JP4502079B2 - 対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
前記対物レンズの光学面には、第1光路差付与構造が形成されており、
前記第1光路差付与構造は、同数のステップを有する輪帯状の階段単位を、光軸を中心として複数個同心円状に並べた階段型構造であって、
前記階段型構造における少なくとも1つの前記階段単位の最高位ステップ又は最低位ステップの光軸直交方向における幅w1と、前記最高位ステップ又は前記最低位ステップを光軸直交方向に挟む2つのステップの平均値w2とは、以下の関係式、
0.2w2 ≦ w1 ≦ 0.8w2 (1)
を満たすことを特徴とする。
0.4w2 ≦ w1 ≦ 0.6w2 (2)
を満たすことを特徴とする。より好ましくは、W1=0.5W2である。
請求項5に記載の対物レンズは、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の発明において、前記最低位ステップのみが、(1)式を満たすことを特徴とするので、例えば金型から対物レンズを成形する場合、前記最高位ステップが広がることから、レンズ素材が金型の奥まで進入しやすくなるので、転写性が向上し、製造誤差の問題を低減できる、結果として光量のロスを低減でき、光の利用効率を高められるため好ましい。
前記対物レンズの光学面には、第1光路差付与構造が形成されており、
前記第1光路差付与構造は、同数のステップを有する輪帯状の階段単位を、光軸を中心として複数個同心円状に並べた階段型構造であって、
前記階段型構造における少なくとも1つの前記階段単位の最高位ステップ又は最低位ステップの光軸直交方向における幅w1と、前記最高位ステップ又は前記最低位ステップを光軸直交方向に挟む2つのステップの平均値w2とは、以下の関係式、
0.2w2 ≦ w1 ≦ 0.8w2 (1)
を満たすことを特徴とする。
0.4w2 ≦ w1 ≦ 0.6w2 (2)
を満たすことを特徴とする。
請求項15に記載の光ピックアップ装置は、請求項11から請求項13までのいずれか一項に記載の発明において、前記最低位ステップのみが、(1)式を満たすことを特徴とする。
0.05mm≦t1≦0.11mm 又は、
0.5mm≦t1≦0.7mm (3)
0.5mm≦t2≦0.7mm (4)
1.0mm≦t3≦1.3mm (5)
を満たすことが好ましいが、これに限られない。
1.5×λ1<λ2<1.7×λ1 (6)
1.9×λ1<λ3<2.1×λ1 (7)
を満たすことが好ましい。
0.2w2 ≦ w1 ≦ 0.8w2 (1)
を満たす。
0.4w2 ≦ w1 ≦ 0.6w2 (2)
を満たすと、DVDの効率を向上させつつ、CDの効率を低下させすぎないためより効率のバランスの取れた構造とできるため好ましい。
1.18・λ1/(n−1)<d1<1.30・λ1/(n−1)
を満たすことが好ましい。
1.10・λ1/(n−1)<d1<1.22・λ1/(n−1)
を満たすことが好ましい。
但し、η11は中央領域における第1光束の回折効率を表し、η21は周辺領域における第1光束の回折効率を表す。なお、中央領域の回折効率を第2、第3波長の光束重視とした場合には、中央領域の第1光束の回折効率は低くなるが、第1光ディスクの開口数が第3光ディスクの開口数に比べて大きい場合は、第1光束の有効径全体で考えると中央領域の回折効率低下はそれほど大きな影響を与えない。
[1]同一の焦点距離、レンズ厚さ、開口数を有し、同一の材料で形成され、第1及び第2光路差付与構造が形成されない対物レンズの透過率を、中央領域、周辺領域に分けて測定する。この際、中央領域の透過率は、周辺領域に入射する光束を遮断して測定し、周辺領域の透過率は中央領域に入射する光束を遮断して測定する。
[2]第1及び第2光路差付与構造を有する対物レンズの透過率を、中央領域と周辺領域に分けて測定する。
[3]上記[2]の結果を[1]の結果で割った値を各領域の回折効率とする。
0.7≦d/f1≦1.5 (9)
を満たすことが好ましい。
1.0≦d/f1≦1.5 (10)
を満たすことがより好ましい。
1.1≦d/f1≦1.5 (10)’
を満たすことが更に好ましい。
2.1mm≦φ≦4.2mm
を満たすことが好ましい。尚、Φは、第1光ディスク使用時の対物レンズの有効径を表す。上記範囲を満たすことにより、第3光ディスクとしてのCDのワーキングディスタンスを実使用上問題ないレベルの距離を確保しつつ、例え、対物レンズがプラスチックレンズであったとしても、温度変化時における収差変化を問題ないレベルに維持することができる。
−0.02<m1<0.02 (11)
を満たすことである。
−0.10<m1<0 (12)
を満たすことが好ましい。
−0.02<m2<0.02 (13)
を満たすことが好ましい。
−0.10<m2<0 (14)
を満たすことが好ましい。
−0.02<m3<0.02 (15)
を満たすことが好ましい。第3光束が平行光である場合、トラッキングにおいて問題が発生しやすくなるが、本発明は第3光束が平行光であっても、良好なトラッキング特性を得ることを可能とし、3つの異なる光ディスクに対して記録及び/又は再生を適切に行う事を可能とする。
−0.10<m3<0 (16)
を満たすことが好ましい。
次に、上述の実施の形態に用いることができる実施例について説明する。
PPS ダイクロイックプリズム
CL コリメートレンズ
LD1 青紫色半導体レーザ
LM レーザモジュール
OBJ 対物レンズ
PL1 保護基板
PL2 保護基板
PL3 保護基板
PU1 光ピックアップ装置
RL1 情報記録面
RL2 情報記録面
RL3 情報記録面
CN 中央領域
MD 周辺領域
OT 最周辺領域
Claims (20)
