JPWO2005117002A1 - Objective optical system, optical pickup device, and optical disk drive device - Google Patents

Objective optical system, optical pickup device, and optical disk drive device Download PDF

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Abstract

本発明の対物光学系は、第1光源から射出される第1光束、第2光源から射出される第2光束、第3光源から射出される第3光束を用いて情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置に用いられ、第1及び第2収差補正素子と、該第1及び第2収差補正素子を通過した第1乃至第3光束を、それぞれ、第1乃至第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物レンズとから構成され、第1収差補正素子は、d線におけるアッベ数νd1が40≦νd1≦80を満たす材料から形成される第1位相構造を有し、第2収差補正素子は、d線におけるアッベ数νd2が20≦νd2<40を満たす材料から形成される第2位相構造を有する。The objective optical system of the present invention records and / or reproduces information using the first light beam emitted from the first light source, the second light beam emitted from the second light source, and the third light beam emitted from the third light source. Information recording on the first to third optical discs respectively for the first and second aberration correction elements and the first to third light fluxes that have passed through the first and second aberration correction elements. The first aberration correction element has a first phase structure formed of a material in which the Abbe number νd1 in the d-line satisfies 40 ≦ νd1 ≦ 80. The two-aberration correction element has a second phase structure formed from a material in which the Abbe number νd2 in the d-line satisfies 20 ≦ νd2 <40.

Description

本発明は、対物光学系、光ピックアップ装置、及び光ディスクドライブ装置に関する。   The present invention relates to an objective optical system, an optical pickup device, and an optical disk drive device.

以前より、青紫色レーザ光源を使用することで記録密度を高めた高密度光ディスク、DVD(赤色レーザ光源を使用)、及びCD(赤外レーザ光源を使用)に対して互換性を有する光ピックアップ装置及びこのような光ピックアップ装置に用いられる光学素子が知られている(例えば、特許文献1〜3を参照)。
特開2004−079146号公報 特開2002−298422号公報 特開2003−207714号公報
Optical pickup device compatible with high-density optical discs, DVD (using red laser light source), and CD (using infrared laser light source) that have increased recording density by using a blue-violet laser light source. And the optical element used for such an optical pick-up apparatus is known (for example, refer patent documents 1-3).
JP 2004-079146 A JP 2002-298422 A JP 2003-207714 A

特許文献1の数値実施例7には、対物レンズの表面上に、青紫色レーザ光束では2次回折光を発生させ、赤色レーザ光束と赤外レーザ光束では1次回折光を発生させるような回折構造を設けて、この回折構造の作用により、高密度光ディスクとDVDの保護層厚みの差による球面収差を補正し、更に、CDに対する情報の記録/再生時には発散光束を対物レンズに入射させることで、高密度光ディスクとCDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する対物レンズが開示されている。   Numerical Example 7 of Patent Document 1 has a diffractive structure on the surface of an objective lens that generates second-order diffracted light with a blue-violet laser beam and first-order diffracted light with a red laser beam and an infrared laser beam. Due to the action of this diffractive structure, spherical aberration due to the difference in the protective layer thickness between the high-density optical disc and the DVD is corrected, and a divergent light beam is incident on the objective lens when recording / reproducing information with respect to the CD. An objective lens that corrects spherical aberration due to the difference in the thickness of the protective layer between a density optical disk and a CD is disclosed.

この対物レンズでは、何れの波長領域においても回折効率を高く確保できるものの、CDに対する情報の記録/再生時において、赤外レーザ光束の発散度合いが強くなりすぎて、対物レンズがトラッキングした際のコマ収差発生が大きくなりすぎるため、CDに対して良好な記録/再生特性が得られない、という課題がある。   Although this objective lens can secure a high diffraction efficiency in any wavelength region, the degree of divergence of the infrared laser beam becomes too strong at the time of recording / reproducing information on a CD, and the coma when the objective lens is tracking. There is a problem in that good recording / reproducing characteristics cannot be obtained with respect to a CD because the generation of aberration becomes too large.

また、特許文献2の数値実施例3には、対物レンズの表面上に、青紫色レーザ光束では3次回折光を発生させ、赤色レーザ光束と赤外レーザ光束では2次回折光を発生させるような回折構造を設けて、高密度光ディスクとDVDとCDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正した対物レンズが開示されている。   In Numerical Example 3 of Patent Document 2, diffraction is performed on the surface of the objective lens such that a third-order diffracted light is generated with a blue-violet laser beam and a second-order diffracted light is generated with a red laser beam and an infrared laser beam. An objective lens is disclosed which has a structure and corrects spherical aberration due to the difference in the thickness of the protective layer between the high-density optical disc and DVD and CD.

この対物レンズでは、回折構造の作用により、高密度光ディスクとDVDの保護層厚みの差による球面収差、更には、高密度光ディスクとCDの保護層厚さの違いによる球面収差が補正可能であるものの、青紫色レーザ光束の3次回折光の回折効率と、赤外レーザ光束の2次回折光の回折効率が70%程度と低いため、光ディスクに対する記録/再生速度の高速化に対応出来ない、光検出器での検出信号のS/N比が低いため良好な記録/再生特性が得られない、レーザ光源に印加する電圧が高くなるためレーザ光源の寿命が短くなる、という課題がある。   Although this objective lens can correct spherical aberration due to the difference in the protective layer thickness between the high-density optical disk and the DVD and further spherical aberration due to the difference in the protective layer thickness between the high-density optical disk and the CD due to the action of the diffractive structure. Since the diffraction efficiency of the third-order diffracted light of the blue-violet laser beam and the diffraction efficiency of the second-order diffracted light of the infrared laser beam are as low as about 70%, the photodetector cannot cope with the increase in the recording / reproducing speed for the optical disk. There are problems in that good recording / reproduction characteristics cannot be obtained due to the low S / N ratio of the detection signal, and that the life of the laser light source is shortened because the voltage applied to the laser light source is high.

特許文献1に記載の対物レンズにおいて、回折構造により高密度光ディスクとCDの保護層厚みの差による球面収差を補正できない理由、或いは、特許文献2に記載の対物レンズにおいて、青紫波長領域の3次回折光の回折効率と、赤外波長領域の2次回折光の回折効率が低くなってしまう理由として、高密度光ディスクに使用する青紫色レーザ光源の波長に対して、CDに使用する赤外レーザ光源の波長が略2倍であるために、回折構造により発生する回折光の青紫色レーザ光束と赤外レーザ光束とに対する球面収差補正効果と、回折光の回折効率が互いにトレードオフの関係にあることが挙げられる。   In the objective lens described in Patent Document 1, the spherical aberration due to the difference in the thickness of the protective layer between the high-density optical disk and the CD cannot be corrected by the diffractive structure, or in the objective lens described in Patent Document 2, the third time in the blue-violet wavelength region. The reason why the diffraction efficiency of the folded light and the diffraction efficiency of the second-order diffracted light in the infrared wavelength region are low is that the wavelength of the blue-violet laser light source used for the high-density optical disk Since the wavelength is approximately twice, the spherical aberration correction effect for the blue-violet laser beam and the infrared laser beam of the diffracted light generated by the diffractive structure and the diffraction efficiency of the diffracted light are in a trade-off relationship. Can be mentioned.

即ち、青紫色レーザ光束の回折光の回折効率と、赤外レーザ光束の回折光の回折効率を共に高く確保した場合に相当する特許文献1の数値実施例7の対物レンズでは、青紫色レーザ光束の回折光の回折角と赤外レーザ光束の回折光の回折角とが略一致してしまうので、回折構造により高密度光ディスクとCDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正できないことになる。   That is, in the objective lens of Numerical Example 7 of Patent Document 1 corresponding to a case where both the diffraction efficiency of the diffracted light of the blue-violet laser beam and the diffraction efficiency of the diffracted light of the infrared laser beam are ensured to be high, the blue-violet laser beam The diffraction angle of the diffracted light and the diffraction angle of the diffracted light of the infrared laser beam substantially coincide with each other, so that the spherical aberration due to the difference in the thickness of the high-density optical disc and the CD protective layer cannot be corrected by the diffractive structure. .

一方、青紫色レーザ光束の回折光の回折角と赤外レーザ光束の回折光の回折角とに差を持たせた場合に相当する特許文献2の数値実施例3の対物レンズでは、青紫色レーザ光束の回折光の回折効率と赤外レーザ光束の回折効率とが共に低くなってしまうことになる。   On the other hand, in the objective lens of Numerical Example 3 of Patent Document 2, which corresponds to the case where a difference is made between the diffraction angle of the diffracted light of the blue-violet laser beam and the diffraction angle of the diffracted light of the infrared laser beam, the blue-violet laser Both the diffraction efficiency of the diffracted light of the light beam and the diffraction efficiency of the infrared laser light beam are lowered.

尚、特許文献1及び2に記載されている回折構造だけでなく、特許文献3に記載されているような位相補正器(本明細書中では、光路差付与構造という)を使用する技術においても、回折構造と同じように、光路差付与構造による青紫色レーザ光束と赤外レーザ光束とに対する球面収差補正効果と、光路差付与構造の透過率は、互いにトレードオフの関係にある。   In addition to the diffraction structures described in Patent Documents 1 and 2, not only in the technology using a phase corrector (referred to as an optical path difference providing structure in this specification) as described in Patent Document 3. Similarly to the diffraction structure, the spherical aberration correction effect for the blue-violet laser beam and the infrared laser beam by the optical path difference providing structure and the transmittance of the optical path difference providing structure are in a trade-off relationship.

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、回折構造を含む位相構造の作用により、高密度光ディスクとDVDとCDとの保護層厚みの差による球面収差、或いは、高密度光ディスクとDVDとCDとの使用波長の差による球面収差を良好に補正することができるとともに、400nm近傍の青紫色波長領域と、650nm近傍の赤色波長領域と、780nm近傍の赤外波長領域との何れの波長領域においても高い光利用効率が得ることができる対物光学系、この対物光学系を使用した光ピックアップ装置、及び、この光ピックアップ装置を搭載した光ディスクドライブ装置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. Due to the action of a phase structure including a diffractive structure, spherical aberration due to a difference in protective layer thickness between a high-density optical disc and a DVD and a CD, or a high-density optical disc Spherical aberration due to the difference in operating wavelength between DVD and CD can be corrected satisfactorily, and any of a blue-violet wavelength region near 400 nm, a red wavelength region near 650 nm, and an infrared wavelength region near 780 nm It is an object of the present invention to provide an objective optical system capable of obtaining high light utilization efficiency even in a wavelength region, an optical pickup device using the objective optical system, and an optical disk drive device equipped with the optical pickup device.

項1記載の構成は、第1光源から射出される第1波長λの第1光束を用いて厚さtの保護層を有する第1光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行い、第2光源から射出される第2波長λ(>λ)の第2光束を用いて厚さt(≧t)の保護層を有する第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行い、第3光源から射出される第3波長λ(>λ)の第3光束を用いて厚さt(>t)の保護層を有する第3光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置に用いられる対物光学系であって、前記対物光学系は、第1収差補正素子と、第2収差補正素子と、該第1収差補正素子及び該第2収差補正素子を通過した前記第1光束乃至前記第3光束を、それぞれ、前記第1光ディスク乃至前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物レンズとから構成され、前記第1収差補正素子は、d線におけるアッベ数ν1が以下の(1)式を満たす材料から形成される第1位相構造を有し、前記第2収差補正素子は、d線におけるアッベ数ν2が以下の(2)式を満たす材料から形成される第2位相構造を有する。The configuration according to Item 1 records and / or reproduces information with respect to a first optical disc having a protective layer having a thickness of t 1 using a first light beam having a first wavelength λ 1 emitted from a first light source. Recording of information on the second optical disk having a protective layer having a thickness t 2 (≧ t 1 ) using the second light flux having the second wavelength λ 2 (> λ 1 ) emitted from the second light source and / or Alternatively, information is obtained with respect to the third optical disc having a protective layer having a thickness of t 3 (> t 2 ) by using the third light flux having the third wavelength λ 3 (> λ 2 ) emitted from the third light source. An objective optical system used in an optical pickup device that records and / or reproduces the first aberration correction element, the first aberration correction element, the second aberration correction element, the first aberration correction element, and the first aberration correction element. 2 The first to third light fluxes that have passed through the aberration correction element are respectively converted into the first light beam. And an objective lens for focusing on the information recording surface of the third optical disk, and the first aberration correction element is a material whose Abbe number ν d 1 in the d-line satisfies the following expression (1): The second aberration correcting element has a second phase structure formed from a material in which the Abbe number ν d 2 in the d-line satisfies the following expression (2).

40≦ν1≦80 (1)
20≦ν2<40 (2)
(1)式及び(2)式を満たすようなアッベ数を有する材料により第1位相構造と第2位相構造を構成すると、従来技術では困難であった、青紫色レーザ光束と赤色レーザ光束と赤外レーザ光束の何れの波長の光束に対しても高い透過率を維持しながら、高密度光ディスクとDVDとCDとの間の相互互換を実現出来る。
40 ≦ ν d 1 ≦ 80 (1)
20 ≦ ν d 2 <40 (2)
When the first phase structure and the second phase structure are formed of a material having an Abbe number satisfying the expressions (1) and (2), the blue-violet laser beam, the red laser beam, and the red, which have been difficult in the prior art, are difficult. It is possible to achieve mutual compatibility between the high-density optical disc, the DVD, and the CD while maintaining a high transmittance for any wavelength of the outer laser beam.

(1)式の下限を超えて第1位相構造のアッベ数が小さくなると、第3波長λ3に対する第1位相構造の透過率は高くなるが、第2波長λ2に対する第1位相構造の透過率が低くなるため好ましくない。一方、アッベ数が(1)式の上限を超えて大きい材料は製造が困難になるため現実的ではない。   When the Abbe number of the first phase structure decreases beyond the lower limit of the expression (1), the transmittance of the first phase structure for the third wavelength λ3 increases, but the transmittance of the first phase structure for the second wavelength λ2 increases. Since it becomes low, it is not preferable. On the other hand, a material having an Abbe number exceeding the upper limit of the equation (1) is difficult to manufacture, so it is not realistic.

また、(2)式の上限を超えて第1位相構造のアッベ数が大きくなると、第2波長λ2に対する第2位相構造の透過率は高くなるが、第3波長λ3に対する第2位相構造の透過率が低くなるため好ましくない。一方、アッベ数が(2)式の下限を超えて小さい材料は製造が困難になるため現実的ではない。   Further, if the Abbe number of the first phase structure increases beyond the upper limit of the expression (2), the transmittance of the second phase structure increases with respect to the second wavelength λ2, but the transmission of the second phase structure with respect to the third wavelength λ3 increases. Since the rate is low, it is not preferable. On the other hand, a material whose Abbe number is smaller than the lower limit of the equation (2) is not realistic because it becomes difficult to manufacture.

尚、本明細書においては、NA0.85の対物レンズを使用し保護層厚さが0.1mmであるブルーレイディスクや、NA0.65乃至0.67の対物レンズを使用し保護層厚さが0.6mmであるHD DVDの如き、青紫色レーザ光源を使用する光ディスクを総称して「高密度光ディスク」といい、「HD」で略記する。上述したブルーレイディスクHD DVD以外にも、光磁気ディスクや、情報記録面上に数〜数十nm程度の厚さの保護膜を有する光ディスクや、保護層或いは保護膜の厚さがゼロの光ディスクも高密度光ディスクに含むものとする。   In this specification, an objective lens with a NA of 0.85 and a protective layer thickness of 0.1 mm, a Blu-ray disc with an objective lens with an NA of 0.65 to 0.67 and a protective layer thickness of 0 are used. An optical disc using a blue-violet laser light source such as HD DVD of 6 mm is collectively referred to as “high density optical disc” and is abbreviated as “HD”. In addition to the above-described Blu-ray Disc HD DVD, there are magneto-optical discs, optical discs having a protective film with a thickness of several to several tens of nanometers on the information recording surface, and optical discs having a protective layer or protective layer having a zero thickness. Included in high density optical discs.

また、本明細書においては、DVD(デジタルバーサタイルディスク)とは、DVD−ROM、DVD−Video、DVD−Audio、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RW等のDVD系列の光ディスクの総称であり、CD(コンパクトディスク)とは、CD−ROM、CD−Audio、CD−Video、CD−R、CD−RW等のCD系列の光ディスクの総称である。   In this specification, DVD (Digital Versatile Disc) means DVD series optical discs such as DVD-ROM, DVD-Video, DVD-Audio, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD + R, DVD + RW, etc. CD (compact disc) is a generic term for CD-series optical discs such as CD-ROM, CD-Audio, CD-Video, CD-R, and CD-RW.

また、本明細書において、「対物レンズ」とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を、光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する集光レンズを指す。   In the present specification, the “objective lens” is a condensing element that is disposed at a position facing the optical disk in the optical pickup device and has a function of condensing the light beam emitted from the light source on the information recording surface of the optical disk. Refers to the lens.

更に、本明細書において、「対物光学系」とは、上述の集光レンズと、この集光レンズと一体となってアクチュエータによりトラッキング及びフォーカシングを行う第1収差補正素子及び第2収差補正素子とから構成される光学系を指す。   Further, in this specification, the “objective optical system” refers to the above-described condenser lens, a first aberration correction element and a second aberration correction element that are integrated with the condenser lens and that perform tracking and focusing by an actuator. An optical system composed of

また、本明細書において、「位相構造」とは、光軸方向の段差を複数有し、入射光束に対して光路差(位相差)を付加する構造の総称である。この段差により入射光束に付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。このような位相構造の具体的な例としては、上記の段差が光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置された回折構造や、上記の段差が光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置された光路差付与構造(位相差付与構造ともいう)である。   Further, in this specification, the “phase structure” is a general term for a structure having a plurality of steps in the optical axis direction and adding an optical path difference (phase difference) to the incident light flux. The optical path difference added to the incident light flux by this step may be an integer multiple of the wavelength of the incident light flux or a non-integer multiple of the wavelength of the incident light flux. Specific examples of such a phase structure include a diffractive structure in which the above steps are arranged at periodic intervals in the direction perpendicular to the optical axis, and the above steps are arranged at non-periodic intervals in the direction perpendicular to the optical axis. This is an optical path difference providing structure (also referred to as a phase difference providing structure).

位相構造は図7(a)乃至12(b)に概略的に示すように様々な断面形状をとり得る。図7(a)、7(b)は鋸歯状である場合であり、図8(a)、8(b)は全ての段差が同じ方向とされた階段状である場合であり、図9(a)、9(b)は段差の方向が途中で反対となる階段状である場合である。図10(a)、10(b)は断面形状が複数のレベル面12を含む階段状とされたパターン11を同心円状に配列し、所定のレベル面の個数(図10(a)、10(b)では5レベル面)毎に、そのレベル面数に対応した段数分(図10(a)、10(b)では4段)の高さだけ段をシフトさせた場合である。   The phase structure can take various cross-sectional shapes as schematically shown in FIGS. 7 (a) to 12 (b). 7 (a) and 7 (b) show a case of a sawtooth shape, and FIGS. 8 (a) and 8 (b) show a case of a step shape in which all steps are in the same direction. a) and 9 (b) are cases where the direction of the step is a stepped shape that is opposite in the middle. 10 (a) and 10 (b), a cross-sectional pattern 11 including a plurality of level surfaces 12 is arranged concentrically, and a predetermined number of level surfaces (FIGS. 10 (a) and 10 (b) are shown. In (b), the level is shifted by a height corresponding to the number of level planes (four levels in FIGS. 10 (a) and 10 (b)) every five level planes).

