JP4644891B2 - 対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクなどの情報記録媒体に、情報を記録もしくは再生する光学式記録再生装置の光ピックアップ装置、及びその対物レンズに関し、特に波長の異なる２つの光源を用いて、基板厚の異なる２つの情報記録媒体に情報を記録もしくは再生する光学式記録再生装置に好適な光ピックアップ装置、及びその対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、従来の光情報記録媒体であるＣＤと同程度の大きさで、記録密度を大幅に高めたＤＶＤが開発され、その普及が急速に進んでいる。ＤＶＤを再生するためには、光源の波長が６３５nmないし６６０nｍのレーザを使用し、レーザからの発散光束はコリメートレンズで一度平行光束にされてから光情報記録媒体側の開口数（ＮＡ）が０．６の対物レンズに入射され、光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光される。
【０００３】
ところで、ＤＶＤの再生用光ピックアップ装置は、既に情報が記録されているＣＤやＣＤ−Ｒから情報を読み取って再生も行えるものでなくては実用性に乏しい。ところが、ＤＶＤとＣＤとでは、透明基板の厚さが異なっており、又再生用ピックアップ装置の対物レンズにおける光情報記録媒体側の開口数ＮＡが異なっているという実情がある。またＣＤ−Ｒはそれに加えて、波長が６３５ｎｍないし６６０ｎｍの光を吸収してしまうため、ＤＶＤとＣＤ−Ｒの互換性を有する光ピックアップ装置には、波長が６３５ｎｍないし６６０ｎｍのレーザと、波長が７８０ｎｍのレーザの二つを搭載する必要があるという実情もある。
【０００４】
このようなＤＶＤとＣＤ等の互換再生装置においても、コストダウンとコンパクト化のために、ＤＶＤの再生及びＣＤやＣＤ−Ｒの再生において、一つの対物レンズで兼用する様々な技術が開発され実用化されている（例えば特開平１１−９６５８５号公報参照）。
【０００５】
このような対物レンズは、透明基板厚の薄いＤＶＤに対しては、波長が６３５ｎｍないし６６０ｎｍのレーザ光を用いて再生し、透明基板厚の厚いＣＤやＣＤ−Ｒに対しては波長が７８０ｎｍのレーザ光を用いて再生できるように、各レーザ光について、球面収差及びコマ収差が良好に補正されている必要がある。
【０００６】
一方、最近は１つのチップで波長の異なる２つのレーザ光を射出できるレーザ光源が開発されている。かかるレーザ光源をＤＶＤとＣＤ等の互換再生装置において用いれば、レーザ光源を複数個設ける必要がなくなり、スペースやコストの削減を図れる。ところが、かかるレーザ光源を、一方の波長のレーザ光を対物レンズの光軸に沿って入射させるように配置した場合、他方の波長のレーザ光は対物レンズの光軸に対しわずかながら傾いて入射するという特性がある。かかる特性によれば、光軸に対し傾いて入射するレーザ光にコマ収差が発生するという問題がある。従って、このようなレーザ光源に対して用いる対物レンズにおいては、特にコマ収差を実用可能なレベルまで小さくさせることができるかが問題となる。
【０００７】
かかる問題に対し、近年において、レンズの表面に位相差を与えるレリーフ状の輪帯を設けた回折レンズが開発されている。かかる回折レンズを、上述したＤＶＤとＣＤ等の互換再生装置にかかる光学系に用いれば、回折による偏向角が波長によって変わるという特性を利用して、レーザ光の波長と基板厚とが異なる条件においても、球面収差を良好に補正することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような回折レンズを用いたとしても、レーザ光の波長と基板厚とが異なる条件においてコマ収差を良好に補正することは、設計上の制約から困難であった。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑み、レーザ光の波長と基板厚とが異なる条件において、十分に収差が補正された対物レンズと、かかる対物レンズを用いた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
更に本発明は、１つのチップで波長の異なる２つのレーザ光を射出できるレーザ光源を用いた光ピックアップ装置に適した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に記載の対物レンズは、光ピックアップ装置に用いられる単玉の対物レンズであって、透明基板の厚さの異なる２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの波長の各光に対して発生する回折光の中で最も回折効率が高い回折光の次数が一致する回折面を両面に有し、かつ前記情報記録媒体の情報記録面上の波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、前記回折面のうち少なくとも一面の回折面が次式を満たすことを特徴とする。
０．４≦│（ｐｈ／ｐｆ）−２│≦２５ （１）
ただし、
ｐｆ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数における回折輪帯のピッチ
ｐｈ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数の１／２の開口数における回折輪帯のピッチ
【００１２】
本発明においては、対物レンズに少なくとも２面の回折面を設けることによって、ＤＶＤなどの第１の情報記録媒体と、ＣＤなどの第２の情報記録媒体の双方に対し、情報の記録又は再生が可能となるように、対物レンズの収差補正を行うようにしている。より具体的には、情報記録媒体の基板厚が異なることによる球面収差及び正弦条件の差を、回折面における回折による偏向角が波長によって変わることを利用して補正しようとするものである。
【００１３】
更に、上記式（１）によれば、回折輪帯のピッチすなわち光軸に垂直な方向の輪帯の間隔を規定することができる。回折面光路差関数がｈの２乗の項しか有しないならば、（ｐｈ／ｐｆ）−２＝０となる。これに対し、２つの基板厚が異なることによる球面収差の差を、回折を利用して良好に補正するためには、光路差関数の高次の項を用いることが望ましいので、従って、（ｐｈ／ｐｆ）−２は、０からある程度離れた値とすると良い。ここで、０．４≦（ｐｈ／ｐｆ）−２としたのは、かかる下限値を下回ると高次の球面収差を補正する回折の作用が弱まり、基板厚及び波長が異なることによる球面収差の差を回折の作用で補正することが困難となるからである。
【００１４】
一方、（ｐｈ／ｐｆ）−２≦２５としたのは、かかる上限値を上回ると回折輪帯のピッチが過小となる部分が生じ、回折効率の高いレンズを製造することが困難となるからである。
