffraction orders 1. この回折構造に、第2の光ディスクの使用波長である波長650nmの光が入射した場合と、第3の光ディスクの使用波長である波長780nmの光が入射した場合に、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。 This diffractive structure, and when the light of wavelength 650nm is the wavelength used for the second optical disc is incident, when the third wavelength 780nm of light is a wavelength used for the optical disc is incident, first-order diffracted light is maximum diffraction generated so as to have a light amount.
【0548】 [0548]
波長730nm、回折次数1で回折構造を最適化することにより、 Wavelength 730 nm, by optimizing the diffraction structure in the diffraction order 1,
DVD(波長650nm) : 95.1% DVD (wavelength 650nm): 95.1%
CD(波長780nm) : 96.7% CD (wavelength 780nm): 96.7%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率を得ることができる。 When, it is possible to obtain a diffraction efficiency in the used wavelength region of respective optical disks.
【0549】 [0549]
〈実施例7〉 <Example 7>
【0550】 [0550]
本実施例の対物レンズは、上述した第6の実施の形態における対物レンズOBJ1として好適なプラスチック単レンズである。 Objective lens of this embodiment, a suitable plastic single lens as an objective lens OBJ1 in the sixth embodiment described above. 本実施例の対物レンズ特性を得るに当たって、第1の光ディスク(高密度DVD)用の第1光源の波長λ1を405nm、第2の光ディスク(DVD)用の第2光源の波長をλ2を650nm、第3光ディスク用(CD)の第3光源の波長λ3を780nmとし、第1の光ディスクの透明基板厚さt1は0.1mm、第2の光ディスクの透明基板厚さt2は0.6mm、第3の光ディスクの透明基板厚さt3は1.2mmとした。 In obtaining the objective lens characteristic of the present embodiment, the first optical disk (high density DVD) first light source 405nm wavelength λ1 of a second optical disk (DVD) second 650 nm to a wavelength of the light source λ2 for, a wavelength λ3 of the third light source for the third optical disk (CD) and 780 nm, the transparent substrate thickness of the first optical disk t1 is 0.1 mm, the second transparent substrate thickness t2 of the optical disc 0.6 mm, 3 the transparent substrate thickness t3 of the optical disk was 1.2 mm. また、第1乃至第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3として、それぞれ0.85、0.65、0.50を想定している。 Further, as the first to third image-side numerical aperture NA1 of the objective lens necessary for the optical disk recording / reproducing information for, NA2, NA3, respectively 0.85,0.65,0.50 It is assumed.
【0551】 [0551]
図65乃至図67に、本実施例の対物レンズのλ1=405nm、λ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。 Figure 65 to Figure 67, λ1 = 405nm of the objective lens of the present example, λ2 = 650nm, showing an optical path view in the [lambda] 3 = 780 nm. また、図68に本実施例の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for .lambda.1 = 405 nm of the objective lens of the present example in FIG. 68. また、図69にλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration view when the light is incident in .lambda.2 = 650 nm of the light flux diameter equal to the diaphragm diameter determined by the combination of .lambda.1 = 405 nm and NA1 0.85 in Figure 69. さらに、図70にλ1=405nmとNA2 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ3=780nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。 Further, it shows a spherical aberration view when is incident [lambda] 3 = 780 nm of the light beam diameter equal to the diaphragm diameter determined by the combination of .lambda.1 = 405 nm and NA2 0.85 Figure 70.
【0552】 [0552]
本実施例の対物レンズでは、光源側の非球面(S1)上に形成した回折構造(図示せず)の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの透明基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。 In the objective lens of this embodiment, by utilizing the difference between the action and the imaging magnification of the diffractive structure formed on the light source side of the aspherical surface (S1) (not shown), a transparent substrate thickness of 3 kinds of optical disks the spherical aberration generated by the difference of the, is well corrected in the image side numerical aperture necessary for conducting recording / reproducing of information for each optical disc. なお、本実施例の対物レンズの、所定の像側開口数内における波面収差は、 Incidentally, the objective lens of the present example, the wavefront aberration at a predetermined image side numerical aperture in number,
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.008λ1rms λ1 = 405nm, NA1 0.85, when t1 = 0.1mm, 0.008λ1rms
λ2=650nm、NA2 0.65、t2=0.6mmのとき、0.003λ2rms λ2 = 650nm, NA2 0.65, when t2 = 0.6mm, 0.003λ2rms
λ3=780nm、NA3 0.50、t3=1.2mmのとき、0.005λ3rms λ3 = 780nm, NA3 0.50, when t3 = 1.2mm, 0.005λ3rms
である。 It is.
【0553】 [0553]
また、本実施例の対物レンズでは、NA2 0.65より外側を通過する、波長650nmの光束を第2の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとし、さらに、NA3 0.50より外側を通過する光束を第3の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとしているので、スポットが必要以上に絞られることがなく、第2及び第3の光ディスクのディスクスキューに対する十分なマージンを確保でき、さらに、それぞれの光ディスクに対応して、自動的に開口切り替えが行われるので、別途、開口切替手段を設ける必要がなく、光ピックアップの構造を簡単にすることができる。 Further, in the objective lens of this embodiment, it passes through the outside of the NA2 0.65, and a flare light beam so as not converged on the second optical disc information recording surface of the wavelength 650 nm, further from NA3 0.50 since the light beam passing through the outer and the third optical disk information so as not converged onto the recording surface flare, without spot is narrowed more than necessary, sufficient for disc skew of the second and third optical disks can secure a margin, further, for each of the optical disc, so automatically the opening switching takes place, it is possible to separately, it is not necessary to provide an opening switching means, to simplify the structure of the optical pickup.
【0554】 [0554]
なお、本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスク(高密度DVD)として、透明基板厚さt1を0.1mm、光源の波長を405nm、像側開口数を0.85と仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。 In the objective lens of this embodiment, as the first optical disk (high density DVD), a transparent substrate thickness t1 0.1 mm, the wavelength of the light source assuming 405 nm, the image side numerical aperture of 0.85 optical advanced design, but the present invention to an optical disc is other specifications can be applied.
【0555】 [0555]
また、第2の光ディスク(DVD)に対する像側開口数を0.65、第3の光ディスク(CD)に対する像側開口数を0.50として光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。 Further, 0.65 image side numerical aperture for the second optical disk (DVD), has been advanced optical design third image side numerical aperture on the optical disc (CD) as 0.50 is, other specifications of the optical disk also the present invention for the present invention can be applied.
【0556】 [0556]
表19に本実施例の対物レンズのレンズデータを示す。 It shows lens data of the objective lens of the present example in Table 19.
【0557】 [0557]
【表19】 [Table 19]
【0558】 [0558]
本実施例の対物レンズは、光源側の非球面(表19で第1面)上に、表20で示すような、輪帯状の回折構造が形成されている。 Objective lens of this embodiment, on the light source side of the aspherical surface (the first surface in Table 19), as shown in Table 20, ring-shaped diffractive structure is formed. 表20において、「始点高さ」は、その輪帯の始点の光軸からの距離、「終点高さ」は、その輪帯の終点の光軸からの距離を表し、有効径内での輪帯数は83本である。 In Table 20, "start point height" is the starting point of the distance from the optical axis of the annular, "ending height" represents the distance from the optical axis of the end of its annular, ring in effective diameter band number is 83 lines.
【0559】 [0559]
【表20】 [Table 20]
【0560】 [0560]
表20の回折輪帯構造は、波長380nm、回折次数2で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。 Diffraction zone structure in Table 20, the wavelength 380 nm, the diffraction efficiency in the diffraction order 2 is optimized so as to be theoretically 100%. この回折構造に、第1の光ディスク(高密度DVD)の使用波長である波長405nmの光が入射した場合、2次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第2の光ディスク(DVD)の使用波長である波長650nmの光が入射した場合と、第3の光ディスク(CD)の使用波長である波長780nmの光が入射した場合には、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。 This diffractive structure, when the first optical disk having a wavelength of 405nm is a wavelength used for (high density DVD) light is incident, second order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light, the second optical disk (DVD) and when light of wavelength 650nm is incident is a wavelength used for, when the third optical disc having a wavelength of 780nm which is the wavelength used for (CD) light is incident, as first-order diffracted light having the maximum diffracted light Occur.
【0561】 [0561]
波長380nm、回折次数2で回折構造を最適化することにより、 Wavelength 380 nm, by optimizing the diffraction structure in the diffraction order 2,
高密度DVD(波長405nm) : 95.1% High-density DVD (wavelength 405nm): 95.1%
DVD(波長650nm) : 90.9% DVD (wavelength 650nm): 90.9%
CD(波長780nm) : 99.8% CD (wavelength 780nm): 99.8%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率を得ることができる。 When, it is possible to obtain a diffraction efficiency in the used wavelength region of respective optical disks.
