JP5076747B2 - Objective lens for optical disc and optical disc apparatus - Google Patents

Objective lens for optical disc and optical disc apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5076747B2
JP5076747B2 JP2007227231A JP2007227231A JP5076747B2 JP 5076747 B2 JP5076747 B2 JP 5076747B2 JP 2007227231 A JP2007227231 A JP 2007227231A JP 2007227231 A JP2007227231 A JP 2007227231A JP 5076747 B2 JP5076747 B2 JP 5076747B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
diffractive optical
objective lens
optical
refractive index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007227231A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009059442A (en
Inventor
憲三郎 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2007227231A priority Critical patent/JP5076747B2/en
Publication of JP2009059442A publication Critical patent/JP2009059442A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5076747B2 publication Critical patent/JP5076747B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lenses (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

本発明は、対物レンズ及び光ディスク装置に関し、特にCD、DVD、ブルーレイディスクなどの光ディスク用のピックアップレンズに関するものである。   The present invention relates to an objective lens and an optical disc apparatus, and more particularly to a pickup lens for an optical disc such as a CD, a DVD, or a Blu-ray disc.

一般に、光学系では、光学性能の向上のために、特に収差の発生を抑えて結像性能を向上させるために、屈折を利用する屈折光学素子(主としてガラスにより形成されるレンズ)が用いられている。この場合、基準スペクトル線に関するザイデルの5収差及び色収差を十分に抑えるために、収差補正の自由度を増す必要があり、光学系を構成するレンズの枚数がやむを得ず増えてしまう。   In general, in an optical system, a refractive optical element (mainly a lens made of glass) that uses refraction is used to improve optical performance, in particular, to suppress the occurrence of aberrations and improve imaging performance. Yes. In this case, in order to sufficiently suppress Seidel's five aberrations and chromatic aberration related to the reference spectral line, it is necessary to increase the degree of freedom of aberration correction, and the number of lenses constituting the optical system is inevitably increased.

小型軽量化すべき光ディスク用対物レンズ(ピックアップレンズ)においても、光学性能を向上させようとすると、光学系を構成するレンズの枚数が増える傾向がある。また、光学系の色収差を十分に補正するには、屈折率や分散の異なる複数の光学材料を用いる必要があり、比重の大きな光学材料(ガラス)も用いざるを得なくなり、光学系の大型化および重量化を招き易い。そこで、光ディスク用対物レンズに回折光学素子(回折格子)を組み込んで、色収差を補正したり、球面収差などを補正したりする試みが行われている。   Even in an objective lens (pickup lens) for an optical disk that should be reduced in size and weight, if the optical performance is to be improved, the number of lenses constituting the optical system tends to increase. In addition, in order to sufficiently correct the chromatic aberration of the optical system, it is necessary to use a plurality of optical materials having different refractive indexes and dispersions, and it is necessary to use an optical material (glass) having a large specific gravity, which increases the size of the optical system. In addition, it is easy to invite weight. Therefore, attempts have been made to correct chromatic aberration or spherical aberration by incorporating a diffractive optical element (diffraction grating) into the objective lens for an optical disk.

しかしながら、いわゆる単層型の回折格子を光ディスク用対物レンズに組み込んでも、波長の広帯域に亘って回折効率を高めることはできない。その結果、複数種類の光ディスクに対応しようとすると、異なる複数の波長の光に対して光電変換された信号の強度が弱くなり、ひいてはSN比が劣化し易い。近年では、CD、DVD、ブルーレイディスクなどの複数種類の光ディスクに対して異なる複数の波長の光を用いる機器が増えており、広い波長域に亘って良好に色消しされた光ディスク用対物レンズが求められている。   However, even if a so-called single layer type diffraction grating is incorporated in an objective lens for an optical disk, the diffraction efficiency cannot be increased over a wide wavelength range. As a result, when trying to cope with a plurality of types of optical disks, the intensity of signals photoelectrically converted with respect to light of a plurality of different wavelengths is weakened, and the SN ratio is likely to deteriorate. In recent years, an increasing number of devices use light of a plurality of different wavelengths for a plurality of types of optical disks such as CDs, DVDs, and Blu-ray discs, and there is a need for objective lenses for optical disks that are well achromatic over a wide wavelength range. It has been.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、広い波長域に亘って良好に色消しされた小型で軽量の光ディスク用対物レンズを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a small and lightweight objective lens for an optical disc that is satisfactorily achromatic over a wide wavelength range.

前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、光ディスク用の対物レンズにおいて、
0.4以上の開口数を有し、
第1回折光学面を有する正レンズと、第2回折光学面を有する負レンズとを備える回折光学素子を含み、
前記正レンズおよび前記負レンズのうち、一方のレンズは相対的に高屈折率低分散の光学材料により形成され、他方のレンズは相対的に低屈折率高分散の光学材料により形成され、
前記第1回折光学面と前記第2回折光学面は、当該対物レンズの光軸に関して回転対称な鋸歯状の断面をそれぞれ有するとともに、前記第1回折光学面と前記第2回折光学面とが互いに対向するように配置され、前記第1、第2回折光学面の格子高hは、所定の波長の光に対して回折効率が1.0になるよう共に決定され、
前記正レンズは両凸レンズであり、
前記正レンズの光軸に沿った厚さおよび前記負レンズの光軸に沿った厚さのうちの小さい方の厚さをDmとするとき、
0.05<h/Dm<1.0
の条件を満たしていることを特徴とする対物レンズを提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, in an objective lens for an optical disc,
Having a numerical aperture of 0.4 or more,
A diffractive optical element comprising a positive lens having a first diffractive optical surface and a negative lens having a second diffractive optical surface;
Of the positive lens and the negative lens, one lens is formed of an optical material having a relatively high refractive index and low dispersion, and the other lens is formed of an optical material having a relatively low refractive index and high dispersion,
The first diffractive optical surface and the second diffractive optical surface have sawtooth-shaped cross sections that are rotationally symmetric with respect to the optical axis of the objective lens, and the first diffractive optical surface and the second diffractive optical surface are The grating heights h of the first and second diffractive optical surfaces are determined so as to have a diffraction efficiency of 1.0 with respect to light of a predetermined wavelength,
The positive lens is a biconvex lens;
When the thickness of the positive lens along the optical axis and the thickness of the negative lens along the optical axis is Dm,
0.05 <h / Dm <1.0
An objective lens characterized by satisfying the above conditions is provided.

本明細書において、「第1回折光学面と第2回折光学面とが互いに対向するように配置され」ているという表現は、「第1回折光学面と第2回折光学面とが互いに接するように配置され」ている状態と、「第1回折光学面と第2回折光学面とが間隔を隔てて対向するように配置され」ている状態とを含む広い概念に対応している。   In this specification, the expression “arranged so that the first diffractive optical surface and the second diffractive optical surface face each other” means that the first diffractive optical surface and the second diffractive optical surface are in contact with each other. It corresponds to a wide concept including a state of “arranged” and a state of “arranged so that the first diffractive optical surface and the second diffractive optical surface face each other with a gap”.

本発明の第2形態では、第1形態の対物レンズを備えていることを特徴とする光ディスク装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical disc apparatus including the objective lens according to the first aspect.

本発明の光ディスク用対物レンズでは、正レンズと負レンズとにより、色収差の補正に有利なダブレットを形成している。そして、この正レンズと負レンズとの間に、広い波長域に亘る色収差の補正に有利な複層型の回折光学面を形成している。その結果、本発明では、正レンズと負レンズとにより形成されたダブレットによる色消し作用と、正レンズと負レンズとの間に形成された複層型の回折光学面による色消し作用とにより、広い波長域に亘って良好に色消しされた小型で軽量の光ディスク用対物レンズを実現することができる。   In the objective lens for an optical disk according to the present invention, a doublet advantageous for correcting chromatic aberration is formed by a positive lens and a negative lens. A multilayer diffractive optical surface that is advantageous for correcting chromatic aberration over a wide wavelength region is formed between the positive lens and the negative lens. As a result, in the present invention, by the achromatic action by the doublet formed by the positive lens and the negative lens, and the achromatic action by the multilayer diffractive optical surface formed between the positive lens and the negative lens, A small and lightweight objective lens for an optical disc that is satisfactorily achromatic over a wide wavelength range can be realized.

本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。以下、本発明の具体的な説明に先立って、本発明に関連する技術的事項について説明する。従来、屈折光学系や反射光学系では達し得ない高性能化・小型化などを目指して、例えば光ディスク用のピックアップレンズなどの光学系に回折光学面を組み込む試みが種々行われてきた。ただし、単層型の回折光学素子では、設計波長から外れた波長の光に対する回折フレアの発生が多くなり、画質・結像性能が損なわれ易い。その結果、単層型の回折光学素子の適用は、例えば単一波長のレーザー光や狭い波長域のレーザー光などを使用光とする光学系に限られていた。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, prior to specific description of the present invention, technical matters related to the present invention will be described. Conventionally, various attempts have been made to incorporate a diffractive optical surface into an optical system such as a pickup lens for an optical disk, for example, aiming at high performance and miniaturization that cannot be achieved by a refractive optical system and a reflective optical system. However, in the single-layer type diffractive optical element, diffraction flare is generated with respect to light having a wavelength deviating from the design wavelength, and the image quality and imaging performance are easily impaired. As a result, the application of single-layer diffractive optical elements has been limited to optical systems that use, for example, single-wavelength laser light or narrow-wavelength laser light.

近年、複層型(または積層型)と呼ばれる回折光学素子が提案されている。複層型の回折光学素子は、例えば光軸に関して回転対称な鋸歯状に形成された回折光学面を有する複数の回折光学要素(回折光学部材)を、互いに分離あるいは密着させた形態で積層させることにより構成されている。複層型の回折光学素子は、所望の広波長領域(例えば可視光領域)の全体に亘って高い回折効率を確保し、ひいては良好な波長特性を確保することができるという特徴を有する。   In recent years, a diffractive optical element called a multilayer type (or laminated type) has been proposed. For example, a multilayer diffractive optical element is formed by laminating a plurality of diffractive optical elements (diffractive optical members) having a diffractive optical surface formed in a sawtooth shape rotationally symmetric with respect to an optical axis in a form in which they are separated from each other or closely adhered It is comprised by. The multi-layer type diffractive optical element has a feature that high diffraction efficiency can be ensured over the entire desired wide wavelength region (for example, visible light region), and thus good wavelength characteristics can be ensured.