【００１５】
かかる対物レンズは、屈折パワーを有するレンズの表面に、さらに回折のための微細構造（レリーフ）を形成したものである。このとき、回折のための微細構造の包絡面がレンズの屈折面形状となる。例えば、非球面単玉対物レンズの両面に、いわゆるブレーズ型の回折面が設けられたものであって、子午断面が鋸歯状となる輪帯が全面に設けられたレンズであってよい。
【００１６】
すなわち、本明細書中で用いる回折面とは、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、回折によって光束を集光あるいは発散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。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。本発明において、上記の回折面を少なくとも２面以上対物レンズに設けたものである。好ましくは２面である。
【００１７】
また、回折効率は、全回折光に対するそれぞれの次数の回折光の光量の割合を回折面の形状（レリーフの形状）に基づき、また照射する光の波長を所定の波長に設定したシュミレーションによる計算で求めることができる。
【００１８】
本発明において同じ次数の回折光を発生させるとは、２つの波長の光のそれぞれに対しての発生する回折光の中で最も回折光率が高い次数が一致していることをいう。ここで次数が一致とは、回折光の次数が符号を含めて同じであることをいう。
【００２０】
また、請求項１に記載の対物レンズは、透明基板の厚さの異なる２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの波長の各光に対して同じ次数の回折光を発生させる回折面を両面に有し、かつ前記情報記録媒体の情報記録面上の波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であるので、異なる厚さの透明基板を有する情報記録媒体に情報の記録又は再生を行うための光ピックアップ装置に好適である。
【００２４】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、互いに異なる波長の光を出力する少なくとも２つの光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光するための単玉の対物レンズと、前記情報記録媒体からの透過光或いは反射光を検出する光検出器とを有する光ピックアップ装置において、
前記対物レンズは、透明基板の厚さの異なる２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの波長の各光に対して発生する回折光の中で最も回折効率が高い回折光の次数が一致する回折面を両面に有し、かつ前記情報記録媒体の情報記録面上の波面収差がそれぞれ０．０７λｒｍｓ以下であり、
前記回折面のうち少なくとも一面の回折面が次式を満たすことを特徴とするものである。
０．４≦│（ｐｈ／ｐｆ）−２│≦２５
ただし、
ｐｆ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数における回折輪帯のピッチ
ｐｈ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数の１／２の開口数における回折輪帯のピッチ
【００２５】
これにより、異なる波長の光を用いて異なる厚さの透明基板を有する情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行うことができる。
【００３０】
前記情報記録媒体の一方の透明基板の厚さは、０．６±０．１ｍｍであり、他方の透明基板の厚さは１．２±０．１ｍｍである。
【００３１】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズの光軸と、前記光源から前記対物レンズに入射する主光線とのなす角θが、少なくとも１つの情報記録媒体に対して次式を満たすことを特徴とするものである。
０．１°≦θ≦１．０° （３）
【００３２】
更に、上記式（３）によれば、１つのチップで波長の異なる２つのレーザ光を射出できるレーザ光源を便用する場合に、少なくとも一方の情報記録媒体に対して、対物レンズの光軸と対物レンズに入射する主光線とのなす角θについての望ましい範囲を定めることができる。ここで、２つの発光点が所定の間隔、例えば０．１ｍｍ程度離れたレーザ光を用いるとき、０．１°≦θとしたのは、かかる下限値を下回ると光学系が長くなって、光ピックアップ装置が大きくなりすぎるからである。一方、θ≦１．０°としたのは、かかる上限値を上回ると、対物レンズの軸外特性の補正が難しくなるからである。
【００３３】
本明細書中において、「対物レンズ」とは、狭義には光情報記録媒体に最も近い位置においてこれと対向配置される集光作用を有するレンズを指し、広義には光情報記録媒体に対向する位置に配置され、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を指すものとする。
【００３４】
本明細書において、最大開口数とは、実使用上の開口数のうち最大のものを意味する。すなわち、複数の光情報記録媒体に対して互換的に用いる光ピックアップ装置の場合、複数の実使用上の開口数が定義されるが、この最大のものを最大開口数とする。ここで、実使用上の開口数とは、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を意味し、それぞれの光情報記録媒体に対して情報の記録または再生をするための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に相当する。
【００３５】
このように本明細書では、実使用上の開口数を光情報記録媒体の規格で規定するので、ピックアップ装置の対物レンズを通る実際の光束の光記録情報媒体側の開口数が、実使用上の開口数より大きくてもよい。
【００３６】
本明細書中において、光情報記録媒体としては、例えば、CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種ＣＤ、DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW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のみならず、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。
【００３７】