【0562】 [0562]
〈実施例8〉 <Example 8>
【0563】 [0563]
本実施例の対物レンズは、上述した第6の実施の形態における対物レンズOBJ1として好適なガラス単レンズである。 Objective lens of this embodiment, a suitable glass single lens as an objective lens OBJ1 in the sixth embodiment described above. 本実施例の対物レンズ特性を得るに当たって、第1の光ディスク(高密度DVD)用の第1光源の波長λ1を405nm、第2の光ディスク(DVD)用の第2光源の波長をλ2を650nm、第3光ディスク用(CD)の第3光源の波長λ3を780nmとし、第1の光ディスクの透明基板厚さt1は0.1mm、第2の光ディスクの透明基板厚さt2は0.6mm、第3の光ディスクの透明基板厚さt3は1.2mmとした。 In obtaining the objective lens characteristic of the present embodiment, the first optical disk (high density DVD) first light source 405nm wavelength λ1 of a second optical disk (DVD) second 650 nm to a wavelength of the light source λ2 for, a wavelength λ3 of the third light source for the third optical disk (CD) and 780 nm, the transparent substrate thickness of the first optical disk t1 is 0.1 mm, the second transparent substrate thickness t2 of the optical disc 0.6 mm, 3 the transparent substrate thickness t3 of the optical disk was 1.2 mm. また、第1乃至第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3として、それぞれ0.85、0.65、0.50を想定している。 Further, as the first to third image-side numerical aperture NA1 of the objective lens necessary for the optical disk recording / reproducing information for, NA2, NA3, respectively 0.85,0.65,0.50 It is assumed.
【0564】 [0564]
図71乃至図73に、本実施例の対物レンズのλ1=405nm、λ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。 Figure 71 to Figure 73, λ1 = 405nm of the objective lens of the present example, λ2 = 650nm, showing an optical path view in the [lambda] 3 = 780 nm. また、図74に本実施例の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for .lambda.1 = 405 nm of the objective lens of the present example in FIG. 74. また、図75にλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration view when the light is incident in .lambda.2 = 650 nm of the light flux diameter equal to the diaphragm diameter determined by the combination of .lambda.1 = 405 nm and NA1 0.85 in Figure 75. さらに、図76にλ1=405nmとNA2 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ3=780nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。 Further, it shows a spherical aberration view when is incident [lambda] 3 = 780 nm of the light beam diameter equal to the diaphragm diameter determined by the combination of .lambda.1 = 405 nm and NA2 0.85 Figure 76.
【0565】 [0565]
本実施例の対物レンズでは、光源側の非球面(S1)上に形成した回折構造(図示せず)の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの透明基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。 In the objective lens of this embodiment, by utilizing the difference between the action and the imaging magnification of the diffractive structure formed on the light source side of the aspherical surface (S1) (not shown), a transparent substrate thickness of 3 kinds of optical disks the spherical aberration generated by the difference of the, is well corrected in the image side numerical aperture necessary for conducting recording / reproducing of information for each optical disc. なお、本実施例の対物レンズの、所定の像側開口数内における波面収差は、 Incidentally, the objective lens of the present example, the wavefront aberration at a predetermined image side numerical aperture in number,
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.008λ1rms λ1 = 405nm, NA1 0.85, when t1 = 0.1mm, 0.008λ1rms
λ2=650nm、NA2 0.65、t2=0.6mmのとき、0.005λ2rms λ2 = 650nm, NA2 0.65, when t2 = 0.6mm, 0.005λ2rms
λ3=780nm、NA3 0.50、t3=1.2mmのとき、0.005λ3rms λ3 = 780nm, NA3 0.50, when t3 = 1.2mm, 0.005λ3rms
である。 It is.
【0566】 [0566]
また、本実施例の対物レンズでは、NA2 0.65より外側を通過する、波長650nmの光束を第2の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとし、さらに、NA3 0.50より外側を通過する光束を第3の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとしているので、スポットが必要以上に絞られることがなく、第2及び第3の光ディスクのディスクスキューに対する十分なマージンを確保でき、さらに、それぞれの光ディスクに対応して、自動的に開口が切り替えが行われるので、別途、開口切替手段を設ける必要がなく、光ピックアップの構造を簡単にすることができる。 Further, in the objective lens of this embodiment, it passes through the outside of the NA2 0.65, and a flare light beam so as not converged on the second optical disc information recording surface of the wavelength 650 nm, further from NA3 0.50 since the light beam passing through the outer and the third optical disk information so as not converged onto the recording surface flare, without spot is narrowed more than necessary, sufficient for disc skew of the second and third optical disks can secure a margin, further, for each of the optical disc, since the automatic opening switching takes place, it is possible to separately, it is not necessary to provide an opening switching means, to simplify the structure of the optical pickup.
【0567】 [0567]
なお、本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスク(高密度DVD)として、透明基板厚さt1を0.1mm、光源の波長を405nm、像側開口数を0.85と仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。 In the objective lens of this embodiment, as the first optical disk (high density DVD), a transparent substrate thickness t1 0.1 mm, the wavelength of the light source assuming 405 nm, the image side numerical aperture of 0.85 optical advanced design, but the present invention to an optical disc is other specifications can be applied.
【0568】 [0568]
また、第2の光ディスク(DVD)に対する像側開口数を0.65、第3の光ディスク(CD)に対する像側開口数を0.50として光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。 Further, 0.65 image side numerical aperture for the second optical disk (DVD), has been advanced optical design third image side numerical aperture on the optical disc (CD) as 0.50 is, other specifications of the optical disk also the present invention for the present invention can be applied.
【0569】 [0569]
表21に本実施例の対物レンズのレンズデータを示す。 It shows lens data of the objective lens of the present example in Table 21.
【0570】 [0570]
【表21】 [Table 21]
【0571】 [0571]
本実施例の対物レンズは、光源側の非球面(表21で第1面)上に、表22で示すような、輪帯状の回折構造が形成されている。 Objective lens of this embodiment, on the light source side of the aspherical surface (the first surface in Table 21), as shown in Table 22, ring-shaped diffractive structure is formed. 表22において、「始点高さ」は、その輪帯の始点の光軸からの距離、「終点高さ」は、その輪帯の終点の光軸からの距離を表し、有効径内での輪帯数は30本である。 In Table 22, "start point height" is the starting point of the distance from the optical axis of the annular, "ending height" represents the distance from the optical axis of the end of its annular, ring in effective diameter band number is 30 lines.
【0572】 [0572]
【表22】 [Table 22]
【0573】 [0573]
表22の回折輪帯構造は、波長415nm、回折次数6で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。 Diffraction zone structure in Table 22, the wavelength 415 nm, the diffraction efficiency is optimized so as to be theoretically 100% diffraction order 6. この回折構造に、第1の光ディスク(高密度DVD)の使用波長である波長405nmの光が入射した場合には、6次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第2の光ディスク(DVD)の使用波長である波長650nmの光が入射した場合には、4次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第3の光ディスク(CD)の使用波長である波長780nmの光が入射した場合には、3次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。 This diffractive structure, when the first optical disk having a wavelength of 405nm is a wavelength used for (high density DVD) light is incident is generated as 6-order diffracted light having the maximum diffracted light, a second optical disc ( when the light of wavelength 650nm which is the wavelength used for DVD) is incident, four generated so as to have a quantity of diffracted light of diffracted light is maximum, a third optical disc having a wavelength of 780nm is a wavelength used for (CD) light If the incident is 3-order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light.
【0574】 [0574]
波長415nm、回折次数6で回折構造を最適化することにより、 Wavelength 415 nm, by optimizing the diffraction structure in the diffraction order 6,
高密度DVD(波長405nm) : 93.0% High-density DVD (wavelength 405nm): 93.0%
DVD(波長650nm) : 90.9% DVD (wavelength 650nm): 90.9%
CD(波長780nm) : 88.4% CD (wavelength 780nm): 88.4%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率を得ることができる。 When, it is possible to obtain a diffraction efficiency in the used wavelength region of respective optical disks.
【0575】 [0575]
〈実施例9〉 <Example 9>
【0576】 [0576]
本実施例の対物レンズは、上述した第7の実施の形態における対物レンズOBJ2として好適な対物レンズである。 Objective lens of the present example is a preferred objective lens as the objective lens OBJ2 in the seventh embodiment described above. 本実施例の対物レンズ特性を得るに当たって、第1の光ディスク(高密度DVD)用の第1光源の波長λ1を405nm、第2の光ディスク(DVD)用の第2光源の波長をλ2を650nm、第3光ディスク用(CD)の第3光源の波長λ3を780nmとし、第1の光ディスクの透明基板厚さt1は0.1mm、第2の光ディスクの透明基板厚さt2は0.6mm、第3の光ディスクの透明基板厚さt3は1.2mmとした。 In obtaining the objective lens characteristic of the present embodiment, the first optical disk (high density DVD) first light source 405nm wavelength λ1 of a second optical disk (DVD) second 650 nm to a wavelength of the light source λ2 for, a wavelength λ3 of the third light source for the third optical disk (CD) and 780 nm, the transparent substrate thickness of the first optical disk t1 is 0.1 mm, the second transparent substrate thickness t2 of the optical disc 0.6 mm, 3 the transparent substrate thickness t3 of the optical disk was 1.2 mm. また、第1乃至第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3として、それぞれ0.85、0.60、0.50を想定している。 Further, as the first to third image-side numerical aperture NA1 of the objective lens necessary for the optical disk recording / reproducing information for, NA2, NA3, respectively 0.85,0.60,0.50 It is assumed.
