JP4465838B2 - 光ピックアップ装置及び対物レンズ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置及び対物レンズに関し、例えば透明基板の厚さが異なる2つの光情報記録媒体に情報記録及び/又は情報再生の可能な光ピックアップ装置及びそれに用いる対物レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、短波長赤色半導体レーザ実用化に伴い、従来の光ディスクすなわち光情報記録媒体であるCD(コンパクトディスク)と同程度の大きさで大容量化させた高密度の光ディスクであるDVD(デジタルバーサタイルディスク)の開発が進んでいる。このような光ディスクなどを媒体とした光情報記録再生装置の光学系において、記録信号の高密度化を図るため、対物レンズが記録媒体上に集光するスポットを小さくすることが要求されている。このため、光源であるレーザの短波長化と対物レンズの高NA化とが図られているという実情がある。
【0003】
例えば、DVDに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置においては、655nmの短波長半導体レーザを光源として使用したとき、かかるレーザ光を集光させる対物レンズの光ディスク側の開口数NAを約0.6としている。なお、CD、DVDの中にも、種々の規格の光ディスク、例えばCD−R(追記型コンパクトディスク)等があり、CD、DVDの他にもMD(ミニディスク)なども商品化されて普及している。
【0004】
一方、CD−Rに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置においては、波長λ=785nmである光源が必要になるが、他の光ディスクにおいては、特定の光源波長以外の波長の光源を使用することができ、かかる場合、使用する光源波長λに応じて必要開口数NAが変わるようになっている。例えば、CDの場合は必要開口数NA=λ(μm)/1.73、DVDの場合は必要開口数NA=λ(μm)/1.06で近似される。本明細書でいう開口数は、光ディスク側から見た集光光学系の開口数のことであり、必要開口数とは光ディスクの記録面上で要求されるスポットサイズdと使用波長λとから算出される開口数であり、一般的にはNA=0.83×λ÷dである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように市場には透明基板厚さ、記録密度、使用波長などが異なる様々な光ディスクが存在するが、個々の光ディスクに対して、情報の記録及び/又は再生を行うことができる専用の情報記録再生装置を購入することはユーザーにとって大きな負担となる。そこで、様々な光ディスクに対応できる互換性のある光ピックアップ装置を備えた情報記録再生装置が提案されている。
【0006】
このような光ピックアップ装置においては、波長の異なる光束を、厚さの異なる基板に入射させたとき、球面収差を所定量以下に補正する必要があると共に、情報の書き込み読み取りを適切なものとすべく、各光束のスポット径も所定の範囲内に収める必要がある。
【0007】
これに対し、異なる光ディスクそれぞれに対応した別個の集光光学系を備え、再生する光ディスクにより集光光学系を切り換えるようにした光ピックアップ装置が提案されている。かかる光ピックアップ装置によれば、波長の異なる光束を、厚さの異なる基板に入射させたとき、球面収差を所定量以下に補正でき、各光束のスポット径も所定の範囲内に収めることができる。しかしながら、この光ピックアップ装置では、集光光学系が複数必要となるため構成が複雑となり、高コスト化を招くため好ましくない。
【0008】
このような問題に対し、所定開口数未満の光束についてはスポット光に収斂させると共に、所定開口数以上の光束についてはフレア光とすることができる特性を有する対物レンズが開発されている。かかる対物レンズによれば、例えばCD−RやDVDといった異なる光情報記録媒体に対して、情報の記録又は再生に必要な径のスポット光を得ることが出来る。
【0009】
ところで、通常光ピックアップ装置には、光情報記録媒体から反射した光を受けることによって、トラッキングエラーなどを検出する光検出器が設けられている。従来の光ピックアップ装置であれば、光情報記録媒体から反射されるのはスポット光のみであるため、光情報記録媒体上の正しい記録位置にスポット光が照射される限り、光検出器において誤検出する恐れは低い。ところが、上述した対物レンズを介すると、所定開口数以上の光束についてはフレア光として光情報記録媒体上に照射されるので、その反射光が検出器に検出されると、誤検出の恐れが生じる。
【0010】
本発明は、少ない数の光学素子又は対物レンズを使用しているにも関わらず、厚さの異なる光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生(以下、単に記録再生ともいう)を可能とし、しかも誤検出を抑制できる光ピックアップ装置及びそれに用いる対物レンズを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の光ピックアップ装置は、