図7(a)、7(b)では各鋸歯の向きが同一である場合を示し、図10(a)、10(b)では断面形状が階段状とされた各パターンの向きが同一である場合を示したが、図11(a)、11(b)や図12(a)、12(b)のように、位相反転部分PRや、位相反転部分PRよりも光軸に近い側にある鋸歯とは向きが反対の鋸歯や、位相反転部分PRよりも光軸に近い側にあるパターンとは向きが反対のパターンを含む場合もある。なお、図7(a)乃至12(b)は、各構造を平面上に形成した場合を示した場合であるが、各構造は球面上或いは非球面上に形成しても良い。また、図10(a)、10(b)や12(a)、12(b)では、所定のレベル面数を5としているが、これに限られるものではない。   7A and 7B show the case where the directions of the saw blades are the same, and in FIGS. 10A and 10B, the directions of the patterns whose cross-sectional shapes are stepped are the same. As shown in FIGS. 11A and 11B and FIGS. 12A and 12B, the phase inversion portion PR and the phase inversion portion PR are closer to the optical axis. There may be included a saw tooth whose direction is opposite to the saw tooth and a pattern whose direction is opposite to the pattern closer to the optical axis than the phase inversion portion PR. FIGS. 7A to 12B show the case where each structure is formed on a plane, but each structure may be formed on a spherical surface or an aspherical surface. 10 (a), 10 (b), 12 (a), and 12 (b), the predetermined number of level faces is 5, but the present invention is not limited to this.

光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows the structure of an optical pick-up apparatus. 対物レンズユニットの構成の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of a structure of an objective lens unit. 対物レンズユニットの構成の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of a structure of an objective lens unit. 対物レンズユニットの構成の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of a structure of an objective lens unit. 対物レンズユニットの構成の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of a structure of an objective lens unit. 対物レンズユニットの構成の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of a structure of an objective lens unit. 位相構造の構成の一例を示す断面図(a)、(b)である。It is sectional drawing (a) which shows an example of a structure of a phase structure, (b). 位相構造の構成の一例を示す断面図(a)、(b)である。It is sectional drawing (a) which shows an example of a structure of a phase structure, (b). 位相構造の構成の一例を示す断面図(a)、(b)である。It is sectional drawing (a) which shows an example of a structure of a phase structure, (b). 位相構造の構成の一例を示す断面図(a)、(b)である。It is sectional drawing (a) which shows an example of a structure of a phase structure, (b). 位相構造の構成の一例を示す断面図(a)、(b)である。It is sectional drawing (a) which shows an example of a structure of a phase structure, (b). 位相構造の構成の一例を示す断面図(a)、(b)である。It is sectional drawing (a) which shows an example of a structure of a phase structure, (b). 対物レンズユニットの構成の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of a structure of an objective lens unit.

以下、本発明の好ましい形態を説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

項2記載の構成は、項1に記載の対物光学系において、前記第1収差補正素子が有する前記第1位相構造は、d線における屈折率n1が以下の(3)式を満たす樹脂から形成され、前記第2収差補正素子が有する前記第2位相構造は、d線における屈折率n2が以下の(4)式を満たす樹脂から形成される。The configuration according to Item 2 is the objective optical system according to Item 1, wherein the first phase structure included in the first aberration correction element is a resin in which a refractive index n d 1 at d-line satisfies the following expression (3): It is formed from the second phase structure and the second aberration correcting element has a refractive index n d 2 at the d-line is formed of a resin satisfying the following equation (4).

1.48≦n1<1.57 (3)
1.57≦n2≦1.65 (4)
一般的に、光学素子用の樹脂は、d線(587.6nm)における屈折率nが1.48乃至1.65の間に分布しており、nが高くなる程分散が大きくなる(アッベ数が小さくなる)傾向がある。従って、項2に記載の構成のように、第1位相構造と第2位相構造をともに樹脂製とする場合は、(3)式及び(4)式を満たすようなnを有する材料により構成することで、項1と同様の作用効果を達成できる。
1.48 ≦ n d 1 <1.57 (3)
1.57 ≦ n d 2 ≦ 1.65 (4)
Generally, the resin for an optical element, the refractive index n d of d line (587.6 nm) are distributed between 1.48 to 1.65, dispersed enough to n d increases increases ( The Abbe number tends to be small). Therefore, as in the configuration described in claim 2, when together with the resin of the first phase structure and the second phase structure, made of a material having n d which satisfies the equation (3) and (4) By doing so, the same effect as that of Item 1 can be achieved.

項3記載の構成は、項1又は2に記載の対物光学系において、前記第1位相構造は、前記tと前記tの差に起因する球面収差、又は前記第1波長λと前記第2波長λの差に起因する球面収差を補正する。The configuration according to Item 3 is the objective optical system according to Item 1 or 2, wherein the first phase structure includes spherical aberration caused by a difference between the t 1 and the t 2 , or the first wavelength λ 1 and the The spherical aberration due to the difference of the second wavelength λ 2 is corrected.

項3にあるように、第1収差補正素子に形成した(1)式又は(3)式を満たす材料から構成される第1位相構造により、高密度光ディスクとDVDとの相互互換を取ることにより、青紫色レーザ光束と赤色レーザ光束の両方の光束に対して高い透過率を維持しながら、tとtの差に起因する球面収差、又は第1波長λと第2波長λの差に起因する球面収差を補正することが可能となる。As described in item 3, by using the first phase structure made of a material satisfying the formula (1) or (3) formed in the first aberration correction element, the high-density optical disc and the DVD are made compatible with each other. While maintaining high transmittance for both the blue-violet laser beam and the red laser beam, spherical aberration due to the difference between t 1 and t 2 , or the first wavelength λ 1 and the second wavelength λ 2 It becomes possible to correct the spherical aberration due to the difference.

尚、第1位相構造を、回折構造としても良いし光路差付与構造としても良い。   The first phase structure may be a diffractive structure or an optical path difference providing structure.

項4記載の構成は、項3に記載の対物光学系において、前記第1位相構造は、前記第1光束及び前記第3光束を回折せず、前記第2光束を回折する回折構造である。   The configuration described in Item 4 is the objective optical system described in Item 3, wherein the first phase structure is a diffraction structure that does not diffract the first light beam and the third light beam but diffracts the second light beam.

特に、第1位相構造を項4にあるような第2光束のみを選択的に回折する回折構造とすることで、第2光束に対する収差を独立に制御することが可能となり、高密度光ディスクとDVDの両方に対して良好な集光特性が得られる。   In particular, by making the first phase structure a diffractive structure that selectively diffracts only the second light flux as in Item 4, it becomes possible to independently control the aberration with respect to the second light flux. Good condensing characteristics can be obtained for both.

項5記載の構成は、項4に記載の対物光学系において、前記第1位相構造は、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面の個数A毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造である。   The configuration according to Item 5 is the objective optical system according to Item 4, wherein the first phase structure is a structure in which patterns having a stepped cross-sectional shape including an optical axis are arranged on a concentric circle. For each of the number A of level surfaces, the level is shifted by the height corresponding to the number of levels corresponding to the number of level surfaces.

具体的には、項5にあるような構成とすることで、項4にあるような回折特性を第1位相構造に持たせることが可能となる。   Specifically, by adopting the configuration as in item 5, it is possible to give the first phase structure the diffraction characteristics as in item 4.

また、第1光源として設計波長からずれた光源を使用する場合には、各パターンを構成する各々の段差により付加される光路差は、波長の整数倍から僅かにずれるため、1つのパターン内では局所的な球面収差が発生することになるが、レベル面数に対応した段数分の高さだけ段がシフトされた部分で、局所的な球面収差を持つ波面が途切れることになるので、巨視的な波面は平坦となる。このように、第1位相構造をレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造とすることで第1光源の発振波長の個体差に対する公差を緩和できる。   When a light source deviated from the design wavelength is used as the first light source, the optical path difference added by each step constituting each pattern is slightly deviated from an integral multiple of the wavelength. Local spherical aberration will occur, but the wavefront with local spherical aberration will be interrupted at the part where the level is shifted by the height corresponding to the number of level surfaces. The wavefront is flat. In this way, by making the first phase structure a structure in which the steps are shifted by the height corresponding to the number of level surfaces, the tolerance for the individual difference of the oscillation wavelength of the first light source can be relaxed.

なお、本明細書においては、これ以降、第1光束乃至第3光束のうち、1つの光束を選択的に回折させる特性を有する回折構造を、「波長選択回折構造」とよぶ。   In the present specification, the diffraction structure having the characteristic of selectively diffracting one light beam among the first light beam to the third light beam is hereinafter referred to as a “wavelength selective diffraction structure”.

項6記載の構成は、項5に記載の対物光学系において、前記所定のレベル面の個数Aは、4、5、6の何れかであって、前記階段の1つの段差により生じる光路差は前記第1波長λの2倍である。In the configuration according to Item 6, in the objective optical system according to Item 5, the number A of the predetermined level surfaces is any of 4, 5, and 6, and an optical path difference caused by one step of the steps is the first is twice the wavelength lambda 1.

より具体的には、項6に記載のような構成とすることで、項4にあるような回折特性を第1位相構造に持たせることが可能になるとともに、3つの光束に対して高い透過率が確保できる。3つの光束に透過率を最も高く確保するためには、所定のレベル面の個数Aを5とするのが好ましい。   More specifically, the configuration as described in item 6 enables the first phase structure to have the diffraction characteristics as described in item 4, and allows high transmission for three light beams. The rate can be secured. In order to ensure the highest transmittance for the three light beams, the number A of predetermined level surfaces is preferably set to 5.

ここで、第1光束及び第3光束を回折せず、第2光束を選択的に回折させる波長選択回折構造(第1位相構造)について、回折光発生の原理を説明する。以下の説明では、第1波長λを高密度光ディスクHDの記録・再生波長である405nmとし、第2波長λをDVDの記録・再生波長である655nmとし、第3波長λをCDの記録・再生波長である785nmとする。ここで、第1位相構造は以下の(8)式〜(13)式を満たす必要がある。Here, the principle of diffracted light generation will be described for a wavelength selective diffraction structure (first phase structure) that selectively diffracts the second light beam without diffracting the first light beam and the third light beam. In the following description, the first wavelength λ 1 is set to 405 nm which is the recording / reproducing wavelength of the high-density optical disc HD, the second wavelength λ 2 is set to 655 nm which is the recording / reproducing wavelength of DVD, and the third wavelength λ 3 is set to the CD. The recording / reproducing wavelength is 785 nm. Here, the first phase structure needs to satisfy the following formulas (8) to (13).

L1=Δ1・(n11−1)/λ (8)
M1=Δ1・(n12−1)/λ (9)
N1=Δ1・(n13−1)/λ (10)
φ(M1)=INT(A・M1)−(A・M1) (11)
−0.4<φ(M1)<0.4 (12)
L1=2 (13)
A=4、5、6の何れか (14)
INT(X):Xに最も近い整数
但し、
Δ1:第1位相構造の前記各パターンを構成する各段差の光軸方向の深さ
11:第1波長λ1に対する第1位相構造を形成する材料の屈折率
12:第2波長λ2に対する第1位相構造を形成する材料の屈折率
13:第3波長λ3に対する第1位相構造を形成する材料の屈折率
A:第1位相構造の各パターン内に形成されたレベル面の個数
L1、M1、N1はそれぞれ、第1位相構造の各パターン内に形成された各段差により第1光束、第2光束、及び第3光束に対して付加される波長単位の光路差である。L1を2とする場合には、段差Δ1により第1光束に対して付加される光路差L1は、第1波長λの2倍となるため、隣接するレベル面同士を通過する第1光束の波面は丁度2波長分だけずれてつながる。従って、第1光束は、第1位相構造により回折作用をうけることなく、100%の透過率でもってそのまま透過する。また、第1位相構造をd線におけるアッベ数ν1が上述の(1)式を満たす材料から形成する場合には、段差Δ1により第3光束に対して付加される光路差N1は、第3波長λの1倍に極めて近くなるので、隣接するレベル面同士を通過する第3光束の波面は1波長分だけずれてつながる。従って、第3光束も、第1位相構造により回折作用をうけることなく、ほぼ100%の透過率でもってそのまま透過する。一方、段差Δ1により第2光束に対して付加される光路差M1は、第2波長λの約1.2倍になるので、隣接するレベル面同士を通過する第2光束の波面は1.2波長分だけずれることになるが、光学的に等位相となる1波長分の波面のずれを除いた実質的な波面のずれは0.2波長である。ここで、各パターンを5つのレベル面により構成すると、各パターンの両端での波面のずれは約1波長(=0.2波長×5)になるため、第2光束は約87%の高い回折効率でもって1次方向に回折する(1次回折)。上記の(12)式は、第2光束の1次回折光の回折効率を高めるための条件式であり、(12)式を満足するように、各パターン内に形成されたレベル面の個数Aを決定することで第2光束の1次回折光の回折効率を十分に確保することが可能となる。第1位相構造をd線におけるアッベ数ν1が上述の(1)式を満たす材料から形成する場合には、A=4、5、6の何れでも(12)式を満たすことが可能であるが、(12)式の値が0に最も近いのはA=5の場合であり、この時に第2光束の1次回折光の回折効率は最も高くなる。
L1 = Δ1 · (n 11 −1) / λ 1 (8)
M1 = Δ1 · (n 12 −1) / λ 2 (9)
N1 = Δ1 · (n 13 −1) / λ 3 (10)
φ (M1) = INT (A · M1) − (A · M1) (11)
−0.4 <φ (M1) <0.4 (12)
L1 = 2 (13)
Any of A = 4, 5, 6 (14)
INT (X): an integer closest to X, where
Δ1: Depth in the optical axis direction of each step constituting each pattern of the first phase structure n 11 : Refractive index of the material forming the first phase structure with respect to the first wavelength λ 1 n 12 : First with respect to the second wavelength λ 2 Refractive index of material forming one phase structure n 13 : Refractive index of material forming first phase structure with respect to third wavelength λ3 A: Number of level planes formed in each pattern of first phase structure L1, M1 , N1 are optical path differences in wavelength units added to the first light flux, the second light flux, and the third light flux by each step formed in each pattern of the first phase structure. When L1 a and 2, the optical path difference L1 to be added for the first light flux by the step Δ1, since twice the first wavelength lambda 1, the first light flux passing through the level surface between adjacent The wavefront is connected with a shift of exactly two wavelengths. Therefore, the first light flux is transmitted as it is with a transmittance of 100% without being diffracted by the first phase structure. Further, when the first phase structure is formed from a material in which the Abbe number ν d 1 in the d-line satisfies the above equation (1), the optical path difference N1 added to the third light flux by the step Δ1 is 3 since very close to 1 times the wavelength lambda 3, the wavefront of the third light flux passing through the level surface between adjacent leads shifted by one wavelength. Accordingly, the third light flux is also transmitted as it is with a transmittance of almost 100% without being diffracted by the first phase structure. On the other hand, the optical path difference M1 is added to the second light flux by the step Δ1, so becomes about 1.2 times the second wavelength lambda 2, the wave front of the second light flux passing through the level surface Adjacent 1. The wavefront is shifted by two wavelengths, but the substantial wavefront shift excluding the wavefront shift for one wavelength that is optically in phase is 0.2 wavelength. Here, if each pattern is composed of five level surfaces, the wavefront shift at both ends of each pattern is about one wavelength (= 0.2 wavelength × 5), so the second light flux has a high diffraction of about 87%. Diffracts in the first-order direction with efficiency (first-order diffraction). The above expression (12) is a conditional expression for increasing the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the second light beam, and the number A of level surfaces formed in each pattern is set so as to satisfy the expression (12). By determining, it is possible to sufficiently secure the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the second light beam. In the case where the first phase structure is formed of a material whose Abbe number ν d 1 in the d-line satisfies the above-described expression (1), any of A = 4, 5, and 6 can satisfy the expression (12). However, the value of the equation (12) is closest to 0 when A = 5, and at this time, the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the second light flux is the highest.

尚、上記の波長選択回折構造において、第2光束の回折光の回折効率は、波長選択回折構造が形成される材料のd線におけるアッベ数ν1にのみに依存し、d線における屈折率n1には依存しない。従って、屈折率n1に関しては比較的自由度があるが、屈折率n1の値が小さくなるほど各段差の光軸方向の深さd1が深くなり、階段形状を精度良く製造することが困難になるため、同じアッベ数ν1を有する材料が複数ある場合には、n1が最も大きい材料を選択するのが好ましい。In the above wavelength selective diffraction structure, the diffraction efficiency of the diffracted light of the second light beam depends only on the Abbe number ν d 1 in the d line of the material on which the wavelength selective diffraction structure is formed, and the refractive index in the d line. It does not depend on n d 1. Therefore, there is a relatively freedom with respect to the refractive index n d 1, the refractive index n d 1 becomes higher depth d1 is the optical axis direction of each step becomes deeper small, that a step shape to accurately manufacture Since it becomes difficult, when there are a plurality of materials having the same Abbe number ν d 1, it is preferable to select a material having the largest n d 1.

項7記載の構成は、項3に記載の対物光学系において、前記第1位相構造は、前記第1光束が入射した場合にはα1次の回折光を発生し、前記第2光束が入射した場合にはβ1(β1<α1)次の回折光を発生し、前記第3光束が入射した場合にはγ1(γ1≦β1)次の回折光を発生する回折構造である。   The configuration according to Item 7 is the objective optical system according to Item 3, wherein the first phase structure generates α-order diffracted light when the first light beam is incident, and the second light beam is incident. In this case, the diffraction structure generates β1 (β1 <α1) order diffracted light, and generates γ1 (γ1 ≦ β1) order diffracted light when the third light beam is incident.

第1位相構造により、高密度光ディスクとDVDとの相互互換を取るためには、項4に記載の回折特性の他に、項7にあるような回折特性を第1位相構造に持たせても良い。このような回折特性を持たせることにより、3つの光束に対して高い透過率を確保出来る。尚、このような回折特性を有する回折構造は、光軸を含む断面形状が鋸歯型或いは階段型となる。光軸を含む断面形状が鋸歯型となる場合は、第1位相構造が形成された光学面の屈折パワーと第1位相構造の回折パワーの絶対値が互いに異なる場合であり、光軸を含む断面形状が階段型となる場合は、第1位相構造が形成された光学面の屈折パワーと第1位相構造の回折パワーの符号が互いに逆で、かつ絶対値が互いに同じ場合である。   In order to achieve mutual compatibility between the high-density optical disc and the DVD by the first phase structure, in addition to the diffraction characteristic described in item 4, the first phase structure may have the diffraction characteristic as described in item 7. good. By providing such diffraction characteristics, high transmittance can be secured for the three light beams. Note that the diffractive structure having such a diffractive characteristic has a sawtooth or stepped cross section including the optical axis. When the cross-sectional shape including the optical axis is a sawtooth shape, the absolute value of the refractive power of the optical surface on which the first phase structure is formed and the diffraction power of the first phase structure are different from each other. The case where the shape is a staircase type is a case where the signs of the refractive power of the optical surface on which the first phase structure is formed and the diffraction power of the first phase structure are opposite to each other and the absolute values are the same.

項8記載の構成は、項7に記載の対物光学系において、前記回折次数α1は偶数である。   In the configuration described in Item 8, in the objective optical system described in Item 7, the diffraction order α1 is an even number.

特に、第3光束の透過率を第1位相構造で確保するためには、第1光束の回折次数α1を偶数とすることが好ましい。具体的には、各波長の光束の回折次数の組合せとして、(α1,β1,γ1)=(2,1,1)、(8,5,4)の何れかの組合せを使用するのが好ましく、これによりtとtの差に起因する球面収差、又は第1波長λと第2波長λの差に起因する球面収差を良好に補正することが可能となる。尚、回折次数の組合せとして(α1,β1,γ1)=(2,1,1)の組合せを使用する場合には第1位相構造の製造波長λをλ1より短い波長とするのが好ましく、(α1,β1,γ1)=(8,5,4)の組合せを使用する場合には第1位相構造の製造波長λをλ1より長い波長とするのが好ましい。これにより各波長の光束の回折効率を高く確保できる。In particular, in order to ensure the transmittance of the third light flux with the first phase structure, it is preferable that the diffraction order α1 of the first light flux is an even number. Specifically, it is preferable to use any combination of (α1, β1, γ1) = (2, 1, 1), (8, 5, 4) as a combination of diffraction orders of light beams of respective wavelengths. This makes it possible to satisfactorily correct spherical aberration due to the difference between t 1 and t 2 or spherical aberration due to the difference between the first wavelength λ 1 and the second wavelength λ 2 . When the combination of (α1, β1, γ1) = (2,1,1) is used as the combination of diffraction orders, it is preferable that the manufacturing wavelength λ B of the first phase structure is shorter than λ1. When the combination of (α1, β1, γ1) = (8, 5, 4) is used, it is preferable that the manufacturing wavelength λ B of the first phase structure is longer than λ1. Thereby, the diffraction efficiency of the light flux of each wavelength can be ensured high.