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。本発明の光学系は、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。
【００３８】
本発明の光ピックアップ装置は、例えばＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＤ等の光情報記録媒体に対してコンパチブルな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。
【００３９】
本発明の光ピックアップ装置用光学系は、光源からの発散光束をほぼ平行光に変換するためのコリメータと該平行光を光情報記録面に集光するための対物レンズで構成しても良く、また光源からの発散光束の角度を発散光束または収束光束に変換するための変換レンズ（カップリングレンズ）と変換レンズからの光束を光情報記録面に集光するための対物レンズで構成してもよく、または光源からの発散光束を光情報記録面に集光するための対物レンズ（有限共役型対物レンズ）のみで構成してもよい。
【００４０】
【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。
【００４１】
一般に、回折輪帯のピッチは、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、光路差関数Φ（ｈ）は単位をｍｍとして〔数１〕で表される。
【数１】
【００４２】
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、光路差関数において、関数値が主波長λの整数倍を超える毎に輪帯が刻まれる。
【００４３】
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、主波長を０．５μ＝０．０００５ｍｍ、光路差関数の２次係数（２乗項）を−０．０５、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。
【００４４】
今、上記の定義を基にした場合、光路差関数の２次係数を零でない値とすることにより、光軸に近い、いわゆる近軸領域での色収差を補正することができる。また、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、２波長間での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、２波長間で、球面収差の差を極めて小さくすることもできるし、光学的仕様に必要な差を設けることも可能であるということを意味する。
【００４５】
以下、図面を参照して、まず、本発明の光ピックアップ装置の構成例を具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る光ピックアップ用光学系を含む光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。図１に示す光ピックアップ装置は、第１の光ディスク（情報記録媒体）再生用の第１光源である半導体レーザ１１１と、第２の光ディスク（情報記録媒体）再生用の第２光源である半導体レーザ１１２とを有しており、すなわち、互いに波長の異なるレーザ光を射出することができる。なお光ディスクの一方の基板厚さは、０．６±０．１ｍｍであり、他方の基板厚さは１．２±０．１ｍｍである。
【００４６】
まず第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、出射された光束は、両半導体レーザ１１１、１１２からの出射光の合成手段であるビームスプリッタ１９を透過し、偏光ビームスプリッタ１２、コリメータ１３、１／４波長板１４を透過して円偏光の平行光束となる。この光束は絞り１７によって絞られ、対物レンズ１６により第１の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。
【００４７】
情報記録面２２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１６、絞り１７、１／４波長板１４、コリメータ１３を透過して、偏光ビームスプリッタ１２に入射し、ここで反射してシリンドリカルレンズ１８により非点収差が与えられ、光検出器３０上ヘ入射し、その出力信号を用いて、第１光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００４８】
また、光検出器３０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。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１光ディスク２０の記録面２２上に結像するように対物レンズ１６を移動させると共に、半導体レーザ１１１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１６を移動させる。
【００４９】
一方、第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２からビームを出射し、出射された光束は、光合成手段であるビームスプリッタ１９で反射され、上記第１半導体１１１からの光束と同様、偏光ビームスプリッタ１２、コリメータ１３、１／４波長板１４、絞り１７、対物レンズ１６を介して第２の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。
【００５０】
情報記録面２２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１６、絞り１７、１／４波長板１４、コリメータ１３、偏光ビームスプリッタ１２、シリンドリカルレンズ１８を介じて、光検出器３０上へ入射し、その出力情号を用いて、第２光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５１】
また、第１の光ディスクの場合と同様、光検出器３０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い、２次元アクチュエータ１５により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６を移動させる。
【００５２】
（実施例）
本実施の形態にかかる対物レンズの実施例を以下に記す。
回折面を形成するベースとなる非球面を次式で表す。
【数２】
ただし、κ：円錐係数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０．．．：非球面係数