【0577】 [0577]
図77乃至図79に、本実施例の対物レンズのλ1=405nm、λ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。 Figure 77 to Figure 79, λ1 = 405nm of the objective lens of the present example, λ2 = 650nm, showing an optical path view in the [lambda] 3 = 780 nm. また、図80に本実施例の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for .lambda.1 = 405 nm of the objective lens of the present example in FIG. 80. また、図81にλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration view when the light is incident in .lambda.2 = 650 nm of the light flux diameter equal to the diaphragm diameter determined by the combination of .lambda.1 = 405 nm and NA1 0.85 in Figure 81. さらに、図82にλ1=405nmとNA2 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ3=780nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。 Further, it shows a spherical aberration view when is incident [lambda] 3 = 780 nm of the light beam diameter equal to the diaphragm diameter determined by the combination of .lambda.1 = 405 nm and NA2 0.85 Figure 82.
【0578】 [0578]
本実施例の対物レンズは、両面が非球面とされた第1の光学素子L1としてのプラスチックレンズと、このプラスチックレンズの光束入射面側に配置された第2の光学素子L2としてのプラスチックレンズとから構成される複合型対物レンズであって、第2の光学素子L2の第1の光学素子L1側の光学面上に形成した回折構造(図示せず)の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの透明基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。 Objective lens of the present example, a plastic lens as a first optical element L1 whose both surfaces are aspherical, and a plastic lens as a second optical element L2 disposed on the light incident surface side of the plastic lens a composite objective lens composed of, a difference between the action and the imaging magnification of the diffractive structure formed on the first optical element L1 side of the optical surface on the second optical element L2 (not shown) by using three kinds of the spherical aberration generated by the difference of the transparent substrate thickness of the optical disc, favorably corrected in the image side numerical aperture in the number necessary for recording / reproducing of information for each optical disk ing. なお、本実施例の対物レンズの、所定の像側開口数内における波面収差は、 Incidentally, the objective lens of the present example, the wavefront aberration at a predetermined image side numerical aperture in number,
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.004λ1 rms λ1 = 405nm, NA1 0.85, when t1 = 0.1mm, 0.004λ1 rms
λ2=650nm、NA2 0.60、t2=0.6mmのとき、0.001λ2 rms λ2 = 650nm, NA2 0.60, when t2 = 0.6mm, 0.001λ2 rms
λ3=780nm、NA3 0.50、t3=1.2mmのとき、0.002λ3 rms λ3 = 780nm, NA3 0.50, when t3 = 1.2mm, 0.002λ3 rms
である。 It is.
【0579】 [0579]
また、本実施例の対物レンズの第2の光学素子L2は、基板厚差補正手段としての機能に加えて開口切替手段としての機能も有する。 The second optical element L2 of the objective lens of the present embodiment also functions as an aperture switching means in addition to the function as the substrate thickness difference correcting means. すなわち、NA2 0.65より外側を通過する、波長650nmの光束を第2の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとし、さらに、NA3 0.50より外側を通過する光束を第3の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとしているので、スポットが必要以上に絞られることがなく、第2及び第3の光ディスクのディスクスキューに対する十分なマージンを確保でき、さらに、それぞれの光ディスクに対応して、自動的に開口切り替えが行われるので、別途、開口切替手段を設ける必要がなく、光ピックアップの構造を簡単にすることができる。 That, NA2 passes outside than 0.65, the light flux with wavelength 650nm and flares to not converged on the information recording surface of the second optical disk, further, the light flux passing through the outside of the NA3 0.50 3 because of being a flared so as not converged on the information recording surface of the optical disc, without spot is narrowed more than necessary, can secure a sufficient margin for the disk skew of the second and third optical disks, and further, each in response to the optical disc, since the automatic opening switching takes place, it is possible to separately, it is not necessary to provide an opening switching means, to simplify the structure of the optical pickup.
【0580】 [0580]
なお、本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスク(高密度DVD)として、透明基板厚さt1を0.1mm、光源の波長を405nm、像側開口数を0.85と仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。 In the objective lens of this embodiment, as the first optical disk (high density DVD), a transparent substrate thickness t1 0.1 mm, the wavelength of the light source assuming 405 nm, the image side numerical aperture of 0.85 optical advanced design, but the present invention to an optical disc is other specifications can be applied.
【0581】 [0581]
また、第2の光ディスク(DVD)に対する像側開口数を0.65、第3の光ディスク(CD)に対する像側開口数を0.50として光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。 Further, 0.65 image side numerical aperture for the second optical disk (DVD), has been advanced optical design third image side numerical aperture on the optical disc (CD) as 0.50 is, other specifications of the optical disk also the present invention for the present invention can be applied.
【0582】 [0582]
表23に本実施例の対物レンズのレンズデータを示す。 Table 23 shows lens data of the objective lens of the present example.
【0583】 [0583]
【表23】 [Table 23]
【0584】 [0584]
本実施例の対物レンズは、第2の光学素子L2の光ディスク側の平面(表23で第2面)上に、表24で示すような、輪帯状の回折構造が形成されている。 Objective lens of this embodiment, on the optical disk side of the plane of the second optical element L2 (the second surface in Table 23), as shown in Table 24, ring-shaped diffractive structure is formed. 表24において、「始点高さ」は、その輪帯の始点の光軸からの距離、「終点高さ」は、その輪帯の終点の光軸からの距離を表し、有効径内での輪帯数は130本である。 In Table 24, "start point height" is the starting point of the distance from the optical axis of the annular, "ending height" represents the distance from the optical axis of the end of its annular, ring in effective diameter band number is 130 lines.
【0585】 [0585]
【表24】 [Table 24]
【0586】 [0586]
表24の回折輪帯構造は、波長375nm、回折次数2で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。 Diffraction zone structure in Table 24, the wavelength 375 nm, the diffraction efficiency is optimized so as to be theoretically 100% diffraction order 2. この回折構造に、第1の光ディスク(高密度DVD)の使用波長である波長405nmの光が入射した場合、2次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第2の光ディスク(DVD)の使用波長である波長650nmの光が入射した場合と、第3の光ディスク(CD)の使用波長である波長780nmの光が入射した場合には、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。 This diffractive structure, when the first optical disk having a wavelength of 405nm is a wavelength used for (high density DVD) light is incident, second order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light, the second optical disk (DVD) and when light of wavelength 650nm is incident is a wavelength used for, when the third optical disc having a wavelength of 780nm which is the wavelength used for (CD) light is incident, as first-order diffracted light having the maximum diffracted light Occur.
【0587】 [0587]
波長375nm、回折次数2で回折構造を最適化することにより、 Wavelength 375 nm, by optimizing the diffraction structure in the diffraction order 2,
高密度DVD(波長405nm) : 93.0% High-density DVD (wavelength 405nm): 93.0%
DVD(波長650nm) : 92.5% DVD (wavelength 650nm): 92.5%
CD(波長780nm) : 99.5% CD (wavelength 780nm): 99.5%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率を得ることができる。 When, it is possible to obtain a diffraction efficiency in the used wavelength region of respective optical disks.
【0588】 [0588]
また、回折構造を形成する光学面が平面なので、本実施例の対物レンズの第2の光学素子L2の回折構造は、電子ビーム描画法による作製が可能であり、隣り合う輪帯間隔の最小値が、6ミクロンと小さい回折構造であっても高精度に作製でき、回折構造の形状誤差による回折効率の低下の小さい素子を実現できる。 Further, since the optical surface to form the diffractive structure is planar, diffractive structure of the second optical element L2 of the objective lens of this embodiment can be fabricated by electron beam lithography, the minimum value of the adjacent annular gap but even diffractive structures as small 6 microns can be fabricated with high accuracy can be realized a small element of the lowering of the diffraction efficiency by the shape error of the diffractive structure. 電子ビーム描画法による微細な回折構造の作製法に関しては、「OPTICS DESIGN 光設計研究グループ機関誌 No.20 2000.2.25 p26−p31」に記載されている。 Regarding the method of producing fine diffractive structure by the electron beam lithography, it is described in "OPTICS DESIGN optical design research group journal No.20 2000.2.25 p26-p31."