複層型の回折光学素子は、例えば図1に示すように、光の入射側に配置されて第1光学材料により形成された第1回折光学部材11と、光の射出側に配置されて第1光学材料とは屈折率および分散値の異なる第2光学材料により形成された第2回折光学部材12とにより構成されている。そして、第1回折光学部材11と第2回折光学部材12とが対向する一対の面11aおよび12aは、例えば光軸(不図示)に関して回転対称な鋸歯状の断面をそれぞれ有する。この場合、特定の2つの波長の光に対して同時に色消し条件を満足するように、第1回折光学部材11の回折光学面11aの格子高(溝の高さ)h1を所定の値に決定し、第2回折光学部材12の回折光学面12aの格子高h2を所定の値に決定することが可能である。   For example, as shown in FIG. 1, the multilayer diffractive optical element includes a first diffractive optical member 11 that is disposed on the light incident side and formed of the first optical material, and a first diffractive optical element that is disposed on the light exit side. One optical material is composed of a second diffractive optical member 12 formed of a second optical material having a different refractive index and dispersion value. The pair of surfaces 11a and 12a on which the first diffractive optical member 11 and the second diffractive optical member 12 face each have, for example, a sawtooth cross section rotationally symmetric with respect to the optical axis (not shown). In this case, the grating height (groove height) h1 of the diffractive optical surface 11a of the first diffractive optical member 11 is determined to be a predetermined value so that the achromatic condition is satisfied simultaneously for light of two specific wavelengths. The grating height h2 of the diffractive optical surface 12a of the second diffractive optical member 12 can be determined to a predetermined value.

その結果、複層型の回折光学素子では、特定の波長の光に対して回折効率が1.0になり、且つその他の波長の光に対してもかなり高い回折効率を得ることができる。ここで、回折効率とは、透過型の回折光学素子において、回折光学素子に入射する光の強度値I0と、回折光学素子を透過した光に含まれる一次回折光の強度値I1との割合η(=I1/I0)として定義される。このような複層型の構成を採用することにより、広波長域の光を使用光とする光学系に対して回折光学素子を適用することが可能になり、例えば白色光を使用する写真カメラの撮像レンズ等に回折光学素子を用いることも容易になる。 As a result, the multi-layer diffractive optical element has a diffraction efficiency of 1.0 for light of a specific wavelength, and can obtain a considerably high diffraction efficiency for light of other wavelengths. Here, the diffraction efficiency refers to the intensity value I 0 of the light incident on the diffractive optical element and the intensity value I 1 of the first-order diffracted light included in the light transmitted through the diffractive optical element in the transmission type diffractive optical element. It is defined as the ratio η (= I 1 / I 0 ). By adopting such a multilayer structure, it becomes possible to apply a diffractive optical element to an optical system that uses light in a wide wavelength range, for example, for a photographic camera that uses white light. It becomes easy to use a diffractive optical element for an imaging lens or the like.

特に、第1光学材料および第2光学材料について所定の条件を満たすことにより、第1回折光学部材11の回折光学面11aの格子高h1と第2回折光学部材12の回折光学面12aの格子高h2とを一致させることが可能になり、ひいては回折光学面11aと回折光学面12aとが互いに接するように配置された密着複層型の回折光学素子(回折格子)PFが得られる。密着複層型の回折光学素子では、一対の回折光学面が間隔を隔てて対向するように配置される分離複層型の回折光学素子に比して、回折光学面の格子高の誤差感度(公差)および回折光学面の面粗さの誤差感度(公差)がともに緩くなるという製造上のメリットがある。すなわち、密着複層型の回折光学素子は、生産性に優れ、量産性が高く、光学製品のコストダウンに好都合であるという利点を有する。   In particular, by satisfying predetermined conditions for the first optical material and the second optical material, the grating height h1 of the diffractive optical surface 11a of the first diffractive optical member 11 and the grating height of the diffractive optical surface 12a of the second diffractive optical member 12 are increased. h2 can be made coincident with each other, and as a result, a multi-layered diffractive optical element (diffraction grating) PF arranged so that the diffractive optical surface 11a and the diffractive optical surface 12a are in contact with each other is obtained. In the close-contact multilayer diffractive optical element, the error sensitivity of the grating height of the diffractive optical surface (as compared to the separated multilayer diffractive optical element in which a pair of diffractive optical surfaces are opposed to each other with a gap therebetween ( There is a manufacturing merit that both the tolerance (tolerance) and the error sensitivity (tolerance) of the surface roughness of the diffractive optical surface become loose. That is, the multi-contact diffractive optical element has the advantages of excellent productivity, high mass productivity, and favorable cost reduction for optical products.

複層型の回折光学素子を構成する2つの回折光学部材は、一方が相対的に高屈折率低分散の光学材料からなり、他方が相対的に低屈折率高分散の光学材料からなることが必要であるが、いずれの回折光学部材が光の入射側に配置されていても良い。特に、密着複層型の回折光学素子では、相対的に高屈折率低分散の光学材料と相対的に低屈折率高分散の光学材料との組合せの選定は重要である。密着複層型の回折光学素子について製造上の誤差感度を所望の程度まで緩くするには、2つの回折光学部材の屈折率差を0.45以下にすることが重要であり、0.2以下にすることが好ましい。   One of the two diffractive optical members constituting the multilayer diffractive optical element may be made of an optical material having a relatively high refractive index and low dispersion, and the other may be made of an optical material having a relatively low refractive index and high dispersion. Although necessary, any diffractive optical member may be arranged on the light incident side. In particular, in the contact multilayer type diffractive optical element, it is important to select a combination of a relatively high refractive index and low dispersion optical material and a relatively low refractive index and high dispersion optical material. In order to reduce the manufacturing error sensitivity to a desired level for the close-contact multilayer diffractive optical element, it is important to set the difference in refractive index between the two diffractive optical members to 0.45 or less, and 0.2 or less. It is preferable to make it.

以下、本発明の構成および作用について説明する。本発明の光ディスク用対物レンズ(ピックアップレンズ)は、0.4以上の開口数を有し、第1回折光学面を有する正レンズ(一方の回折光学部材に対応)と第2回折光学面を有する負レンズ(他方の回折光学部材に対応)とを備える回折光学素子を含んでいる。正レンズおよび負レンズのうち、一方のレンズは相対的に高屈折率低分散の光学材料により形成され、他方のレンズは相対的に低屈折率高分散の光学材料により形成されている。また、第1回折光学面と第2回折光学面とが互いに対向するように配置されている。すなわち、正レンズと負レンズとの間に複層型の回折光学面が形成され、正レンズと負レンズとは密着複層型の回折光学素子または分離複層型の回折光学素子を構成している。   Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described. An objective lens (pickup lens) for an optical disk according to the present invention has a positive lens (corresponding to one diffractive optical member) having a numerical aperture of 0.4 or more and having a first diffractive optical surface and a second diffractive optical surface. A diffractive optical element including a negative lens (corresponding to the other diffractive optical member) is included. Of the positive lens and the negative lens, one lens is made of an optical material having a relatively high refractive index and low dispersion, and the other lens is made of an optical material having a relatively low refractive index and high dispersion. Further, the first diffractive optical surface and the second diffractive optical surface are disposed so as to face each other. That is, a multilayer diffractive optical surface is formed between the positive lens and the negative lens, and the positive lens and the negative lens constitute a contact multilayer diffractive optical element or a separated multilayer diffractive optical element. Yes.

このように、本発明の光ディスク用対物レンズでは、正レンズと負レンズとにより、色収差の補正に有利なダブレットを形成している。そして、この正レンズと負レンズとの間に、広い波長域に亘る色収差の補正に有利な複層型の回折光学面を形成している。その結果、本発明では、正レンズと負レンズとにより形成されたダブレットによる色消し作用と、正レンズと負レンズとの間に形成された複層型の回折光学面による色消し作用とにより、広い波長域に亘って良好に色消しされた小型で軽量の光ディスク用対物レンズを実現することができる。   As described above, in the objective lens for an optical disk according to the present invention, the positive lens and the negative lens form a doublet that is advantageous for correcting chromatic aberration. A multilayer diffractive optical surface that is advantageous for correcting chromatic aberration over a wide wavelength region is formed between the positive lens and the negative lens. As a result, in the present invention, by the achromatic action by the doublet formed by the positive lens and the negative lens, and the achromatic action by the multilayer diffractive optical surface formed between the positive lens and the negative lens, A small and lightweight objective lens for an optical disc that is satisfactorily achromatic over a wide wavelength range can be realized.

ちなみに、開口数(NA)とは、例えば無限遠からの光に基づいて対物レンズにより形成される像の明るさ、すなわち像面照度を表す量であり、Nsinθで表される。ここで、Nは対物レンズと像面との間の媒質の屈折率であり、θは像面に達する光線の最大入射角である。開口数の値が大きいほど、明るいスポット像が得られる。また、開口数NAとFナンバーFNOとの間には、2×NA=1/FNOの関係が成り立つ。本発明は、NAが0.4以上の明るいピックアップレンズを対象としているが、より高い性能を発揮するには0.55以上の開口数を有することが望ましい。   Incidentally, the numerical aperture (NA) is, for example, an amount representing the brightness of an image formed by the objective lens based on light from infinity, that is, the image plane illuminance, and is represented by Nsinθ. Here, N is the refractive index of the medium between the objective lens and the image plane, and θ is the maximum incident angle of light rays reaching the image plane. The larger the numerical aperture, the brighter the spot image. Further, a relationship of 2 × NA = 1 / FNO is established between the numerical aperture NA and the F number FNO. The present invention is intended for a bright pickup lens having an NA of 0.4 or more, but it is desirable to have a numerical aperture of 0.55 or more in order to achieve higher performance.