第1の波長λ1で第1の光束を射出する第1の光源と、第2の波長λ2(>λ1)で第2の光束を射出する第2の光源と、前記第1の光源から出射された前記第1の光束を、第1の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させると共に、前記第2の光源から出射された前記第2の光束を、第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させる、回折部を備えた対物レンズを含む集光光学系と、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体からの反射光及び/又は透過光を受光する光検出器とを有し、少なくとも2種類の光情報記録媒体から情報を再生し、または光情報記録媒体に情報を記録するための光ピックアップ装置であって、
前記第1の光束は、厚さt1の第1の透明基板を有する第1の光情報記録媒体から情報を再生するために、または情報を記録するために照射され、
前記第2の光束は、厚さt2(>t1)の第2の透明基板を有する第2の光情報記録媒体から情報を再生するために、または情報を記録するために照射され、
前記集光光学系は、前記第1の光束を、前記第1の光情報記録媒体の情報記録面上に、前記第1の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数NA1内では、波面収差0.07λ1rms以下の状態で集光でき、
かつ前記第2の光束を、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面上に、前記第2の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数NA2(<NA1)内では、波面収差0.07λ2rms以下の状態で集光でき、所定開口数NA2の外側では、フレア化して照射でき、
前記光検出器は、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体からの反射光及び/又は透過光を受光する中央受光部と、周辺受光部とを有し、
前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、少なくとも前記周辺受光部の全面を含むように照射されるので、前記光検出器の誤検出を抑制できる。
【0012】
図1は、本発明の光検出器を示す概略図である。図1において、光検出器であるフォトディテクター10は、中央受光部10aと、中央受光部10aから等距離に配置された一対の周辺受光部10bとを有している。不図示の対物レンズを通過した第1の光束により、第1の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光の一部であるスポット光SL1は、中央受光部10aにより受光されて合焦状態などの検出に用いられ、その残りのスポット光SL2は、周辺受光部10bにより受光されてトラッキングエラーの有無の検出に用いられる。
【0013】
一方、不図示の対物レンズを通過した第2の光束により、第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、対物レンズの所定開口数NA2の内外のいずれを通過するかで大きく変化する。すなわち、不図示の対物レンズの所定開口数NA2の内側を通過した第2の光束により、第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光の一部であるスポット光SL1は、中央受光部10aにより受光されて合焦状態などの検出に用いられ、その残りのスポット光SL2は、周辺受光部10bにより受光されてトラッキングエラーの有無の検出に用いられる。
【0014】
これに対し、不図示の対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した第2の光束により、第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光FLは、フレア光となり図1のように輪帯状(内径がゼロの場合を含む)となってフォトディテクター10に照射される。スポット光SL2以外の光が、周辺受光部10bに照射されることは、誤検出を招く恐れがあるため、本来的には回避すべきであるが、本発明のごとく、フレア光FLが、周辺受光部10bの全面を含むように一様に照射されれば、フレア光FLの光強度はスポット光SL2の光強度より極端に低いものであるため、周辺受光部10bは、フレア光FLを検出せず、あるいはごく低い検出信号しか発生しないため、フレア光FLの存在により誤検出が生じる恐れはきわめて低い。また、このようにすることで、対物レンズの設計をより容易にすることができ、装置のコスト低減を図ることができる。尚、フレア光FLが周辺受光部10bの全面を含むとは、その受光面の全面を実質的に含めば足りる。
【0015】
請求項2に記載の光ピックアップ装置は、前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、輪帯状に照射され、前記輪帯の内周は、前記周辺受光部の最内側縁より内側に位置すると共に、前記輪帯の外周は、前記周辺受光部の最外側縁より外側に位置することを特徴とする。
【0016】
図1において、輪帯状であるフレア光FLの内径FLiは、周辺受光部10bの最内側縁10dより内側に位置し、フレア光FLの外径FLoは、周辺受光部10bの最外側縁10cより外側に位置しているので、かかるフレア光FLにより周辺受光部10bの全面を含むことができるようになっている。
【0017】
請求項3の光ピックアップ装置は、前記輪帯の前記情報記録面上における内径(図1のD2)は0〜20μmであることを特徴とする。一般的に、光検出器用の光学系は、横倍率mが6〜7であり、光検出器上では、かかる内径は、2・m・NA2/(tan(arcsinNA2))を乗算した値となる。