項9記載の構成は、項1乃至8の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第2位相構造は、前記tと前記tの差に起因する球面収差、又は前記第1波長λと前記第2波長λの差に起因する球面収差を補正する。The configuration according to Item 9 is the objective optical system according to any one of Items 1 to 8, wherein the second phase structure includes spherical aberration caused by a difference between the t 1 and the t 3 , or the first The spherical aberration due to the difference between the wavelength λ 1 and the second wavelength λ 2 is corrected.

項9にあるように、第2収差補正素子に形成した(2)式又は(4)式を満たす材料から構成される第2位相構造により、高密度光ディスクとCDとの相互互換を取ることにより、青紫色レーザ光束と赤外レーザ光束の両方の光束に対して高い透過率を維持しながら、tとtの差に起因する球面収差、又は前記第1波長λと前記第2波長λの差に起因する球面収差を補正することが可能となる。As described in item 9, by using the second phase structure formed of the material satisfying the formula (2) or (4) formed in the second aberration correction element, the high-density optical disc and the CD are mutually compatible. While maintaining high transmittance for both the blue-violet laser beam and the infrared laser beam, spherical aberration due to the difference between t 1 and t 3 , or the first wavelength λ 1 and the second wavelength it is possible to correct the spherical aberration due to the difference of the lambda 2.

尚、第2位相構造を、回折構造としても良いし光路差付与構造としても良い。   The second phase structure may be a diffractive structure or an optical path difference providing structure.

項10記載の構成は、項9に記載の対物光学系において、前記第2位相構造は、前記第1光束及び前記第2光束を回折せず、前記第3光束を回折する回折構造である。   The configuration described in Item 10 is the objective optical system described in Item 9, wherein the second phase structure is a diffraction structure that does not diffract the first light beam and the second light beam but diffracts the third light beam.

特に、第2位相構造を項10にあるような第3光束のみを選択的に回折する回折構造とすることで、第3光束に対する収差を独立に制御することが可能となり、高密度光ディスクとCDの両方に対して良好な集光特性が得られる。   In particular, by making the second phase structure a diffractive structure that selectively diffracts only the third light flux as in Item 10, it becomes possible to independently control the aberration with respect to the third light flux. Good condensing characteristics can be obtained for both.

項11記載の構成は、項10に記載の対物光学系において、前記第2位相構造は、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面の個数B毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造である。   The configuration according to Item 11 is the objective optical system according to Item 10, wherein the second phase structure is a structure in which patterns having a stepped cross-sectional shape including an optical axis are arranged on a concentric circle. In this structure, the level is shifted by a height corresponding to the number of levels corresponding to the number of level planes.

具体的には、項11にあるような構成とすることで、項10にあるような回折特性を第2位相構造に持たせることが可能となる。   Specifically, with the configuration as in item 11, it is possible to give the second phase structure the diffraction characteristics as in item 10.

また、第2位相構造をレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造とすることで、項5記載の構成と同様に、第1光源の発振波長の個体差に対する公差を緩和できる。   In addition, since the second phase structure has a structure in which the steps are shifted by a height corresponding to the number of level surfaces, the tolerance with respect to the individual difference of the oscillation wavelength of the first light source is obtained as in the configuration of Item 5. Can be relaxed.

項12記載の構成は、項11に記載の対物光学系において、前記所定のレベル面の個数Bは、3、4の何れかであって、前記階段の1つの段差により生じる光路差は前記第1波長λの7倍である。The configuration described in item 12 is the objective optical system described in item 11, wherein the number B of the predetermined level surfaces is either 3 or 4, and the optical path difference caused by one step of the steps is the first level. 1, which is 7 times the wavelength λ 1.

より具体的には、項12に記載のような構成とすることで、項10にあるような回折特性を第2位相構造に持たせることが可能になるとともに、3つの光束に対して高い透過率が確保できる。3つの光束に対する透過率を最も高く確保するためには、第2位相構造をd線におけるアッベ数ν2が25<ν2<40を満たす材料から形成する場合には、所定のレベル面の個数Bを3とし、第2位相構造をd線におけるアッベ数ν2が20≦ν2≦25を満たす材料から形成する場合には、所定のレベル面の個数Bを4とするのが好ましい。More specifically, by adopting the configuration as described in item 12, it is possible to give the second phase structure the diffraction characteristics as described in item 10, and high transmission with respect to three light beams. The rate can be secured. In order to ensure the highest transmittance with respect to the three light beams, the second phase structure is formed from a material in which the Abbe number ν d 2 in the d-line satisfies 25 <ν d 2 <40. When the second phase structure is formed of a material in which the Abbe number ν d 2 in the d-line satisfies 20 ≦ ν d 2 ≦ 25, the number B of the predetermined level surfaces is set to 4. Is preferred.

ここで、第1光束及び第2光束を回折せず、第3光束を選択的に回折させる波長選択回折構造(第2位相構造)について、回折光発生の原理を説明する。以下の説明では、第1波長λを高密度光ディスクHDの記録・再生波長である405nmとし、第2波長λをDVDの記録・再生波長である655nmとし、第3波長λをCDの記録・再生波長である785nmとする。ここで、第1位相構造は以下の(15)式〜(21)式を満たす必要がある。Here, the principle of diffracted light generation will be described for a wavelength selective diffraction structure (second phase structure) that selectively diffracts the third light flux without diffracting the first light flux and the second light flux. In the following description, the first wavelength λ 1 is set to 405 nm which is the recording / reproducing wavelength of the high-density optical disc HD, the second wavelength λ 2 is set to 655 nm which is the recording / reproducing wavelength of DVD, and the third wavelength λ 3 is set to the CD. The recording / reproducing wavelength is 785 nm. Here, the first phase structure needs to satisfy the following formulas (15) to (21).

L2=Δ2・(n21−1)/λ (15)
M2=Δ2・(n22^−1)/λ (16)
N2=Δ2・(n23−1)/λ (17)
φ(N2)=INT(B・N2)−(B・N2) (18)
−0.4<φ(N2)<0.4 (19)
L2=7 (20)
B=3、4の何れか (21)
INT(X):Xに最も近い整数
但し、
Δ2:第2位相構造の前記各パターンを構成する各段差の光軸方向の深さ
21:第1波長λ1に対する第2位相構造が形成された材料の屈折率
22:第2波長λ2に対する第2位相構造が形成された材料の屈折率
23:第3波長λ3に対する第2位相構造が形成された材料の屈折率
B:第2位相構造の各パターン内に形成されたレベル面の個数
L2、M2、N2はそれぞれ、第2位相構造の各パターン内に形成された各段差により第1光束、第2光束、及び第3光束に対して付加される波長単位の光路差である。L2を7とする場合には、段差Δ2により第1光束に対して付加される光路差L2は、第1波長λの7倍となるため、隣接するレベル面同士を通過する第1光束の波面は丁度7波長分だけずれてつながる。従って、第1光束は、第1位相構造により回折作用をうけることなく、100%の透過率でもってそのまま透過する。また、第2位相構造をd線におけるアッベ数ν2が上述の(2)式を満たす材料から形成する場合には、段差Δ2により第2光束に対して付加される光路差M2は、第2波長λの4倍に極めて近くなるので、隣接するレベル面同士を通過する第2光束の波面は4波長分だけずれてつながる。従って、第2光束も、第2位相構造により回折作用をうけることなく、ほぼ100%の透過率でもってそのまま透過する。一方、段差Δ2により第3光束に対して付加される光路差N2は、第3波長λの約3.3倍になるので、隣接するレベル面同士を通過する第3光束の波面は3.3波長分だけずれることになるが、光学的に等位相となる3波長分の波面のずれを除いた実質的な波面のずれは0.3波長である。ここで、各パターンを3つ、又は4つのレベル面により構成すると、各パターンの両端での波面のずれは約1波長(=0.3波長×3、又は、=0.3波長×4)になるため、第3光束は70〜80%の高い回折効率でもって1次方向に回折する(1次回折)。上記の(19)式は、第3光束の回折光の回折効率を高めるための条件式であり、(19)式を満足するように、各パターン内に形成されたレベル面の個数Bを決定することで第3光束の1次回折光の回折効率を十分に確保することが可能となる。第2位相構造をd線におけるアッベ数ν2が25<ν2<40を満たす材料から形成する場合には、(12)式の値が0に最も近いのはB=3の場合であり、第2位相構造をd線におけるアッベ数ν2が20≦ν2≦25を満たす材料から形成する場合には、(12)式の値が0に最も近いのはB=4の場合であり、この時に第3光束の1次回折光の回折効率は最も高くなる。
L2 = Δ2 · (n 21 −1) / λ 1 (15)
M2 = Δ2 · (n 22 ^ −1) / λ 2 (16)
N2 = Δ2 · (n 23 −1) / λ 3 (17)
φ (N2) = INT (B · N2) − (B · N2) (18)
−0.4 <φ (N2) <0.4 (19)
L2 = 7 (20)
B = 3 or 4 (21)
INT (X): an integer closest to X, where
Δ2: Depth in the optical axis direction of each step constituting each pattern of the second phase structure n 21 : Refractive index of the material on which the second phase structure with respect to the first wavelength λ1 is formed n 22 : With respect to the second wavelength λ2 Refractive index of the material in which the second phase structure is formed n 23 : Refractive index of the material in which the second phase structure is formed with respect to the third wavelength λ3 B: Number of level planes formed in each pattern of the second phase structure L2, M2, and N2 are optical path differences in wavelength units added to the first light flux, the second light flux, and the third light flux, respectively, by the steps formed in the patterns of the second phase structure. When the L2 to 7, the optical path difference L2 to be added for the first light flux by the step Δ2, since the seven times of the first wavelength lambda 1, the first light flux passing through the level surface between adjacent The wavefronts are connected with a shift of exactly 7 wavelengths. Therefore, the first light flux is transmitted as it is with a transmittance of 100% without being diffracted by the first phase structure. Further, when the second phase structure is formed from a material in which the Abbe number ν d 2 in the d-line satisfies the above-described expression (2), the optical path difference M2 added to the second light flux by the step Δ2 is Since it is very close to four times the two wavelengths λ 2 , the wavefronts of the second light fluxes passing through adjacent level surfaces are shifted and connected by four wavelengths. Therefore, the second light flux is also transmitted as it is with a transmittance of almost 100% without being diffracted by the second phase structure. On the other hand, the optical path difference N2 being added to the third light flux by the step Δ2 is since about 3.3 times of the third wavelength lambda 3, the wavefront of the third light flux passing through the level surface Adjacent 3. The wavefront shifts by three wavelengths, but the substantial wavefront shift excluding the wavefront shift for three wavelengths that are optically in phase is 0.3 wavelength. Here, when each pattern is constituted by three or four level planes, the deviation of the wave front at both ends of each pattern is about one wavelength (= 0.3 wavelength × 3 or = 0.3 wavelength × 4). Therefore, the third light beam is diffracted in the first-order direction with a high diffraction efficiency of 70 to 80% (first-order diffraction). The above equation (19) is a conditional equation for increasing the diffraction efficiency of the diffracted light of the third light beam, and the number B of level surfaces formed in each pattern is determined so as to satisfy the equation (19). By doing so, it is possible to sufficiently secure the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the third light flux. When the second phase structure is formed from a material in which the Abbe number ν d 2 in the d-line satisfies 25 <ν d 2 <40, the value of the equation (12) is closest to 0 when B = 3. And when the second phase structure is formed of a material in which the Abbe number ν d 2 in the d-line satisfies 20 ≦ ν d 2 ≦ 25, the value of the equation (12) is closest to 0 when B = 4 In this case, the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the third light flux is highest.

尚、上記の波長選択回折構造において、第3光束の1次回折光の回折効率は、波長選択回折構造が形成される材料のd線におけるアッベ数ν2にのみに依存し、d線における屈折率n2には依存しない。従って、屈折率n2に関しては比較的自由度があるが、屈折率n2の値が小さくなるほど各段差の光軸方向の深さd2が深くなり、階段形状を精度良く製造することが困難になるため、同じアッベ数ν2を有する材料が複数ある場合には、n2が最も大きい材料を選択するのが好ましい。In the above-described wavelength selective diffraction structure, the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the third light beam depends only on the Abbe number ν d 2 at the d line of the material from which the wavelength selective diffraction structure is formed, and the refraction at the d line. It does not depend on the rate n d 2. Therefore, there is a relatively freedom with respect to the refractive index n d 2, the value of the refractive index n d 2 is about the depth d2 is the optical axis direction of each step becomes deeper small, that a step shape to accurately manufacture Since it becomes difficult, when there are a plurality of materials having the same Abbe number ν d 2, it is preferable to select a material having the largest n d 2.

項13記載の構成は、項9に記載の対物光学系において、前記第2位相構造は、前記第1光束が入射した場合にはα2次の回折光を発生し、前記第2光束が入射した場合にはβ2(β2<α2)次の回折光を発生し、前記第3光束が入射した場合にはγ2(γ2≦β2)次の回折光を発生する回折構造である。   The configuration according to Item 13 is the objective optical system according to Item 9, wherein the second phase structure generates α-order diffracted light when the first light beam is incident, and the second light beam is incident. In this case, the diffraction structure generates β2 (β2 <α2) -order diffracted light, and generates γ2 (γ2 ≦ β2) -order diffracted light when the third light beam is incident.

第2位相構造により、高密度光ディスクとCDとの相互互換を取るためには、項10に記載の回折特性の他に、項13にあるような回折特性を第2位相構造に持たせても良い。このような回折特性を持たせることにより、3つの光束に対して高い透過率を確保出来る。尚、このような回折特性を有する回折構造は、光軸を含む断面形状が鋸歯型或いは階段型となる。   In order to achieve mutual compatibility between the high-density optical disk and the CD by using the second phase structure, in addition to the diffraction characteristic described in item 10, the second phase structure may have a diffraction characteristic as described in item 13. good. By providing such diffraction characteristics, high transmittance can be secured for the three light beams. Note that the diffractive structure having such a diffractive characteristic has a sawtooth or stepped cross section including the optical axis.

項14記載の構成は、項13に記載の対物光学系において、前記回折次数α2は奇数である。   The configuration described in item 14 is the objective optical system described in item 13, wherein the diffraction order α2 is an odd number.

特に、第3光束の透過率を第2位相構造で確保するためには、第1光束の回折次数α2を奇数とすることが好ましい。具体的には、各波長の光束の回折次数の組合せとして、(α2,β2,γ2)=(5,3,2)、(7,4,3)、(9,5,4)の何れかの組合せを使用するのが好ましく、これによりtとtの差に起因する球面収差を補正することが可能となる。更に、第3光ディスクに対して情報の記録・再生を行う際の対物光学系の倍率を−0.2から0の範囲内とすると、より良好にtとtの差に起因する球面収差を補正することができる。In particular, in order to ensure the transmittance of the third light beam with the second phase structure, it is preferable to set the diffraction order α2 of the first light beam to an odd number. Specifically, any combination of (α2, β2, γ2) = (5, 3, 2), (7, 4, 3), (9, 5, 4) is used as a combination of diffraction orders of light beams of respective wavelengths. It is preferable to use a combination of the above, which makes it possible to correct spherical aberration due to the difference between t 1 and t 3 . Further, when the magnification of the objective optical system when recording / reproducing information with respect to the third optical disk is set within the range of −0.2 to 0, spherical aberration caused by the difference between t 1 and t 3 is better. Can be corrected.

尚、上記の組合せの回折次数を各波長の光束に対して利用する場合には、第2位相構造の製造波長λをλ1より短い波長とすると各波長の光束の回折効率を高く確保できる。When the diffraction order of the above combination is used for the light flux of each wavelength, a high diffraction efficiency of the light flux of each wavelength can be secured if the manufacturing wavelength λ B of the second phase structure is shorter than λ1.

紫色レーザ光束(第1光束)の回折次数を奇数とすることで青紫色レーザ光束の回折角と赤外レーザ光束の回折角とに差を持たせた場合に相当する特許文献2の数値実施例3の対物レンズでは、d線におけるアッベ数が55程度の比較的低分散の材料を使用しているため、両波長の光束の回折効率がともに低いが、本発明による対物光学系では、第2位相構造の材料として(2)式を満たすような高分散性を有する材料を使用しているので、紫色レーザ光束(第1光束)の回折次数を奇数として場合でも両波長の光束の回折効率をともに高く確保できる。   Numerical example of Patent Document 2 corresponding to a case where a difference is made between the diffraction angle of the blue-violet laser beam and the diffraction angle of the infrared laser beam by making the diffraction order of the violet laser beam (first beam) odd. The objective lens 3 uses a relatively low dispersion material having an Abbe number of about 55 at the d-line, so that both the diffraction efficiencies of the light beams of both wavelengths are low. However, in the objective optical system according to the present invention, the second Since a material having high dispersibility that satisfies the formula (2) is used as the material of the phase structure, even when the diffraction order of the violet laser beam (first beam) is an odd number, the diffraction efficiency of the beams of both wavelengths is improved. Both can be secured high.

項15記載の構成は、項1乃至14の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子は、互いに接合されて成る。   Item 15 is the objective optical system according to any one of Items 1 to 14, wherein the first aberration correction element and the second aberration correction element are joined to each other.

項16記載の構成は、項1乃至14の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子は、互いに離間されて成る。   Item 16 is the objective optical system according to any one of Items 1 to 14, wherein the first aberration correction element and the second aberration correction element are separated from each other.

項17記載の構成は、項1乃至16の何れか一項に記載の対物光学系において、少なくとも前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子の何れか一方は、第3位相構造を有する。   Item 17 is the objective optical system according to any one of Items 1 to 16, wherein at least one of the first aberration correction element and the second aberration correction element has a third phase structure. .

項17に記載のように第3位相構造を前記第1収差補正素子及び前記第2収差補正素子の何れかの光学面に形成することで、対物光学系のそれぞれの光束に対する集光特性をより良好なものにすることができる。この第3位相構造は回折構造であっても良いし、光路差付与構造であっても良い。また、第3位相構造により補正する収差は、例えば、第1波長λ1の微小変化に伴う色収差であっても良いし、温度変化に伴う対物レンズの屈折率変化により発生する球面収差であっても良い。   According to Item 17, the third phase structure is formed on any one of the optical surfaces of the first aberration correction element and the second aberration correction element, so that the condensing characteristic with respect to each light beam of the objective optical system is further improved. It can be made good. The third phase structure may be a diffractive structure or an optical path difference providing structure. The aberration corrected by the third phase structure may be, for example, chromatic aberration associated with a minute change in the first wavelength λ1, or spherical aberration generated due to a change in the refractive index of the objective lens associated with a temperature change. good.

また、光ピックアップ装置では、対物光学系からの反射光による影響で、光検出器によるフォーカス信号やトラッキング信号の検出が不安定になる場合がある。   In the optical pickup device, the detection of the focus signal and the tracking signal by the photodetector may become unstable due to the influence of the reflected light from the objective optical system.

このような不具合を回避するためには、本発明における対物光学系において、最もレーザ光源側にある光学面上に、第1乃至第3位相構造のうち、何れかの位相構造が形成されているのが好ましい。   In order to avoid such a problem, in the objective optical system according to the present invention, any one of the first to third phase structures is formed on the optical surface closest to the laser light source. Is preferred.