以下の実施例では、それぞれの２つの光源波長に対して、１次光を用いて収差補正をしている。
【００５３】
実施例１，２において、以下の表に示す値を用いた。
【表１】
ただし、
ｐｆ：最大ＮＡにおける回折輪帯のピッチ
ｐｈ：最大ＮＡの１／２のＮＡにおける回折輪帯のピッチ
θ：一方の光ディスクに対して、対物レンズ１６の光軸と、半導体レーザ１１１又は１１２から対物レンズ１６に入射する主光線とのなす角
【００５４】
（１）実施例１
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３ｍｍ 像側開口数 ＮＡ＝０．６０ 無限仕様
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３５ｍｍ 像側開口数 ＮＡ＝０．６０ 無限仕様
非球面係数
非球面１
κ＝−１．３２８８
Ａ4＝９．９４６７×１０-3
Ａ6＝−５．８２１５×１０-4
Ａ8＝３．０１０９×１０-5
Ａ10＝１．８４６３×１０-5
非球面２
κ＝−１．２４４０
Ａ4＝１．３５７６×１０-2
Ａ6＝−４．１８３５×１０-3
Ａ8＝６．０４０７×１０-4
Ａ10＝−５．０１７３×１０-5
回折面係数１（基準波長６５０ｎｍ）
ｂ2＝１．５５８２×１０-3
ｂ4＝−５．３４０４×１０-4
ｂ6＝−３．６９９８×１０-4
ｂ8＝３．０２１８×１０-5
ｂ10＝１．３１２６×１０-5
回折面係数２
ｂ2＝−４．０９７０×１０-3
ｂ4＝３．９０８６×１０-4
ｂ6＝−１．７１７０×１０-4
ｂ8＝−１．７３８７×１０-5
ｂ10＝１．２６８０×１０-5
【００５５】
【表２】
【００５６】
本実施例にかかる対物レンズの光路図を図２に示し、第１の波長（６４０〜６６０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図を図２に示し、第２の波長（７７０〜７９０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図を図３に示す。本実施例によれば、収差が良好に補正されている。
【００５７】
（２）実施例２
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３ｍｍ 像側開口数 ＮＡ＝０．６０ 無限仕様
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．２７ｍｍ 像側開口数 ＮＡ＝０．６０ 無限仕様
非球面係数
非球面１
κ＝−１．５２９３
Ａ4＝１．０３２１×１０-2
Ａ6＝−５．３３９７×１０-5
Ａ8＝−３．２７６１×１０-4
Ａ10＝７．８８３４×１０-5
非球面２
κ＝７４．９３９
Ａ4＝３．９７８９×１０-3
Ａ6＝−２．２７１５×１０-3
Ａ8＝１．０５５６×１０-3
Ａ10＝−２．０７１４×１０-4
回折面係数１（基準波長６５０ｎｍ）
ｂ2＝１．４７１２×１０-4
ｂ4＝−１．４５１８×１０-3
ｂ6＝−１．９８５９×１０-5
ｂ8＝−１．１２８２×１０-4
ｂ10＝３．５７９３×１０-5
回折面係数２
ｂ2＝−２．６８１５×１０-2
ｂ4＝５．８０５０×１０-3
ｂ6＝−８．６１４９×１０-4
ｂ8＝−３．０２６０×１０-4
ｂ10＝１．０３３４×１０-4
【００５８】
【表３】
【００５９】
本実施例にかかる対物レンズの光路図を図５に示し、第１の波長（６４０〜６６０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図を図６に示し、第２の波長（７７０〜７９０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図を図７に示す。本実施例によれば、収差が良好に補正されている。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、１つのチップで波長の異なる２つのレーザ光を射出できるレーザ光源を用いた光ピックアップ装置、及びそれに適した対物レンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光ピックアップ用光学系を含む光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】第１実施例にかかる対物レンズの光路図である。
【図３】第１実施例にかかる対物レンズの、第１の波長（６４０〜６６０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図である。
【図４】第１実施例にかかる対物レンズの、第２の波長（７７０〜７９０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図である。
【図５】第２実施例にかかる対物レンズの光路図である。
【図６】第２実施例にかかる対物レンズの、第１の波長（６４０〜６６０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図である。
【図７】第２実施例にかかる対物レンズの、第２の波長（７７０〜７９０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図である。
【符号の説明】
１２ 偏光ビームスプリッタ
１３ コリメータ
１４ １／４波長板
１５ ２次元アクチュエータ
１６ 対物レンズ
１７ 絞り
１８ シリンドリカルレンズ
２１ 光ディスクの透明基板
２２ 情報記録面
１８ 凹レンズ
１９ 光検出器
１１１、１１２ 半導体レーザ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクなどの情報記録媒体に、情報を記録もしくは再生する光学式記録再生装置の光ピックアップ装置、及びその対物レンズに関し、特に波長の異なる２つの光源を用いて、基板厚の異なる２つの情報記録媒体に情報を記録もしくは再生する光学式記録再生装置に好適な光ピックアップ装置、及びその対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、従来の光情報記録媒体であるＣＤと同程度の大きさで、記録密度を大幅に高めたＤＶＤが開発され、その普及が急速に進んでいる。ＤＶＤを再生するためには、光源の波長が６３５nmないし６６０nｍのレーザを使用し、レーザからの発散光束はコリメートレンズで一度平行光束にされてから光情報記録媒体側の開口数（ＮＡ）が０．６の対物レンズに入射され、光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光される。
【０００３】