- 第1光源から出射される波長λ1の第1光束を用いて厚さt1の保護層を有する第1光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第2光源から出射される波長λ2(λ1<λ2)の第2光束を用いて厚さt2(t1≦t2)の保護層を有する第2光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第3光源から出射される波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を用いて厚さt3(t2<t3)の保護層を有する第3光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行う対物レンズを備えた光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、
前記対物レンズの光学面には、第1光路差付与構造が形成されており、
前記第1光路差付与構造は、同数のステップを有する輪帯状の階段単位を、光軸を中心として複数個同心円状に並べた階段型構造であって、
前記階段型構造における少なくとも1つの前記階段単位の最高位ステップ又は最低位ステップの光軸直交方向における幅w1と、前記最高位ステップ又は前記最低位ステップを光軸直交方向に挟む2つのステップの平均値w2とは、以下の関係式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
0.2w2 ≦ w1 ≦ 0.8w2 (1) - 前記階段型構造における全ての前記階段単位の前記最高位ステップ又は前記最低位ステップが、(1)式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
- 前記対物レンズの光学面は、少なくとも、光軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲に形成された輪帯状の周辺領域と、前記周辺領域の周囲に形成された輪帯状の最周辺領域を有し、
前記中央領域、前記周辺領域及び前記最周辺領域を通過した前記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、
前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、前記最周辺領域を通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生が出来るように集光されず、
前記中央領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、前記周辺領域と前記最周辺領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生が出来るように集光されず、
前記第1光路差付与構造は、前記中央領域に形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の対物レンズ。 - 前記最高位ステップ又は前記最低位ステップが、以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
0.4w2 ≦ w1 ≦ 0.6w2 (2) - 前記最低位ステップのみが、(1)式を満たすことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
- 前記第1光路差付与構造は、前記第1光路差付与構造を通過した前記第1光束の1次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくし、前記第1光路差付与構造を通過した前記第2光束の−1次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくし、前記第1光路差付与構造を通過した前記第3光束の−2次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
- 前記第1光路差付与構造は、前記第1光路差付与構造を通過した前記第1光束の1次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくし、前記第1光路差付与構造を通過した前記第2光束の−2次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくし、前記第1光路差付与構造を通過した前記第3光束の−3次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
- 前記階段単位において隣接するステップ間の光軸方向の段差量は略等しいことを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
- (1)式を満たす前記最高位ステップ又は前記最低位ステップ以外のステップの光軸直交方向の幅は、関数的に均等であることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
- 一つの前記階段単位において、(1)式を満たす前記最高位ステップ又は前記最低位ステップ以外のステップの光軸直交方向の幅は、互いに略等しいことを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の対物レンズ。
- 第1光源から出射される波長λ1の第1光束を用いて厚さt1の保護層を有する第1光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第2光源から出射される波長λ2(λ1<λ2)の第2光束を用いて厚さt2(t1≦t2)の保護層を有する第2光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行い、第3光源から出射される波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を用いて厚さt3(t2<t3)の保護層を有する第3光ディスクの情報記録面に対して集光スポット形成を行う対物レンズを備えた光ピックアップ装置において、