これにより、最もレーザ光源側にある光学面による反射光は、回折作用を受けるため、光軸とは所定の角度を持った方向に回折していく。この結果、反射光が光検出器の受光面に入射することを防ぐことができ、安定した検出特性が得られる。   As a result, the reflected light from the optical surface closest to the laser light source is diffracted and is diffracted in a direction having a predetermined angle with the optical axis. As a result, the reflected light can be prevented from entering the light receiving surface of the photodetector, and stable detection characteristics can be obtained.

項18記載の構成は、項17に記載の対物光学系において、前記第3位相構造は、前記第1波長λが±5nm以内で波長変化した際に前記対物光学系で発生する近軸像点位置の移動を抑制する機能を有する。The configuration according to item 18 is the objective optical system according to item 17, wherein the third phase structure is a paraxial image generated in the objective optical system when the wavelength of the first wavelength λ 1 changes within ± 5 nm. It has a function to suppress the movement of the point position.

項18記載の構成によれば、第3位相構造に第1波長λ±5nmの波長領域での近軸像点位置の移動を抑制する機能を持たせることで、再生から記録に切り替える際の第1光源の出力の変化に伴って瞬時的に波長変化(モードホップ)が起きた場合でも、集光スポットが大きくならず、常に良好な集光状態を維持することが可能となる。According to the configuration described in item 18, when the third phase structure has a function of suppressing the movement of the paraxial image point position in the wavelength region of the first wavelength λ 1 ± 5 nm, when switching from reproduction to recording, Even when a wavelength change (mode hop) occurs instantaneously with a change in the output of the first light source, the condensing spot does not become large, and a good condensing state can always be maintained.

項19記載の構成は、項17又は18に記載の対物光学系において、前記第3位相構造は、前記第1波長λが±5nm以内で波長変化した際に前記対物光学系で発生する球面収差の変化を抑制する機能を有する。Structure of claim 19, wherein, in the objective optical system according to claim 17 or 18, wherein the third phase structure is generated in the objective optical system when the first wavelength lambda 1 has wavelength change within ± 5 nm spherical It has a function of suppressing changes in aberration.

項19記載の構成によれば、第3位相構造に第1波長λ±5nmの波長領域での球面収差の変化を抑制する機能を持たせることで、第1光源の発振波長の個体差に対する公差を緩和することが可能となり、第1光源の選別が不要となるので、光ピックアップ装置の低コスト化を達成できる。According to the configuration described in item 19, by providing the third phase structure with a function of suppressing a change in spherical aberration in the wavelength region of the first wavelength λ 1 ± 5 nm, it is possible to cope with individual differences in the oscillation wavelength of the first light source. The tolerance can be relaxed and the selection of the first light source is not necessary, so that the cost of the optical pickup device can be reduced.

項20記載の構成は、項17乃至19の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第3位相構造は、前記対物光学系の屈折率変化に起因する球面収差の変化を抑制する機能を有する。   Item 20 is the objective optical system according to any one of Items 17 to 19, wherein the third phase structure has a function of suppressing a change in spherical aberration due to a change in refractive index of the objective optical system. Have

周知のように、屈折率変化に伴う球面収差の増大は対物レンズのNAの4乗に比例して大きくなるため、対物レンズを温度変化に伴う屈折率変化が大きい樹脂製とする場合はかかる球面収差の増大に対する対策が必須となる。また、NA0.85の対物レンズでは、樹脂と比べて温度変化に伴う屈折率変化が小さいガラス製であっても、温度変化に伴う球面収差の増大が無視できない場合がある。項20記載の構成によれば、かかる温度変化に伴う球面収差の増大を第3位相構造により補正することで、使用可能な温度範囲の広い対物光学系を提供することが可能となる。   As is well known, since the increase in spherical aberration associated with a change in refractive index increases in proportion to the fourth power of the NA of the objective lens, such a spherical surface is required when the objective lens is made of a resin having a large refractive index change associated with a temperature change. Measures against the increase in aberration are essential. In addition, in an objective lens with NA of 0.85, even if the refractive index change due to temperature change is smaller than that of resin, an increase in spherical aberration due to temperature change may not be negligible. According to the configuration described in Item 20, it is possible to provide an objective optical system having a wide usable temperature range by correcting the increase in spherical aberration accompanying the temperature change by the third phase structure.

項21記載の構成は、項17乃至20の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第3位相構造は、前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子のうち、何れか一方に形成される。   Item 21 is the objective optical system according to any one of Items 17 to 20, wherein the third phase structure is one of the first aberration correction element and the second aberration correction element. Formed.

項22記載の構成は、項21に記載の対物光学系において、前記第3位相構造は、前記第1収差補正素子に形成され、前記第1光束に対して、前記第1波長λの10倍の光路差を付加させめる。The structure according to Item 22 is the objective optical system according to Item 21, wherein the third phase structure is formed in the first aberration correction element, and the first wavelength λ 1 is 10 with respect to the first light flux. Double the optical path difference.

項22に記載のように、第3位相構造を第1収差補正素子に形成し、この第3位相構造により第1光束に対して付加される光路差が、第1波長λの10倍となるように設計しておくと、第2光束に対して付加される光路差が第2波長λの略6倍、第3光束に対して付加される光路差が第3波長λの略5倍となるため、何れの光束の回折光の透過率を十分高く確保することが可能である。
項23記載の構成は、項1乃至22の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1位相構造と前記第2位相構造は、ともに樹脂から形成される。
As described in Item 22, the third phase structure is formed in the first aberration correction element, and the optical path difference added to the first light flux by the third phase structure is 10 times the first wavelength λ 1. If you leave designed to be, a second substantially 6 times optical path difference of the second wavelength lambda 2 to be added to the light flux, the optical path difference added to the third light flux and the third wavelength lambda 3 of substantially Since the magnification is five times, it is possible to ensure a sufficiently high transmittance of the diffracted light of any light flux.
Item 23 is the objective optical system according to any one of Items 1 to 22, wherein both the first phase structure and the second phase structure are made of a resin.

収差補正素子の材料としては、あらゆる光学ガラスや光学樹脂が適用可能であるが、微細な構造である位相構造を形状誤差少なく形成するためには、溶融状態での粘性が小さい材料、つまり樹脂が適している。また樹脂は、ガラスに比べて低コストで軽量である。特に、収差補正素子に樹脂を用いて軽量化すれば、光ディスクの記録/再生時における光ピックアップ装置のフォーカス、トラッキング制御を行う駆動力が少なくてすむ。   Any optical glass or optical resin can be used as the material for the aberration correction element. However, in order to form a phase structure that is a fine structure with little shape error, a material with a low viscosity in the molten state, that is, a resin is used. Is suitable. Also, the resin is lighter and lighter than glass. In particular, if the aberration correction element is reduced in weight by using a resin, the driving force for performing focus and tracking control of the optical pickup device at the time of recording / reproducing of the optical disk can be reduced.

尚、第1位相構造と第2位相構造をともに樹脂から形成する場合には、第1位相構造を日本ゼオン社製のゼオネックス(登録商標)や三井化学社製のアペル(登録商標)等に代表される環状ポレオレフィン系樹脂から形成するのが好ましく、第2位相構造を紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂、或いは大阪ガスケミカル社製のOKP4等に代表されるフルオレン系ポリエステル樹脂を使用するのが好ましい。   When both the first phase structure and the second phase structure are formed from a resin, the first phase structure is represented by ZEONEX (registered trademark) manufactured by ZEON Corporation or Apel (registered trademark) manufactured by Mitsui Chemicals. Preferably, the second phase structure is made of an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or a fluorene polyester resin typified by OKP4 manufactured by Osaka Gas Chemical Company. preferable.

項24記載の構成は、項1乃至23の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1位相構造と前記第2位相構造のうち、何れか一方は紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂から形成される。   Item 24 is the objective optical system according to any one of Items 1 to 23, wherein either one of the first phase structure and the second phase structure is an ultraviolet curable resin or thermosetting. Formed from a functional resin.

第2位相構造を、樹脂基板やガラス基板上に形成した樹脂層の表面上にして所謂ハイブリッド構造の第2収差補正素子を作製する場合に、その材料としては、項24に記載のような紫外線硬化樹脂、又は熱硬化性樹脂が製造上適している。   In the case where a second aberration correction element having a so-called hybrid structure is manufactured by using the second phase structure on the surface of a resin layer formed on a resin substrate or a glass substrate, the material is an ultraviolet ray as described in item 24. A curable resin or a thermosetting resin is suitable for production.

また、位相構造その表面上に形成した収差補正素子を作製する方法として、フォトリソグラフィとエッチングのプロセスを繰り返して、樹脂基板上やガラス基板上に直接位相構造を形成する方法を用いてもよいが、位相構造を形成したモールド(金型)を作製して、そのモールドのレプリカとして表面に位相構造が形成された収差補正素子を得る、所謂モールド成形が大量生産には適している。尚、位相構造が形成されたモールドを作製する方法としては、フォトリソグラフィとエッチングのプロセスを繰り返して回折構造を形成する方法でもよいし、精密旋盤により回折構造を機械加工する方法でもよい。   In addition, as a method for producing an aberration correction element formed on the surface of the phase structure, a method of forming the phase structure directly on the resin substrate or the glass substrate by repeating the photolithography and etching processes may be used. A so-called mold molding is suitable for mass production, in which a mold (mold) having a phase structure is produced, and an aberration correction element having a phase structure formed on the surface is obtained as a replica of the mold. As a method for producing a mold having a phase structure formed thereon, a method of forming a diffractive structure by repeating photolithography and etching processes, or a method of machining the diffractive structure by a precision lathe may be used.

項25記載の構成は、項24に記載の対物光学系において、前記第1位相構造と前記第2位相構造のうち、紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂から形成される位相構造は、前記第2位相構造である。   The configuration according to Item 25 is the objective optical system according to Item 24, wherein the phase structure formed of an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin among the first phase structure and the second phase structure is A second phase structure.

紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂は、その製造過程においてd線におけるアッベ数νを制御し最適なアッベ数νを得るのが比較適容易である。従って、アッベ数νの許容幅が小さい第2位相構造を紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂から形成するのが好ましい。UV curable resin, or thermosetting resin, it is easy compared suited to obtain an Abbe number [nu controls d optimum Abbe number [nu d in d line in the manufacturing process. Therefore, preferably formed of Abbe number [nu d of tolerance is small second phase structure an ultraviolet curing resin, or thermosetting resin.

項26記載の構成は、項24又は25に記載の対物光学系において、前記第1位相構造と前記第2位相構造のうち、紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂から形成される位相構造はガラス基板上に形成される。   The configuration according to Item 26 is the objective optical system according to Item 24 or 25, wherein the phase structure formed from an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin is the first phase structure and the second phase structure. It is formed on a glass substrate.

紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂は、ガラス基板との接着性に比較的優れる。従がって、第1位相構造と第2位相構造のうち、紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂から形成される位相構造をガラス基板上に形成することで、金型と位相構造とを離型する際の、位相構造の変形等を抑制することができ、形状誤差による収差発生や回折効率低下が小さくなる。   An ultraviolet curable resin or a thermosetting resin is relatively excellent in adhesiveness with a glass substrate. Accordingly, by forming a phase structure formed of an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin, out of the first phase structure and the second phase structure, on the glass substrate, the mold and the phase structure are formed. It is possible to suppress the deformation of the phase structure at the time of mold release, and the occurrence of aberration due to the shape error and the reduction in diffraction efficiency are reduced.

項27記載の構成は、項1乃至26の何れか一項に記載の対物光学系において、前記対物レンズは、前記tと前記第1波長λとの組合せに対して球面収差補正が最適化される。In the configuration according to Item 27, in the objective optical system according to any one of Items 1 to 26, the objective lens is optimally corrected for spherical aberration with respect to a combination of the t 1 and the first wavelength λ 1. It becomes.

対物レンズは、第1波長λと第1光ディスクの保護層の厚さt1に対して球面収差補正が最小となるように、その非球面形状が決定されているのが好ましい。本構成においては、第1波長λの集光性能は対物レンズによって決まる。従って、項27のように、第1波長λと第1保護層の厚さt1に対して球面収差補正が最小となるように、対物レンズの非球面形状を決定しておくことで、最も厳しい波面精度が要求される第1光束の集光性能を出しやすくなる。ここで、「対物レンズは、前記t1と前記第1波長λとの組み合わせに対して球面収差補正が最適化された」とは、対物レンズと第1光ディスクの保護層を介して第1光束を集光させた場合の波面収差が0.05λRMS以下であることをいうものとする。Objective lens, as the first wavelength lambda 1 and spherical aberration correction with respect to the thickness t1 of the protective layer of the first optical disk is minimized, preferably the aspheric shape is determined. In this configuration, the condensing performance of the first wavelength λ 1 is determined by the objective lens. Therefore, as described in item 27, by determining the aspherical shape of the objective lens so that the spherical aberration correction is minimized with respect to the first wavelength λ 1 and the thickness t 1 of the first protective layer, It becomes easy to obtain the condensing performance of the first light flux that requires strict wavefront accuracy. Here, "the objective lens, the spherical aberration correction is optimized for the combination of the t1 and the first wavelength lambda 1" is a first light beam through the protective layer of the objective lens and the first optical disk The wavefront aberration when the light is condensed is 0.05λ 1 RMS or less.

項28記載の構成は、項1乃至27の何れか一項に記載の対物光学系において、以下の(5)式乃至(7)式を満たす。   The configuration described in item 28 satisfies the following equations (5) to (7) in the objective optical system described in any one of items 1 to 27.

380nm<λ<420nm (5)
1.5<λ/λ<1.7 (6)
1.8<λ/λ<2.1 (7)
項29記載の構成は、項4乃至6の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1位相構造は、前記第2光束を発散させる作用を有する。
380 nm <λ 1 <420 nm (5)
1.5 <λ 2 / λ 1 <1.7 (6)
1.8 <λ 3 / λ 1 <2.1 (7)
Item 29 is the objective optical system according to any one of Items 4 to 6, wherein the first phase structure has a function of diverging the second light flux.

第1位相構造により、第2光束を発散させることにより、第2光ディスクに対して記録/再生を行う際の作動距離を十分に確保することが可能となる。   With the first phase structure, it is possible to ensure a sufficient working distance when recording / reproducing with respect to the second optical disc by diverging the second light flux.

項30記載の構成は、項10乃至12の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第2位相構造は、前記第3光束を発散させる作用を有する。   Item 30 is the objective optical system according to any one of Items 10 to 12, wherein the second phase structure has a function of diverging the third light flux.

第2位相構造により、第3光束を発散させることにより、第3光ディスクに対して記録/再生を行う際の作動距離を十分に確保することが可能となる。   Due to the second phase structure, the third light beam is diverged, thereby making it possible to secure a sufficient working distance when recording / reproducing with respect to the third optical disk.

尚、項29及び30記載の構成において、第1位相構造(又は、第2位相構造)により第2光束(又は、第3光束)を発散させるとは、これら位相構造により入射光束に対して付加される光路差を後述の[光路差関数]で表した場合に、回折次数M、2次の回折面係数Bにより−2・M・Bで定義される回折構造の近軸パワーの符号が負であることと同義である。In the configurations described in Items 29 and 30, when the second light beam (or the third light beam) is diverged by the first phase structure (or the second phase structure), the phase structure is added to the incident light beam. Sign of the paraxial power of the diffractive structure defined as -2 · M · B 2 by the diffraction order M and the second-order diffractive surface coefficient B 2 Is synonymous with negative.

項31記載の構成は、項7又は8に記載の対物光学系において、前記第1位相構造は、前記第1波長λ1が±5nm以内で波長変化した際に前記対物光学系で発生する近軸像点位置の移動を抑制する機能を有する。   Item 31 is the objective optical system according to Item 7 or 8, wherein the first phase structure is a paraxial generated in the objective optical system when the first wavelength λ1 changes within ± 5 nm. It has a function of suppressing the movement of the image point position.

光軸を含む断面形状が鋸歯型或いは階段型となる回折構造では、tとtの差に起因する球面収差、又は第1波長λと第2波長λの差に起因する球面収差を補正する機能のほかに、第1波長λ±5nmの波長領域での近軸像点位置の移動を抑制する機能も持たせることが可能である。項31記載の構成によれば、再生から記録に切り替える際の第1光源の出力の変化に伴ってモードホップが起きた場合でも、集光スポットが大きくならず、常に良好な集光状態を維持することが可能となる。In a diffractive structure in which the cross-sectional shape including the optical axis is a sawtooth type or a staircase type, spherical aberration due to the difference between t 1 and t 2 , or spherical aberration due to the difference between the first wavelength λ 1 and the second wavelength λ 2 In addition to the function of correcting the above, it is possible to provide a function of suppressing the movement of the paraxial image point position in the wavelength region of the first wavelength λ 1 ± 5 nm. According to the configuration described in item 31, even when a mode hop occurs due to a change in the output of the first light source when switching from reproduction to recording, the condensing spot does not increase, and a good condensing state is always maintained. It becomes possible to do.

項32記載の構成は、項1乃至31の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子の少なくとも一方は、前記第1波長λに対して負の近軸パワーを有する。The configuration according to Item 32 is the objective optical system according to any one of Items 1 to 31, wherein at least one of the first aberration correction element and the second aberration correction element is relative to the first wavelength λ 1. Negative paraxial power.

項32記載のように、前記第1収差補正素子及び前記第2収差補正素子の少なくとも一方の第1波長λに対する近軸パワー(回折パワーと屈折パワーとの合成パワー)を負とすると、光ディスクに対する記録/再生時の作動距離を大きく確保することが可能となる。この場合、対物レンズの設計倍率は負であることが好ましく、更には、第1波長λと第1光ディスクの保護層の厚さt1に対して球面収差補正が最小となるように、その非球面形状が決定されているのがより好ましい。As described in Item 32, when the paraxial power (the combined power of diffraction power and refraction power) with respect to the first wavelength λ 1 of at least one of the first aberration correction element and the second aberration correction element is negative, the optical disk It is possible to ensure a large working distance at the time of recording / reproduction with respect to. In this case, it is preferable that the design magnification of the objective lens is negative, and further, as the first wavelength lambda 1 and spherical aberration correction with respect to the thickness t1 of the protective layer of the first optical disk is minimized, the non More preferably, the spherical shape is determined.

項33記載の構成は、項1乃至32の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1光束乃至前記第3光束は全て前記第1収差補正素子及び前記第2収差補正素子に対して平行光束の状態で入射する。   The configuration according to Item 33 is the objective optical system according to any one of Items 1 to 32, wherein all of the first light flux to the third light flux are relative to the first aberration correction element and the second aberration correction element. Incident in the state of parallel light flux.

項33に記載の構成によれば、対物光学系がトラッキング駆動した場合でも物点位置が変化しないので、いずれの波長の光束に対しても良好なトラッキング特性が得られる。   According to the configuration described in Item 33, since the object point position does not change even when the objective optical system is driven for tracking, good tracking characteristics can be obtained for a light beam of any wavelength.

項34記載の構成は、項1に記載の対物光学系において、前記第1収差補正素子は、d線におけるアッベ数ν1が(1)式を満たすとともに第1位相構造を有し、前記第2収差補正素子は、d線におけるアッベ数ν2が(2)式を満たすとともに第2位相構造を有する。The configuration according to Item 34 is the objective optical system according to Item 1, wherein the first aberration correction element has an Abbe number ν d 1 in the d-line that satisfies Equation (1) and has a first phase structure, The second aberration correcting element has the second phase structure while the Abbe number ν d 2 in the d-line satisfies the expression (2).

項35記載の構成は、項2に記載の対物光学系において、前記第1収差補正素子は、d線における屈折率n1が(3)式を満たすとともに第1位相構造を有し、前記第2収差補正素子は、d線における屈折率n2が(4)式を満たすとともに第2位相構造を有する。The configuration according to Item 35 is the objective optical system according to Item 2, wherein the first aberration correction element has a refractive index n d 1 at the d-line that satisfies Equation (3) and has a first phase structure, The second aberration correction element has a refractive index n d 2 at the d-line that satisfies the formula (4) and a second phase structure.