ところで、ＤＶＤの再生用光ピックアップ装置は、既に情報が記録されているＣＤやＣＤ−Ｒから情報を読み取って再生も行えるものでなくては実用性に乏しい。ところが、ＤＶＤとＣＤとでは、透明基板の厚さが異なっており、又再生用ピックアップ装置の対物レンズにおける光情報記録媒体側の開口数ＮＡが異なっているという実情がある。またＣＤ−Ｒはそれに加えて、波長が６３５ｎｍないし６６０ｎｍの光を吸収してしまうため、ＤＶＤとＣＤ−Ｒの互換性を有する光ピックアップ装置には、波長が６３５ｎｍないし６６０ｎｍのレーザと、波長が７８０ｎｍのレーザの二つを搭載する必要があるという実情もある。
【０００４】
このようなＤＶＤとＣＤ等の互換再生装置においても、コストダウンとコンパクト化のために、ＤＶＤの再生及びＣＤやＣＤ−Ｒの再生において、一つの対物レンズで兼用する様々な技術が開発され実用化されている（例えば特開平１１−９６５８５号公報参照）。
【０００５】
このような対物レンズは、透明基板厚の薄いＤＶＤに対しては、波長が６３５ｎｍないし６６０ｎｍのレーザ光を用いて再生し、透明基板厚の厚いＣＤやＣＤ−Ｒに対しては波長が７８０ｎｍのレーザ光を用いて再生できるように、各レーザ光について、球面収差及びコマ収差が良好に補正されている必要がある。
【０００６】
一方、最近は１つのチップで波長の異なる２つのレーザ光を射出できるレーザ光源が開発されている。かかるレーザ光源をＤＶＤとＣＤ等の互換再生装置において用いれば、レーザ光源を複数個設ける必要がなくなり、スペースやコストの削減を図れる。ところが、かかるレーザ光源を、一方の波長のレーザ光を対物レンズの光軸に沿って入射させるように配置した場合、他方の波長のレーザ光は対物レンズの光軸に対しわずかながら傾いて入射するという特性がある。かかる特性によれば、光軸に対し傾いて入射するレーザ光にコマ収差が発生するという問題がある。従って、このようなレーザ光源に対して用いる対物レンズにおいては、特にコマ収差を実用可能なレベルまで小さくさせることができるかが問題となる。
【０００７】
かかる問題に対し、近年において、レンズの表面に位相差を与えるレリーフ状の輪帯を設けた回折レンズが開発されている。かかる回折レンズを、上述したＤＶＤとＣＤ等の互換再生装置にかかる光学系に用いれば、回折による偏向角が波長によって変わるという特性を利用して、レーザ光の波長と基板厚とが異なる条件においても、球面収差を良好に補正することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような回折レンズを用いたとしても、レーザ光の波長と基板厚とが異なる条件においてコマ収差を良好に補正することは、設計上の制約から困難であった。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑み、レーザ光の波長と基板厚とが異なる条件において、十分に収差が補正された対物レンズと、かかる対物レンズを用いた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
更に本発明は、１つのチップで波長の異なる２つのレーザ光を射出できるレーザ光源を用いた光ピックアップ装置に適した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に記載の対物レンズは、光ピックアップ装置に用いられる単玉の対物レンズであって、透明基板の厚さの異なる２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの波長の各光に対して発生する回折光の中で最も回折効率が高い回折光の次数が一致する回折面を両面に有し、かつ前記情報記録媒体の情報記録面上の波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、前記回折面のうち少なくとも一面の回折面が次式を満たすことを特徴とする。
０．４≦│（ｐｈ／ｐｆ）−２│≦２５ （１）
ただし、
ｐｆ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数における回折輪帯のピッチ
ｐｈ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数の１／２の開口数における回折輪帯のピッチ
【００１２】
本発明においては、対物レンズに少なくとも２面の回折面を設けることによって、ＤＶＤなどの第１の情報記録媒体と、ＣＤなどの第２の情報記録媒体の双方に対し、情報の記録又は再生が可能となるように、対物レンズの収差補正を行うようにしている。より具体的には、情報記録媒体の基板厚が異なることによる球面収差及び正弦条件の差を、回折面における回折による偏向角が波長によって変わることを利用して補正しようとするものである。
【００１３】
更に、上記式（１）によれば、回折輪帯のピッチすなわち光軸に垂直な方向の輪帯の間隔を規定することができる。回折面光路差関数がｈの２乗の項しか有しないならば、（ｐｈ／ｐｆ）−２＝０となる。これに対し、２つの基板厚が異なることによる球面収差の差を、回折を利用して良好に補正するためには、光路差関数の高次の項を用いることが望ましいので、従って、（ｐｈ／ｐｆ）−２は、０からある程度離れた値とすると良い。ここで、０．４≦（ｐｈ／ｐｆ）−２としたのは、かかる下限値を下回ると高次の球面収差を補正する回折の作用が弱まり、基板厚及び波長が異なることによる球面収差の差を回折の作用で補正することが困難となるからである。
【００１４】
一方、（ｐｈ／ｐｆ）−２≦２５としたのは、かかる上限値を上回ると回折輪帯のピッチが過小となる部分が生じ、回折効率の高いレンズを製造することが困難となるからである。
【００１５】
かかる対物レンズは、屈折パワーを有するレンズの表面に、さらに回折のための微細構造（レリーフ）を形成したものである。このとき、回折のための微細構造の包絡面がレンズの屈折面形状となる。例えば、非球面単玉対物レンズの両面に、いわゆるブレーズ型の回折面が設けられたものであって、子午断面が鋸歯状となる輪帯が全面に設けられたレンズであってよい。
【００１６】
すなわち、本明細書中で用いる回折面とは、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、回折によって光束を集光あるいは発散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。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。本発明において、上記の回折面を少なくとも２面以上対物レンズに設けたものである。好ましくは２面である。
【００１７】