【0018】
請求項4の光ピックアップ装置は、前記輪帯の前記情報記録面上における内径(図1のD2)は10〜20μmであることを特徴とする。
【0019】
請求項5の光ピックアップ装置は、前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、輪帯状に照射され、前記輪帯の内周(図1のFLi)は、前記中央受光部(図1の10a)の最外側縁(図1の10e)より外側に位置するので、フレア光FLが、中央受光部10aにおけるスポット光SL1の検出に悪影響を与えないようにすることができる。
【0020】
請求項6の光ピックアップ装置は、前記輪帯の前記情報記録面上における外径をD1、前記輪帯の前記情報記録面上における内径をD2とすると、(D1−D2)/2>15μmであるので、周辺受光部10bの全面を含むように、フレア光FLを照射することができる。
【0021】
請求項7の光ピックアップ装置は、前記対物レンズを通過した前記第1の光束により前記第1の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光、及び前記対物レンズの所定開口数NA2の内側を通過した、前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、前記中央受光部に含まれるようにスポット状に照射されることを特徴とする。
【0022】
請求項8の対物レンズは、第1の波長λ1で第1の光束を射出する第1の光源と、第2の波長λ2(>λ1)で第2の光束を射出する第2の光源と、前記第1の光源から出射された前記第1の光束を、第1の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させると共に、前記第2の光源から出射された前記第2の光束を、第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させる、回折部を備えた対物レンズを含む集光光学系と、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体からの反射光及び/又は透過光を受光する光検出器とを有し、少なくとも2種類の光情報記録媒体から情報を再生し、または光情報記録媒体に情報を記録するための光ピックアップ装置用の対物レンズであって、
前記第1の光束は、厚さt1の第1の透明基板を有する第1の光情報記録媒体から情報を再生するために、または情報を記録するために照射され、
前記第2の光束は、厚さt2(>t1)の第2の透明基板を有する第2の光情報記録媒体から情報を再生するために、または情報を記録するために照射され、
前記集光光学系は、前記第1の光束を、前記第1の光情報記録媒体の情報記録面上に、前記第1の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数NA1内では、波面収差0.07λ1rms以下の状態で集光でき、
かつ前記第2の光束を、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面上に、前記第2の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数NA2(<NA1)内では、波面収差0.07λ2rms以下の状態で集光でき、所定開口数NA2の外側では、フレア化して照射でき、
前記光検出器は、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体からの反射光及び/又は透過光を受光する中央受光部と、周辺受光部とを有し、
前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、少なくとも前記周辺受光部の全面を含むように照射されることを特徴とする。
【0023】
本発明の対物レンズを用いることで、光ピックアップ装置において、集光光学系の構成を簡素にしながらも複数の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生が可能となり、しかも光検出器における誤検出の恐れを抑制できる。
【0024】
請求項9の対物レンズを用いた光ピックアップ装置によれば、前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、輪帯状に照射され、前記輪帯の内周は、前記周辺受光部の最内側縁より内側に位置すると共に、前記輪帯の外周は、前記周辺受光部の最外側縁より外側に位置することを特徴とする。
【0025】
請求項10の対物レンズを用いた光ピックアップ装置によれば、前記輪帯の前記情報記録面上における内径は0〜20μmであることを特徴とする。
【0026】
請求項11の対物レンズを用いた光ピックアップ装置によれば、前記輪帯の前記情報記録面上における内径は10〜20μmであることを特徴とする。
【0027】
請求項12の対物レンズを用いた光ピックアップ装置によれば、前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、輪帯状に照射され、前記輪帯の内周は、前記中央受光部の最外側縁より外側に位置することを特徴とする。
【0028】
請求項13の対物レンズを用いた光ピックアップ装置によれば、前記輪帯の前記情報記録面上における外径をD1、前記輪帯の前記情報記録面上における内径をD2とすると、(D1−D2)/2>15μmであることを特徴とする。