なお、本発明の光ディスク用対物レンズでは、次の条件式(1)を満足することが好ましい。条件式(1)において、fは対物レンズの焦点距離であり、DTは対物レンズの光軸に沿った厚さ(軸上厚)である。
0.5<f/DT<10.0 (1)
In the objective lens for an optical disk of the present invention, it is preferable that the following conditional expression (1) is satisfied. In conditional expression (1), f is the focal length of the objective lens, and D T is the thickness (axial thickness) along the optical axis of the objective lens.
0.5 <f / D T <10.0 (1)

条件式(1)は、対物レンズの焦点距離fについて適切な範囲を対物レンズの軸上厚DTとの割合で規定している。条件式(1)の上限値を上回ると、焦点距離fが長くなり過ぎて、光軸方向の小型化を達成することが困難になるので好ましくない。また、所要の開口数(NA)を確保するには、対物レンズが径方向に大型化するとともに、球面収差が大きく発生して良好な光学性能が得られなくなるので好ましくない。 Conditional expression (1) defines an appropriate range for the focal length f of the objective lens in proportion to the axial thickness D T of the objective lens. Exceeding the upper limit of conditional expression (1) is not preferable because the focal length f becomes too long and it is difficult to achieve downsizing in the optical axis direction. In addition, it is not preferable to secure the required numerical aperture (NA) because the objective lens becomes large in the radial direction and large spherical aberration occurs, and good optical performance cannot be obtained.

一方、条件式(1)の下限値を下回ると、対物レンズの軸上厚DTが大きくなり過ぎて、対物レンズと物体(光ディスク)との間隔、すなわちワーキングディスタンスを十分確保することが困難になるだけでなく、レンズを形成する樹脂材料の複屈折による悪影響(スポットのボケなど)が発生する可能性が高くなるので好ましくない。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、条件式(1)の上限値を5.0に設定することが望ましい。また、条件式(1)の下限値を0.8に設定することが望ましい。 On the other hand, if the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the axial thickness DT of the objective lens becomes too large, and it becomes difficult to ensure a sufficient distance between the objective lens and the object (optical disk), that is, a working distance. In addition, the possibility of adverse effects (such as spot blurring) due to birefringence of the resin material forming the lens increases, which is not preferable. In addition, in order to fully demonstrate the effect of this invention, it is desirable to set the upper limit of conditional expression (1) to 5.0. In addition, it is desirable to set the lower limit of conditional expression (1) to 0.8.

また、本発明の光ディスク用対物レンズでは、次の条件式(2)を満足することが好ましい。条件式(2)において、fpは正レンズの焦点距離であり、fnは負レンズの焦点距離である。
0.03<|fp/fn|<4.0 (2)
In the objective lens for an optical disk of the present invention, it is preferable that the following conditional expression (2) is satisfied. In conditional expression (2), fp is the focal length of the positive lens, and fn is the focal length of the negative lens.
0.03 <| fp / fn | <4.0 (2)

条件式(2)は、正レンズと負レンズとの適切な屈折力配分を規定している。条件式(2)の上限値を上回ると、正レンズの屈折力が小さくなり過ぎて、短波長の色収差が補正不足になり易く、そのために回折光学面の屈折力を大きくする必要が生じるので好ましくない。一方、条件式(2)の下限値を下回ると、負レンズの屈折力が小さくなり過ぎて、短波長の色収差が補正不足になり易く、そのために回折光学面の屈折力を大きくする必要が生じるので好ましくない。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、条件式(2)の上限値を1.0に設定することが望ましい。また、条件式(2)の下限値を0.05に設定することが望ましい。また、本発明の効果をより十分に発揮するには、条件式(2)の上限値を0.45に設定することがより望ましい。また、条件式(2)の下限値を0.09に設定することがより望ましい。   Conditional expression (2) defines an appropriate refractive power distribution between the positive lens and the negative lens. If the upper limit value of conditional expression (2) is exceeded, the refractive power of the positive lens becomes too small, and short wavelength chromatic aberration tends to be undercorrected. For this reason, it is necessary to increase the refractive power of the diffractive optical surface. Absent. On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (2) is not reached, the refractive power of the negative lens becomes too small, and short wavelength chromatic aberration tends to be undercorrected, so that the refractive power of the diffractive optical surface needs to be increased. Therefore, it is not preferable. In order to fully demonstrate the effects of the present invention, it is desirable to set the upper limit of conditional expression (2) to 1.0. Moreover, it is desirable to set the lower limit value of conditional expression (2) to 0.05. Moreover, in order to fully exhibit the effect of the present invention, it is more desirable to set the upper limit of conditional expression (2) to 0.45. It is more desirable to set the lower limit of conditional expression (2) to 0.09.

また、本発明の光ディスク用対物レンズでは、次の条件式(3)を満足することが好ましい。条件式(3)において、Δνdは、高屈折率低分散の光学材料と低屈折率高分散の光学材料とのd線(λ=587.6nm)を基準とするアッベ数差である。また、ΔNdは、高屈折率低分散の光学材料と低屈折率高分散の光学材料とのd線における屈折率差である。
50<Δνd/ΔNd<2000 (3)
In the objective lens for an optical disk of the present invention, it is preferable that the following conditional expression (3) is satisfied. In conditional expression (3), Δνd is the Abbe number difference between the high refractive index and low dispersion optical material and the low refractive index and high dispersion optical material with reference to the d-line (λ = 587.6 nm). ΔNd is a refractive index difference at the d-line between the high refractive index and low dispersion optical material and the low refractive index and high dispersion optical material.
50 <Δνd / ΔNd <2000 (3)

条件式(3)は、高屈折率低分散の光学材料と低屈折率高分散の光学材料との関係を規定している。条件式(3)の上限値を上回ると、波長の広帯域に亘って高い回折効率を得ることが困難になるので好ましくない。同様に、条件式(3)の下限値を下回っても、波長の広帯域に亘って高い回折効率を得ることが困難になるので好ましくない。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、条件式(3)の上限値を900に設定することが望ましい。また、条件式(3)の下限値を200に設定することが望ましい。   Conditional expression (3) defines the relationship between the high refractive index and low dispersion optical material and the low refractive index and high dispersion optical material. Exceeding the upper limit of conditional expression (3) is not preferable because it becomes difficult to obtain high diffraction efficiency over a wide wavelength range. Similarly, even if the lower limit value of conditional expression (3) is not reached, it is difficult to obtain high diffraction efficiency over a wide wavelength range, which is not preferable. In order to fully demonstrate the effects of the present invention, it is desirable to set the upper limit of conditional expression (3) to 900. In addition, it is desirable to set the lower limit of conditional expression (3) to 200.

また、本発明の光ディスク用対物レンズでは、次の条件式(4)を満足することが好ましい。条件式(4)において、Edは主波長であるd線における複層型回折光学素子の回折効率であり、Egは主波長よりも短波長であるg線(λ=435.8nm)における回折光学素子の回折効率であり、ECは主波長よりも長波長であるC線(λ=656.3nm)における回折光学素子の回折効率である。
(Eg+EC)/(2×Ed)>0.8 (4)
In the objective lens for an optical disk of the present invention, it is preferable that the following conditional expression (4) is satisfied. In conditional expression (4), E d is the diffraction efficiency of the multilayer diffractive optical element at the d-line, which is the dominant wavelength, and E g is at the g-line (λ = 435.8 nm), which is shorter than the dominant wavelength. It is the diffraction efficiency of the diffractive optical element, and E C is the diffraction efficiency of the diffractive optical element at C line (λ = 656.3 nm), which is longer than the dominant wavelength.
(E g + E C ) / (2 × E d )> 0.8 (4)

条件式(4)は、広帯域化した使用光に対する回折効率のバランスについて適切な範囲を規定するものである。条件式(4)の下限値を下回ると、主波長であるd線に対して相対的に短波長であるg線および長波長であるC線のうちの少なくとも一方の波長において回折効率が低下し過ぎて、回折フレアが大きくなるので好ましくない。換言すれば、ブレーズ光以外の波長の光や画角の光などが不要な回折光になって回折フレアの発生が大きくなってしまう。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、条件式(4)の下限値を0.9に設定することが望ましい。また、条件式(4)の上限値を0.99に設定することが望ましい。   Conditional expression (4) defines an appropriate range for the balance of diffraction efficiency with respect to the use light having a broad band. When the lower limit of conditional expression (4) is not reached, the diffraction efficiency decreases at least one of the g-line, which is a relatively short wavelength, and the C-line, which is a long wavelength, relative to the d-line, which is the dominant wavelength. This is not preferable because the diffraction flare becomes large. In other words, light having a wavelength other than blazed light or light having an angle of view becomes unnecessary diffracted light, and the generation of diffraction flare increases. In order to fully demonstrate the effects of the present invention, it is desirable to set the lower limit of conditional expression (4) to 0.9. Moreover, it is desirable to set the upper limit of conditional expression (4) to 0.99.

また、本発明の光ディスク用対物レンズでは、次の条件式(5)を満足することが好ましい。条件式(5)において、φは回折光学素子の回折光学面の有効径(直径)であり、fは上述したように対物レンズの焦点距離である。
0.1<φ/f<3.0 (5)
In the objective lens for an optical disk of the present invention, it is preferable that the following conditional expression (5) is satisfied. In conditional expression (5), φ is the effective diameter (diameter) of the diffractive optical surface of the diffractive optical element, and f is the focal length of the objective lens as described above.
0.1 <φ / f <3.0 (5)

条件式(5)は、正レンズと負レンズと間に形成される回折光学面の有効径(直径)φについて適切な範囲を規定するものである。条件式(5)の上限値を上回ると、回折光学面の有効径φが大きくなり過ぎて、回折光学面の製作が困難になり、ひいては複層型回折光学素子のコストアップを招く。また、外部からの有害光が回折光学面に入射し易くなるので好ましくない。   Conditional expression (5) defines an appropriate range for the effective diameter (diameter) φ of the diffractive optical surface formed between the positive lens and the negative lens. If the upper limit value of conditional expression (5) is exceeded, the effective diameter φ of the diffractive optical surface becomes too large, making it difficult to manufacture the diffractive optical surface, resulting in an increase in cost of the multilayer diffractive optical element. Further, harmful light from the outside is not preferable because it easily enters the diffractive optical surface.

一方、条件式(5)の下限値を下回ると、また、回折光学面の有効径φが小さくなり過ぎて、回折光学面の格子ピッチが小さくなる傾向が強くなり、複層型回折光学素子の製作が困難になってコストアップを招くだけでなく、回折光学面の格子による回折フレアの発生が大きくなるので好ましくない。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、条件式(5)の上限値を2.5に設定することが望ましい。また、条件式(5)の下限値を0.4に設定することが望ましい。   On the other hand, if the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the effective diameter φ of the diffractive optical surface becomes too small, and the tendency of the grating pitch of the diffractive optical surface to become small becomes strong. Not only is the manufacturing difficult and the cost is increased, but the generation of diffraction flare by the grating of the diffractive optical surface is increased, which is not preferable. In order to fully demonstrate the effects of the present invention, it is desirable to set the upper limit of conditional expression (5) to 2.5. In addition, it is desirable to set the lower limit of conditional expression (5) to 0.4.