また、回折効率は、全回折光に対するそれぞれの次数の回折光の光量の割合を回折面の形状（レリーフの形状）に基づき、また照射する光の波長を所定の波長に設定したシュミレーションによる計算で求めることができる。
【００１８】
本発明において同じ次数の回折光を発生させるとは、２つの波長の光のそれぞれに対しての発生する回折光の中で最も回折光率が高い次数が一致していることをいう。ここで次数が一致とは、回折光の次数が符号を含めて同じであることをいう。
【００２０】
また、請求項１に記載の対物レンズは、透明基板の厚さの異なる２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの波長の各光に対して同じ次数の回折光を発生させる回折面を両面に有し、かつ前記情報記録媒体の情報記録面上の波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であるので、異なる厚さの透明基板を有する情報記録媒体に情報の記録又は再生を行うための光ピックアップ装置に好適である。
【００２４】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、互いに異なる波長の光を出力する少なくとも２つの光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光するための単玉の対物レンズと、前記情報記録媒体からの透過光或いは反射光を検出する光検出器とを有する光ピックアップ装置において、
前記対物レンズは、透明基板の厚さの異なる２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの波長の各光に対して発生する回折光の中で最も回折効率が高い回折光の次数が一致する回折面を両面に有し、かつ前記情報記録媒体の情報記録面上の波面収差がそれぞれ０．０７λｒｍｓ以下であり、
前記回折面のうち少なくとも一面の回折面が次式を満たすことを特徴とするものである。
０．４≦│（ｐｈ／ｐｆ）−２│≦２５
ただし、
ｐｆ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数における回折輪帯のピッチ
ｐｈ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数の１／２の開口数における回折輪帯のピッチ
【００２５】
これにより、異なる波長の光を用いて異なる厚さの透明基板を有する情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行うことができる。
【００３０】
前記情報記録媒体の一方の透明基板の厚さは、０．６±０．１ｍｍであり、他方の透明基板の厚さは１．２±０．１ｍｍである。
【００３１】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズの光軸と、前記光源から前記対物レンズに入射する主光線とのなす角θが、少なくとも１つの情報記録媒体に対して次式を満たすことを特徴とするものである。
０．１°≦θ≦１．０° （３）
【００３２】
更に、上記式（３）によれば、１つのチップで波長の異なる２つのレーザ光を射出できるレーザ光源を便用する場合に、少なくとも一方の情報記録媒体に対して、対物レンズの光軸と対物レンズに入射する主光線とのなす角θについての望ましい範囲を定めることができる。ここで、２つの発光点が所定の間隔、例えば０．１ｍｍ程度離れたレーザ光を用いるとき、０．１°≦θとしたのは、かかる下限値を下回ると光学系が長くなって、光ピックアップ装置が大きくなりすぎるからである。一方、θ≦１．０°としたのは、かかる上限値を上回ると、対物レンズの軸外特性の補正が難しくなるからである。
【００３３】
本明細書中において、「対物レンズ」とは、狭義には光情報記録媒体に最も近い位置においてこれと対向配置される集光作用を有するレンズを指し、広義には光情報記録媒体に対向する位置に配置され、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を指すものとする。
【００３４】
本明細書において、最大開口数とは、実使用上の開口数のうち最大のものを意味する。すなわち、複数の光情報記録媒体に対して互換的に用いる光ピックアップ装置の場合、複数の実使用上の開口数が定義されるが、この最大のものを最大開口数とする。ここで、実使用上の開口数とは、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を意味し、それぞれの光情報記録媒体に対して情報の記録または再生をするための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に相当する。
【００３５】
このように本明細書では、実使用上の開口数を光情報記録媒体の規格で規定するので、ピックアップ装置の対物レンズを通る実際の光束の光記録情報媒体側の開口数が、実使用上の開口数より大きくてもよい。
【００３６】
本明細書中において、光情報記録媒体としては、例えば、CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種ＣＤ、DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW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のみならず、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。
【００３７】
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。本発明の光学系は、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。
【００３８】
本発明の光ピックアップ装置は、例えばＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＤ等の光情報記録媒体に対してコンパチブルな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。
【００３９】
本発明の光ピックアップ装置用光学系は、光源からの発散光束をほぼ平行光に変換するためのコリメータと該平行光を光情報記録面に集光するための対物レンズで構成しても良く、また光源からの発散光束の角度を発散光束または収束光束に変換するための変換レンズ（カップリングレンズ）と変換レンズからの光束を光情報記録面に集光するための対物レンズで構成してもよく、または光源からの発散光束を光情報記録面に集光するための対物レンズ（有限共役型対物レンズ）のみで構成してもよい。