項36記載の構成は、項1乃至35の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1収差補正素子は前記第1波長λに対して正の近軸パワーを有し、前記第2収差補正素子は前記第1波長λに対して負の近軸パワーを有する。Item 36 is the objective optical system according to any one of Items 1 to 35, wherein the first aberration correction element has a positive paraxial power with respect to the first wavelength λ 1 . the second aberration correcting element having a negative paraxial power to the first wavelength lambda 1.

項36記載の構成によれば、正レンズである第1収差補正素子と負レンズである第2収差補正素子の分散の差を利用して、第1波長λ±5nmの波長領域での近軸像点位置の移動を抑制することができるので、再生から記録に切り替える際の第1光源の出力の変化に伴ってモードホップが起きた場合でも、集光スポットが大きくならず、常に良好な集光状態を維持することが可能となる。According to the configuration described in Item 36, by using the difference in dispersion between the first aberration correction element that is a positive lens and the second aberration correction element that is a negative lens, near-wavelength in the wavelength region of the first wavelength λ 1 ± 5 nm is obtained. Since the movement of the axial image point position can be suppressed, even when a mode hop occurs due to a change in the output of the first light source when switching from reproduction to recording, the focused spot does not increase and is always good. It is possible to maintain the light collection state.

項37記載の構成は、項36記載の対物光学系において、前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子は互いに接合されて成り、前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子の接合面は、前記第2収差補正素子側に凸の形状を有することを特長とする。   The configuration described in Item 37 is the objective optical system described in Item 36, wherein the first aberration correction element and the second aberration correction element are joined to each other, and the first aberration correction element and the second aberration correction element are connected to each other. The cemented surface has a convex shape on the second aberration correction element side.

より良好に第1波長λ±5nmの波長領域での近軸像点位置の移動を抑制するためには、項37に記載のように、第1収差補正素子と第2収差補正素子を互いに接合する構成とするのが好ましい。In order to better suppress the movement of the paraxial image point position in the wavelength region of the first wavelength λ 1 ± 5 nm, as described in Item 37, the first aberration correction element and the second aberration correction element are mutually connected. It is preferable to adopt a structure to join.

項38記載の構成は、項24記載の対物光学系において、前記第1位相構造と前記第2位相構造のうち、紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂から形成された位相構造の表面には、非加熱反射防止コートが形成されている。   The configuration according to Item 38 is the objective optical system according to Item 24, wherein the surface of the phase structure formed of an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin out of the first phase structure and the second phase structure is provided on the surface. An unheated antireflection coating is formed.

項38記載の構成によれば、耐熱性が比較的低い紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂から形成された位相構造の表面に反射防止コートを形成することが可能となるので、第1収差補正素子及び前記第2収差補正素子の透過率を向上させることが可能となる。   According to the configuration described in Item 38, since it is possible to form an antireflection coating on the surface of the phase structure formed from an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin having relatively low heat resistance, the first aberration correction It is possible to improve the transmittance of the element and the second aberration correction element.

項39記載の構成は、項23記載の対物光学系において、前記第1位相構造は、環状ポレオレフィン系樹脂から形成され、前記第2位相構造は、フルオレン系ポリエステル樹脂から形成されている。   In the configuration according to Item 39, in the objective optical system according to Item 23, the first phase structure is formed of a cyclic polyolefin-based resin, and the second phase structure is formed of a fluorene-based polyester resin.

項39記載の構成によると、環状ポレオレフィン系樹脂から形成することで第1位相構造に対して低分散性を与えることができ、フルオレン系ポリエステル樹脂から形成することで第2位相構造に対して高分散性を与えることができるので、何れの波長の光束に対しても高い透過率(回折効率)を確保することが可能となる。尚、環状ポレオレフィン系樹脂として日本ゼオン社製のゼオネックス(登録商標)や三井化学社製のアペル(登録商標)等を使用し、フルオレン系ポリエステル樹脂として大阪ガスケミカル社製のOKP4等を使用するのが好ましく、これにより金型を用いた成形法によりそれぞれの位相構造を製造することが可能となるので量産に適している。   According to the structure of claim | item 39, low dispersibility can be given with respect to a 1st phase structure by forming from a cyclic polyolefin-type resin, and with respect to a 2nd phase structure by forming from a fluorene-type polyester resin. Since high dispersibility can be imparted, high transmittance (diffraction efficiency) can be ensured for a light flux of any wavelength. In addition, ZEONEX (registered trademark) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Appel (registered trademark) manufactured by Mitsui Chemicals, etc. are used as the cyclic polyolefin resin, and OKP4 manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd. is used as the fluorene polyester resin. It is preferable that each phase structure can be manufactured by a molding method using a mold, which is suitable for mass production.

項40記載の構成は、項4乃至6の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1位相構造が形成された光学面は、光軸を含む第1中央領域と、該第1中央領域を囲む第1周辺領域とに分割され、前記第1位相構造は、前記第1中央領域に形成される。   Item 40 is the objective optical system according to any one of Items 4 to 6, wherein the optical surface on which the first phase structure is formed includes a first central region including an optical axis, and the first optical region. The first phase structure is divided into a first peripheral region surrounding the central region, and the first phase structure is formed in the first central region.

項40に記載の構成によれば、第1中央領域を第2光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な開口数(NA)内に相当する領域とすることで、tとtの差に起因する球面収差、又は第1波長λと第2波長λの差に起因する球面収差をNA内(第1中央領域)だけで補正し、NAより外側の領域(第1周辺領域)ではかかる球面収差が補正されないようにすることが可能となる。これにより、NAより外側の領域を通過する第2波長λの光束をスポット形成に寄与しないフレア成分とすることができるので、本発明による対物光学系に対して、第2波長λの光束に対応した開口制限機能を持たせることが可能となる。According to the configuration of Item 40, the first central region is a region corresponding to the numerical aperture (NA 2 ) necessary for recording / reproducing information with respect to the second optical disc, whereby t 1 a spherical aberration due to the difference of t 2, or the first wavelength lambda 1 and spherical aberration within NA 2 due to the difference of the second wavelength lambda 2 (first central region) is corrected only, than NA 2 outer In the region (first peripheral region), it is possible to prevent such spherical aberration from being corrected. As a result, the light beam having the second wavelength λ 2 that passes through the region outside the NA 2 can be a flare component that does not contribute to spot formation, so that the objective optical system according to the present invention has the second wavelength λ 2 . It is possible to provide an aperture limiting function corresponding to the luminous flux.

項41記載の構成は、項40に記載の対物光学系において、前記第1周辺領域の少なくとも一部には、この部分を通過する前記第2光束の集光位置を制御するための第4位相構造が形成され、該第4位相構造は、前記第1光束及び前記第3光束を回折せず、前記第2光束を回折する回折構造である。   The configuration according to Item 41 is the objective optical system according to Item 40, wherein at least a part of the first peripheral region is a fourth phase for controlling a condensing position of the second light flux passing through this part. A structure is formed, and the fourth phase structure is a diffractive structure that does not diffract the first light flux and the third light flux but diffracts the second light flux.

項41に記載の構成によれば、第1中央領域に形成した第1位相構造の第2波長λに対する回折パワーと、第1周辺領域に形成した第4位相構造の第2波長λに対する回折パワーを異ならしめることにより、第4位相構造を通過する第2光束が集光する位置や球面収差量を任意に制御することができる。このとき、光検出器による第2光束のフォーカスエラー信号の検出特性が最良となるように第4位相構造を設計することで、第2光ディスクに対する情報の記録/再生時の対物光学系のフォーカシング特性を向上させることが可能となる。According to the configuration described in claim 41, the diffractive power for the second wavelength lambda 2 of the first phase structure formed in the first central region, with respect to the second wavelength lambda 2 of the fourth phase structure formed in the first peripheral area By making the diffraction powers different, the position where the second light beam passing through the fourth phase structure is condensed and the amount of spherical aberration can be arbitrarily controlled. At this time, the focusing characteristic of the objective optical system at the time of recording / reproducing information with respect to the second optical disc is designed by designing the fourth phase structure so that the detection characteristic of the focus error signal of the second light flux by the photodetector is the best. Can be improved.

尚、必ずしも、第1周辺領域内全体で第2光束の集光位置や球面収差量を制御する必要はなく、第4位相構造が第2周辺領域に形成されていないとした場合に、フォーカスエラー信号の検出特性に悪影響を及ぼす部分のみで第2光束の集光位置や球面収差量を制御すればよい。そのため、必ずしも、第4位相構造を第1周辺領域全体に形成する必要はなく、これにより、第4位相構造が形成される範囲が不必要に広くならずにすむので、第1光束や第3光束の透過率を向上させることが可能となる。   Note that it is not always necessary to control the condensing position of the second light beam and the amount of spherical aberration in the entire first peripheral area, and a focus error occurs when the fourth phase structure is not formed in the second peripheral area. The condensing position of the second light beam and the amount of spherical aberration may be controlled only in the portion that adversely affects the signal detection characteristics. For this reason, it is not always necessary to form the fourth phase structure in the entire first peripheral region, and thus the range in which the fourth phase structure is formed does not need to be unnecessarily widened. It becomes possible to improve the light transmittance.

項42記載の構成は、項10乃至12の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第2位相構造が形成された光学面は、光軸を含む第2中央領域と、該第2中央領域を囲む第2周辺領域とに分割され、前記第2位相構造は、前記第2中央領域に形成される。   Item 42 is the objective optical system according to any one of Items 10 to 12, wherein the optical surface on which the second phase structure is formed includes a second central region including an optical axis, and the second optical region. The second phase structure is divided into a second peripheral region surrounding the central region, and the second phase structure is formed in the second central region.

項42に記載の構成によれば、第2中央領域を第3光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な開口数(NA)内に相当する領域とすることで、tとtの差に起因する球面収差をNA内(第2中央領域)だけで補正し、NAより外側の領域(第2周辺領域)ではかかる球面収差が補正されないようにすることが可能となる。これにより、NAより外側の領域を通過する第3波長λの光束をスポット形成に寄与しないフレア成分とすることができるので、本発明による対物光学系に対して、第3波長λの光束に対応した開口制限機能を持たせることが可能となる。According to the configuration described in Item 42, the second central area is an area corresponding to the numerical aperture (NA 3 ) necessary for recording / reproducing information with respect to the third optical disk, whereby t 1 It is possible to correct spherical aberration due to the difference between t 3 and t 3 only within NA 3 (second central region) and not to correct such spherical aberration in the region outside NA 3 (second peripheral region). It becomes. Accordingly, since the light beam having the third wavelength λ 3 that passes through the region outside NA 3 can be a flare component that does not contribute to spot formation, the objective optical system according to the present invention has the third wavelength λ 3 . It is possible to provide an aperture limiting function corresponding to the luminous flux.

項43記載の構成は、項42に記載の対物光学系において、前記第2周辺領域の少なくとも一部には、この部分を通過する前記第3光束の集光位置を制御するための第5位相構造が形成され、該第5位相構造は、前記第1光束及び前記第2光束を回折せず、前記第3光束を回折する回折構造である。   The configuration according to Item 43 is the objective optical system according to Item 42, wherein at least a part of the second peripheral region has a fifth phase for controlling a condensing position of the third light flux passing through this part. A structure is formed, and the fifth phase structure is a diffractive structure that does not diffract the first light flux and the second light flux but diffracts the third light flux.

項43に記載の構成によれば、項41に記載の構成と同様に、第5位相構造を通過する第3光束が集光する位置や球面収差量を任意に制御することができるので第3光ディスクに対する情報の記録/再生時の対物光学系のフォーカシング特性を向上させることが可能となる。   According to the configuration described in item 43, similarly to the configuration described in item 41, the position where the third light beam passing through the fifth phase structure is condensed and the amount of spherical aberration can be arbitrarily controlled. It is possible to improve the focusing characteristic of the objective optical system at the time of recording / reproducing information with respect to the optical disc.

項44記載の構成は、項1乃至43の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1波長λに対するバックフォーカスfBと前記第2波長λに対するバックフォーカスfBとの差と、前記第1波長λに対するバックフォーカスfBと前記第2波長λに対するバックフォーカスfBとの差が何れも0.2mm以下である。The configuration according to Item 44 is the difference between the back focus fB 1 with respect to the first wavelength λ 1 and the back focus fB 2 with respect to the second wavelength λ 2 in the objective optical system according to any one of Items 1 to 43. When any difference between the back focus fB 3 with respect to the back focus fB 1 and the second wavelength lambda 3 with respect to the first wavelength lambda 1 is also 0.2mm or less.

項44に記載の構成によれば、第1光ディスク乃至第3光ディスクに対する情報の記録・再生時における作動距離の差が小さくなるので、対物光学系のフォーカシング用のアクチュエータのストロークが小さくてすみ、アクチュエータの小型化が実現できる。尚、ここでいう「第i波長λに対するバックフォーカスfB」とは、第i光ディスクの情報記録面上に第i光束が合焦した際の、対物光学系と第i光ディスクとの光軸上の間隔のことを指す。According to the configuration described in Item 44, since the difference in working distance during recording / reproduction of information with respect to the first optical disk to the third optical disk is reduced, the stroke of the focusing actuator of the objective optical system can be reduced, and the actuator Can be miniaturized. Here, the term "back focus fB i for the i wavelength lambda i" is the time of the i-th light flux onto the information recording surface of the i optical disk is focused, the objective optical system and the optical axis of the i-th optical disc Refers to the upper spacing.

項45記載の構成は、項11又は12に記載の対物光学系において、前記第2位相構造の前記パターンの最小幅Λの前記第1波長λに対する比Λ/λが25以上である。Structure of claim 45, wherein, in the objective optical system according to claim 11 or 12, the ratio lambda M / lambda 1 to the minimum width lambda said first wavelength lambda 1 of M of the pattern of the second phase structure is 25 or more is there.

項45に記載の構成によれば、第1波長λに対して第2位相構造の前記パターンの最小幅Λが十分に大きく確保されるので、第1波長λの回折効率のベクトル計算値が高くなるとともに、第2位相構造の形状誤差による回折効率低下が小さくなる。According to the configuration in Item 45, the minimum width Λ M of the pattern of the second phase structure is sufficiently large with respect to the first wavelength λ 1 , so that the vector calculation of the diffraction efficiency of the first wavelength λ 1 is ensured. As the value increases, the decrease in diffraction efficiency due to the shape error of the second phase structure decreases.

項46記載の構成は、項1乃至45の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1位相構造は、前記第1収差補正素子の表面に形成され、前記第2位相構造は、前記第2収差補正素子の表面に形成されている。   Item 46 is the objective optical system according to any one of Items 1 to 45, wherein the first phase structure is formed on a surface of the first aberration correction element, and the second phase structure is It is formed on the surface of the second aberration correction element.

項46記載の構成によると、第1位相構造と第2位相構造はともに空気との界面に形成されることになるので、第1収差補正素子を透過した第1光束の波面と、第2収差補正素子を透過した第1光束の波面は、それぞれ透過率が高い状態となる。従って、第1光束用の干渉計により、それぞれの収差補正素子の波面収差評価を行うことが可能であるので、それぞれの収差補正素子を製造する際の性能出しが容易になる。   According to the configuration in Item 46, since the first phase structure and the second phase structure are both formed at the interface with air, the wavefront of the first light flux that has passed through the first aberration correction element, and the second aberration The wavefronts of the first light flux that has passed through the correction element are each in a high transmittance state. Accordingly, since the wavefront aberration of each aberration correction element can be evaluated by the interferometer for the first light flux, it is easy to obtain performance when manufacturing each aberration correction element.

項47記載の構成は、項5に記載の対物光学系において、前記第1位相構造と前記第2位相構造は、何れも平面上に形成される。   In the configuration described in Item 47, in the objective optical system described in Item 5, the first phase structure and the second phase structure are both formed on a plane.

項48記載の構成は、項11に記載の対物光学系において、前記第1位相構造と前記第2位相構造は、何れも平面上に形成される。   The structure described in Item 48 is the objective optical system described in Item 11, wherein the first phase structure and the second phase structure are both formed on a plane.

項47および48記載の構成によると、第1位相構造や第2位相構造の製造が容易になる。   According to the configurations of items 47 and 48, the first phase structure and the second phase structure can be easily manufactured.

項49記載の構成は、項1乃至48の何れか一項に記載の対物光学系において、前記第1収差補正素子及び前記第2収差補正素子と、前記対物レンズとは、相対的な位置関係が普遍となるように保持部材により保持されている。   Item 49 is the objective optical system according to any one of Items 1 to 48, wherein the first aberration correction element, the second aberration correction element, and the objective lens are in a relative positional relationship. Is held by a holding member so as to be universal.

項49記載の構成によると、対物光学系がトラッキングした場合でも第1収差補正素子及び第2収差補正素子と対物レンズの光軸がずれることがないので、コマ収差の発生がなく良好なトラッキング特性が得られる。   According to the configuration of Item 49, since the optical axes of the first aberration correction element and the second aberration correction element and the objective lens do not deviate even when the objective optical system tracks, the coma aberration does not occur and good tracking characteristics are obtained. Is obtained.

項50記載の構成は、第1光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うために第1波長λの第1光束を射出する第1光源と、第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うために第2波長λ(>λ)の第2光束を射出する第2光源と、第3光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うために第3波長λ(>λ)の第3光束を射出する第3光源と、請求の範囲第1乃至49項に記載の対物光学系と、を備え、
前記第1光束を用いて厚さtの保護層を有する第1光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行い、前記第2光束を用いて厚さt(≧t)の保護層を有する第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行い、前記第3光束を用いて厚さt(>t)の保護層を有する第3光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置である。
The configuration described in Item 50 includes a first light source that emits a first light flux having a first wavelength λ 1 for recording and / or reproducing information on the first optical disc, and recording information on the second optical disc. And / or a second light source that emits a second light beam having a second wavelength λ 2 (> λ 1 ) to perform reproduction, and a third wavelength to record and / or reproduce information on the third optical disk. A third light source that emits a third light flux of λ 3 (> λ 2 ), and the objective optical system according to any one of claims 1 to 49,
Information is recorded and / or reproduced with respect to the first optical disc having the protective layer having the thickness t 1 using the first light beam, and the thickness t 2 (≧ t 1 ) is protected using the second light beam. Recording and / or reproducing information on a second optical disc having a layer, and recording and / or reproducing information on a third optical disc having a protective layer having a thickness t 3 (> t 2 ) using the third light flux An optical pickup device that performs reproduction.

項50によれば、項1乃至49のいずれか一項と同様の効果を有する光ピックアップ装置を得られる。   According to Item 50, an optical pickup device having an effect similar to that of any one of Items 1 to 49 can be obtained.

項51記載の構成は、項50に記載の光ピックアップ装置、及び前記光ピックアップ装置を前記光情報記録媒体の半径方向に移動させる移動装置を搭載した光ディスクドライブ装置である。   Item 51 is an optical disk drive device on which the optical pickup device according to Item 50 and a moving device that moves the optical pickup device in a radial direction of the optical information recording medium are mounted.

項51によれば、項50と同様の効果を有する光ディスクドライブ装置を得られる。
[第1の実施の形態]
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を用いて説明する。まず、図1を用いて本発明の対物光学系及びこの対物光学系を用いた光ピックアップ装置について説明する。
According to item 51, an optical disk drive having the same effect as item 50 can be obtained.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an objective optical system of the present invention and an optical pickup device using the objective optical system will be described with reference to FIG.