【0029】
請求項14の対物レンズを用いた光ピックアップ装置によれば、前記対物レンズを通過した前記第1の光束により前記第1の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光、及び前記対物レンズの所定開口数NA2の内側を通過した、前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、前記中央受光部に含まれるようにスポット状に照射されることを特徴とする。
【0030】
本明細書中で用いる回折パターン(又は回折部)とは、光学素子の表面、例えばレンズの表面に、レリーフを設けて、回折によって光線の角度を変える作用を持たせた形態(又は面)のことをいい、一つの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。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とする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。
【0031】
本明細書中において、対物レンズとは、狭義には光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有するレンズを指し、広義にはそのレンズと共に、アクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能なレンズ群を指すものとする。ここで、かかるレンズ群とは、少なくとも1枚以上のレンズを指すものである。従って、本明細書中において、対物レンズの光情報記録媒体側の開口数NAとは、対物レンズの最も光情報記録媒体側に位置するレンズ面から光情報記録媒体側に出射した光束の開口数NAを指すものである。また、本明細書中では開口数NAは、それぞれの光情報記録媒体の規格で規定されている開口数、あるいはそれぞれの光情報記録媒体に対して、使用する光源の波長に応じ、情報の記録または再生をするために必要なスポット径を得ることができる回折限界性能の対物レンズの開口数を示す。尚、対物レンズは単玉であることが好ましい。
【0032】
本明細書中において、光情報記録媒体(光ディスク)としては、例えば、CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種CD、DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW,DVD+RW,DVD-Video等の各種DVD、或いはMD等のディスク状の現在の光情報記録媒体および次世代の記録媒体なども含まれる。多くの光情報記録媒体の情報記録面上には透明基板が存在する。しかしながら、透明基板の厚さが殆どゼロに近いもの、あるいは透明基板が全くないものも存在もしくは提案されている。説明の都合上、本明細書中「透明基板を介して」と記載することがあるが、かかる透明基板は厚さがゼロである、すなわち透明基板が全くない場合も含むものである。
【0033】
本明細書中において、情報の記録および再生とは、上記のような光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上に記録された情報を再生することをいう。本発明の光ピックアップ装置は、記録だけ或いは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、或る情報記録媒体に対しては記録を行い、別の情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、或る情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の情報記録媒体に対しては記録及び再生を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。
【0034】
本発明の光ピックアップ装置は、各種のプレーヤまたはドライブ等、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/または画像の記録および/または再生装置に搭載することができる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態の対物レンズは、回折部として回折輪帯を有している。一般に、回折輪帯(各輪帯の位置)のピッチは、後述の実施例で詳述する位相差関数若しくは光路差関数を使って定義される。具体的には、位相差関数Φbは単位をラジアンとして以下の〔数1〕で表され、光路差関数ΦBは単位をmmとして〔数2〕で表わされる。
【数1】
Figure 0004465838
【数2】
Figure 0004465838
【0036】
これら2つの表現方法は、単位が異なるが、回折輪帯のピッチを表わす意味では同等である。即ち、ブレーズ化波長λ(単位mm)に対し、位相差関数の係数bに、λ/2πを掛ければ光路差関数の係数Bに換算でき、また逆に光路差関数の係数Bに、2π/λを掛ければ位相差関数の係数bに換算できる。
【0037】
今、説明を簡単にする為、1次回折光を用いる回折レンズについて述べることにすると、光路差関数なら、関数値がブレーズ化波長λの整数倍を超える毎に輪帯が刻まれ、位相差関数なら、関数値が2πの整数倍を超える毎に輪帯が刻まれることになる。
【0038】