また、本発明の光ディスク用対物レンズでは、正レンズは両凸レンズであり、次の条件式(6)を満足することが好ましい。条件式(6)において、hは回折光学素子の回折光学面の格子高であり、Dmは正レンズの光軸に沿った厚さ(軸上厚)および負レンズの光軸に沿った厚さ(軸上厚)のうちの小さい方の厚さである。
0.05<h/Dm<2.0 (6)
In the objective lens for an optical disk according to the present invention, it is preferable that the positive lens is a biconvex lens and satisfies the following conditional expression (6). In conditional expression (6), h is the grating height of the diffractive optical surface of the diffractive optical element, and Dm is the thickness along the optical axis of the positive lens (axial thickness) and the thickness along the optical axis of the negative lens. The smaller one of (axial thickness).
0.05 <h / Dm <2.0 (6)

条件式(6)は、比較的薄い密着複層型の回折光学素子を実現するために必要な条件を規定するものである。条件式(6)の上限値を上回ると、回折光学面の格子が相対的に高くなり過ぎて、格子形状を形成することが困難になる。また、格子の段差部分が大きくなり、格子の壁面(段差を形成する面部分:図1において参照符号13で示す)に入射した光の散乱等により迷光が発生し易くなるので好ましくない。   Conditional expression (6) defines conditions necessary for realizing a relatively thin contact multilayered diffractive optical element. If the upper limit value of conditional expression (6) is exceeded, the grating of the diffractive optical surface becomes relatively high, and it becomes difficult to form a grating shape. Further, the step portion of the grating becomes large, and stray light is likely to be generated due to scattering of light incident on the wall surface of the lattice (surface portion forming the step: indicated by reference numeral 13 in FIG. 1).

一方、条件式(6)の下限値を下回ると、回折光学部材としてのレンズが相対的に厚くなり過ぎて、やはり格子形状を形成することが困難になる。また、光学材料による光の内部吸収が増えて、密着複層型回折光学素子の透過率、ひいては光学系の透過率が低下し、色付きが起こり易くなるので好ましくない。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、条件式(6)の上限値を1.0に設定することが望ましい。また、条件式(6)の下限値を0.07に設定することが望ましい。   On the other hand, if the lower limit of conditional expression (6) is not reached, the lens as the diffractive optical member becomes too thick, and it is difficult to form a grating shape. Further, the internal absorption of light by the optical material is increased, the transmittance of the close-contact multilayer diffractive optical element, and hence the transmittance of the optical system is lowered, and coloring is likely to occur, which is not preferable. In addition, in order to fully demonstrate the effect of this invention, it is desirable to set the upper limit of conditional expression (6) to 1.0. Moreover, it is desirable to set the lower limit of conditional expression (6) to 0.07.

さらに、本発明の光ディスク用対物レンズにおいて、より優れた光学性能および仕様を達成するために、以下の条件式(7)、(8)または(9)を満たすことが好ましい。条件式(7)において、Pminは回折光学面の格子の最小ピッチであり、fは上述したように対物レンズの焦点距離である。条件式(8)および(9)において、ΔWはスペクトル線d、g、C、Fの軸上色収差の最大拡がり巾であり、fは上述したように対物レンズの焦点距離である。さらに、条件式(9)において、Ed、EgおよびECは、上述したように、それぞれd線、g線およびC線における回折光学素子の回折効率である。 Furthermore, in the objective lens for an optical disk of the present invention, it is preferable to satisfy the following conditional expression (7), (8) or (9) in order to achieve better optical performance and specifications. In conditional expression (7), Pmin is the minimum pitch of the grating of the diffractive optical surface, and f is the focal length of the objective lens as described above. In conditional expressions (8) and (9), ΔW is the maximum spread width of the axial chromatic aberration of the spectral lines d, g, C, and F, and f is the focal length of the objective lens as described above. Furthermore, in the conditional expression (9), E d , E g and E C are the diffraction efficiencies of the diffractive optical elements at the d-line, g-line and C-line, respectively, as described above.

0.03<Pmin/f<2.0 (7)
0.0001<ΔW/f<0.04 (8)
(Eg+Ed+EC)×f/ΔW>200 (9)
0.03 <Pmin / f <2.0 (7)
0.0001 <ΔW / f <0.04 (8)
(E g + E d + E C ) × f / ΔW> 200 (9)

条件式(7)は、対物レンズの焦点距離fと回折光学面の格子の最小ピッチPminとの適切な比を規定している。通常、格子のピッチpは、中心軸(光軸)において最も大きく周辺に向かって単調に減少する。格子のピッチpが小さいと、回折角が大きくなり回折面の色分散が大きくなるので色収差の補正に効果的である。しかしながら、格子のピッチpが小さくなり過ぎると、回折光学面の加工が困難になるだけでなく、回折フレアの発生が大きくなるので好ましくない。このため、格子の最小ピッチPminを適切な範囲に規定することは重要である。   Conditional expression (7) defines an appropriate ratio between the focal length f of the objective lens and the minimum pitch Pmin of the grating of the diffractive optical surface. Usually, the pitch p of the grating is largest on the central axis (optical axis) and monotonously decreases toward the periphery. If the pitch p of the grating is small, the diffraction angle increases and the chromatic dispersion of the diffraction surface increases, which is effective for correcting chromatic aberration. However, if the pitch p of the grating is too small, not only is it difficult to process the diffractive optical surface, but the generation of diffractive flare is increased, which is not preferable. For this reason, it is important to define the minimum pitch Pmin of the lattice within an appropriate range.

条件式(7)の上限値を上回ると、格子の最小ピッチPminが小さくなり過ぎて、回折光学面の加工が困難になるだけでなく、回折効率の低下を招き、不要なフレア光が発生する可能性が高くなるので好ましくない。一方、条件式(7)の下限値を下回ると、格子の最小ピッチPminが大きくなり過ぎて、十分な色消し作用を発揮することができなくなるので好ましくない。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、条件式(7)の上限値を0.2に設定することが望ましい。また、条件式(7)の下限値を0.001に設定することが望ましい。   When the upper limit value of conditional expression (7) is exceeded, the minimum pitch Pmin of the grating becomes too small, making it difficult to process the diffractive optical surface, leading to a decrease in diffraction efficiency and generating unnecessary flare light. Since possibility becomes high, it is not preferable. On the other hand, if the lower limit value of conditional expression (7) is not reached, the minimum pitch Pmin of the lattice becomes too large, and a sufficient achromatic effect cannot be exhibited, which is not preferable. In addition, in order to fully demonstrate the effect of this invention, it is desirable to set the upper limit of conditional expression (7) to 0.2. In addition, it is desirable to set the lower limit value of conditional expression (7) to 0.001.

条件式(8)は、軸上色収差の適切な補正範囲を規定している。条件式(8)の上限値を上回ると、色収差が大きくなり過ぎて、エッジなどが色付いた画像になるので好ましくない。条件式(8)の下限値を下回ると、異常分散性ガラスなどの特殊な光学材料を用いる必要もあるので好ましくない。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、条件式(8)の上限値を0.003に設定することが望ましい。また、条件式(8)の下限値を0.002に設定することが望ましい。   Conditional expression (8) defines an appropriate correction range for axial chromatic aberration. Exceeding the upper limit value of conditional expression (8) is not preferable because chromatic aberration becomes too large and an edge or the like is colored. If the lower limit of conditional expression (8) is not reached, it is necessary to use a special optical material such as anomalous dispersion glass, which is not preferable. In order to fully demonstrate the effects of the present invention, it is desirable to set the upper limit of conditional expression (8) to 0.003. Moreover, it is desirable to set the lower limit value of conditional expression (8) to 0.002.

条件式(9)は、使用光の波長が広帯域に亘る光学系に要求される所要の回折効率および色収差補正について規定する条件式である。条件式(9)は、その数値が大きいほど、広帯域に亘る波長に対して回折効率が高く、軸上色収差が小さいことを示す。条件式(9)の下限値を下回ると、所要の回折効率および色収差補正を達成することが困難になるので好ましくない。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、条件式(9)の下限値を400に設定することが望ましい。   Conditional expression (9) is a conditional expression that prescribes the required diffraction efficiency and chromatic aberration correction required for an optical system in which the wavelength of light used is in a wide band. Conditional expression (9) indicates that the greater the numerical value, the higher the diffraction efficiency and the lower the axial chromatic aberration for wavelengths over a wide band. If the lower limit of conditional expression (9) is not reached, it is difficult to achieve the required diffraction efficiency and chromatic aberration correction, which is not preferable. In order to fully demonstrate the effects of the present invention, it is desirable to set the lower limit of conditional expression (9) to 400.

実際に本発明の光ディスク用対物レンズを構成する際には、以下に述べる要件を満たすことが好ましい。本発明では、成形性を良好に保ち、優れた量産性を確保するために、レンズを形成する光学材料の粘度(未硬化物粘度)が5mPa・s以上で50000mPa・s以下であることが好ましい。光学材料として粘度が5mPa・s以下の樹脂を用いる場合、成型中に樹脂が流れ易くなり、作業性が落ちることがある。また、50000mPa・s以上の樹脂を用いる場合、樹脂が流れにくく作業性が悪くなり、また気泡が混入しやすくなる。   When actually configuring the objective lens for an optical disk of the present invention, it is preferable to satisfy the following requirements. In the present invention, the viscosity of the optical material forming the lens (uncured product viscosity) is preferably 5 mPa · s or more and 50000 mPa · s or less in order to maintain good moldability and ensure excellent mass productivity. . When a resin having a viscosity of 5 mPa · s or less is used as the optical material, the resin easily flows during molding, and workability may be deteriorated. In addition, when a resin of 50000 mPa · s or more is used, the resin is difficult to flow and workability is deteriorated, and bubbles are easily mixed.

したがって、本発明の光ディスク用対物レンズでは、正レンズおよび負レンズのうちの少なくとも一方はUV硬化型樹脂により形成されていることが好ましい。更に、正レンズおよび負レンズをともにUV硬化型樹脂で形成することが、生産上の理由から、とりわけ生産効率の向上の観点から好ましい。この場合、複層型の回折光学素子の製造にかかる工数を削減することができ、コストダウンにも繋がるので好都合である。   Therefore, in the objective lens for an optical disk of the present invention, it is preferable that at least one of the positive lens and the negative lens is formed of a UV curable resin. Furthermore, it is preferable to form both the positive lens and the negative lens with a UV curable resin from the viewpoint of production, particularly from the viewpoint of improving production efficiency. In this case, it is possible to reduce the man-hours required for manufacturing the multilayer diffractive optical element, which is advantageous because it leads to cost reduction.