図1は、高密度光ディスクHDとDVDとCDとの何れに対しても適切に情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置PUの構成を概略的に示す図である。HDの光学的仕様は、第1波長λ=408nm、保護層PL1の厚さt=0.1mm、開口数NA=0.85であり、DVDの光学的仕様は、第2波長λ=658nm、保護層PL2の厚さt=0.6mm、開口数NA=0.65であり、CDの光学的仕様は、第3波長λ=785nm、保護層PL3の厚さt=1.2mm、開口数NA=0.50である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup apparatus PU capable of appropriately recording / reproducing information on any of a high density optical disc HD, a DVD, and a CD. The optical specification of HD is the first wavelength λ 1 = 408 nm, the thickness t 1 of the protective layer PL 1 is 0.1 mm, and the numerical aperture NA 1 is 0.85. The optical specification of the DVD is the second wavelength λ 2 = 658 nm, thickness t 2 of the protective layer PL 2 = 0.6 mm, numerical aperture NA 2 = 0.65, and the optical specification of the CD is the third wavelength λ 3 = 785 nm, the thickness t of the protective layer PL 3 3 = 1.2 mm and the numerical aperture NA 3 = 0.50. However, the combination of the wavelength, the thickness of the protective layer, and the numerical aperture is not limited to this.

光ピックアップ装置PUは、HDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され405nmの青紫色レーザ光束(第1光束)を射出する青紫色半導体レーザLD1、DVDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され655nmの赤色レーザ光束(第2光束)を射出する第1の発光点EP1と、CDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され785nmの赤外レーザ光束(第3光束)を射出する第2の発光点EP2とを一つのチップ上に形成したDVD/CD用レーザ光源ユニットLU、HD/DVD/CD共用の光検出器PD、第1収差補正素子L1、第2収差補正素子L2と、第1収差補正素子L1及び第2収差補正素子L2を透過したレーザ光束を情報記録面RL1、RL2、RL3上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた対物レンズOLとから構成された対物レンズユニットOU(対物光学系)、2軸アクチュエータAC1、1軸アクチュエータAC2、近軸における屈折力が負である第1レンズEXP1と近軸における屈折力が正である第2レンズEXP2とから構成されたエキスパンダーレンズEXP、第1偏光ビームスプリッタBS1、第2偏光ビームスプリッタBS2、第1コリメートレンズCOL1、第2コリメートレンズCOL2、第3コリメートレンズCOL3、情報記録面RL1、RL2及びRL3からの反射光束に対して非点収差を付加するためのセンサーレンズSENとから構成されている。尚、HD用の光源として、上述の青紫色半導体レーザLD1の他に青紫色SHGレーザを使用することもできる。   The optical pickup device PU records / reproduces information to / from the blue-violet semiconductor laser LD1 and DVD that emits a 405 nm blue-violet laser beam (first beam) when recording / reproducing information on the HD. The first emission point EP1 that emits a 655 nm red laser beam (second beam) and the 785 nm infrared laser beam (first beam) that is emitted when information is recorded / reproduced on a CD. DVD / CD laser light source unit LU, HD / DVD / CD shared photodetector PD, first aberration correction element L1, second light emitting point EP2 that emits three luminous fluxes) on one chip Two surfaces having a function of condensing the two light aberration correcting elements L2 and the laser light beams transmitted through the first aberration correcting element L1 and the second aberration correcting element L2 on the information recording surfaces RL1, RL2, and RL3 are not provided. An objective lens unit OU (objective optical system) composed of a surface objective lens OL, a biaxial actuator AC1, a monoaxial actuator AC2, a first lens EXP1 whose refractive power in the paraxial is negative, and refraction in the paraxial An expander lens EXP including a second lens EXP2 having a positive force, a first polarizing beam splitter BS1, a second polarizing beam splitter BS2, a first collimating lens COL1, a second collimating lens COL2, a third collimating lens COL3, It comprises a sensor lens SEN for adding astigmatism to the reflected light beam from the information recording surfaces RL1, RL2 and RL3. In addition to the blue-violet semiconductor laser LD1 described above, a blue-violet SHG laser can also be used as the HD light source.

光ピックアップ装置PUにおいて、HDに対して情報の記録/再生を行う場合には、図1において実線でその光線経路を描いたように、まず青紫色半導体レーザLD1を発光させる。青紫色半導体レーザLD1から射出された発散光束は、第1コリメートレンズCOL1により平行光束に変換された後、第1偏光ビームスプリッタBS1により反射され、第2偏光ビームスプリッタBS2を通過し、第1レンズEXP1、第2レンズEXP2を透過することにより拡径された後、図示しない絞りSTOにより光束径が規制され、対物レンズユニットOUによってHDの保護層PL1を介して情報記録面RL1上に形成されるスポットとなる。対物レンズユニットOUは、その周辺に配置された2軸アクチュエータAC1によってフォーカシングやトラッキングを行う。   When recording / reproducing information with respect to HD in the optical pickup device PU, first, the blue-violet semiconductor laser LD1 is caused to emit light, as shown by the solid line in FIG. The divergent light beam emitted from the blue-violet semiconductor laser LD1 is converted into a parallel light beam by the first collimating lens COL1, then reflected by the first polarization beam splitter BS1, passes through the second polarization beam splitter BS2, and passes through the first lens. After being expanded by passing through EXP1 and the second lens EXP2, the diameter of the light beam is regulated by a stop STO (not shown) and formed on the information recording surface RL1 by the objective lens unit OU via the HD protective layer PL1. Become a spot. The objective lens unit OU performs focusing and tracking by a biaxial actuator AC1 disposed in the periphery thereof.

情報記録面RL1で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズユニットOU、第2レンズEXP2、第1レンズEXP1、第2偏光ビームスプリッタBS2、第1偏光ビームスプリッタBS1を透過した後、第3コリメートレンズCOL3を通過する際に収斂光束となり、センサーレンズSENにより非点収差が付加され、光検出器PDの受光面上に収束する。そして、光検出器PDの出力信号を用いてHDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light flux modulated by the information pits on the information recording surface RL1 passes through the objective lens unit OU, the second lens EXP2, the first lens EXP1, the second polarizing beam splitter BS2, and the first polarizing beam splitter BS1 again, When passing through the three collimating lens COL3, it becomes a convergent light beam, is added with astigmatism by the sensor lens SEN, and converges on the light receiving surface of the photodetector PD. And the information recorded on HD can be read using the output signal of photodetector PD.

また、光ピックアップ装置PUにおいて、DVDに対して情報の記録/再生を行う場合には、発光点EP1を発光させる。発光点EP1から射出された発散光束は、図1において破線でその光線経路を描いたように、第2コリメートレンズCOL2により平行光束に変換された後、第2偏光ビームスプリッタBS2により反射され、第1レンズEXP1、第2レンズEXP2を透過することにより拡径され、対物レンズユニットOUによってDVDの保護層PL2を介して情報記録面RL2上に形成されるスポットとなる。対物レンズユニットOUは、その周辺に配置された2軸アクチュエータAC1によってフォーカシングやトラッキングを行う。   In addition, when the optical pickup device PU records / reproduces information with respect to a DVD, the light emitting point EP1 is caused to emit light. The divergent light beam emitted from the light emitting point EP1 is converted into a parallel light beam by the second collimating lens COL2, as shown by the broken line in FIG. 1, and then reflected by the second polarization beam splitter BS2, The diameter is increased by transmitting through the first lens EXP1 and the second lens EXP2, and becomes a spot formed on the information recording surface RL2 via the protective layer PL2 of the DVD by the objective lens unit OU. The objective lens unit OU performs focusing and tracking by a biaxial actuator AC1 disposed in the periphery thereof.

情報記録面RL2で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズユニットOU、第2レンズEXP2、第1レンズEXP1、第2偏光ビームスプリッタBS2、第1偏光ビームスプリッタBS1を透過した後、第3コリメートレンズCOL3を通過する際に収斂光束となり、センサーレンズSENにより非点収差が付加され、光検出器PDの受光面上に収束する。そして、光検出器PDの出力信号を用いてDVDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light flux modulated by the information pits on the information recording surface RL2 passes through the objective lens unit OU, the second lens EXP2, the first lens EXP1, the second polarizing beam splitter BS2, and the first polarizing beam splitter BS1 again, When passing through the three collimating lens COL3, it becomes a convergent light beam, is added with astigmatism by the sensor lens SEN, and converges on the light receiving surface of the photodetector PD. And the information recorded on DVD can be read using the output signal of photodetector PD.

また、光ピックアップ装置PUにおいて、CDに対して情報の記録/再生を行う場合には、第1レンズEXP1と第2レンズEXP2の間隔がHDに対する情報の記録/再生時によりも狭くなるように、1軸アクチュエータAC2により光軸方向に第1レンズEXP1を駆動させた後、発光点EP2を発光させる。発光点EP2から射出された発散光束は、図1において一点鎖線でその光線経路を描いたように、第2コリメートレンズCOL2により緩い発散光束に変換された後、第2偏光ビームスプリッタBS2により反射され、第1レンズEXP1、第2レンズEXP2を透過することにより拡径されるとともに発散光束に変換され、対物レンズユニットOUによってCDの保護層PL3を介して情報記録面RL3上に形成されるスポットとなる。対物レンズユニットOUは、その周辺に配置された2軸アクチュエータAC1によってフォーカシングやトラッキングを行う。   In the optical pickup device PU, when information is recorded / reproduced with respect to a CD, the interval between the first lens EXP1 and the second lens EXP2 is narrower than that during recording / reproduction of information with respect to HD. After the first lens EXP1 is driven in the optical axis direction by the uniaxial actuator AC2, the light emitting point EP2 is caused to emit light. The divergent light beam emitted from the light emitting point EP2 is converted into a loose divergent light beam by the second collimating lens COL2, as shown by the dashed line in FIG. 1, and then reflected by the second polarizing beam splitter BS2. A spot which is enlarged by passing through the first lens EXP1 and the second lens EXP2 and converted into a divergent light beam and formed on the information recording surface RL3 by the objective lens unit OU via the protective layer PL3 of the CD. Become. The objective lens unit OU performs focusing and tracking by a biaxial actuator AC1 disposed in the periphery thereof.

情報記録面RL2で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズユニットOU、第2レンズEXP2、第1レンズEXP1、第2偏光ビームスプリッタBS2、第1偏光ビームスプリッタBS1を透過した後、第3コリメートレンズCOL3を通過する際に収斂光束となり、センサーレンズSENにより非点収差が付加され、光検出器PDの受光面上に収束する。そして、光検出器PDの出力信号を用いてCDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light flux modulated by the information pits on the information recording surface RL2 passes through the objective lens unit OU, the second lens EXP2, the first lens EXP1, the second polarizing beam splitter BS2, and the first polarizing beam splitter BS1 again, When passing through the three collimating lens COL3, it becomes a convergent light beam, is added with astigmatism by the sensor lens SEN, and converges on the light receiving surface of the photodetector PD. And the information recorded on CD can be read using the output signal of photodetector PD.

本実施形態における対物レンズユニットOUは、図2に概略的に示すように、それぞれ樹脂製の第1位相構造PS1と樹脂製の第2位相構造PS2を有し、互いに接合された第1収差補正素子L1及び樹脂製の第2収差補正素子L2と、第1波長λとHDの保護層PL1の厚さtとに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計されたガラス製の対物レンズOLが、鏡枠Bを介して同軸で一体化された構成を有する。具体的には、円筒状の鏡枠Bの一端に第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2とを接合した状態で嵌合固定し、他端に対物レンズOLを嵌合固定して、これらを光軸Xに沿って同軸に一体化した構成となっている。The objective lens unit OU in the present embodiment has a first phase structure PS1 made of resin and a second phase structure PS2 made of resin, respectively, as schematically shown in FIG. the element L1 and the second aberration correcting element L2 made of resin, the aspherical shape as spherical aberration becomes minimum with respect to the thickness t 1 of the protective layer PL1 of the first wavelength lambda 1 and the HD is designed The glass objective lens OL has a configuration in which the glass objective lens OL is coaxially integrated through the lens frame B. Specifically, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 are fitted and fixed to one end of the cylindrical lens frame B, and the objective lens OL is fitted and fixed to the other end. These are configured so as to be coaxially integrated along the optical axis X.

なお、第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2の製造方法としては、第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2をモールド成形で製造し、その後、互いの収差補正素子を接合する方法であっても良いし、あるいは、モールド成形で製造した何れか一方の収差補正素子上に、紫外線硬化性樹脂を塗布し、この紫外線硬化性樹脂の表面に位相構造が形成されたモールドを押し当て、紫外線を照射することにより位相構造を転写する方法であっても良い。紫外線硬化性樹脂の代わりに熱硬化性樹脂をしても良い。   As a method of manufacturing the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 are manufactured by molding, and then the respective aberration correction elements are joined. Alternatively, an ultraviolet curable resin is applied on one of the aberration correction elements manufactured by molding, and a mold having a phase structure formed on the surface of the ultraviolet curable resin is formed. A method of transferring the phase structure by pressing and irradiating with ultraviolet rays may be used. A thermosetting resin may be used instead of the ultraviolet curable resin.

また、本実施の形態では、第1位相構造PS1と第2位相構造PS2をともに樹脂製としたが、何れか一方の収差補正素子をガラス製とし、もう一方を樹脂製としても良い。ガラス製の位相構造を有する収差補正素子の製造方法としては、モールド成形であっても良いし、フォトリソグラフィとエッチングのプロセスを繰り返して回折構造を形成する方法であっても良い。ガラス製の位相構造を有する収差補正素子をモールド成形により製造する場合には、モールドの寿命を延ばし、回折構造の転写性を向上させるために、溶融状態での粘性が小さく、且つ、ガラス転移点Tgが450℃以下のガラスを使用するのが好ましい。このようがガラスとしては、例えば、株式会社住田光学ガラス製の「K−PG325」や「K−PG375」がある。なお、樹脂製の位相構造を有する収差補正素子とガラス製の位相構造を有する収差補正素子を接合する方法としては、樹脂製の位相構造を有する収差補正素子をモールド成形で製造し、その後、ガラス製の位相構造を有する収差補正素子と接合する方法であっても良いし、ガラス製の位相構造を有する収差補正素子上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、この紫外線硬化性樹脂の表面に位相構造が形成されたモールドを押し当て、紫外線を照射することにより位相構造を転写する方法であっても良い。紫外線硬化性樹脂の代わりに熱硬化性樹脂をしても良い。   In the present embodiment, both the first phase structure PS1 and the second phase structure PS2 are made of resin, but either one of the aberration correction elements may be made of glass and the other may be made of resin. As a method of manufacturing an aberration correction element having a glass phase structure, molding may be used, or a method of forming a diffractive structure by repeating photolithography and etching processes. When manufacturing an aberration correction element having a glass phase structure by molding, in order to extend the life of the mold and improve the transferability of the diffraction structure, the viscosity in the molten state is small, and the glass transition point. It is preferable to use a glass having a Tg of 450 ° C. or lower. Examples of such glass include “K-PG325” and “K-PG375” manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd. As a method of joining the aberration correction element having a resin phase structure and the aberration correction element having a glass phase structure, an aberration correction element having a resin phase structure is manufactured by molding, and then glass It may be a method of joining with an aberration correction element having a phase structure made of glass, or an ultraviolet curable resin is applied on an aberration correction element having a phase structure made of glass, and the phase structure is formed on the surface of the ultraviolet curable resin. Alternatively, the phase structure may be transferred by pressing a mold on which is formed and irradiating with ultraviolet rays. A thermosetting resin may be used instead of the ultraviolet curable resin.

また、本実施の形態では、対物レンズOLをガラス製としたが、これに限らず、樹脂製としても良い。この場合に対物レンズOLに使用する樹脂として、ポレオレフィン系の樹脂が好ましい。   In the present embodiment, the objective lens OL is made of glass, but is not limited thereto, and may be made of resin. In this case, a polyolefin resin is preferable as the resin used for the objective lens OL.

また、対物レンズOLに使用する材料として、母体となる樹脂中に平均粒子直径が30nm以下の無機粒子を分散させた材料を使用しても良い。母体となる樹脂の温度変化に伴う屈折率変化率の符号とは逆符号の屈折率変化率をもつ無機粒子を混成することで、樹脂の成形性を有しながら、温度変化に伴う屈折率変化率の絶対値が小さい材料を得ることができるので、対物レンズOLの温度変化に伴う球面収差変化を小さいものとすることが可能となる。   Further, as a material used for the objective lens OL, a material in which inorganic particles having an average particle diameter of 30 nm or less are dispersed in a base resin may be used. By mixing inorganic particles with a refractive index change rate opposite to the sign of the refractive index change rate accompanying the temperature change of the base resin, the refractive index change due to temperature change while having resin moldability Since a material with a small absolute value of the rate can be obtained, it is possible to reduce the spherical aberration change accompanying the temperature change of the objective lens OL.

また、第1位相構造は、d線におけるアッベ数ν1=56.4、d線における屈折率n1=1.509140であり、第2位相構造は、d線におけるアッベ数ν2=22.8、d線における屈折率n2=1.638000である。The first phase structure has an Abbe number ν d 1 = 56.4 in the d line and a refractive index n d 1 = 1.509140 in the d line, and the second phase structure has an Abbe number ν d 2 in the d line. = 22.8, and the refractive index n d 2 at the d-line is 1.638000.

また、第1収差補正素子L1の光源側の光学面には第1位相構造PS1が形成されており、第2収差補正素子L2の光ディスク側の光学面には第2位相構造PS2が形成されている。   The first phase structure PS1 is formed on the optical surface on the light source side of the first aberration correction element L1, and the second phase structure PS2 is formed on the optical surface on the optical disk side of the second aberration correction element L2. Yes.

第1位相構造PS1は第1光束及び第3光束を回折せず、第2光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では5レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては4段シフトさせた構造)となっている。   The first phase structure PS1 does not diffract the first light beam and the third light beam, but diffracts the second light beam, and has a structure in which patterns whose cross-sectional shape including the optical axis is stepped are arranged concentrically. Thus, for each predetermined number of level surfaces (5 level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces (4 levels in the present embodiment). Shifted structure).

階段構造の各段差Δ1は、Δ1=2・λ/(n−1)=1.557μmを満たす高さに設定されている。ここで、nは波長λ(本実施の形態ではλ=408nm)における第1収差補正素子L1の屈折率である。Each step Δ1 of the staircase structure is set to a height that satisfies Δ1 = 2 · λ 1 / (n 1 −1) = 1.557 μm. Here, n 1 is the refractive index of the first aberration correction element L1 at the wavelength λ 11 = 408 nm in the present embodiment).

段差Δ1により第1光束に付加される光路差L1は2×λであるので、第1光束は第1位相構造PS1により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Since the optical path difference L1 added to the first light flux by the step Δ1 is a 2 × lambda 1, the first light flux is directly transmitted without being any action by the first phase structure PS1.

また、段差Δ1により第3光束に付加される光路差N1は1×λ(本実施の形態ではλ=785nm)であるので、第3光束も第1位相構造PS1により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Further, since the optical path difference N1 added to the third light flux by the step Δ1 is 1 × λ 33 = 785 nm in the present embodiment), the third light flux is not affected at all by the first phase structure PS1. It passes through as it is.

一方、段差Δ1により第2光束に付加される光路差M1は1.20×λ(本実施の形態ではλ=658nm)であり、段差Δ1の前後のレベル面を通過する第2光束の位相差(光学的に等位相となる2πの整数倍分を差し引いた位相差)は2π×0.20となる。1つの鋸歯は5分割されているため、鋸歯1つ分ではちょうど第2光束の位相差は5×2π×0.20=2πとなり、1次回折光が発生する。On the other hand, the optical path difference M1 added to the second light flux by the step Δ1 is 1.20 × λ 22 = 658 nm in the present embodiment), and the second light flux passing through the level surface before and after the step Δ1. The phase difference (a phase difference obtained by subtracting an integral multiple of 2π that is optically equiphase) is 2π × 0.20. Since one sawtooth is divided into five, the phase difference of the second light flux is exactly 5 × 2π × 0.20 = 2π for one sawtooth, and first-order diffracted light is generated.