【0589】 [0589]
〈実施例10〉 <Example 10>
【0590】 [0590]
本実施例の対物レンズは、上述した第6の実施の形態における対物レンズOBJ1として好適なプラスチック単レンズである。 Objective lens of this embodiment, a suitable plastic single lens as an objective lens OBJ1 in the sixth embodiment described above. 本実施例の対物レンズ特性を得るに当たって、第1の光ディスク(高密度DVD)用の第1光源の波長λ1を405nm、第2の光ディスク(DVD)用の第2光源の波長をλ2を655nm、第3光ディスク用(CD)の第3光源の波長λ3を785nmとし、第1の光ディスクの透明基板厚さt1は0.1mm、第2の光ディスクの透明基板厚さt2は0.6mm、第3の光ディスクの透明基板厚さt3は1.2mmとした。 In obtaining the objective lens characteristic of the present embodiment, the first optical disc 405nm the first light source wavelength λ1 of a (high density DVD), the wavelength of the second light source for the second optical disk (DVD) .lambda.2 655 nm, a wavelength λ3 of the third light source for the third optical disk (CD) and 785 nm, the transparent substrate thickness of the first optical disk t1 is 0.1 mm, the second transparent substrate thickness t2 of the optical disc 0.6 mm, 3 the transparent substrate thickness t3 of the optical disk was 1.2 mm. また、第1乃至第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3として、それぞれ0.85、0.60、0.45を想定している。 Further, as the first to third image-side numerical aperture NA1 of the objective lens necessary for the optical disk recording / reproducing information for, NA2, NA3, respectively 0.85,0.60,0.45 It is assumed.
【0591】 [0591]
図83乃至図85に、本実施例の対物レンズのλ1=405nm、λ2=655nm、λ3=785nmにおける光路図を示す。 Figure 83 to Figure 85, λ1 = 405nm of the objective lens of the present example, λ2 = 655nm, showing an optical path view in the [lambda] 3 = 785 nm. また、図86に本実施例の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for .lambda.1 = 405 nm of the objective lens of the present example in FIG. 86. また、図87にλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=655nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。 Also shows a spherical aberration view when the light is incident in .lambda.2 = 655 nm of the light flux diameter equal to the diaphragm diameter determined by the combination of .lambda.1 = 405 nm and NA1 0.85 in Figure 87. さらに、図88にλ3=785nmに対する開口数0.45までの球面収差図を示す。 Further, in FIG. 88 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.45 for [lambda] 3 = 785 nm.
【0592】 [0592]
本実施例の対物レンズでは、光源側の非球面(S1)上に形成した回折構造(図示せず)の作用により、第1の光ディスクと第2の光ディスクの透明基板厚さの違いにより発生する球面収差を、第1の光ディスクと第2の光ディスクとのそれぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。 In the objective lens of this embodiment, by the action of the diffractive structure formed on the light source side of the aspherical surface (S1) (not shown), generated by the difference of the transparent substrate thickness of the first optical disk and the second optical disk the spherical aberration, are corrected well in the first optical disk and the image side numerical aperture necessary for conducting recording / reproducing of information for each optical disc with the second disc. また、第3の光ディスク似対しては、発散光である波長λ3の光束を対物レンズに入射させることで、第1光ディスクと第3の光ディスクとの透明基板厚さの違いにより発生する球面収差を、第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。 Also, for similar third disc, the light flux with wavelength λ3 is divergent light to be incident on the objective lens, the spherical aberration generated by the difference of the transparent substrate thickness of the first optical disk and the third optical disc , it is satisfactorily corrected in the image side numerical aperture in the number necessary for recording / reproducing of information for the third optical disc. なお、本実施例の対物レンズの、所定の像側開口数内における波面収差は、 Incidentally, the objective lens of the present example, the wavefront aberration at a predetermined image side numerical aperture in number,
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.004λ1 rms λ1 = 405nm, NA1 0.85, when t1 = 0.1mm, 0.004λ1 rms
λ2=655nm、NA2 0.60、t2=0.6mmのとき、0.007λ2 rms λ2 = 655nm, NA2 0.60, when t2 = 0.6mm, 0.007λ2 rms
λ3=785nm、NA3 0.45、t3=1.2mmのとき、0.005λ3 rms λ3 = 785nm, NA3 0.45, when t3 = 1.2mm, 0.005λ3 rms
である。 It is.
【0593】 [0593]
また、本実施例の対物レンズでは、NA2 0.60より外側を通過する、波長655nmの光束を第2の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとしているので、スポットが必要以上に絞られることがなく、第2の光ディスクのディスクスキューに対する十分なマージンを確保でき、さらに、第2の光ディスクに対応して、自動的に開口切り替えが行われるので、別途、開口切替手段を設ける必要がなく、光ピックアップの構造を簡単にすることができる。 Further, in the objective lens of this embodiment, it passes through the outside of the NA2 0.60, since the light flux with wavelength 655nm is set to the second to not focused on the optical disc information recording surface flare, than necessary spot without being is the squeezed, can secure a sufficient margin for the disk skew of the second optical disk, requires further in response to the second optical disk, automatically the opening switch is performed, separately, providing an opening switching means it can be without, to simplify the structure of the optical pickup.
【0594】 [0594]
そして、対物レンズの光学面上には、第3の光ディスクに対し情報の記録/再生を行う際に必要な開口切替手段である波長選択性のあるフィルタが形成されている。 Then, on the optical surface of the objective lens, a filter having the wavelength selectivity is an aperture switching means required for performing recording / reproducing of the information to the third optical disk is formed. 第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合は、必要開口数以上の光束を、波長選択性のある輪帯フィルタによって遮断する。 When recording / reproducing information for the third optical disk, the necessary numerical aperture or more light beams are blocked by annular filter having wavelength selectivity. これにより、自動的に開口切り替えを行うことができる。 Thus, it is possible to automatically open switch. 波長選択性のある輪帯フィルタとして、図17に示す対物レンズにおいて、反射率が図89に示すような波長依存性を有するフィルタを対物レンズの光学面上に輪帯状に形成したものがあげられる。 As annular filter having wavelength selectivity, in the objective lens shown in FIG. 17, it can be mentioned those formed in annular filter having a reflectance with wavelength dependence as shown in FIG. 89 on the optical surface of the objective lens .
【0595】 [0595]
なお、本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスク(高密度DVD)として、透明基板厚さt1を0.1mm、光源の波長を405nm、像側開口数を0.85と仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。 In the objective lens of this embodiment, as the first optical disk (high density DVD), a transparent substrate thickness t1 0.1 mm, the wavelength of the light source assuming 405 nm, the image side numerical aperture of 0.85 optical advanced design, but the present invention to an optical disc is other specifications can be applied.
【0596】 [0596]
また、第2の光ディスク(DVD)に対する像側開口数を0.60、第3の光ディスク(CD)に対する像側開口数を0.45として光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。 Further, 0.60 image side numerical aperture for the second optical disk (DVD), has been advanced optical design third image side numerical aperture on the optical disc (CD) as 0.45 is, other specifications of the optical disk also the present invention for the present invention can be applied.
【0597】 [0597]
表25に本実施例の対物レンズのレンズデータを示す。 It shows lens data of the objective lens of the present example in Table 25.
【0598】 [0598]
【表25】 [Table 25]
【0599】 [0599]
本実施例の対物レンズは、光源側の非球面(S1)上に、表26で示すような、輪帯状の回折構造が形成されている。 Objective lens of this embodiment, on the light source side of the aspherical surface (S1), as shown in Table 26, ring-shaped diffractive structure is formed. 表26において、「始点高さ」は、その輪帯の始点の光軸からの距離、「終点高さ」は、その輪帯の終点の光軸からの距離を表し、有効径内での輪帯数は101本である。 In Table 26, "start point height" is the starting point of the distance from the optical axis of the annular, "ending height" represents the distance from the optical axis of the end of its annular, ring in effective diameter band number is 101 lines.
【0600】 [0600]
【表26】 [Table 26]
【0601】 [0601]
表26の回折輪帯構造は、hを光軸からの高さを表すとしたときに、0≦h≦1.59を満たす領域の回折構造(表26において、輪帯番号1〜63)は、波長380nm、回折次数2で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。 Diffraction zone structure in Table 26, when a representative of the height from the optical axis h, (In Table 26, annular No. 1-63) diffraction structure of the region satisfying 0 ≦ h ≦ 1.59 is , wavelength 380 nm, the diffraction efficiency in the diffraction order 2 is optimized so as to be theoretically 100%. この回折構造に、第1の光ディスク(高密度DVD)の使用波長である波長405nmの光が入射した場合には、2次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第2の光ディスク(DVD)の使用波長である波長655nmの光が入射した場合と、第3の光ディスク(CD)の使用波長である波長785nmの光が入射した場合には、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。 This diffractive structure, when the wavelength 405nm of light enters the wavelength used in the first optical disk (high density DVD) is 2 occurs so as to have a quantity of diffracted light of diffracted light is up, the second optical disk ( and when light of wavelength 655nm which is the wavelength used for DVD) is incident, when the third optical disc having a wavelength 785nm which is the wavelength used for (CD) light is incident, the first-order diffracted light having the maximum diffracted light It occurs as.
【0602】 [0602]
一方、h>1.59を満たす領域の回折構造(表26において、輪帯番号64〜101)は、波長405nm、回折次数3で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。 On the other hand, (in Table 26, annular No. 64-101) diffraction structure of the region satisfying h> 1.59, the wavelength 405 nm, the diffraction efficiency is optimized to be 100% theoretically in the diffraction order 3 there. この回折構造に、第1の光ディスク(高密度DVD)の使用波長である波長405nmの光が入射した場合には、3次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第2の光ディスク(DVD)の使用波長である波長655nmの光が入射した場合には、2次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。 This diffractive structure, when the first optical disk having a wavelength of 405nm is a wavelength used for (high density DVD) light is incident, 3-order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light, a second optical disc ( when the light of wavelength 655nm which is the wavelength used for DVD) is incident, the second-order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light.