例えば、屈折パワーのない円筒状の両平面の物体側面に回折輪帯を刻んだレンズを想定し、ブレーズ化波長を0.5μ=0.0005mm、光路差関数の2次係数(2乗項)を−0.05(位相差関数の2次係数に換算すると−628.3)、他の次数の係数を全て零とすると、第1輪帯の半径はh=0.1mmであり、第2輪帯の半径はh=0.141mmということになる。また、この回折レンズの焦点距離fについては、光路差関数の2次係数B2=−0.05に対して、f=−1/(2・B2)=10mmとなることが知られている。
【0039】
今、上記の定義を基にした場合、位相差関数若しくは光路差関数の2次係数を零でない値とすることにより、レンズにパワーを持たせることができる。また、位相差関数若しくは光路差関数の2次以外の係数、例えば、4次係数、6次係数、8次係数、10次係数等を零でない値とすることにより、球面収差を制御することができる。尚、ここで、制御するということは、屈折パワーを有する部分が持つ球面収差を、逆の球面収差を発生させて補正したり、全体の球面収差を所望な値にすることを意味する。
【0040】
【実施例】
以下、対物レンズの具体的な実施例について説明する。
【0041】
実施例1〜2の光ピックアップ用対物レンズは、次の〔数3〕で表される非球面形状を光学面の両面に有している。
【0042】
【数3】
Figure 0004465838
【0043】
ただし、Zは光軸方向の軸(光の進行方向を正とする)、hは光軸と垂直方向の軸(光軸からの高さ)、rは近軸曲率半径、κは円錐係数、Aは非球面係数である。
【0044】
尚、後述する本実施例の対物レンズは、光軸からの高さhbを境にして異なる光路差関数によって表される回折輪帯を有している。本実施例では、光軸からの高さhbの境界に隣接する回折輪帯は、輪帯幅が短く不完全な形状となるが、本発明には光軸からの高さh≧hbの領域のレンズ厚さに相当するA0の値を最適な値にして、輪帯幅が完全な形状としたものも含む。
【0045】
図2は、第1の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。図2に示す光ピックアップ装置100においては、第1の光源である第1半導体レーザ111と第2の光源である第2半導体レーザ112とが並列に設置されている。波長λ1(=655nm)の第1半導体レーザ111からの光束は、ビームスプリッタ113を介して、コリメータ114に入射し、更に絞り115(所定開口数NA1)で絞られて、対物レンズ3により第1の光情報記録媒体すなわち光ディスク200(例えばDVD:透明基板厚t1)の情報記録面201に集光される。
【0046】
情報記録面201からの反射光は、対物レンズ3,絞り115,コリメータ114,ビームスプリッタ113,116、シリンドリカルレンズ117及び凹レンズ118を介してフォトディテクター10の受光面に集光されるようになっている。受光した光に基づき、フォトディテクター10は検出信号を発生する。
【0047】
これに対し、波長λ2(=785nm)の第2半導体レーザ112からの光束は、回折格子119,カップリングレンズ120,ビームスプリッタ116及びビームスプリッタ113を介して、コリメータ114に入射し、更に絞り115(所定開口数NA2<NA1)で絞られて、対物レンズ3により第2の光情報記録媒体すなわち光ディスク200’(例えばCD−R:透明基板厚t2>t1)の情報記録面201に集光される。
【0048】
情報記録面201からの反射光は、上記と同様に、対物レンズ3,絞り115,コリメータ114,ビームスプリッタ113,116、シリンドリカルレンズ117及び凹レンズ118を介してフォトデテクター10の受光面に集光されるようになっている。受光した光に基づき、フォトディテクター10は検出信号を発生する。尚、対物レンズ3としては、後述する実施例1,2を用いることができる。
【0049】
図3は、第2の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。図3に示す第2の実施の形態においては、図2の実施の形態に対して、カップリングレンズ120、シリンドリカルレンズ117及び凹レンズ118を省略し、かつビームスプリッタを平板状のもの(206)に置換している点のみが異なるため、それ以外の構成については説明を省略する。尚、対物レンズ3としては、同様に後述する実施例1,2を用いることができる。又、第1の実施の形態及び第2の実施の形態において、情報記録面201を透明にすることにより、その透過光をフォトディテクター10により検出させる構成も可能である。
【0050】
次に対物レンズ3の実施例について説明する。
(実施例1)
[表1]に、実施例1における対物レンズ3に関するデータを示す。尚、これより示すレンズデータ内において、10のべき乗数(例えば、2.5×10−3)を、E(例えば、2.5×E−3)を用いて表している。
【表1】
Figure 0004465838
【0051】
図4は、実施例1の対物レンズの断面図であり、図5は、実施例1の対物レンズの球面収差図である。図5(a)によれば、光ディスクとしてDVDに情報の記録又は再生を行う場合、全ての開口数において球面収差を良好に抑え、適切なスポット光を形成することができる。
【0052】
一方、図5(b)によれば、光ディスクとしてCD−Rに情報の記録又は再生を行う場合、所定の開口数(NA2)の内側では球面収差を良好に抑え、適切なスポット光を形成することができ、所定の開口数(NA2)の外側ではフレア光を形成することができる。
【0053】
(実施例2)