【００４０】
【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。
【００４１】
一般に、回折輪帯のピッチは、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、光路差関数Φ（ｈ）は単位をｍｍとして〔数１〕で表される。
【数１】
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、光路差関数において、関数値が主波長λの整数倍を超える毎に輪帯が刻まれる。
【００４３】
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、主波長を０．５μ＝０．０００５ｍｍ、光路差関数の２次係数（２乗項）を−０．０５、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。
【００４４】
今、上記の定義を基にした場合、光路差関数の２次係数を零でない値とすることにより、光軸に近い、いわゆる近軸領域での色収差を補正することができる。また、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、２波長間での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、２波長間で、球面収差の差を極めて小さくすることもできるし、光学的仕様に必要な差を設けることも可能であるということを意味する。
【００４５】
以下、図面を参照して、まず、本発明の光ピックアップ装置の構成例を具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る光ピックアップ用光学系を含む光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。図１に示す光ピックアップ装置は、第１の光ディスク（情報記録媒体）再生用の第１光源である半導体レーザ１１１と、第２の光ディスク（情報記録媒体）再生用の第２光源である半導体レーザ１１２とを有しており、すなわち、互いに波長の異なるレーザ光を射出することができる。なお光ディスクの一方の基板厚さは、０．６±０．１ｍｍであり、他方の基板厚さは１．２±０．１ｍｍである。
【００４６】
まず第１の光ディスクを再生する場合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、出射された光束は、両半導体レーザ１１１、１１２からの出射光の合成手段であるビームスプリッタ１９を透過し、偏光ビームスプリッタ１２、コリメータ１３、１／４波長板１４を透過して円偏光の平行光束となる。この光束は絞り１７によって絞られ、対物レンズ１６により第１の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。
【００４７】
情報記録面２２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１６、絞り１７、１／４波長板１４、コリメータ１３を透過して、偏光ビームスプリッタ１２に入射し、ここで反射してシリンドリカルレンズ１８により非点収差が与えられ、光検出器３０上ヘ入射し、その出力信号を用いて、第１光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００４８】
また、光検出器３０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。この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第１光ディスク２０の記録面２２上に結像するように対物レンズ１６を移動させると共に、半導体レーザ１１１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１６を移動させる。
【００４９】
一方、第２の光ディスクを再生する場合、第２半導体レーザ１１２からビームを出射し、出射された光束は、光合成手段であるビームスプリッタ１９で反射され、上記第１半導体１１１からの光束と同様、偏光ビームスプリッタ１２、コリメータ１３、１／４波長板１４、絞り１７、対物レンズ１６を介して第２の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。
【００５０】
情報記録面２２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１６、絞り１７、１／４波長板１４、コリメータ１３、偏光ビームスプリッタ１２、シリンドリカルレンズ１８を介じて、光検出器３０上へ入射し、その出力情号を用いて、第２光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５１】
また、第１の光ディスクの場合と同様、光検出器３０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い、２次元アクチュエータ１５により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６を移動させる。
【００５２】
（実施例）
本実施の形態にかかる対物レンズの実施例を以下に記す。
回折面を形成するベースとなる非球面を次式で表す。
【数２】
以下の実施例では、それぞれの２つの光源波長に対して、１次光を用いて収差補正をしている。
【００５３】
実施例１，２において、以下の表に示す値を用いた。
【表１】
ｐｆ：最大ＮＡにおける回折輪帯のピッチ
ｐｈ：最大ＮＡの１／２のＮＡにおける回折輪帯のピッチ
θ：一方の光ディスクに対して、対物レンズ１６の光軸と、半導体レーザ１１１又は１１２から対物レンズ１６に入射する主光線とのなす角
【００５４】
（１）実施例１
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３ｍｍ 像側開口数 ＮＡ＝０．６０ 無限仕様
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３５ｍｍ 像側開口数 ＮＡ＝０．６０ 無限仕様
非球面係数
非球面１
κ＝−１．３２８８
Ａ4＝９．９４６７×１０-3
Ａ6＝−５．８２１５×１０-4
Ａ8＝３．０１０９×１０-5
Ａ10＝１．８４６３×１０-5
非球面２
κ＝−１．２４４０
Ａ4＝１．３５７６×１０-2
Ａ6＝−４．１８３５×１０-3
Ａ8＝６．０４０７×１０-4
Ａ10＝−５．０１７３×１０-5
回折面係数１（基準波長６５０ｎｍ）
ｂ2＝１．５５８２×１０-3