あるいは、正レンズを射出成型用の樹脂により形成し、負レンズをUV硬化型樹脂により形成してもよい。この場合、射出成型樹脂として、シクロオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などを用いることができる。   Alternatively, the positive lens may be formed of a resin for injection molding, and the negative lens may be formed of a UV curable resin. In this case, a cycloolefin resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, or the like can be used as the injection molding resin.

また、複層型の回折光学素子の小型軽量化、ひいては対物レンズの小型軽量化のために、一対のレンズを形成する樹脂材料の比重がともに2.0以下であることが好ましい。樹脂はガラスに比して比重が小さいため、樹脂を用いて複層型の回折光学素子を形成することは光学系の軽量化に非常に有効である。なお、光学系の小型軽量化を更に図るには、比重が1.6以下の樹脂を用いて複層型の回折光学素子を形成することが好ましい。さらに、正レンズまたは負レンズの空気との界面は、非球面形状の屈折面であることが好ましい。   In order to reduce the size and weight of the multi-layer diffractive optical element, and thus to reduce the size and weight of the objective lens, the specific gravity of the resin material forming the pair of lenses is preferably 2.0 or less. Since the specific gravity of resin is smaller than that of glass, forming a multilayer diffractive optical element using resin is very effective for reducing the weight of the optical system. In order to further reduce the size and weight of the optical system, it is preferable to form a multilayer diffractive optical element using a resin having a specific gravity of 1.6 or less. Furthermore, it is preferable that the interface of the positive lens or the negative lens with air is an aspherical refractive surface.

また、正レンズおよび負レンズのうちの少なくとも一方を形成する樹脂に色素を混入させて、色フィルター効果を持たせることも可能である。たとえば、赤外カットフィルタ、紫外カットフィルタなどを構成し、迷光をカットすることもできる。   It is also possible to add a colorant to the resin forming at least one of the positive lens and the negative lens to give a color filter effect. For example, an infrared cut filter, an ultraviolet cut filter, or the like can be configured to cut stray light.

また、光学系の光路中の適当な位置に絞りを随意設置することが可能であるが、不要な光線を遮って(カットして)結像に寄与する有効光線のみを通過させるように絞りを構成することが好ましい。たとえば、レンズ枠自体を開口絞りとして機能させても良いし、レンズから離れた位置に位置決めされたメカ部材により絞りを構成しても良い。絞りの開口部の形状は、円形状に限定されることなく、例えば楕円状や矩形状であっても良い。   In addition, it is possible to arbitrarily set an aperture at an appropriate position in the optical path of the optical system, but the aperture is blocked so as to allow only effective rays that contribute to image formation to pass through (cut) unnecessary rays. It is preferable to configure. For example, the lens frame itself may function as an aperture stop, or the stop may be configured by a mechanical member positioned at a position away from the lens. The shape of the aperture opening is not limited to a circular shape, and may be, for example, an ellipse or a rectangle.

なお、本発明の光ディスク用対物レンズを組み込んで得られる複数の構成要素からなる光学系も、本発明の範囲を逸脱するものではない。さらに、屈折率分布型レンズ、結晶材料レンズなどを組み込んで得られる光学系に関しても同様である。   An optical system comprising a plurality of components obtained by incorporating the objective lens for an optical disk of the present invention does not depart from the scope of the present invention. The same applies to an optical system obtained by incorporating a gradient index lens, a crystal material lens, or the like.

本発明の光ディスク用対物レンズを用いて光ディスク装置を構成する場合、対物レンズを介して光ディスクの情報記録面(ピットが形成されたディスク面)にレーザー光が集光され、情報記録面からの反射光(信号光)が対物レンズを介して光電センサへ導かれて電気信号に変換される。以下、本実施形態の具体的な数値例としての実施例について説明する。   When an optical disc apparatus is configured using the objective lens for an optical disc of the present invention, laser light is condensed on the information recording surface (disc surface on which pits are formed) of the optical disc via the objective lens, and reflected from the information recording surface. Light (signal light) is guided to the photoelectric sensor via the objective lens and converted into an electrical signal. Hereinafter, examples as specific numerical examples of the present embodiment will be described.

[第1実施例]
図2は、第1実施例にかかる光ディスク用対物レンズの構成を概略的に示す図である。図2を参照すると、第1実施例にかかる対物レンズPLは、光の入射側(図2中左側)から順に、光入射側に非球面形状の凸面を向け且つ光ディスクDC側(光射出側)に回折光学面が形成された負メニスカスレンズ(負レンズ)Lnと、光入射側に回折光学面が形成された両凸レンズ(正レンズ)Lpとを備えている。負メニスカスレンズLnと両凸レンズLpとは、回折光学面同士が接するように互いに密着している。すなわち、負メニスカスレンズLnと両凸レンズLpとは、密着複層型の回折光学素子PFを構成している。図2では、無限遠物体(不図示)からの光が、対物レンズPLを介して、光ディスクDCの基板の情報記録面に結像する様子が示されている。
[First embodiment]
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of the objective lens for an optical disc according to the first example. Referring to FIG. 2, the objective lens PL according to the first example has an aspheric convex surface facing the light incident side and the optical disk DC side (light emission side) in order from the light incident side (left side in FIG. 2). And a negative meniscus lens (negative lens) Ln having a diffractive optical surface formed thereon, and a biconvex lens (positive lens) Lp having a diffractive optical surface formed on the light incident side. The negative meniscus lens Ln and the biconvex lens Lp are in close contact with each other so that the diffractive optical surfaces are in contact with each other. That is, the negative meniscus lens Ln and the biconvex lens Lp constitute a contact multilayer diffractive optical element PF. FIG. 2 shows a state in which light from an object at infinity (not shown) forms an image on the information recording surface of the substrate of the optical disk DC via the objective lens PL.

第1実施例および第2実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、非球面の頂点における接平面から高さyにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離(サグ量)をzとし、頂点曲率半径をrとし、円錐係数をκとし、n次の非球面係数をCnとしたとき、以下の数式(a)で表される。以下の表(1)および(2)において、非球面形状に形成された面には面番号の右側に*印を付している。
z=(y2/r)/[1+{1−κ・y2/r21/2]+C2・y2
+C4・y4+C6・y6+C8・y8 (a)
In the first and second embodiments, the height of the aspherical surface is y in the direction perpendicular to the optical axis, and the optical axis extends from the tangential plane at the apex of the aspherical surface to the position on the aspherical surface at height y. When the distance (sag amount) along the line is z, the apex radius of curvature is r, the cone coefficient is κ, and the n-th aspherical coefficient is C n , the following equation (a) is expressed. In the following Tables (1) and (2), a surface formed in an aspherical shape is marked with * on the right side of the surface number.
z = (y 2 / r) / [1+ {1-κ · y 2 / r 2 } 1/2 ] + C 2 · y 2
+ C 4 · y 4 + C 6 · y 6 + C 8 · y 8 (a)

次の表(1)に、第1実施例にかかる対物レンズの諸元の値を掲げる。表(1)の主要諸元において、fは対物レンズの焦点距離を、NAは対物レンズの開口数をそれぞれ示している。また、表(1)の光学部材諸元において、第1カラムの面番号は光の入射側からの面の順序を、第2カラムのrは各面の曲率半径(非球面の場合には頂点曲率半径)を、第3カラムのdは各面の軸上間隔すなわち面間隔を、第4カラムのn(d)はd線(λ=587.6nm)に対する屈折率を、第5カラムのn(g)はg線(λ=435.8nm)に対する屈折率を、第6カラムのn(C)はC線(λ=656.3nm)に対する屈折率を、第7カラムのn(F)はF線(λ=486.1nm)に対する屈折率をそれぞれ示している。曲率半径rは、光の入射側に向かって凸面の曲率半径を正とし、光の入射側に向かって凹面の曲率半径を負としている。   The following table (1) lists the values of the specifications of the objective lens according to the first example. In the main specifications of Table (1), f represents the focal length of the objective lens, and NA represents the numerical aperture of the objective lens. Also, in the optical member specifications of Table (1), the surface number of the first column is the order of the surfaces from the light incident side, and r of the second column is the radius of curvature of each surface (the apex for an aspheric surface) Radius of curvature), d in the third column is the on-axis spacing of each surface, that is, the surface spacing, n (d) in the fourth column is the refractive index for the d-line (λ = 587.6 nm), and n in the fifth column. (g) is the refractive index for g-line (λ = 435.8 nm), n (C) in the sixth column is the refractive index for C-line (λ = 656.3 nm), and n (F) in the seventh column is Refractive indexes for the F line (λ = 486.1 nm) are shown. The radius of curvature r is such that the radius of curvature of the convex surface is positive toward the light incident side, and the radius of curvature of the concave surface is negative toward the light incident side.

また、表(1)の光学部材諸元において、密着複層型の回折光学素子PFは、超高屈折率法(UHI法)にしたがって表現されている。超高屈折率法では、密着複層型の回折光学素子PFの回折光学面を「薄いレンズ」と見なして、非常に高い屈折率の媒質と非球面式とにより回折光学面の光学特性を表現する。   Further, in the specifications of the optical member in Table (1), the multi-contact diffractive optical element PF is expressed according to the ultrahigh refractive index method (UHI method). In the ultra-high refractive index method, the diffractive optical surface of the multi-layered diffractive optical element PF is regarded as a “thin lens” and the optical characteristics of the diffractive optical surface are expressed by a very high refractive index medium and an aspherical surface. To do.