【0603】 [0603]
上記のように、回折構造の最適化波長と回折次数を設定することにより、 As described above, by setting the diffraction orders the optimum wavelength of the diffractive structure,
0≦h≦1.59の領域では、 In areas 0 ≦ h ≦ 1.59,
高密度DVD(波長405nm) : 95.1% High-density DVD (wavelength 405nm): 95.1%
DVD(波長655nm) : 93.3% DVD (wavelength 655nm): 93.3%
CD(波長785nm) : 99.7% CD (wavelength 785nm): 99.7%
h>1.59の領域では、 In the area of ​​h> 1.59,
高密度DVD(波長405nm) : 100 % High-density DVD (wavelength 405nm): 100%
DVD(波長655nm) : 91.8% DVD (wavelength 655nm): 91.8%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率を得ることができる。 When, it is possible to obtain a diffraction efficiency in the used wavelength region of respective optical disks.
【0604】 [0604]
また、上記のように、h>1.59を満たす領域の回折構造を、波長405nm、回折次数3で最適化することで、第2の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合に、NA2より外側(すなわち、光源側の非球面のh>1.59を満たす領域)を通過した光束の球面収差の最大値が約70μmと、フレアの外径を大きくすることができたので、光検出器の受光部における良好な信号検出特性が得られる。 Further, as described above, the diffractive structure of the region satisfying h> 1.59, wavelength 405 nm, by optimizing the diffraction orders 3, when the recording / reproducing of information for the second optical disc, than NA2 outer (i.e., a region that satisfies aspheric h> 1.59 on the light source side) and the maximum value of about 70μm spherical aberration of the light flux passing through the, so it was possible to increase the outer diameter of the flare light detector good signal detection characteristic in the light receiving portion can be obtained.
【0605】 [0605]
〈実施例11〉 <Example 11>
【0606】 [0606]
表27にレンズデータを示す実施例11は、上述した第6の実施の形態における対物レンズOBJ1として好適なプラスチック単レンズであり、第1面(S1)上に輪帯状の回折構造が形成されている。 Example Table 27 shows lens data 11 is a suitable plastic single lens as an objective lens OBJ1 in the sixth embodiment described above, ring-shaped diffractive structure on the first surface (S1) is formed there.
【0607】 [0607]
【表27】 [Table 27]
【0608】 [0608]
本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスクD1、第2の光ディスクD2、第3の光ディスクD3に対する仕様をそれぞれNA1=0.85、λ1=405nm、t1=0.1mm、m1=0 In the objective lens of this embodiment, the first optical disk D1, the second optical disk D2, a third respectively NA1 = 0.85 specifications for the optical disk D3, λ1 = 405nm, t1 = 0.1mm, m1 = 0
NA2=0.65、λ2=650nm、t2≡0.6mm、m2=−0.03 NA2 = 0.65, λ2 = 650nm, t2≡0.6mm, m2 = -0.03
NA3=0.50、λ3=780nm、t3=1.2mm、m3=−0.14 NA3 = 0.50, λ3 = 780nm, t3 = 1.2mm, m3 = -0.14
と想定している。 It is assumed that.
【0609】 [0609]
NA3内に対応する共通領域及びNA3〜NA2内に対応する第1の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=415nm、nB=6であり、NA2〜NA1内に対応する第2の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=405nm、nB=8である。 First optimization wavelength .lambda.B and optimization order nB of the diffractive structure formed in the peripheral region corresponding to the common region and the NA3~NA2 corresponding in NA3 are respectively .lambda.B = 415 nm, an nB = 6, NA2 optimization wavelength .lambda.B and optimization order nB of the diffractive structure formed on the second peripheral area corresponding to the ~NA1 each .lambda.B = 405 nm, is nB = 8.
【0610】 [0610]
従って、共通領域及び第1の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して6次回折光、半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光に対して4次回折光、半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光に対して3次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生し、第2の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して8次回折光、半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光に対して5次回折光、半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光に対して4次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生する。 Therefore, in the common area and the first peripheral region, the semiconductor laser LD1 6-order diffracted light to the laser light of the injected 405nm from 4-order diffracted light to the laser light of the injected 650nm from the semiconductor laser LD2, a semiconductor laser 3-order diffracted light with respect to 780nm of the laser beam emitted from the LD3 is generated so as to have the maximum diffracted light amount, respectively, in the second peripheral area, with respect to 405nm of the laser beam emitted from the semiconductor laser LD1 8 order diffracted light, 5-order diffracted light with respect to laser light of 650nm emitted from the semiconductor laser LD2, 4-order diffracted light with respect to 780nm of the laser beam emitted from the semiconductor laser LD3 is generated so as to have the maximum diffracted light amount, respectively .
【0611】 [0611]
このように決定された回折構造に対して、λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射すると図95(A)に示す球面収差図(色収差図)からわかるように、本実施例の対物レンズの球面収差は補正不足方向に変化する。 For such determined diffractive structure, as can be seen from the laser beam of 5nm longer wavelengths 410nm than λ1 is incident spherical aberration diagram shown in FIG. 95 (A) (chromatic figure), the objective lens of the present example spherical aberration is changed to under correction direction. そこで本実施例の対物レンズでは、入射する光束の波長が長くなるとバックフォーカスが長くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を持たせることで、λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射した際のバックフォーカスの変化量ΔCAと、前記波長λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射した際のNA1に対応するマージナル光線の変化量ΔSAとが−1<ΔCA/ΔSA<0 Therefore the objective lens of this embodiment, by providing a wavelength dependence of longitudinal chromatic aberration as the back focus when the wavelength of the light beam incident longer changes in the direction of the longer, the laser light of 5nm longer wavelengths 410nm than λ1 a change amount [Delta] CA of the back focus when There incident, the change amount [Delta] SA of marginal ray laser beam of 5nm longer wavelength 410nm than the wavelength λ1 corresponding to NA1 when the incident -1 <ΔCA / ΔSA <0
なる関係を満たすようにしたので、半導体レーザLD1がモードホップを起こしても最良像点位置の変化を小さく抑えられたレンズとなっている。 Since the manner satisfy the relationship has become a smaller suppressed to a lens changes in the best image point position be the semiconductor laser LD1 is caused mode hopping. ここで、バックフォーカスの変化量ΔCAは、図95(A)の405nm、410nmのグラフの下端の移動幅で示され、マージナル光線の変化量ΔSAは、405nmのグラフをその下端が410nmのグラフの下端に重なる位置まで平行移動させた際のグラフの上端と、410nmのグラフの上端との幅により示される。 Here, the variation ΔCA back focus, 405nm of FIG. 95 (A), shown in the movement width of the lower end of 410nm graph, variation ΔSA of marginal ray is its lower end a graph of 405nm in the graph of 410nm the upper end of the graph of when moving parallel to a position overlapping the lower end, indicated by the width of the upper end of 410nm graph.
【0612】 [0612]
ところで、対物レンズOBJ1において、回折構造の近軸パワーPDを大きく設定すると、波長λ1近傍の軸上色収差を良好に補正することができるので、半導体レーザLD1のモードホップに対して集光性能の劣化の少ないレンズとすることができるが、波長λ1近傍の軸上色収差を完全に補正してしまうと、波長λ2から波長λ3の波長領域の軸上色収差が補正過剰となりすぎてしまい、半導体レーザLD2や半導体レーザLD3のモードホップに対して集光性能の劣化が大きくなり、第2の光ディスクや第3の光ディスクに対する情報の記録が正確に行えなくなる恐れがある。 Incidentally, in the objective lens OBJ1, setting the paraxial power PD of the diffractive structure increases, it is possible to effectively correct axial chromatic aberration of the wavelength λ1 near the deterioration of the light converging performance for mode hop of semiconductor laser LD1 can be a little lens, the axial chromatic aberration of the wavelength λ1 near becoming completely corrected, the axial chromatic aberration in the wavelength region of the wavelength λ3 from the wavelength λ2 is too over-corrected, Ya semiconductor laser LD2 deterioration of the light converging performance is increased with respect to mode hopping of the semiconductor laser LD3, record information on the second optical disk and the third optical disc is may not be accurately performed.
【0613】 [0613]
そこで、本実施例の対物レンズでは、回折構造の近軸パワーPDを−5.0×10 −2 <PD<2.0×10 −2 Therefore, the objective lens of this embodiment, the paraxial power PD of the diffractive structure -5.0 × 10 -2 <PD <2.0 × 10 -2
を満たすように設定することで、半導体レーザLD2や半導体レーザLD3のモードホップに対して集光性能の劣化が大きくなりすぎないようにした。 By setting that to satisfy the deterioration of the light converging performance was not too large for mode hop of semiconductor lasers LD2 and semiconductor laser LD3.