このように、第1位相構造PS1は第2光束のみを選択的に回折させることにより、HDの保護層厚さとDVDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。   As described above, the first phase structure PS1 selectively diffracts only the second light beam, thereby correcting the spherical aberration due to the difference between the HD protective layer thickness and the DVD protective layer thickness.

尚、第1位相構造PS1で発生する第1光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%、第2光束の1次回折光の回折効率は87.5%、第3光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   Note that the diffraction efficiency of the first-order diffracted light (transmitted light) of the first light beam generated in the first phase structure PS1 is 100%, the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the second light beam is 87.5%, and the zero-next time of the third light beam. The diffraction efficiency of the folded light (transmitted light) is 100%, and a high diffraction efficiency is obtained for any light flux.

第2位相構造PS2は第1光束及び第2光束を回折せず、第3光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では4レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては3段シフトさせた構造)となっている。   The second phase structure PS2 does not diffract the first light beam and the second light beam, but diffracts the third light beam, and has a structure in which patterns whose cross-sectional shapes including the optical axis are stepped are arranged concentrically. Thus, for each predetermined number of level surfaces (four level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces corresponding to the number of level surfaces (in this embodiment, three levels). Shifted structure).

階段構造の各段差Δ2は、Δ2=7・λ/(n−1)=4.144μmを満たす高さに設定されている。ここで、nは波長λにおける第2収差補正素子の屈折率である。Each step Δ2 of the staircase structure is set to a height that satisfies Δ2 = 7 · λ 1 / (n 1 −1) = 4.144 μm. Here, n 1 is the refractive index of the second aberration correction element at the wavelength λ 1 .

段差Δ2により第1光束に付加される光路差L2は7×λであるので、第1光束は第2位相構造PS2により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Since the optical path difference L2 added to the first light flux by the step Δ2 is a 7 × lambda 1, the first light flux is directly transmitted without being any action by the second phase structure PS2.

また、段差Δ2により第2光束に付加される光路差M2は3.97×λ≒4×λであるので、第2光束も第2位相構造PS2によりほとんど作用を受けずにそのまま透過する。Further, since the optical path difference M2 to be added to the second light flux by the step Δ2 is a 3.97 × λ 2 ≒ 4 × λ 2, transmitted as it is without hardly acted by the second light flux is also a second phase structure PS2 .

一方、段差Δ2によりにより第3光束に付加される光路差N2は3.28×λ≒3.25×λであり、段差Δ2の前後のレベル面を通過する第3光束の位相差(光学的に等位相となる2πの整数倍分を差し引いた位相差)は2π×0.25となる。1つの鋸歯は4分割されているため、鋸歯1つ分ではちょうど第3光束の位相差は4×2π×0.25=2πとなり、1次回折光が発生する。On the other hand, the optical path difference N2 added to the third light beam by the step Δ2 is 3.28 × λ 3 ≈3.25 × λ 3 , and the phase difference of the third light beam passing through the level surface before and after the step Δ2 ( The phase difference obtained by subtracting an integral multiple of 2π that is optically equiphase is 2π × 0.25. Since one sawtooth is divided into four, the phase difference of the third light flux is exactly 4 × 2π × 0.25 = 2π for one sawtooth, and first-order diffracted light is generated.

このように、第2位相構造PS2は第3光束のみを選択的に回折させることにより、HDの保護層厚さとCDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。   As described above, the second phase structure PS2 selectively diffracts only the third light beam, thereby correcting the spherical aberration due to the difference between the HD protective layer thickness and the CD protective layer thickness.

尚、第2位相構造PS1で発生する第1光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%、第2光束の0次回折光(透過光)の回折効率は94.8%、第3光束の1次回折光の回折効率は78.2%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   Note that the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the first light beam generated by the second phase structure PS1 is 100%, the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the second light beam is 94.8%, and the third The diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the light beam is 78.2%, and high diffraction efficiency is obtained for any light beam.

以上説明したように、第1収差補正素子L1を(1)式又は(3)式を満たす材料から構成し、第1位相構造PS1により、HDとDVDとの相互互換を取ることにより、青紫色レーザ光束と赤色レーザ光束の両方の光束に対して高い透過率を確保することが可能となり、更に、第2収差補正素子L2を(2)式又は(4)式を満たす材料から構成し、第2位相構造PS2により、HDとCDとの相互互換を取ることにより、青紫色レーザ光束と赤外レーザ光束の両方の光束に対して高い透過率を確保することが可能となる。   As described above, the first aberration correction element L1 is made of a material satisfying the expression (1) or (3), and the first phase structure PS1 is used to make the HD and DVD compatible with each other. A high transmittance can be secured for both the laser beam and the red laser beam, and the second aberration correcting element L2 is made of a material satisfying the formula (2) or (4), With the two-phase structure PS2, it is possible to ensure a high transmittance for both the blue-violet laser beam and the infrared laser beam by making the HD and CD mutually compatible.

また、第1位相構造PS1は、DVDの開口数NA2内にのみ形成されているので、NA2より外側の領域を通過する光束はDVDの情報記録面RL2上でフレア成分となり、DVDに対する開口制限が自動的に行われる構成となっている。   In addition, since the first phase structure PS1 is formed only within the numerical aperture NA2 of the DVD, the light beam passing through the area outside the NA2 becomes a flare component on the information recording surface RL2 of the DVD, and the aperture limitation on the DVD is limited. It is configured to be performed automatically.

また、第2位相構造PS2は、CDの開口数NA3内にのみ形成されているので、NA3より外側の領域を通過する光束はCDの情報記録面RL3上でフレア成分となり、CDに対する開口制限が自動的に行われる構成となっている。   Further, since the second phase structure PS2 is formed only within the numerical aperture NA3 of the CD, the light beam that passes through the area outside the NA3 becomes a flare component on the information recording surface RL3 of the CD, and the aperture restriction on the CD is limited. It is configured to be performed automatically.

なお、ビームエキスパンダーEXPの負レンズEXP1を1軸アクチュエータUACにより光軸方向に駆動させることで、HDの情報記録面RL1上に形成されたスポットの球面収差を補正できる。負レンズEXP1の位置調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、第1光源LD1の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物レンズ系の屈折率変化や屈折率分布、2層ディスク、4層ディスク等の多層ディスクの情報記録層間のフォーカスジャンプ、高密度光ディスクの保護層の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布、等である。   Incidentally, the spherical aberration of the spot formed on the HD information recording surface RL1 can be corrected by driving the negative lens EXP1 of the beam expander EXP in the optical axis direction by the uniaxial actuator UAC. The cause of the spherical aberration to be corrected by adjusting the position of the negative lens EXP1 is, for example, wavelength variation due to manufacturing error of the first light source LD1, refractive index change or refractive index distribution of the objective lens system due to temperature change, double-layer disk, For example, focus jump between information recording layers of a multi-layer disc such as a layer disc, thickness variation or thickness distribution due to a manufacturing error of a protective layer of a high-density optical disc, and the like.

なお、負レンズEXP1の代わりに、第1コリメートレンズCOL1を光軸方向に駆動させる構成としても、HDの情報記録面RL1上に形成されたスポットの球面収差を補正できる。   Note that the spherical aberration of the spot formed on the HD information recording surface RL1 can be corrected even if the first collimating lens COL1 is driven in the optical axis direction instead of the negative lens EXP1.

また、本実施の形態においては、第1の発光点EP1と第2の発光点EP2とを一つのチップ上に形成したDVD/CD用レーザ光源ユニットLUを用いることとしたが、これに限らず、更にHD用の波長408nmのレーザ光束を射出する発光点も同一のチップ上に形成したHD/DVD/CD用レーザ光源ユニットを用いても良い。あるいは、青紫色半導体レーザと赤色半導体レーザと赤外半導体レーザの3つのレーザ光源を1つの筐体内に納めたHD/DVD/CD用レーザ光源ユニットを用いても良い。   In the present embodiment, the DVD / CD laser light source unit LU in which the first light emission point EP1 and the second light emission point EP2 are formed on one chip is used. However, the present invention is not limited to this. Further, an HD / DVD / CD laser light source unit having a light emitting point for emitting a laser beam having a wavelength of 408 nm for HD formed on the same chip may be used. Alternatively, an HD / DVD / CD laser light source unit in which three laser light sources of a blue-violet semiconductor laser, a red semiconductor laser, and an infrared semiconductor laser are housed in one housing may be used.

また、本実施の形態においては、光源と光検出器PDとを別体に配置する構成としたが、これに限らず、光源と光検出器とを集積化したレーザ光源モジュールを用いても良い。   In the present embodiment, the light source and the photodetector PD are arranged separately. However, the present invention is not limited to this, and a laser light source module in which the light source and the photodetector are integrated may be used. .

また、本実施形態においては、互いに接合された第1収差補正素子L1及び第2収差補正素子L2と、対物レンズOLとを鏡枠Bを介して一体化したが、互いに接合された第1収差補正素子L1及び第2収差補正素子L2と、対物レンズOLを一体化する場合には、第1収差補正素子L1及び第2収差補正素子L2と、物レンズOLとの、互いの相対的な位置関係が不変となるように保持されていればよく、上述のように鏡枠Bを介する方法以外に、互いに接合された第1収差補正素子L1及び第2収差補正素子L2と、対物レンズOLとのそれぞれのフランジ部同士を嵌合固定する方法であってもよい。   In the present embodiment, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 that are joined to each other and the objective lens OL are integrated via the lens frame B, but the first aberration that is joined to each other. When the correction element L1, the second aberration correction element L2, and the objective lens OL are integrated, the relative positions of the first aberration correction element L1, the second aberration correction element L2, and the object lens OL are mutually relative. As long as the relationship is maintained so as to remain unchanged, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 joined to each other, the objective lens OL, and the method other than the method using the lens frame B as described above. A method of fitting and fixing the respective flange portions may be used.

また、HDの情報記録面RL1上に形成されたスポットの球面収差を補正する方法として、上述のようにレンズを光軸方向に駆動させる方法以外に、液晶を利用した位相制御素子を用いても良い。かかる位相制御素子により球面収差を補正する方法は公知であるので、ここでは詳細な説明は割愛する。   Further, as a method of correcting the spherical aberration of the spot formed on the HD information recording surface RL1, in addition to the method of driving the lens in the optical axis direction as described above, a phase control element using liquid crystal may be used. good. Since a method for correcting spherical aberration by such a phase control element is known, a detailed description is omitted here.

なお、球面収差補正時のトラッキング駆動で発生するコマ収差を抑制するためには、対物レンズユニットOUと位相制御素子とを一体化する構成とするのが好ましい。   In order to suppress coma aberration generated by tracking driving at the time of spherical aberration correction, it is preferable that the objective lens unit OU and the phase control element are integrated.

このように互いに接合された第1収差補正素子L1及び第2収差補正素子L2と、対物レンズOLとの、互いの相対的な位置関係が不変となるように保持されていることで、フォーカシングやトラッキングの際の収差の発生を抑制でき、良好なフォーカシング特性、或いはトラッキング特性を得ることができる。
[第2の実施の形態]
以下、本発明の第2の実施の形態について図面を用いて説明するが、上記第1の実施の形態と同一の構成となる箇所については説明を省略する。
Since the relative positional relationship between the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 and the objective lens OL that are joined to each other and the objective lens OL is kept unchanged, focusing and Occurrence of aberration during tracking can be suppressed, and good focusing characteristics or tracking characteristics can be obtained.
[Second Embodiment]
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, description of portions having the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.

本実施の形態は、対物レンズユニットOUにおいて、第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2とを離間して構成した点に特徴を有する。   The present embodiment is characterized in that in the objective lens unit OU, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 are separated from each other.

本実施形態における対物レンズユニットOUは、図3に概略的に示すように、樹脂製の第1位相構造PS1を有する第1収差補正素子L1と、樹脂製の第2位相構造PS2を有する第2収差補正素子L2と、第1波長λとHDの保護層PL1の厚さtとに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計されたガラス製の対物レンズOLが、鏡枠Bを介して同軸で一体化された構成を有する。具体的には、円筒状の鏡枠Bの一端に第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2とを互いに離間させた状態で嵌合固定し、他端に対物レンズOLを嵌合固定して、これらを光軸Xに沿って同軸に一体化した構成となっている。As schematically shown in FIG. 3, the objective lens unit OU in the present embodiment has a first aberration correction element L1 having a first phase structure PS1 made of resin and a second phase structure PS2 made of resin. the aberration correcting element L2, the first wavelength lambda 1 and the HD thickness t 1 and its made aspherical shape is designed glass objective lens OL of the spherical aberration is minimum with respect to the protective layer PL1 of It has a configuration integrated coaxially through a lens frame B. Specifically, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 are fitted and fixed to one end of the cylindrical lens frame B while being separated from each other, and the objective lens OL is fitted and fixed to the other end. Thus, these are integrated along the optical axis X coaxially.

第1位相構造は、d線におけるアッベ数ν1=56.4、d線における屈折率n1=1.509140であり、第2位相構造は、d線におけるアッベ数ν2=27.0、d線における屈折率n2=1.607000である。The first phase structure has an Abbe number ν d 1 = 56.4 in the d-line and a refractive index n d 1 = 1.509140 in the d -line, and the second phase structure has an Abbe number ν d 2 = 27 in the d-line. 0.0, the refractive index n d 2 at the d-line = 1.607000.

また、第1収差補正素子L1の光源側の光学面には第1位相構造PS1が形成されており、第2収差補正素子L2の光ディスク側の光学面には第2位相構造PS2が形成されている。   The first phase structure PS1 is formed on the optical surface on the light source side of the first aberration correction element L1, and the second phase structure PS2 is formed on the optical surface on the optical disk side of the second aberration correction element L2. Yes.

第1位相構造PS1は第1光束及び第3光束を回折せず、第2光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では5レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては4段シフトさせた構造)とを有し、階段構造の各段差Δ1は、Δ1=2・λ/(n−1)=1.544μmを満たす高さに設定されている。ここで、nは波長λ(本実施の形態ではλ=405nm)における第1収差補正素子L1の屈折率である。The first phase structure PS1 does not diffract the first light beam and the third light beam, but diffracts the second light beam, and has a structure in which patterns whose cross-sectional shapes including the optical axis are stepped are arranged concentrically. Thus, for each predetermined number of level surfaces (5 level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces (4 levels in the present embodiment). Each step Δ1 of the staircase structure is set to a height that satisfies Δ1 = 2 · λ 1 / (n 1 −1) = 1.544 μm. Here, n 1 is the refractive index of the first aberration correction element L1 at the wavelength λ 11 = 405 nm in the present embodiment).

第1位相構造PS1により第1光束に付加される光路差L1は2×λであるので、第1光束は第1位相構造PS1により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Since the optical path difference L1 of the first phase structure PS1 is added to the first light flux is a 2 × lambda 1, the first light flux is directly transmitted without being any action by the first phase structure PS1.

また、段差Δ1により第3光束に付加される光路差N1は0.99×λ≒1×λ(本実施の形態ではλ=785nm)であるので、第3光束も第1位相構造PS1により何ら作用を受けずにそのまま透過する。In addition, since the optical path difference N1 added to the third light flux by the step Δ1 is 0.99 × λ 3 ≈1 × λ 33 = 785 nm in the present embodiment), the third light flux is also in the first phase structure. It passes through PS1 without any action.

一方、段差Δ1により第2光束に付加される光路差M1は1.19×λ≒1.20×λ(本実施の形態ではλ=655nm)であり、段差Δ1の前後のレベル面を通過する第2光束の位相差(光学的に等位相となる2πの整数倍分を差し引いた位相差)は2π×0.20となる。1つの鋸歯は5分割されているため、鋸歯1つ分ではちょうど第2光束の位相差は5×2π×0.20=2πとなり、1次回折光が発生する。On the other hand, the optical path difference M1 added to the second light flux by the step Δ1 is 1.19 × λ 2 ≈1.20 × λ 22 = 655 nm in the present embodiment), and level surfaces before and after the step Δ1. The phase difference of the second light flux passing through (phase difference obtained by subtracting an integral multiple of 2π that is optically equiphase) is 2π × 0.20. Since one sawtooth is divided into five, the phase difference of the second light flux is exactly 5 × 2π × 0.20 = 2π for one sawtooth, and first-order diffracted light is generated.

このように、第1位相構造PS1は第2光束のみを選択的に回折させることにより、HDの保護層厚さとDVDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。   As described above, the first phase structure PS1 selectively diffracts only the second light beam, thereby correcting the spherical aberration due to the difference between the HD protective layer thickness and the DVD protective layer thickness.

尚、第1位相構造PS1で発生する第1光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%、第2光束の1次回折光の回折効率は87.3%、第3光束の0次回折光(透過光)の回折効率は99.2%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   The diffraction efficiency of the first-order diffracted light (transmitted light) of the first light beam generated in the first phase structure PS1 is 100%, the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the second light beam is 87.3%, and the zero-next time of the third light beam. The diffraction efficiency of the folded light (transmitted light) is 99.2%, and a high diffraction efficiency is obtained for any light flux.

第2位相構造PS2は第1光束乃至第3光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状となっている。   The second phase structure PS2 diffracts the first to third light beams, and the cross-sectional shape including the optical axis is stepped.

階段構造の各段差Δ2は、Δ1=7・λ/(nλ−1)=4.302μmを満たす高さに設定されている。ここで、nλは波長λ(本実施の形態ではλ=400nm)における第1収差補正素子L1の屈折率(本実施の形態ではnλ=1.650875)である。Each step Δ2 staircase structure is set to a height satisfying Δ1 = 7 · λ B / ( nλ B -1) = 4.302μm. Here, nλ B is the refractive index (nλ B = 1.650875 in the present embodiment) of the first aberration correction element L1 at the wavelength λ BB = 400 nm in the present embodiment).

第2位相構造PS2を通過することで、第1光束の7次回折光、第2光束の4次回折光、第3光束の3次回折光が発生する。   By passing through the second phase structure PS2, the seventh-order diffracted light of the first light flux, the fourth-order diffracted light of the second light flux, and the third-order diffracted light of the third light flux are generated.

第2位相構造PS2を通過する際に第1光束に付加される光路差は6.89×λ≒7×λであり、第1光束の7次回折光が最大の回折効率を有する。The optical path difference added to the first light flux when passing through the second phase structure PS2 is 6.89 × λ 1 ≈7 × λ 1 , and the seventh-order diffracted light of the first light flux has the maximum diffraction efficiency.

また、第2位相構造PS2を通過する際に第2光束に付加される光路差は3.94×λ≒4×λであり、第2光束の4次回折光が最大の回折効率を有する。Further, the optical path difference added to the second light flux when passing through the second phase structure PS2 is 3.94 × λ 2 ≈4 × λ 2 , and the fourth-order diffracted light of the second light flux has the maximum diffraction efficiency. .

また、第2位相構造PS2を通過する際に第3光束に付加される光路差は3.25×λ≒3×λであり、第3光束の3次回折光が最大の回折効率を有する。Further, the optical path difference added to the third light beam when passing through the second phase structure PS2 is 3.25 × λ 3 ≈3 × λ 3 , and the third-order diffracted light of the third light beam has the maximum diffraction efficiency. .

これにより、HDの保護層厚さとCDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正するようになっている。   Thereby, spherical aberration due to the difference between the HD protective layer thickness and the CD protective layer thickness is corrected.

尚、第2位相構造PS2で発生する第1光束の7次回折光の回折効率は96.0%、第2光束の4次回折光の回折効率は99.0%、第3光束の3次回折光の回折効率は81.2%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   The diffraction efficiency of the 7th-order diffracted light of the first light beam generated by the second phase structure PS2 is 96.0%, the diffraction efficiency of the 4th-order diffracted light of the second light beam is 99.0%, and the third-order diffracted light of the third light beam The diffraction efficiency is 81.2%, and a high diffraction efficiency is obtained for any luminous flux.