具体的に、第1実施例では、表(1)の光学部材諸元における第1面は負メニスカスレンズLnの入射面、第4面は両凸レンズLpの射出面、第5面は光ディスクDCの基板の入射面、第6面は光ディスクDCの基板の情報記録面に対応している。そして、第2面の屈折率データおよび第3面の非球面データが、負メニスカスレンズLnと両凸レンズLpとが構成する密着複層型の回折光学素子の回折光学面(図2では参照符号PFで示す)の光学特性を表現している。また、表(1)の光学部材諸元におけるA,B,C,Dは、第2面に対応するd線、g線、C線、F線に対する屈折率をそれぞれ示している。なお、表(1)における表記は、以降の表(2)においても同様である。   Specifically, in the first example, the first surface in the optical member specifications in Table (1) is the entrance surface of the negative meniscus lens Ln, the fourth surface is the exit surface of the biconvex lens Lp, and the fifth surface is the optical disc DC. The incident surface and the sixth surface of the substrate correspond to the information recording surface of the substrate of the optical disc DC. Then, the refractive index data of the second surface and the aspherical data of the third surface are obtained from the diffractive optical surface of the multi-contact diffractive optical element formed by the negative meniscus lens Ln and the biconvex lens Lp (reference symbol PF in FIG. 2). The optical characteristics are expressed. A, B, C, and D in the specifications of the optical member in Table (1) indicate the refractive indexes for the d-line, g-line, C-line, and F-line corresponding to the second surface, respectively. The notation in Table (1) is the same in the following Table (2).

表(1)
(主要諸元)
f=3.502
NA=0.54

(光学部材諸元)
面番号 r d n(d) n(g) n(C) n(F) 光学部材
1* 3.70284 0.20000 1.527600 1.547700 1.523300 1.538500 (Ln)
2 3.00000 0.00000 A B C D (PF)
3* 3.00000 2.20000 1.556900 1.571100 1.553700 1.564800 (PF/Lp)
4 -3.55020 2.19691
5 ∞ 0.60000 1.491080 1.501900 1.488540 1.497070 (DC)
6 (情報記録面)
A=0.100010000×105, B=0.741868530×104
C=0.111704255×105, D=0.827473110×104

(非球面データ)
1面: κ=−2.3000 C2=0
4=−1.00000×10-4 6=−1.90000×10-3
8=−1.03000×10-5

3面: κ=1.0000 C2=−8.70000×10-7
4=0 6=0 C8=0

(条件式対応値)
f=3.502
T=2.4
fp=3.318
fn=−33.222
Δνd=15.46
ΔNd=0.0293
g=0.982
C=0.982
d=1.000
φ=4.2
h=0.02
Dm=0.2
Pmin=0.0161
ΔW=0.00989
(1)f/DT=1.459
(2)|fp/fn|=0.0999
(3)Δνd/ΔNd=527.65
(4)(Eg+EC)/(2×Ed)=0.982
(5)φ/f=1.199
(6)h/Dm=0.1
(7)Pmin/f=0.0046
(8)ΔW/f=0.00282
(9)(Eg+Ed+EC)×f/ΔW=1051.064
Table (1)
(Main specifications)
f = 3.502
NA = 0.54

(Optical member specifications)
Surface number rd n (d) n (g) n (C) n (F) Optical member
1 * 3.70284 0.20000 1.527600 1.547700 1.523300 1.538500 (Ln)
2 3.00000 0.00000 ABCD (PF)
3 * 3.00000 2.20000 1.556900 1.571100 1.553700 1.564800 (PF / Lp)
4 -3.55020 2.19691
5 ∞ 0.60000 1.491080 1.501900 1.488540 1.497070 (DC)
6 (Information recording surface)
A = 0.100010000 × 10 5 , B = 0.741868530 × 10 4
C = 0.111704255 × 10 5 , D = 0.827473110 × 10 4

(Aspheric data)
One side: κ = −2.3000 C 2 = 0
C 4 = −1.000000 × 10 −4 C 6 = −1.90000 × 10 −3
C 8 = −1.03000 × 10 −5

Three sides: κ = 1.0000 C 2 = −8.70000 × 10 −7
C 4 = 0 C 6 = 0 C 8 = 0

(Values for conditional expressions)
f = 3.502
D T = 2.4
fp = 3.318
fn = −33.222
Δνd = 15.46
ΔNd = 0.0293
E g = 0.982
E C = 0.982
E d = 1.000
φ = 4.2
h = 0.02
Dm = 0.2
Pmin = 0.161
ΔW = 0.00989
(1) f / D T = 1.459
(2) | fp / fn | = 0.0999
(3) Δνd / ΔNd = 527.65
(4) (E g + E C ) / (2 × E d ) = 0.882
(5) φ / f = 1.199
(6) h / Dm = 0.1
(7) Pmin / f = 0.0006
(8) ΔW / f = 0.00282
(9) (E g + E d + E C ) × f / ΔW = 1051.064

図3および図4は、第1実施例の光ディスク用対物レンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す図である。各収差図において、NAは開口数を、Yは光ディスクDCの基板の情報記録面における像高を、dはd線(λ=587.6nm)を、gはg線(λ=435.8nm)を、FはF線(λ=486.1nm)を、CはC線(λ=656.3nm)を、Hはh線(λ=404.7nm)を、LはL線(λ=780.0nm)をそれぞれ示している。   3 and 4 are diagrams showing spherical aberration, astigmatism, distortion and coma in the objective lens for an optical disc of the first example. In each aberration diagram, NA is the numerical aperture, Y is the image height on the information recording surface of the substrate of the optical disk DC, d is the d-line (λ = 587.6 nm), and g is the g-line (λ = 435.8 nm). , F is the F line (λ = 486.1 nm), C is the C line (λ = 656.3 nm), H is the h line (λ = 404.7 nm), and L is the L line (λ = 780.nm). 0 nm).

また、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。図3における表記は、以降の図6においても同様である。図3および図4の各収差図から明らかなように、第1実施例の光ディスク用対物レンズでは、小型軽量であるにもかかわらず、H線からL線までの広い波長範囲に亘って色収差を含む諸収差が良好に補正され、優れた光学性能が確保されていることがわかる。   In the aberration diagrams showing astigmatism, the solid line shows the sagittal image plane, and the broken line shows the meridional image plane. The notation in FIG. 3 is the same in FIG. As is apparent from the respective aberration diagrams of FIGS. 3 and 4, the objective lens for the optical disc of the first example exhibits chromatic aberration over a wide wavelength range from the H line to the L line, despite being small and light. It can be seen that various aberrations are corrected well and excellent optical performance is ensured.

第1実施例では、図4に示すように、g線からC線までの比較的広い波長範囲を超えて、h線からL線までのさらに広い波長範囲に亘って、優れた色消しを達成することができる。このとき、h線における回折光学素子の回折効率Ehは0.914であり、L線における回折光学素子の回折効率ELは0.888であり、従来の単層型の回折光学素子では達し得ない高い回折効率を得ることができる。 In the first embodiment, as shown in FIG. 4, excellent achromaticity is achieved over a relatively wide wavelength range from the g-line to the C-line and over a wider wavelength range from the h-line to the L-line. can do. At this time, the diffraction efficiency E h of the diffractive optical element at the h-line is 0.914, and the diffraction efficiency E L of the diffractive optical element at the L-line is 0.888, which is reached by the conventional single-layer diffractive optical element. Unprecedented high diffraction efficiency can be obtained.

すなわち、第1実施例では、(Eh+EL)/2=0.901であり、次の条件式(10)を満足している。
(Eh+EL)/2>0.85 (10)
That is, in the first embodiment, (E h + E L ) /2=0.901, which satisfies the following conditional expression (10).
(E h + E L ) / 2> 0.85 (10)

条件式(10)の下限値を下回ると、回折によるフレアが大きくなって、十分な信号強度を得ることが困難になり、ひいては良好なS/N比を得ることが困難になるので好ましくない。更に、h線とL線との間の軸上色収差は0.1以下であることが好ましい。ちなみに、第1実施例では、h線とL線との間の軸上色収差は0.0675である。   If the lower limit value of conditional expression (10) is not reached, flare due to diffraction increases and it becomes difficult to obtain a sufficient signal intensity, and it becomes difficult to obtain a good S / N ratio. Furthermore, the axial chromatic aberration between the h line and the L line is preferably 0.1 or less. Incidentally, in the first embodiment, the axial chromatic aberration between the h line and the L line is 0.0675.

[第2実施例]
図5は、第2実施例にかかる光ディスク用対物レンズの構成を概略的に示す図である。図5を参照すると、第2実施例にかかる対物レンズPLは、光の入射側(図2中左側)から順に、光入射側に凸面を向け且つ光ディスクDC側に回折光学面が形成された両凸レンズ(正レンズ)Lpと、光入射側に回折光学面が形成され且つ光ディスクDC側に非球面形状の凸面を向けた負メニスカスレンズ(負レンズ)Lnとを備えている。両凸レンズLpと負メニスカスレンズLnとは、回折光学面同士が接するように互いに密着している。すなわち、両凸レンズLpと負メニスカスレンズLnとは、密着複層型の回折光学素子PFを構成している。図5では、無限遠物体(不図示)からの光が、対物レンズPLを介して、光ディスクDCの基板の情報記録面に結像する様子が示されている。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of the objective lens for an optical disc according to the second embodiment. Referring to FIG. 5, the objective lens PL according to the second example has both a convex surface facing the light incident side and a diffractive optical surface formed on the optical disc DC side in order from the light incident side (left side in FIG. 2). A convex lens (positive lens) Lp and a negative meniscus lens (negative lens) Ln having a diffractive optical surface formed on the light incident side and an aspheric convex surface facing the optical disc DC side are provided. The biconvex lens Lp and the negative meniscus lens Ln are in close contact with each other so that the diffractive optical surfaces are in contact with each other. That is, the biconvex lens Lp and the negative meniscus lens Ln constitute a multi-contact diffractive optical element PF. FIG. 5 shows a state in which light from an object at infinity (not shown) forms an image on the information recording surface of the substrate of the optical disc DC via the objective lens PL.

次の表(2)に、第2実施例にかかる対物レンズの諸元の値を掲げる。第2実施例では、表(2)の光学部材諸元における第1面は両凸レンズLpの入射面、第4面は負メニスカスレンズLnの射出面、第5面は光ディスクDCの基板の入射面、第6面は光ディスクDCの基板の情報記録面に対応している。そして、第2面の屈折率データおよび第3面の非球面データが、両凸レンズLpと負メニスカスレンズLnとが構成する密着複層型の回折光学素子の回折光学面(図5では参照符号PFで示す)の光学特性を表現している。また、表(2)の光学部材諸元におけるA,B,C,Dは、第2面に対応するd線、g線、C線、F線に対する屈折率をそれぞれ示している。   The following table (2) lists the values of the specifications of the objective lens according to the second example. In the second embodiment, the first surface in the optical member specifications of Table (2) is the incident surface of the biconvex lens Lp, the fourth surface is the exit surface of the negative meniscus lens Ln, and the fifth surface is the incident surface of the substrate of the optical disc DC. The sixth surface corresponds to the information recording surface of the substrate of the optical disk DC. The refractive index data of the second surface and the aspherical data of the third surface are obtained from the diffractive optical surface of the close-contact multilayer diffractive optical element formed by the biconvex lens Lp and the negative meniscus lens Ln (reference symbol PF in FIG. 5). The optical characteristics are expressed. A, B, C, and D in the specifications of the optical member in Table (2) indicate refractive indexes for the d-line, g-line, C-line, and F-line corresponding to the second surface, respectively.