【0614】 [0614]
また、図95(B)、(C)に示す球面収差図からわかるように、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光は、第2の光ディスクD2の情報記録面上でフレア成分となり、第1の周辺領域及び第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光は、第3の光ディスクD3の情報記録面上でフレア成分となるので、NA2及びNA3に対する開口切り替えが自動的に行われる。 Moreover, as can be seen from the spherical aberration diagram shown in FIG. 95 (B), (C), the laser light of 650nm emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region, the second optical disk D2 recording becomes flare components on the surface, the laser light of 780nm emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region and a second peripheral region, since a flare component on information recording surface of the third optical disc D3 , opening switch for NA2 and NA3 is automatically performed.
【0615】 [0615]
〈実施例12〉 <Example 12>
【0616】 [0616]
表28にレンズデータを示す実施例12は、上述した第6の実施の形態における対物レンズOBJ1として好適なプラスチック単レンズであり、第1面(S1)上に輪帯状の回折構造が形成されている。 Example Table 28 shows lens data 12 is a suitable plastic single lens as an objective lens OBJ1 in the sixth embodiment described above, ring-shaped diffractive structure on the first surface (S1) is formed there.
【0617】 [0617]
【表28】 [Table 28]
【0618】 [0618]
本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスクD1、第2の光ディスクD2、第3の光ディスクD3に対する仕様をそれぞれNA1=0.85、λ1=405nm、t1=0.1mm、m1=0 In the objective lens of this embodiment, the first optical disk D1, the second optical disk D2, a third respectively NA1 = 0.85 specifications for the optical disk D3, λ1 = 405nm, t1 = 0.1mm, m1 = 0
NA2=0.65、λ2=650nm、t2=0.6mm、m2=−0.02 NA2 = 0.65, λ2 = 650nm, t2 = 0.6mm, m2 = -0.02
NA3=0.50、λ3=780nm、t3=1.2mm、m3=−0.15 NA3 = 0.50, λ3 = 780nm, t3 = 1.2mm, m3 = -0.15
と想定している。 It is assumed that.
【0619】 [0619]
NA3内に対応する共通領域及びNA3〜NA2内に対応する第1の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=380nm、nB=2であり、NA2〜NA1内に対応する第2の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=405nm、nB=2である。 First optimization wavelength .lambda.B and optimization order nB of the diffractive structure formed in the peripheral region corresponding to the common region and the NA3~NA2 corresponding in NA3 are respectively .lambda.B = 380 nm, an nB = 2, NA2 optimization wavelength .lambda.B and optimization order nB of the diffractive structure formed on the second peripheral area corresponding to the ~NA1 each .lambda.B = 405 nm, is nB = 2.
【0620】 [0620]
従って、それぞれの領域に形成された回折構造では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して2次回折光、半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光に対して1次回折光、半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光に対して1次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生する。 Accordingly, the diffractive structure formed in the respective regions, the second-order diffracted light to 405nm of the laser beam emitted from the semiconductor laser LD1, 1-order diffracted light with respect to laser light of 650nm emitted from the semiconductor laser LD2, semiconductor 1-order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light respectively to the laser light of the injected 780nm from the laser LD3.
【0621】 [0621]
上述の回折構造に対して、λ1より5nm長い波長410nm及び5nm短い波長410nmのレーザ光が入射したときの球面収差図(色収差図)を図96(A)に示す。 The diffraction structure described above, shows the spherical aberration view when the laser beam of 5nm longer wavelength 410nm and 5nm shorter wavelengths 410nm than λ1 is incident (the chromatic diagram) in FIG. 96 (A).
【0622】 [0622]
さらに、本実施例の対物レンズでは、回折構造の近軸パワーPDを0.5×10 −2 <PD<5.0×10 −2 Further, in the objective lens of the present example, paraxial power PD of 0.5 × 10 -2 <PD of the diffractive structure <5.0 × 10 -2
を満たすように設定することで、半導体レーザLD2や半導体レーザLD3のモードホップに対して集光性能の劣化が大きくなりすぎないようにした。 By setting that to satisfy the deterioration of the light converging performance was not too large for mode hop of semiconductor lasers LD2 and semiconductor laser LD3.
【0623】 [0623]
また、図96(B)、(C)に示す球面収差図からわかるように、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光は、第2の光ディスクD2の情報記録面上でフレア成分となり、第1の周辺領域及び第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光は、第3の光ディスクD3の情報記録面上でフレア成分となるので、NA2及びNA3に対する開口切り替えが自動的に行われる。 Moreover, as can be seen from the spherical aberration diagram shown in FIG. 96 (B), (C), the laser light of 650nm emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region, the second optical disk D2 recording becomes flare components on the surface, the laser light of 780nm emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region and a second peripheral region, since a flare component on information recording surface of the third optical disc D3 , opening switch for NA2 and NA3 is automatically performed.
【0624】 [0624]
〈実施例13〉 <Example 13>
【0625】 [0625]
表29にレンズデータを示す実施例13は、上述した第7の実施の形態における対物レンズOBJ2として好適な複合型対物レンズであり、両方の光学面が非球面とされた第1の光学素子L1としてのガラスレンズと、非球面とされた光源側の光学面上に輪帯状の回折構造が形成された第2の光学素子L2としてのプラスチックレンズから構成されている。 Example Table 29 shows lens data 13 is a suitable composite objective lens as the objective lens OBJ2 in the seventh embodiment described above, the first optical element in which both of the optical surfaces is aspheric L1 a glass lens as a, and a non-spherical surface and the light source side of the second plastic lens as an optical element L2 which ring-shaped diffractive structure on the optical surface is formed.
【0626】 [0626]
【表29】 [Table 29]
【0627】 [0627]
本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスクD1、第2の光ディスクD2、第3の光ディスクD3に対する仕様をそれぞれNA1=0.85、λ1=405nm、t1=0.1mm、m1=0 In the objective lens of this embodiment, the first optical disk D1, the second optical disk D2, a third respectively NA1 = 0.85 specifications for the optical disk D3, λ1 = 405nm, t1 = 0.1mm, m1 = 0
NA2=0.65、λ2=655nm、t2=0.6mm、m2=−0.04 NA2 = 0.65, λ2 = 655nm, t2 = 0.6mm, m2 = -0.04
NA3=0.50、λ3=785nm、t3=1.2mm、m3=−0.14 NA3 = 0.50, λ3 = 785nm, t3 = 1.2mm, m3 = -0.14
と想定している。 It is assumed that.
【0628】 [0628]
NA3内に対応する共通領域、NA3〜NA2内に対応する第1の周辺領域、及びNA2〜NA1内に対応する第2の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=380nm、nB=2である。 Common area corresponding to the NA3, the first peripheral region, and optimized wavelength λB and optimized diffractive structure formed in the second peripheral region orders corresponding to the NA2~NA1 nB corresponding to the NA3~NA2 each .lambda.B = 380 nm, is nB = 2.
【0629】 [0629]
従って、それぞれの領域に形成された回折構造では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して2次回折光、半導体レーザLD2から射出された655nmのレーザ光に対して1次回折光、半導体レーザLD3から射出された785nmのレーザ光に対して1次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生する。 Accordingly, the diffractive structure formed in the respective regions, the semiconductor laser LD1 2-order diffracted light to the laser light of the injected 405nm from first order diffracted light to the laser light of the injected 655nm from the semiconductor laser LD2, semiconductor 1-order diffracted light is generated to have the maximum diffracted light respectively to the laser light of the injected 785nm from the laser LD3.
【0630】 [0630]
このように決定された回折構造に対して、λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射すると図97(A)に示す球面収差図(色収差図)からわかるように、本実施例の対物レンズの球面収差は補正過剰方向に変化する。 For such determined diffractive structure, as can be seen from the laser beam of 5nm longer wavelengths 410nm than λ1 is incident spherical aberration diagram shown in FIG. 97 (A) (chromatic figure), the objective lens of the present example spherical aberration is changed to over correction direction. そこで本実施例の対物レンズでは入射する光束の波長が長くなるとバックフォーカスが短くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を持たせることで、λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射した際のバックフォーカスの変化量ΔCAと、前記波長λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射した際のNA1に対応するマージナル光線の変化量ΔSAとが−1<ΔCA/ΔSA<0 Therefore, in the objective lens of the present embodiment can be performed by providing the wavelength dependence of longitudinal chromatic aberration that varies in the direction in which the wavelength is long and becomes the back focus becomes short of the light beam incident laser light of 5nm longer wavelengths 410nm than λ1 is a change amount [Delta] CA of the back focus when the incident, the change amount [Delta] SA of marginal ray laser beam of 5nm longer wavelength 410nm than the wavelength λ1 corresponding to NA1 when the incident -1 <ΔCA / ΔSA <0
なる関係を満たすようにしたので、半導体レーザLD1がモードホップを起こしても最良像点位置の変化を小さく抑えられたレンズとなっている。 Since the manner satisfy the relationship has become a smaller suppressed to a lens changes in the best image point position be the semiconductor laser LD1 is caused mode hopping.