[表2]に、実施例2における対物レンズ3に関するデータを示す。
【表2】
Figure 0004465838
【0054】
図6は、実施例2の対物レンズの断面図であり、図7は、実施例2の対物レンズの球面収差図である。図7(a)によれば、光ディスクとしてDVDに情報の記録又は再生を行う場合、全ての開口数において球面収差を良好に抑え、適切なスポット光を形成することができる。
【0055】
一方、図7(b)によれば、光ディスクとしてCD−Rに情報の記録又は再生を行う場合、所定の開口数(NA2)の内側では球面収差を良好に抑え、適切なスポット光を形成することができ、所定の開口数(NA2)の外側ではフレア光を形成することができる。
【0056】
[表3]は、実施例1,2の対物レンズにおける屈折率データであり、[表4]は、実施例1,2の対物レンズを用いた場合、情報記録面201(図2,3)上に形成されるフレア光の内径D2及び外径D1を示している。
【表3】
Figure 0004465838
【表4】
Figure 0004465838
【0057】
【発明の効果】
本発明によると、少ない数の光学素子又は対物レンズを使用しているにも関わらず、厚さの異なる光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生(以下、単に記録再生ともいう)を可能とし、しかも誤検出を抑制できる光ピックアップ装置及びそれに用いる対物レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光検出器を示す概略図である。
【図2】第1の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図3】第2の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図4】実施例1の対物レンズの断面図である。
【図5】実施例1の対物レンズの球面収差図である。
【図6】実施例2の対物レンズの断面図である。
【図7】実施例2の対物レンズの球面収差図である。
【符号の説明】
3 対物レンズ
10 フォトディテクター
111,112 半導体レーザ
113,116、206 ビームスプリッタ
114 コリメータ
115 絞り
117 シリンドリカルレンズ
118 凹レンズ
119 回折格子
120 カップリングレンズ

Claims (14)

  1. 第1の波長λ1で第1の光束を射出する第1の光源と、第2の波長λ2(>λ1)で第2の光束を射出する第2の光源と、前記第1の光源から出射された前記第1の光束を、第1の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させると共に、前記第2の光源から出射された前記第2の光束を、第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させる、回折部を備えた対物レンズを含む集光光学系と、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体からの反射光及び/又は透過光を受光する光検出器とを有し、少なくとも2種類の光情報記録媒体から情報を再生し、または光情報記録媒体に情報を記録するための光ピックアップ装置であって、
    前記第1の光束は、厚さt1の第1の透明基板を有する第1の光情報記録媒体から情報を再生するために、または情報を記録するために照射され、
    前記第2の光束は、厚さt2(>t1)の第2の透明基板を有する第2の光情報記録媒体から情報を再生するために、または情報を記録するために照射され、
    前記集光光学系は、前記第1の光束を、前記第1の光情報記録媒体の情報記録面上に、前記第1の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数NA1内では、波面収差0.07λ1rms以下の状態で集光でき、
    かつ前記第2の光束を、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面上に、前記第2の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数NA2(<NA1)内では、波面収差0.07λ2rms以下の状態で集光でき、所定開口数NA2の外側では、フレア化して照射でき、
    前記光検出器は、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体からの反射光及び/又は透過光を受光する中央受光部と、周辺受光部とを有し、
    前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、少なくとも前記周辺受光部の全面を含むように照射されることを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、輪帯状に照射され、前記輪帯の内周は、前記周辺受光部の最内側縁より内側に位置すると共に、前記輪帯の外周は、前記周辺受光部の最外側縁より外側に位置することを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置。
  3. 前記輪帯の前記情報記録面上における内径は0〜20μmであることを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置。
  4. 前記輪帯の前記情報記録面上における内径は10〜20μmであることを特徴とする請求項3に記載の光ピックアップ装置。