表(2)
(主要諸元)
f=3.515
NA=0.43

(光学部材諸元)
面番号 r d n(d) n(g) n(C) n(F) 光学部材
1 3.55020 2.00000 1.525100 1.536900 1.522400 1.531700 (Lp)
2 -1.70000 0.00000 A B C D (PF)
3* -1.70000 0.05325 1.497900 1.514500 1.494300 1.506700 (PF/Ln)
4* -3.70284 2.47613
5 ∞ 0.50000 1.491080 1.501900 1.488540 1.497070 (DC)
6 (情報記録面)
A=0.100010000×105, B=0.741868530×104
C=0.111704255×105, D=0.827473110×104

(非球面データ)
3面: κ=1.0000 C2=−1.00000×10-6
4=0 6=0 C8=0

4面: κ=−5.0000 C2=1.20000×10-6
4=1.20000×10-2 6=0 C8=0

(条件式対応値)
f=3.515
T=2.05325
fp=2.520
fn=−6.369
Δνd=16.31
ΔNd=0.0272
g=0.959
C=0.982
d=1.000
φ=2.7
h=0.0216
Dm=0.05325
Pmin=0.0218
ΔW=0.00717
(1)f/DT=1.712
(2)|fp/fn|=0.396
(3)Δνd/ΔNd=599.63
(4)(Eg+EC)/(2×Ed)=0.971
(5)φ/f=0.768
(6)h/Dm=0.406
(7)Pmin/f=0.0062
(8)ΔW/f=0.00204
(9)(Eg+Ed+EC)×f/ΔW=1441.667
Table (2)
(Main specifications)
f = 3.515
NA = 0.43

(Optical member specifications)
Surface number rd n (d) n (g) n (C) n (F) Optical member
1 3.55020 2.00000 1.525100 1.536900 1.522400 1.531700 (Lp)
2 -1.70000 0.00000 ABCD (PF)
3 * -1.70000 0.05325 1.497900 1.514500 1.494300 1.506700 (PF / Ln)
4 * -3.70284 2.47613
5 ∞ 0.50000 1.491080 1.501900 1.488540 1.497070 (DC)
6 (Information recording surface)
A = 0.100010000 × 10 5 , B = 0.741868530 × 10 4
C = 0.111704255 × 10 5 , D = 0.827473110 × 10 4

(Aspheric data)
3 sides: κ = 1.0000 C 2 = −1.00000 × 10 −6
C 4 = 0 C 6 = 0 C 8 = 0

4 sides: κ = −5.000 C 2 = 1.20,000 × 10 −6
C 4 = 1.20,000 × 10 −2 C 6 = 0 C 8 = 0

(Values for conditional expressions)
f = 3.515
D T = 2.05325
fp = 2.520
fn = −6.369
Δνd = 16.31
ΔNd = 0.0272
E g = 0.959
E C = 0.982
E d = 1.000
φ = 2.7
h = 0.0216
Dm = 0.05325
Pmin = 0.0218
ΔW = 0.00717
(1) f / D T = 1.712
(2) | fp / fn | = 0.396
(3) Δνd / ΔNd = 599.63
(4) (E g + E C ) / (2 × E d ) = 0.971
(5) φ / f = 0.768
(6) h / Dm = 0.406
(7) Pmin / f = 0.0062
(8) ΔW / f = 0.00204
(9) (E g + E d + E C ) × f / ΔW = 1441.667

図6は、第2実施例の光ディスク用対物レンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す図である。図6の各収差図から明らかなように、第2実施例の光ディスク用対物レンズにおいても、第1実施例と同様に、小型軽量であるにもかかわらず、g線からC線までの広い波長範囲に亘って色収差を含む諸収差が良好に補正され、優れた光学性能が確保されていることがわかる。   FIG. 6 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration in the objective lens for an optical disc of the second example. As is apparent from each aberration diagram of FIG. 6, the optical disk objective lens of the second example also has a wide wavelength from the g-line to the C-line, despite being small and light, as in the first example. It can be seen that various aberrations including chromatic aberration are well corrected over a range, and excellent optical performance is ensured.

図7は、本実施形態の対物レンズを備えた光ディスク装置の構成を概略的に示す図である。図7に示す光ディスク装置では、半導体レーザー光源のような光源71から射出された光が、ハーフミラー72により反射され、コリメータレンズ73に入射する。コリメータレンズ73により平行光に変換された光は、本実施形態の対物レンズ74を介して収束され、光ディスクDCの情報記録面(ピットが形成されたディスク面)に集光する。光ディスクDCの情報記録面からの反射光(信号光)は、対物レンズ74およびコリメータレンズ73を介して、ハーフミラー72に入射する。ハーフミラー72を透過した信号光は、光電センサ75へ導かれて電気信号に変換される。   FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a configuration of an optical disc apparatus including the objective lens according to the present embodiment. In the optical disk apparatus shown in FIG. 7, light emitted from a light source 71 such as a semiconductor laser light source is reflected by a half mirror 72 and enters a collimator lens 73. The light converted into parallel light by the collimator lens 73 is converged via the objective lens 74 of the present embodiment, and condensed on the information recording surface (disc surface on which pits are formed) of the optical disc DC. Reflected light (signal light) from the information recording surface of the optical disk DC enters the half mirror 72 via the objective lens 74 and the collimator lens 73. The signal light transmitted through the half mirror 72 is guided to the photoelectric sensor 75 and converted into an electrical signal.

なお、DVD、CD、ブルーレイディスクなどの各種の光ディスクでは、その仕様に応じて、ディスクの基板厚さが異なっている。基板の厚さが異なる場合には、基板の内部を透過することにより球面収差が発生するが、回折光学素子の非球面作用により基板の厚さが異なる複数種類の光ディスクに対して球面収差が平均的に小さくなるように最適化することができる。   Note that various optical discs such as DVDs, CDs, and Blu-ray discs have different substrate thicknesses depending on their specifications. When the thicknesses of the substrates are different, spherical aberration occurs due to transmission through the inside of the substrate, but the spherical aberration is averaged over multiple types of optical disks with different substrate thicknesses due to the aspherical action of the diffractive optical element. Can be optimized to be smaller.

また、レンズ面を中心領域と外周部の輪帯領域とに分け、基板の厚さが異なる複数種類の光ディスクに対して、各領域の焦点位置を定めたり、各領域での収差補正を行ったりすることもできる。   In addition, the lens surface is divided into a central area and an outer ring zone area, and for multiple types of optical discs with different substrate thicknesses, the focal position of each area is determined and aberration correction is performed in each area. You can also

また、光ディスク記録システムの情報量を増やすには光の短波長化が有効であることは周知の通りであるが、本発明のように波長の広帯域に亘って色収差が小さく且つ回折効率の高い対物レンズを利用すれば、複数の光源(例えば複数のレーザー光源)と共通の光学系とを利用した情報量の大きな光ディスク記録システムを構築することも可能である。   As is well known, it is known that shortening the wavelength of light is effective for increasing the amount of information in an optical disk recording system. However, as in the present invention, an objective with low chromatic aberration and high diffraction efficiency over a wide wavelength range. If a lens is used, it is possible to construct an optical disk recording system with a large amount of information using a plurality of light sources (for example, a plurality of laser light sources) and a common optical system.

上述したように、格子の高さをスカラー理論による最適高さ(=光の波長/格子の屈折率差)に設定すれば、基準波長λにおいて一次回折光の回折効率を100%にすることができ、ひいては波長の広帯域に亘って回折効率を100%に近い値まで高めることができる。これに対し、格子の高さを、例えばスカラー理論による最適高さの半分に設定すれば、各波長において一次回折光および0次回折光に約40%ずつ配分することができ、二重焦点レンズを構成することができる。その結果、例えばCDおよびDVD用のコンパチブルピックアップレンズのように、基板厚および使用光の波長の異なる複数種類の光ディスクに対応することも可能である。   As described above, if the height of the grating is set to the optimum height according to the scalar theory (= light wavelength / grating refractive index difference), the diffraction efficiency of the first-order diffracted light can be set to 100% at the reference wavelength λ. As a result, the diffraction efficiency can be increased to a value close to 100% over a wide wavelength band. On the other hand, if the height of the grating is set to, for example, half of the optimum height according to the scalar theory, about 40% can be allocated to the first-order diffracted light and the 0th-order diffracted light at each wavelength. Can be configured. As a result, it is possible to deal with a plurality of types of optical disks having different substrate thicknesses and different wavelengths of used light, such as compatible pickup lenses for CDs and DVDs.

また、使用光の波長を変えることによりピックアップする情報が変わるような記録媒体が出現すれば、この種の記録媒体のピックアップレンズに対して本発明の対物レンズを適用することができる。   Further, if a recording medium appears in which the information to be picked up changes by changing the wavelength of the light used, the objective lens of the present invention can be applied to the pickup lens of this type of recording medium.

なお、上述の各実施例では、密着複層型の回折光学素子を、ひいては双方のレンズLpおよびLnを例えばUV硬化型樹脂で形成し、樹脂成形を金型で行うことにより、加工製造が容易になり、コストダウンを図ることができる。   In each of the above-described embodiments, the contact multilayered diffractive optical element, and in turn, both lenses Lp and Ln are formed of, for example, a UV curable resin, and the resin molding is performed with a mold, thereby facilitating processing and manufacturing. Therefore, the cost can be reduced.

また、上述の各実施例では、光ディスク用対物レンズに密着複層型の回折光学素子PFを組み込んでいるが、これに限定されることなく、分離複層型の回折光学素子を組み込むことにより同様の効果を得ることができる。   In each of the above-described embodiments, the close-contact multilayer diffractive optical element PF is incorporated in the objective lens for an optical disc. However, the present invention is not limited thereto, and the same can be achieved by incorporating a separate multilayer diffractive optical element. The effect of can be obtained.