【0631】 [0631]
さらに、本実施例の対物レンズでは、回折構造の近軸パワーPDを0.5×10 −2 <PD<5.0×10 −2 Further, in the objective lens of the present example, paraxial power PD of 0.5 × 10 -2 <PD of the diffractive structure <5.0 × 10 -2
を満たすように設定することで、半導体レーザLD2や半導体レーザLD3のモードホップに対して集光性能の劣化が大きくなりすぎないようにした。 By setting that to satisfy the deterioration of the light converging performance was not too large for mode hop of semiconductor lasers LD2 and semiconductor laser LD3.
【0632】 [0632]
また、図97(B)、(C)に示す球面収差図からわかるように、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された655nmのレーザ光は、第2の光ディスクD2の情報記録面上でフレア成分となり、第1の周辺領域及び第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された785nmのレーザ光は、第3の光ディスクD3の情報記録面上でフレア成分となるので、NA2及びNA3に対する開口切り替えが自動的に行われる。 Further, FIG. 97 (B), as can be seen from the spherical aberration diagram (C), the laser light of 655nm emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region, the second optical disk D2 recording becomes flare components on the surface, the laser light of 785nm emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region and a second peripheral region, since a flare component on information recording surface of the third optical disc D3 , opening switch for NA2 and NA3 is automatically performed.
【0633】 [0633]
〈実施例14〉 <Example 14>
【0634】 [0634]
表30にレンズデータを示す実施例14は、上述した第7の実施の形態における対物レンズOBJ2として好適な複合型対物レンズであり、両方の光学面が非球面とされた第1の光学素子L1としてのプラスチックレンズと、非球面とされた両方の光学面上に輪帯状の回折構造が形成された第2の光学素子L2としてのプラスチックレンズから構成されている。 Example Table 30 shows lens data 14 is a suitable composite objective lens as the objective lens OBJ2 in the seventh embodiment described above, the first optical element in which both of the optical surfaces is aspheric L1 a plastic lens as a, and a plastic lens as a second optical element L2 in which ring-shaped diffractive structure on the optical surface of both is the aspheric surface.
【0635】 [0635]
【表30】 [Table 30]
【0636】 [0636]
本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスクD1、第2の光ディスクD2、第3の光ディスクD3に対する仕様をそれぞれNA1=0.85、λ1=405nm、t1=0.1mm、m1=0 In the objective lens of this embodiment, the first optical disk D1, the second optical disk D2, a third respectively NA1 = 0.85 specifications for the optical disk D3, λ1 = 405nm, t1 = 0.1mm, m1 = 0
NA2=0.65、λ2=650nm、t2=0.6mm、m2=−0.11 NA2 = 0.65, λ2 = 650nm, t2 = 0.6mm, m2 = -0.11
NA3=0.50、λ3=780nm、t3=1.2mm、m3=−0.20 NA3 = 0.50, λ3 = 780nm, t3 = 1.2mm, m3 = -0.20
と想定している。 It is assumed that.
【0637】 [0637]
NA3内に対応する共通領域及びNA3〜NA2内に対応する第1の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=380nm、nB=2であり、NA2〜NA1内に対応する第2の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=405nm、nB=3である。 First optimization wavelength .lambda.B and optimization order nB of the diffractive structure formed in the peripheral region corresponding to the common region and the NA3~NA2 corresponding in NA3 are respectively .lambda.B = 380 nm, an nB = 2, NA2 optimization wavelength .lambda.B and optimization order nB of the diffractive structure formed on the second peripheral area corresponding to the ~NA1 each .lambda.B = 405 nm, is nB = 3.
【0638】 [0638]
従って、共通領域及び第1の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して2次回折光、半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光に対して1次回折光、半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光に対して1次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生し、第2の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して3次回折光、半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光に対して2次回折光、半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光に対して2次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生する。 Therefore, in the common area and the first peripheral region, the semiconductor laser LD1 2-order diffracted light to the laser light of the injected 405nm from first order diffracted light to the laser light of the injected 650nm from the semiconductor laser LD2, a semiconductor laser 1-order diffracted light with respect to 780nm of the laser beam emitted from the LD3 is generated so as to have the maximum diffracted light amount, respectively, in the second peripheral region, 3 with respect to 405nm of the laser beam emitted from the semiconductor laser LD1 order diffracted light, second order diffracted light for the laser light of 650nm emitted from the semiconductor laser LD2, second-order diffracted light to 780nm of the laser beam emitted from the semiconductor laser LD3 is generated so as to have the maximum diffracted light amount, respectively .
【0639】 [0639]
上述の回折構造に対して、λ1、λ1より5nm長い波長410nm及び5nm短い波長400nmのレーザ光が入射したときの球面収差図(色収差図)を図98(A)に示す。 The diffraction structure described above, .lambda.1, shows the spherical aberration view when the laser beam of 5nm longer wavelength 410nm and 5nm shorter wavelengths 400nm than .lambda.1 is incident (the chromatic diagram) in FIG. 98 (A).
【0640】 [0640]
さらに、本実施例の対物レンズでは、第2の光ディスクに対して記録/再生をする際の結像倍率m2、第3の光ディスクに対して記録/再生をする際の結像倍率m3に対して、回折構造の近軸パワーPDを0.5×10 −2 <PD<5.0×10 −2 Further, in the objective lens of this embodiment, the imaging magnification m2 when the recording / reproducing for the second optical disc, with respect to the imaging magnification m3 when the recording / reproducing for the third optical disk , paraxial power PD of 0.5 × 10 -2 <PD of the diffractive structure <5.0 × 10 -2
を満たすように適切に設定することで、半導体レーザLD2や半導体レーザLD3のモードホップに対して集光性能の劣化が大きくなりすぎないようにした。 By appropriately set to be so as to satisfy the deterioration of the light converging performance was not too large for mode hop of semiconductor lasers LD2 and semiconductor laser LD3.
【0641】 [0641]
また、本実施例の対物レンズの第2の光学素子L2は、基板厚差補正手段としての機能に加えて、開口切替手段としての機能も有する。 The second optical element L2 of the objective lens of this embodiment, in addition to the function as the substrate thickness difference correcting means also has a function as an aperture switching means. すなわち、図98(B)、(C)に示す球面収差図からわかるように、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光は、第2の光ディスクD2の情報記録面上でフレア成分となり、第1の周辺領域及び第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光は、第3の光ディスクD3の情報記録面上でフレア成分となるので、NA2及びNA3に対する開口切り替えが自動的に行われる。 That is, as seen from the spherical aberration diagram shown in FIG. 98 (B), (C), the laser light of 650nm emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region, the second optical disk D2 recording becomes flare components on the surface, the laser light of 780nm emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region and a second peripheral region, since a flare component on information recording surface of the third optical disc D3 , opening switch for NA2 and NA3 is automatically performed.
【0642】 [0642]
ところで、光ピックアップ装置において、対物レンズはトラッキングエラーにより半導体レーザの発光点に対し0.2mm程度偏芯する。 Incidentally, in the optical pickup device, the objective lens is 0.2mm about eccentric relative to the light emitting point of the semiconductor laser by the tracking error. これは、対物レンズに発散光束を入射させる場合、発光点が対物レンズに対して0.2mmの物体高をもつ軸外物点となることに相当する。 This case of incident divergent light flux into the objective lens, equivalent to the light emitting point is the off-axis object point having an object height of 0.2mm against the objective lens. 本実施例の対物レンズの0.2mmの物体高に対する波面収差は、第2の光ディスクに対しては、0.025λ2rms、第3の光ディスクに対しては、0.033λ3rmsであり、対物レンズ発散光束を入射させて使用する第2の光ディスクや第3の光ディスクに対して良好なトラッキング特性を得ることができる。 Wavefront aberration for object height of 0.2mm of the objective lens of this embodiment, for the second optical disc, 0.025Ramuda2rms, for the third optical disc is 0.033Ramuda3rms, objective lens divergent beam it is possible to obtain good tracking characteristics for the second optical disk and the third optical disc for use by the incidence of.
【0643】 [0643]
〈実施例15〉 <Example 15>
【0644】 [0644]
表31にレンズデータを示す実施例15は、上述した第7の実施の形態における対物レンズOBJ2として好適な複合型対物レンズであり、両方の光学面が非球面とされた第1の光学素子L1としてのプラスチックレンズと、両方の光学面が非球面とされ、光源側の非球面上に輪帯状の回折構造が形成された第2の光学素子L2としてのプラスチックレンズから構成されている。 Example Table 31 shows lens data 15 is a suitable composite objective lens as the objective lens OBJ2 in the seventh embodiment described above, the first optical element in which both of the optical surfaces is aspheric L1 a plastic lens as both the optical surface is an aspheric surface, and a second plastic lens as an optical element L2 which ring-shaped diffractive structure on the aspherical surface of the light source side is formed.