ｂ4＝−５．３４０４×１０-4
ｂ6＝−３．６９９８×１０-4
ｂ8＝３．０２１８×１０-5
ｂ10＝１．３１２６×１０-5
回折面係数２
ｂ2＝−４．０９７０×１０-3
ｂ4＝３．９０８６×１０-4
ｂ6＝−１．７１７０×１０-4
ｂ8＝−１．７３８７×１０-5
ｂ10＝１．２６８０×１０-5
【００５５】
【表２】
本実施例にかかる対物レンズの光路図を図２に示し、第１の波長（６４０〜６６０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図を図２に示し、第２の波長（７７０〜７９０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図を図３に示す。本実施例によれば、収差が良好に補正されている。
【００５７】
（２）実施例２
光源波長λ＝６５０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．３３ｍｍ 像側開口数 ＮＡ＝０．６０ 無限仕様
光源波長λ＝７８０ｎｍのとき
焦点距離ｆ＝３．２７ｍｍ 像側開口数 ＮＡ＝０．６０ 無限仕様
非球面係数
非球面１
κ＝−１．５２９３
Ａ4＝１．０３２１×１０-2
Ａ6＝−５．３３９７×１０-5
Ａ8＝−３．２７６１×１０-4
Ａ10＝７．８８３４×１０-5
非球面２
κ＝７４．９３９
Ａ4＝３．９７８９×１０-3
Ａ6＝−２．２７１５×１０-3
Ａ8＝１．０５５６×１０-3
Ａ10＝−２．０７１４×１０-4
回折面係数１（基準波長６５０ｎｍ）
ｂ2＝１．４７１２×１０-4
ｂ4＝−１．４５１８×１０-3
ｂ6＝−１．９８５９×１０-5
ｂ8＝−１．１２８２×１０-4
ｂ10＝３．５７９３×１０-5
回折面係数２
ｂ2＝−２．６８１５×１０-2
ｂ4＝５．８０５０×１０-3
ｂ6＝−８．６１４９×１０-4
ｂ8＝−３．０２６０×１０-4
ｂ10＝１．０３３４×１０-4
【００５８】
【表３】
本実施例にかかる対物レンズの光路図を図５に示し、第１の波長（６４０〜６６０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図を図６に示し、第２の波長（７７０〜７９０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図を図７に示す。本実施例によれば、収差が良好に補正されている。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、１つのチップで波長の異なる２つのレーザ光を射出できるレーザ光源を用いた光ピックアップ装置、及びそれに適した対物レンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光ピックアップ用光学系を含む光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】第１実施例にかかる対物レンズの光路図である。
【図３】第１実施例にかかる対物レンズの、第１の波長（６４０〜６６０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図である。
【図４】第１実施例にかかる対物レンズの、第２の波長（７７０〜７９０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図である。
【図５】第２実施例にかかる対物レンズの光路図である。
【図６】第２実施例にかかる対物レンズの、第１の波長（６４０〜６６０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図である。
【図７】第２実施例にかかる対物レンズの、第２の波長（７７０〜７９０ｎｍ）のレーザ光に対する球面収差及び正弦条件の収差図である。
【符号の説明】
１２ 偏光ビームスプリッタ
１３ コリメータ
１４ １／４波長板
１５ ２次元アクチュエータ
１６ 対物レンズ
１７ 絞り
１８ シリンドリカルレンズ
２１ 光ディスクの透明基板
２２ 情報記録面
１８ 凹レンズ
１９ 光検出器
１１１、１１２ 半導体レーザ
Claims (3)
- 光ピックアップ装置に用いられる単玉の対物レンズであって、
透明基板の厚さの異なる２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの波長の各光に対して発生する回折光の中で最も回折効率が高い回折光の次数が一致する回折面を両面に有し、かつ前記情報記録媒体の情報記録面上の波面収差が０．０７λｒｍｓ以下であり、
前記回折面のうち少なくとも一面の回折面が次式を満たすことを特徴とする対物レンズ。
０．４≦│（ｐｈ／ｐｆ）−２│≦２５
ただし、
ｐｆ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数における回折輪帯のピッチ
ｐｈ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数の１／２の開口数における回折輪帯のピッチ - 互いに異なる波長の光を出力する少なくとも２つの光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上に集光するための単玉の対物レンズと、前記情報記録媒体からの透過光或いは反射光を検出する光検出器とを有する光ピックアップ装置において、
前記対物レンズは、透明基板の厚さの異なる２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの波長の各光に対して発生する回折光の中で最も回折効率が高い回折光の次数が一致する回折面を両面に有し、かつ前記情報記録媒体の情報記録面上の波面収差がそれぞれ０．０７λｒｍｓ以下であり、
前記回折面のうち少なくとも一面の回折面が次式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
０．４≦│（ｐｈ／ｐｆ）−２│≦２５
ただし、
ｐｆ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数における回折輪帯のピッチ
ｐｈ：２つの情報記録媒体にそれぞれ対応する２つの開口数のうち大きい方の開口数の１／２の開口数における回折輪帯のピッチ - 前記対物レンズの光軸と、前記光源から前記対物レンズに入射する主光線とのなす角θが、少なくとも１つの情報記録媒体に対して次式を満たす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。
０．１°≦θ≦１．０°
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