また、上述の各実施例において、諸元中の焦点距離、曲率半径、中心厚(軸上間隔)などの長さの単位には、一般に「mm」の単位が使われる。しかしながら、光学系を比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、長さの単位は必ずしも「mm」に限られるものではない。   In each of the above-described embodiments, a unit of “mm” is generally used as a unit of length such as a focal length, a radius of curvature, and a center thickness (on-axis interval) in the specifications. However, since the same optical performance can be obtained even if the optical system is proportionally enlarged or reduced, the unit of length is not necessarily limited to “mm”.

複層型の回折光学素子の基本的な構成および作用を説明する図である。It is a figure explaining the basic composition and operation of a multilayer type diffractive optical element. 第1実施例にかかる光ディスク用対物レンズの構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the objective lens for optical discs concerning 1st Example. 第1実施例の対物レンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す第1の図である。It is a 1st figure which shows the spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration in the objective lens of 1st Example. 第1実施例の光ディスク用対物レンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows the spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration in the objective lens for optical discs of 1st Example. 第2実施例にかかる光ディスク用対物レンズの構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the objective lens for optical discs concerning 2nd Example. 第2実施例の光ディスク用対物レンズにおける球面収差、非点収差、歪曲収差およびコマ収差を示す図である。It is a figure which shows the spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration in the objective lens for optical discs of 2nd Example. 本実施形態の対物レンズを備えた光ディスク装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the optical disk apparatus provided with the objective lens of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

11,12 回折光学部材
11a,12a 回折光学面
13 格子の壁面
PL 光ディスク用対物レンズ(ピックアップレンズ)
Lp 正レンズ
Ln 負レンズ
DC 光ディスク
PF 密着複層型の回折光学素子
11, 12 Diffractive optical members 11a, 12a Diffraction optical surface 13 Wall surface of grating PL Optical lens objective lens (pickup lens)
Lp Positive lens Ln Negative lens DC Optical disk PF Adhering multilayer type diffractive optical element

Claims (10)

光ディスク用の対物レンズにおいて、
0.4以上の開口数を有し、
第1回折光学面を有する正レンズと、第2回折光学面を有する負レンズとを備える回折光学素子を含み、
前記正レンズおよび前記負レンズのうち、一方のレンズは相対的に高屈折率低分散の光学材料により形成され、他方のレンズは相対的に低屈折率高分散の光学材料により形成され、
前記第1回折光学面と前記第2回折光学面は、当該対物レンズの光軸に関して回転対称な鋸歯状の断面をそれぞれ有するとともに、前記第1回折光学面と前記第2回折光学面とが互いに対向するように配置され、前記第1、第2回折光学面の格子高hは、所定の波長の光に対して回折効率が1.0になるよう共に決定され、
前記正レンズは両凸レンズであり、
前記正レンズの光軸に沿った厚さおよび前記負レンズの光軸に沿った厚さのうちの小さい方の厚さをDmとするとき、
0.05<h/Dm<1.0
の条件を満たしていることを特徴とする対物レンズ。
In objective lenses for optical discs,
Having a numerical aperture of 0.4 or more,
A diffractive optical element comprising a positive lens having a first diffractive optical surface and a negative lens having a second diffractive optical surface;
Of the positive lens and the negative lens, one lens is formed of an optical material having a relatively high refractive index and low dispersion, and the other lens is formed of an optical material having a relatively low refractive index and high dispersion,
The first diffractive optical surface and the second diffractive optical surface have sawtooth-shaped cross sections that are rotationally symmetric with respect to the optical axis of the objective lens, and the first diffractive optical surface and the second diffractive optical surface are The grating heights h of the first and second diffractive optical surfaces are determined so as to have a diffraction efficiency of 1.0 with respect to light of a predetermined wavelength,
The positive lens is a biconvex lens;
When the thickness of the positive lens along the optical axis and the thickness of the negative lens along the optical axis is Dm,
0.05 <h / Dm <1.0
An objective lens that satisfies the above conditions .
前記対物レンズの焦点距離をfとし、前記対物レンズの光軸に沿った厚さをDTとするとき、
0.5<f/DT<10.0
の条件を満たしていることを特徴とする請求項1に記載の対物レンズ。
When the focal length of the objective lens is f and the thickness along the optical axis of the objective lens is D T ,
0.5 <f / D T <10.0
The objective lens according to claim 1, wherein the condition is satisfied.
前記正レンズと前記負レンズとのd線における屈折率差が0.45以下であり、
前記正レンズおよび前記負レンズのうちの少なくとも一方はUV硬化型樹脂により形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の対物レンズ。
The difference in refractive index at the d-line between the positive lens and the negative lens is 0.45 or less,
The objective lens according to claim 1, wherein at least one of the positive lens and the negative lens is formed of a UV curable resin.
前記正レンズの焦点距離をfpとし、前記負レンズの焦点距離をfnとするとき、
0.03<|fp/fn|<4.0
の条件を満たしていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の対物レンズ。
When the focal length of the positive lens is fp and the focal length of the negative lens is fn,
0.03 <| fp / fn | <4.0
The objective lens according to claim 1, wherein the condition is satisfied.
前記高屈折率低分散の光学材料と前記低屈折率高分散の光学材料とのd線を基準とするアッベ数差をΔνdとし、前記高屈折率低分散の光学材料と前記低屈折率高分散の光学材料とのd線における屈折率差をΔNdとするとき、
50<Δνd/ΔNd<2000
の条件を満たしていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の対物レンズ。
The Abbe number difference based on the d-line between the high refractive index low dispersion optical material and the low refractive index high dispersion optical material is Δνd, and the high refractive index low dispersion optical material and the low refractive index high dispersion When the refractive index difference at the d-line with the optical material is ΔNd,
50 <Δνd / ΔNd <2000
5. The objective lens according to claim 1, wherein the condition is satisfied.
d線における前記回折光学素子の回折効率をEdとし、g線における前記回折光学素子の回折効率をEgとし、C線における前記回折光学素子の回折効率をECとするとき、
(Eg+EC)/(2×Ed)>0.8
の条件を満たしていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の対物レンズ。
When the diffraction efficiency of the diffractive optical element at d line is E d , the diffraction efficiency of the diffractive optical element at g line is E g, and the diffraction efficiency of the diffractive optical element at C line is E C ,
(E g + E C ) / (2 × E d )> 0.8
The objective lens according to claim 1, wherein the condition is satisfied.
前記回折光学素子の回折光学面の有効径(直径)をφとし、前記対物レンズの焦点距離をfとするとき、
0.1<φ/f<3.0
の条件を満たしていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の対物レンズ。
When the effective diameter (diameter) of the diffractive optical surface of the diffractive optical element is φ and the focal length of the objective lens is f,
0.1 <φ / f <3.0
The objective lens according to claim 1, wherein the condition is satisfied.
前記正レンズおよび前記負レンズの双方がUV硬化型樹脂により形成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 1 to 7, wherein both the positive lens and the negative lens are formed of a UV curable resin . 前記正レンズは射出成型用の樹脂により形成され、前記負レンズはUV硬化型樹脂により形成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to claim 1, wherein the positive lens is made of an injection molding resin, and the negative lens is made of a UV curable resin . 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の対物レンズを備えていることを特徴とする光ディスク装置 An optical disc apparatus comprising the objective lens according to claim 1 .
JP2007227231A 2007-09-03 2007-09-03 Objective lens for optical disc and optical disc apparatus Active JP5076747B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007227231A JP5076747B2 (en) 2007-09-03 2007-09-03 Objective lens for optical disc and optical disc apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007227231A JP5076747B2 (en) 2007-09-03 2007-09-03 Objective lens for optical disc and optical disc apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009059442A JP2009059442A (en) 2009-03-19
JP5076747B2 true JP5076747B2 (en) 2012-11-21

Family

ID=40555030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007227231A Active JP5076747B2 (en) 2007-09-03 2007-09-03 Objective lens for optical disc and optical disc apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5076747B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011227481A (en) * 2010-03-29 2011-11-10 Panasonic Corp Diffractive optical element and optical equipment

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05100161A (en) * 1991-10-11 1993-04-23 Nikon Corp Object lens for optical disk
JP2000090477A (en) * 1998-09-09 2000-03-31 Pioneer Electronic Corp Optical pickup, information reproducing device and information recording device
JP2001194581A (en) * 2000-01-14 2001-07-19 Konica Corp Objective lens and optical pickup device
JP2004126392A (en) * 2002-10-04 2004-04-22 Nikon Corp Diffraction optical element
JP4315440B2 (en) * 2003-08-21 2009-08-19 フジノン株式会社 Objective lens for optical recording medium and optical pickup device using the same
JP2006012394A (en) * 2004-05-27 2006-01-12 Konica Minolta Opto Inc Optical system, optical pickup device, and optical disk driving device
JP2007122828A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Canon Inc Optical element having diffraction surface and optical pickup apparatus using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009059442A (en) 2009-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5288321B2 (en) Diffraction optical system
JP5413714B2 (en) Eyepiece
US7957063B2 (en) Diffractive optical device, optical system using the diffractive optical device and method for manufacturing diffractive optical device
JP4817076B2 (en) Diffractive optical element
JP4630393B2 (en) Diffraction lens and imaging apparatus using the same
TWI413795B (en) Photographic lens and camera
JP4796660B2 (en) Two-disc imaging optical system and imaging apparatus including the same
US7961396B2 (en) Diffractive optical system and optical device
WO2005117001A1 (en) Objective optical system, optical pickup, and optical disc drive
US20130148202A1 (en) Microscope objective lens
JP4815029B2 (en) Diffraction lens and imaging apparatus using the same
JP4978831B2 (en) Projector optical system
JP4743607B2 (en) Fresnel lens and liquid crystal projector using the Fresnel lens
JP5076747B2 (en) Objective lens for optical disc and optical disc apparatus
JP5224187B2 (en) Eyeglass lens, diffractive optical element, diffractive optical system, and optical instrument
JP5459966B2 (en) Diffractive optical element, optical system having the same, and optical instrument
JP5434130B2 (en) Microscope objective lens
WO2011013339A1 (en) Light pickup lens
JP2012189983A (en) Diffraction optical element and optical system including the same
JP5369648B2 (en) Diffractive optical element, optical system and optical instrument

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100823

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120731

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120813

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5076747

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250