【0645】 [0645]
【表31】 [Table 31]
【0646】 [0646]
本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスクD1、第2の光ディスクD2、第3の光ディスクD3に対する仕様をそれぞれNA1=0.87、λ1=408nm、t1=0.1mm、m1=0 In the objective lens of this embodiment, the first optical disk D1, the second optical disk D2, a third respectively NA1 = 0.87 specifications for the optical disk D3, λ1 = 408nm, t1 = 0.1mm, m1 = 0
NA2=0.67、λ2=658nm、t2=0.6mm、m2=−0.12 NA2 = 0.67, λ2 = 658nm, t2 = 0.6mm, m2 = -0.12
NA3=0.51、λ3=785nm、t3=1.2mm、m3=−0.20 NA3 = 0.51, λ3 = 785nm, t3 = 1.2mm, m3 = -0.20
と想定している。 It is assumed that.
【0647】 [0647]
NA3内に対応する共通領域及びNA3〜NA2内に対応する第1の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=408nm、nB=8であり、NA2〜NA1内に対応する第2の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=408nm、nB=6である。 First optimization wavelength .lambda.B and optimization order nB of the diffractive structure formed in the peripheral region corresponding to the common region and the NA3~NA2 corresponding in NA3 are respectively .lambda.B = 408 nm, an nB = 8, NA2 optimization wavelength .lambda.B and optimization order nB of the diffractive structure formed on the second peripheral area corresponding to the ~NA1 each .lambda.B = 408 nm, is nB = 6.
【0648】 [0648]
従って、共通領域及び第1の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された408nmのレーザ光に対して8次回折光、半導体レーザLD2から射出された658nmのレーザ光に対して5次回折光、半導体レーザLD3から射出された785nmのレーザ光に対して4次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生し、第2の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された408nmのレーザ光に対して6次回折光、半導体レーザLD2から射出された658nmのレーザ光に対して4次回折光、半導体レーザLD3から射出された785nmのレーザ光に対して3次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生する。 Therefore, in the common area and the first peripheral region, the semiconductor laser LD1 8-order diffracted light with respect to laser light of the injected 408nm from 5-order diffracted light with respect to laser light of 658nm emitted from the semiconductor laser LD2, a semiconductor laser 4-order diffracted light to the laser light of the injected 785nm from LD3 is generated so as to have the maximum diffracted light amount, respectively, in the second peripheral region, the laser light of 408nm emitted from the semiconductor laser LD1 6 order diffracted light, 4-order diffracted light with respect to laser light of 658nm emitted from the semiconductor laser LD2, 3-order diffracted light with respect to laser light of 785nm emitted from the semiconductor laser LD3 is generated so as to have the maximum diffracted light amount, respectively .
【0649】 [0649]
図99(A)に403nm、408nm及び413nmの各レーザ光が入射したときの球面収差図(色収差図)を示す。 Figure 99 shows the (A) to 403 nm, the spherical aberration view when the laser beam of 408nm and 413nm is incident (chromatic figure). また、本実施例の対物レンズの第2の光学素子L2は、基板厚差補正手段としての機能に加えて開口切替手段としての機能も有する。 The second optical element L2 of the objective lens of the present embodiment also functions as an aperture switching means in addition to the function as the substrate thickness difference correcting means. すなわち、図99(B)、(C)に示す球面収差図からわかるように、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された658nmのレーザ光は、第2の光ディスクD2の情報記録面上でフレア成分となり、第1の周辺領域及び第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された788nmのレーザ光は、第3の光ディスクD3の情報記録面上でフレア成分となるので、NA2及びNA3に対する開口切り替えが自動的に行われる。 That is, FIG. 99 (B), as can be seen from the spherical aberration diagram (C), the laser light of 658nm emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region, the second optical disk D2 recording becomes flare components on the surface, the laser light of 788nm emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region and a second peripheral region, since a flare component on information recording surface of the third optical disc D3 , opening switch for NA2 and NA3 is automatically performed.
【0650】 [0650]
なお、本明細書において、回折構造が形成された面(回折面)とは、光学素子の表面に、レリーフを設けて、入射光束を回折させる作用を持たせる面のことをいい、同一光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合は、回折を生じる領域をいう。 In the present specification, the surface on which the diffractive structure is formed (diffractive surface), the surface of the optical element, provided with a relief, refers to the surface to have a function to diffract an incident light beam, the same optical surface If there is a region where no an area causing diffraction refers to region resulting in diffraction. また、回折構造または回折パターンとは、この回折を生じる領域のことをいう。 Further, the diffractive structure or diffractive pattern, refers to a region causing diffraction. レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心として略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば、各輪帯は鋸歯状(かかる場合に、レリーフを特に「ブレーズ」とよぶ。)、あるいは階段状のような形状が知られているが、そのような形状を含むものである。 As the shape of the relief, for example, on the surface of the optical element, formed as a substantially concentric zones around the optical axis, when the viewpoint of its cross section in a plane including the optical axis, each ring-shaped zone is the sawtooth (according , the relief particularly referred to as "blazed".), or it is known shaped like a stepped, is intended to include such shapes.
【0651】 [0651]
一般に、回折面からは、0次回折光、±1次回折光、±2次回折光、・・・、と無数の次数の回折光が生じるが、例えば、上記のような子午断面が鋸歯状となるブレーズ、あるいは階段状の形状を持つ回折面の場合は、特定の次数の回折効率を他の次数の回折効率よりも高くしたり、場合によっては、特定の1つの次数(例えば、+1次回折光)の回折効率をほぼ100%とするように、このブレーズの形状または階段状の形状を設定することができる。 Generally, from the diffraction surface, 0-order diffracted light, ± 1-order diffracted light, ± 2-order diffracted light, ..., and although countless order diffracted light is generated, for example, a blaze of meridional section as described above is serrated , or in the case of diffractive surface having a stepped shape, or higher than the diffraction efficiency of other order specific diffraction efficiency of order, as the case, one particular order of (e.g., + first-order diffracted light) as the diffraction efficiency of almost 100% can be set shape or stepped shape of the blaze. 本発明において、「回折構造が波長λB、回折次数nで最適化されている」とは、波長λBの光が入射したときに、回折次数nの回折光の回折効率が理論的に100%となるように、ブレーズの形状あるいは階段状の形状を設定することを指す(このとき、波長λBを製造波長または最適化波長とよび、回折次数nを最適化次数とよぶ)。 In the present invention, the "diffractive structure wavelength .lambda.B, are optimized by the diffraction order n", when the light of wavelength .lambda.B enters, the diffraction efficiency of the diffracted light of the diffraction order n is a theoretically 100% so as to refer to setting the blaze shape or stepped shape (at this time, and the wavelength λB and manufacturing wavelength or optimized wavelength, referred to as optimized order diffraction orders n). 別の言い方をすると、次のように説明することができる。 In other words, it can be described as follows. 「回折構造が波長λB、回折次数nで最適化されている」とは、実際に、光学素子上に形成されたブレーズあるいは階段状の回折構造において、輪帯の光軸方向の段差量を、Δd(μm)、回折構造に入射する光の波長のうち最も短い波長(すなわち、本明細書中において、第1光源が発生するλ1の光の波長)における、回折構造の屈折率をNλminとすると、Δd、Nλminと、最適化波長λB(nm)、回折次数nとの間に次の関係が成り立つことである。 "Diffractive structure wavelength .lambda.B, optimized is the diffraction order n" and, indeed, in the diffractive structure formed blazed or stepped on the optical element, the step amount in the optical axis direction of the annular zone, [Delta] d ([mu] m), the shortest wavelength in the wavelength of light incident on the diffractive structure (i.e., in this specification, the optical wavelength of λ1 of the first light source is generated) in, and the refractive index of the diffractive structure and Nλmin , [Delta] d, and Enuramudamin, optimized wavelength λB (nm), is that holds the following relationship between the diffraction order n.
λB(nm)=Δd×(Nλmin−1)/(n×10 −3 λB (nm) = Δd × ( Nλmin-1) / (n × 10 -3)
上式において、nは、次式により算出される。 In the above formula, n is calculated by the following equation.
n=INT(Y) n = INT (Y)
Y=Δd×(Nλmin−1)/(λmin×10 −3 Y = Δd × (Nλmin-1 ) / (λmin × 10 -3)
ただし、INT(Y)は、Yを四捨五入して得られる整数である。 However, INT (Y) is an integer obtained by rounding off Y.
ここで、実際のブレーズまたは階段状の回折構造が製造誤差による形状誤差を有する場合には、図90のように、ブレーズまたは階段状の回折構造の理想形状を近似的に求めた場合の光軸方向の段差量をΔdとする。 Here, when the actual blaze or step-like diffractive structure has a shape error due to manufacturing errors, as shown in Figure 90, the optical axis in the case of obtaining the ideal shape of the blaze or step-like diffractive structure approximately the step amount in the direction to [Delta] d.
【0652】 [0652]
また、本明細書において、「対物レンズ」とは、光情報記録媒体(光ディスク)の情報記録面に情報の記録、及び/または、情報記録面の情報を再生するための光学系に含まれる光学素子うち、光情報記録媒体と対向する位置に配置され、光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための光学素子を指す。 The optical herein, "objective lens", contained recording information on the information recording surface of the optical information recording medium (optical disk), and / or, in the optical system for reproducing the information of the information recording surface among elements, is disposed at a position opposed to the optical information recording medium refers to an optical element for converging the light beam from the light source onto the information recording surface of the optical information recording medium.