前記対物レンズの光学面には、第1光路差付与構造が形成されており、
前記第1光路差付与構造は、同数のステップを有する輪帯状の階段単位を、光軸を中心として複数個同心円状に並べた階段型構造であって、
前記階段型構造における少なくとも1つの前記階段単位の最高位ステップ又は最低位ステップの光軸直交方向における幅w1と、前記最高位ステップ又は前記最低位ステップを光軸直交方向に挟む2つのステップの平均値w2とは、以下の関係式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
0.2w2 ≦ w1 ≦ 0.8w2 (1) - 前記階段型構造における全ての前記階段単位の前記最高位ステップ又は前記最低位ステップにおいて、(1)式を満たすことを特徴とする請求項11に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物レンズの光学面は、少なくとも、光軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲に形成された輪帯状の周辺領域と、前記周辺領域の周囲に形成された輪帯状の最周辺領域を有し、
前記中央領域、前記周辺領域及び前記最周辺領域を通過した前記第1光束が、前記第1光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、
前記中央領域と前記周辺領域とを通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、前記最周辺領域を通過した前記第2光束が、前記第2光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生が出来るように集光されず、
前記中央領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生ができるように集光され、前記周辺領域と前記最周辺領域を通過した前記第3光束が、前記第3光ディスクの情報記録面に情報の記録及び/又は再生が出来るように集光されず、
前記第1光路差付与構造は、前記中央領域に形成されていることを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の光ピックアップ装置。 - 前記最高位ステップ又は前記最低位ステップが、以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項11から請求項13までのいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
0.4w2 ≦ w1 ≦ 0.6w2 (2) - 前記最低位ステップのみが、(1)式を満たすことを特徴とする請求項11から請求項13までのいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1光路差付与構造は、前記第1光路差付与構造を通過した前記第1光束の1次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくし、前記第1光路差付与構造を通過した前記第2光束の−1次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくし、前記第1光路差付与構造を通過した前記第3光束の−2次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項11から請求項15までのいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1光路差付与構造は、前記第1光路差付与構造を通過した前記第1光束の1次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくし、前記第1光路差付与構造を通過した前記第2光束の−2次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくし、前記第1光路差付与構造を通過した前記第3光束の−3次の回折光量を他のいかなる次数(0次を含む)の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項11から請求項15までのいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記階段単位において隣接するステップ間の光軸方向の段差量は略等しいことを特徴とする請求項11から請求項17までのいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- (1)式を満たす前記最高位ステップ又は前記最低位ステップ以外のステップの光軸方向の幅は、関数的に均等であることを特徴とする請求項11から請求項18までのいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 一つの前記階段単位において、(1)式を満たす前記最高位ステップ又は前記最低位ステップ以外のステップの光軸直交方向の幅は、互いに略等しいことを特徴とする請求項11から請求項18までのいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
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