  5. 前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、輪帯状に照射され、前記輪帯の内周は、前記中央受光部の最外側縁より外側に位置することを特徴とする請求項1、2、4のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
  6. 前記輪帯の前記情報記録面上における外径をD1、前記輪帯の前記情報記録面上における内径をD2とすると、(D1−D2)/2>15μmであることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
  7. 前記対物レンズを通過した前記第1の光束により前記第1の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光、及び前記対物レンズの所定開口数NA2の内側を通過した、前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、前記中央受光部に含まれるようにスポット状に照射されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
  8. 第1の波長λ1で第1の光束を射出する第1の光源と、第2の波長λ2(>λ1)で第2の光束を射出する第2の光源と、前記第1の光源から出射された前記第1の光束を、第1の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させると共に、前記第2の光源から出射された前記第2の光束を、第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させる、回折部を備えた対物レンズを含む集光光学系と、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体からの反射光及び/又は透過光を受光する光検出器とを有し、少なくとも2種類の光情報記録媒体から情報を再生し、または光情報記録媒体に情報を記録するための光ピックアップ装置用の対物レンズであって、
    前記第1の光束は、厚さt1の第1の透明基板を有する第1の光情報記録媒体から情報を再生するために、または情報を記録するために照射され、
    前記第2の光束は、厚さt2(>t1)の第2の透明基板を有する第2の光情報記録媒体から情報を再生するために、または情報を記録するために照射され、
    前記集光光学系は、前記第1の光束を、前記第1の光情報記録媒体の情報記録面上に、前記第1の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数NA1内では、波面収差0.07λ1rms以下の状態で集光でき、
    かつ前記第2の光束を、前記第2の光情報記録媒体の情報記録面上に、前記第2の光情報記録媒体の記録または再生に必要な対物レンズの像側の所定開口数NA2(<NA1)内では、波面収差0.07λ2rms以下の状態で集光でき、所定開口数NA2の外側では、フレア化して照射でき、
    前記光検出器は、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体からの反射光及び/又は透過光を受光する中央受光部と、周辺受光部とを有し、
    前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、少なくとも前記周辺受光部の全面を含むように照射されることを特徴とする対物レンズ。
  9. 前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、輪帯状に照射され、前記輪帯の内周は、前記周辺受光部の最内側縁より内側に位置すると共に、前記輪帯の外周は、前記周辺受光部の最外側縁より外側に位置することを特徴とする請求項8に記載の対物レンズ。
  10. 前記輪帯の前記情報記録面上における内径は0〜20μmであることを特徴とする請求項9に記載の対物レンズ。
  11. 前記輪帯の前記情報記録面上における内径は10〜20μmであることを特徴とする請求項10に記載の対物レンズ。
  12. 前記第2の光情報記録媒体の記録又は再生時に、前記対物レンズの所定開口数NA2の外側を通過した前記第2の光束により前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、輪帯状に照射され、前記輪帯の内周は、前記中央受光部の最外側縁より外側に位置することを特徴とする請求項8,9,11のいずれかに記載の対物レンズ。
  13. 前記輪帯の前記情報記録面上における外径をD1、前記輪帯の前記情報記録面上における内径をD2とすると、(D1−D2)/2>15μmであることを特徴とする請求項9乃至12のいずれかに記載の対物レンズ。
  14. 前記対物レンズを通過した前記第1の光束により前記第1の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光、及び前記対物レンズの所定開口数NA2の内側を通過した、前記第2の光情報記録媒体から反射される反射光及び/又は透過する透過光は、前記中央受光部に含まれるようにスポット状に照射されることを特徴とする請求項8乃至13のいずれかに記載の対物レンズ。
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