また、第2位相構造PS2の第1波長に対する近軸回折パワーと、第2収差補正素子L2の光源側の光学面の第1波長に対する近軸屈折パワーを逆符号とし、かつその絶対値を同じとすることで、第2収差補正素子L2の光源側の光学面を通過する第1光束の光束径が変わらないようにしている。
[第3の実施の形態]
以下、本発明の第3の実施の形態について図面を用いて説明するが、上記第1の実施の形態と同一の構成となる箇所については説明を省略する。
Further, the paraxial diffraction power for the first wavelength of the second phase structure PS2 and the paraxial refraction power for the first wavelength of the optical surface on the light source side of the second aberration correction element L2 have opposite signs and the absolute values thereof are the same. Thus, the beam diameter of the first light beam passing through the optical surface on the light source side of the second aberration correction element L2 is prevented from changing.
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, description of portions having the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.

本実施の形態は、対物レンズユニットOUにおいて、第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2とを離間して構成し、更に、第3位相構造PS3を第1収差補正素子L1の光ディスク側の光学面に設けた点に特徴を有する。   In the present embodiment, in the objective lens unit OU, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 are separated from each other, and the third phase structure PS3 is formed on the optical disc side of the first aberration correction element L1. It is characterized in that it is provided on the optical surface.

本実施形態における対物レンズユニットOUは、図4に概略的に示すように、樹脂製の第1位相構造PS1を有する第1収差補正素子L1と、樹脂製の第2位相構造PS2を有する第2収差補正素子L2と、第1波長λとHDの保護層PL1の厚さtとに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計されたガラス製の対物レンズOLが、鏡枠Bを介して同軸で一体化された構成を有する。具体的には、円筒状の鏡枠Bの一端に第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2とを接合した状態で嵌合固定し、他端に対物レンズOLを嵌合固定して、これらを光軸Xに沿って同軸に一体化した構成となっている。As schematically shown in FIG. 4, the objective lens unit OU in the present embodiment has a first aberration correction element L1 having a first phase structure PS1 made of resin and a second phase structure PS2 made of resin. the aberration correcting element L2, the first wavelength lambda 1 and the HD thickness t 1 and its made aspherical shape is designed glass objective lens OL of the spherical aberration is minimum with respect to the protective layer PL1 of It has a configuration integrated coaxially through a lens frame B. Specifically, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 are fitted and fixed to one end of the cylindrical lens frame B, and the objective lens OL is fitted and fixed to the other end. These are configured so as to be coaxially integrated along the optical axis X.

また、第1位相構造は、d線におけるアッベ数ν1=56.4、d線における屈折率n1=1.509140であり、第2位相構造は、d線におけるアッベ数ν2=27.0、d線における屈折率n2=1.607000である。The first phase structure has an Abbe number ν d 1 = 56.4 in the d line and a refractive index n d 1 = 1.509140 in the d line, and the second phase structure has an Abbe number ν d 2 in the d line. = 27.0, and the refractive index n d 2 at the d-line is 1.607000.

また、第1収差補正素子L1の光源側の光学面には第1位相構造PS1が形成されており、第2収差補正素子L2の光ディスク側の光学面には第2位相構造PS2が形成されており、第1収差補正素子L1の光ディスク側の光学面には第3位相構造PS3が形成されている。   The first phase structure PS1 is formed on the optical surface on the light source side of the first aberration correction element L1, and the second phase structure PS2 is formed on the optical surface on the optical disk side of the second aberration correction element L2. The third phase structure PS3 is formed on the optical surface of the first aberration correction element L1 on the optical disc side.

第1位相構造PS1は第1光束及び第3光束を回折せず、第2光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では5レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては4段シフトさせた構造)となっている。   The first phase structure PS1 does not diffract the first light beam and the third light beam, but diffracts the second light beam, and has a structure in which patterns whose cross-sectional shape including the optical axis is stepped are arranged concentrically. Thus, for each predetermined number of level surfaces (5 level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces (4 levels in the present embodiment). Shifted structure).

第1位相構造PS1は第1光束及び第3光束を回折せず、第2光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では5レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては4段シフトさせた構造)とを有し、階段構造の各段差Δ1は、Δ1=2・λ/(n−1)=1.544μmを満たす高さに設定されている。ここで、nは波長λ(本実施の形態ではλ=405nm)における第1収差補正素子L1の屈折率である。The first phase structure PS1 does not diffract the first light beam and the third light beam, but diffracts the second light beam, and has a structure in which patterns whose cross-sectional shapes including the optical axis are stepped are arranged concentrically. Thus, for each predetermined number of level surfaces (5 level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces (4 levels in the present embodiment). Each step Δ1 of the staircase structure is set to a height that satisfies Δ1 = 2 · λ 1 / (n 1 −1) = 1.544 μm. Here, n 1 is the refractive index of the first aberration correction element L1 at the wavelength λ 11 = 405 nm in the present embodiment).

第1位相構造PS1により第1光束に付加される光路差L1は2×λであるので、第1光束は第1位相構造PS1により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Since the optical path difference L1 of the first phase structure PS1 is added to the first light flux is a 2 × lambda 1, the first light flux is directly transmitted without being any action by the first phase structure PS1.

また、段差Δ1により第3光束に付加される光路差N1は0.99×λ≒1×λ(本実施の形態ではλ=785nm)であるので、第3光束も第1位相構造PS1により何ら作用を受けずにそのまま透過する。In addition, since the optical path difference N1 added to the third light flux by the step Δ1 is 0.99 × λ 3 ≈1 × λ 33 = 785 nm in the present embodiment), the third light flux is also in the first phase structure. It passes through PS1 without any action.

一方、段差Δ1により第2光束に付加される光路差M1は1.19×λ≒1.20×λ(本実施の形態ではλ=655nm)であり、段差Δ1の前後のレベル面を通過する第2光束の位相差(光学的に等位相となる2πの整数倍分を差し引いた位相差)は2π×0.20となる。1つの鋸歯は5分割されているため、鋸歯1つ分ではちょうど第2光束の位相差は5×2π×0.20=2πとなり、1次回折光が発生する。On the other hand, the optical path difference M1 added to the second light flux by the step Δ1 is 1.19 × λ 2 ≈1.20 × λ 22 = 655 nm in the present embodiment), and level surfaces before and after the step Δ1. The phase difference of the second light flux passing through (phase difference obtained by subtracting an integral multiple of 2π that is optically equiphase) is 2π × 0.20. Since one sawtooth is divided into five, the phase difference of the second light flux is exactly 5 × 2π × 0.20 = 2π for one sawtooth, and first-order diffracted light is generated.

このように、第1位相構造PS1は第2光束のみを選択的に回折させることにより、HDの保護層厚さとDVDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。   As described above, the first phase structure PS1 selectively diffracts only the second light beam, thereby correcting the spherical aberration due to the difference between the HD protective layer thickness and the DVD protective layer thickness.

尚、第1位相構造PS1で発生する第1光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%、第2光束の1次回折光の回折効率は87.3%、第3光束の0次回折光(透過光)の回折効率は99.2%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   The diffraction efficiency of the first-order diffracted light (transmitted light) of the first light beam generated in the first phase structure PS1 is 100%, the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the second light beam is 87.3%, and the zero-next time of the third light beam. The diffraction efficiency of the folded light (transmitted light) is 99.2%, and a high diffraction efficiency is obtained for any light flux.

第2位相構造PS2は第1光束及び第2光束を回折せず、第3光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では3レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては2段シフトさせた構造)となっている。   The second phase structure PS2 does not diffract the first light beam and the second light beam, but diffracts the third light beam, and has a structure in which a pattern whose cross-sectional shape including the optical axis is stepped is arranged on a concentric circle. In addition, for each predetermined number of level surfaces (three level surfaces in the present embodiment), a structure in which the steps are shifted by a height corresponding to the number of level surfaces (in this embodiment, two steps). Shifted structure).

階段構造の各段差Δ2は、Δ2=7・λ/(n−1)=4.371μmを満たす高さに設定されている。ここで、nは波長λにおける第2収差補正素子の屈折率である。Each step Δ2 of the staircase structure is set to a height that satisfies Δ2 = 7 · λ 1 / (n 1 −1) = 4.371 μm. Here, n 1 is the refractive index of the second aberration correction element at the wavelength λ 1 .

段差Δ2により第1光束に付加される光路差L2は7×λであるので、第1光束は第2位相構造PS2により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Since the optical path difference L2 added to the first light flux by the step Δ2 is a 7 × lambda 1, the first light flux is directly transmitted without being any action by the second phase structure PS2.

また、段差Δ2により第2光束に付加される光路差M2は4.01×λ≒4×λであるので、第2光束も第2位相構造PS2によりほとんど作用を受けずにそのまま透過する。Further, since the optical path difference M2 to be added to the second light flux by the step Δ2 is a 4.01 × λ 2 ≒ 4 × λ 2, which is transmitted through the little acted by the second light flux is also a second phase structure PS2 .

一方、段差Δ2によりにより第3光束に付加される光路差N2は3.30×λ≒3.33×λであり、段差Δ2の前後のレベル面を通過する第3光束の位相差(光学的に等位相となる2πの整数倍分を差し引いた位相差)は2π×0.33となる。1つの鋸歯は3分割されているため、鋸歯1つ分ではちょうど第3光束の位相差は3×2π×0.33=2πとなり、1次回折光が発生する。On the other hand, the optical path difference N2 added to the third light flux by the step Δ2 is 3.30 × λ 3 ≈3.33 × λ 3 , and the phase difference of the third light flux passing through the level surface before and after the step Δ2 ( The phase difference obtained by subtracting an integral multiple of 2π that is optically equiphase is 2π × 0.33. Since one sawtooth is divided into three, the phase difference of the third light beam is exactly 3 × 2π × 0.33 = 2π for one sawtooth, and first-order diffracted light is generated.

このように、第2位相構造PS2は第3光束のみを選択的に回折させることにより、HDの保護層厚さとCDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。   As described above, the second phase structure PS2 selectively diffracts only the third light beam, thereby correcting the spherical aberration due to the difference between the HD protective layer thickness and the CD protective layer thickness.

尚、第2位相構造PS1で発生する第1光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%、第2光束の0次回折光(透過光)の回折効率は99.8%、第3光束の1次回折光の回折効率は66.6%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   Note that the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the first light beam generated in the second phase structure PS1 is 100%, the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the second light beam is 99.8%, and the third The diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the light beam is 66.6%, and high diffraction efficiency is obtained for any light beam.

第3位相構造PS3は第1光束乃至第3光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状となっている。この第3位相構造PS3は、第1波長λの微小変化に伴う近軸像点位置の移動と、球面収差の変化を抑制するための構造である。The third phase structure PS3 diffracts the first to third light beams, and the cross-sectional shape including the optical axis is stepped. The third phase structure PS3 is the movement of a paraxial image point position caused by the minute change of the first wavelength lambda 1, a structure for suppressing a change in spherical aberration.

階段構造の各段差Δ3は、Δ1=10・λ/(n−1)=7.719μmを満たす高さに設定されている。Each step Δ3 of the staircase structure is set to a height that satisfies Δ1 = 10 · λ 1 / (n 1 −1) = 7.719 μm.

第3位相構造PS3を通過することで、第1光束の10次回折光、第2光束の6次回折光、第3光束の5次回折光が発生する。   By passing through the third phase structure PS3, the 10th-order diffracted light of the first light beam, the 6th-order diffracted light of the second light beam, and the fifth-order diffracted light of the third light beam are generated.

第3位相構造PS3を通過する際に第1光束に付加される光路差は10.0×λであり、第1光束の10次回折光が最大の回折効率を有する。Optical path difference added to the first light flux when passing through the third phase structure PS3 is 10.0 × lambda 1, 10-order diffracted light of the first light flux having the maximum diffraction efficiency.

また、第3位相構造PS3を通過する際に第2光束に付加される光路差は5.97×λ≒6×λであり、第2光束の6次回折光が最大の回折効率を有する。The optical path difference added to the second light flux when passing through the third phase structure PS3 is 5.97 × λ 2 ≈6 × λ 2 , and the sixth-order diffracted light of the second light flux has the maximum diffraction efficiency. .

また、第3位相構造PS3を通過する際に第3光束に付加される光路差は4.95×λ≒5×λであり、第3光束の5次回折光が最大の回折効率を有する。The optical path difference added to the third light flux when passing through the third phase structure PS3 is 4.95 × λ 3 ≈5 × λ 3 , and the fifth-order diffracted light of the third light flux has the maximum diffraction efficiency. .

尚、第3位相構造PS3で発生する第1光束の10次回折光の回折効率は100%、第2光束の6次回折光の回折効率は99.7%、第3光束の5次回折光の回折効率は99.1%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   Note that the diffraction efficiency of the 10th-order diffracted light of the first light beam generated in the third phase structure PS3 is 100%, the diffraction efficiency of the 6th-order diffracted light of the second light beam is 99.7%, and the diffraction efficiency of the 5th-order diffracted light of the third light beam. Is 99.1%, and a high diffraction efficiency is obtained for any luminous flux.

また、第3位相構造PS3の第1波長に対する近軸回折パワーと、第1収差補正素子L1の光ディスク側の光学面の第1波長に対する近軸屈折パワーを逆符号とし、かつその絶対値を同じとすることで、第1収差補正素子L1の光ディスク側の光学面を通過する第1光束の光束径が変わらないようにしている。   Also, the paraxial diffraction power for the first wavelength of the third phase structure PS3 and the paraxial refraction power for the first wavelength of the optical surface on the optical disc side of the first aberration correction element L1 have opposite signs, and the absolute values thereof are the same. Thus, the beam diameter of the first light beam passing through the optical surface on the optical disk side of the first aberration correction element L1 is kept unchanged.

[第4の実施の形態]
以下、本発明の第4の実施の形態について図面を用いて説明するが、上記第1の実施の形態と同一の構成となる箇所については説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, description of portions having the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.

本実施の形態は、対物レンズユニットOUにおいて、第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2とを離間して構成し、ガラス基板GL上に紫外線硬化性樹脂製の第2位相構造PS2を形成することで第2収差補正素子L2を構成し、さらに、第1収差補正素子L1の第1波長λに対する近軸パワーを負とした点に特徴を有する。In the present embodiment, in the objective lens unit OU, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 are separated from each other, and the second phase structure PS2 made of an ultraviolet curable resin is formed on the glass substrate GL. forming constitutes the second aberration correcting element L2 by further has a feature in that a negative paraxial power for the first wavelength lambda 1 of the first aberration correcting element L1.

本実施形態における対物レンズユニットOUは、図5に概略的に示すように、樹脂製の第1位相構造PS1を有する第1収差補正素子L1と、ガラス基板GL上に樹脂製の第2位相構造PS2が形成された構成を有する第2収差補正素子L2と、第1波長λとHDの保護層PL1の厚さtとに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計されたガラス製の対物レンズOLが、鏡枠Bを介して同軸で一体化された構成を有する。具体的には、円筒状の鏡枠Bの一端に第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2とを接合した状態で嵌合固定し、他端に対物レンズOLを嵌合固定して、これらを光軸Xに沿って同軸に一体化した構成となっている。As schematically shown in FIG. 5, the objective lens unit OU in the present embodiment includes a first aberration correction element L1 having a resin-made first phase structure PS1, and a resin-made second phase structure on a glass substrate GL. a second aberration correcting element L2 having PS2 is formed configuration, the aspherical shape as spherical aberration with respect to the thickness t 1 of the protective layer PL1 of the first wavelength lambda 1 and the HD is minimum design The made glass objective lens OL is integrated coaxially through the lens frame B. Specifically, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 are fitted and fixed to one end of the cylindrical lens frame B, and the objective lens OL is fitted and fixed to the other end. These are configured so as to be coaxially integrated along the optical axis X.

また、第1位相構造は、d線におけるアッベ数ν1=56.4、d線における屈折率n1=1.509140であり、第2位相構造は、d線におけるアッベ数ν2=23.0、d線における屈折率n2=1.60000である。The first phase structure has an Abbe number ν d 1 = 56.4 in the d line and a refractive index n d 1 = 1.509140 in the d line, and the second phase structure has an Abbe number ν d 2 in the d line. = 23.0, refractive index n d 2 at d-line = 1.60000.

第1位相構造PS1は第1光束及び第3光束を回折せず、第2光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では5レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては4段シフトさせた構造)となっている。   The first phase structure PS1 does not diffract the first light beam and the third light beam, but diffracts the second light beam, and has a structure in which patterns whose cross-sectional shape including the optical axis is stepped are arranged concentrically. Thus, for each predetermined number of level surfaces (5 level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces (4 levels in the present embodiment). Shifted structure).

第1位相構造PS1は第1光束及び第3光束を回折せず、第2光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では5レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては4段シフトさせた構造)とを有し、階段構造の各段差Δ1は、Δ1=2・λ/(n−1)=1.557μmを満たす高さに設定されている。ここで、nは波長λ(本実施の形態ではλ=408nm)における第1収差補正素子L1の屈折率である。The first phase structure PS1 does not diffract the first light beam and the third light beam, but diffracts the second light beam, and has a structure in which patterns whose cross-sectional shapes including the optical axis are stepped are arranged concentrically. Thus, for each predetermined number of level surfaces (5 level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces (4 levels in the present embodiment). Each step Δ1 of the staircase structure is set to a height satisfying Δ1 = 2 · λ 1 / (n 1 −1) = 1.557 μm. Here, n 1 is the refractive index of the first aberration correction element L1 at the wavelength λ 11 = 408 nm in the present embodiment).

第1位相構造PS1により第1光束に付加される光路差L1は2×λであるので、第1光束は第1位相構造PS1により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Since the optical path difference L1 of the first phase structure PS1 is added to the first light flux is a 2 × lambda 1, the first light flux is directly transmitted without being any action by the first phase structure PS1.

また、段差Δ1により第3光束に付加される光路差N1は1×λ(本実施の形態ではλ=785nm)であるので、第3光束も第1位相構造PS1により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Further, since the optical path difference N1 added to the third light flux by the step Δ1 is 1 × λ 33 = 785 nm in the present embodiment), the third light flux is not affected at all by the first phase structure PS1. It passes through as it is.

一方、段差Δ1により第2光束に付加される光路差M1は1.20×λ(本実施の形態ではλ=658nm)であり、段差Δ1の前後のレベル面を通過する第2光束の位相差(光学的に等位相となる2πの整数倍分を差し引いた位相差)は2π×0.20となる。1つの鋸歯は5分割されているため、鋸歯1つ分ではちょうど第2光束の位相差は5×2π×0.20=2πとなり、1次回折光が発生する。On the other hand, the optical path difference M1 added to the second light flux by the step Δ1 is 1.20 × λ 22 = 658 nm in the present embodiment), and the second light flux passing through the level surface before and after the step Δ1. The phase difference (a phase difference obtained by subtracting an integral multiple of 2π that is optically equiphase) is 2π × 0.20. Since one sawtooth is divided into five, the phase difference of the second light flux is exactly 5 × 2π × 0.20 = 2π for one sawtooth, and first-order diffracted light is generated.

このように、第1位相構造PS1は第2光束のみを選択的に回折させることにより、HDの保護層厚さとDVDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。   As described above, the first phase structure PS1 selectively diffracts only the second light beam, thereby correcting the spherical aberration due to the difference between the HD protective layer thickness and the DVD protective layer thickness.

尚、第1位相構造PS1で発生する第1光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%、第2光束の1次回折光の回折効率は87.5%、第3光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   Note that the diffraction efficiency of the first-order diffracted light (transmitted light) of the first light beam generated in the first phase structure PS1 is 100%, the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the second light beam is 87.5%, and the zero-next time of the third light beam. The diffraction efficiency of the folded light (transmitted light) is 100%, and a high diffraction efficiency is obtained for any light flux.

第2位相構造PS2は第1光束及び第2光束を回折せず、第3光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では3レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては2段シフトさせた構造)となっている。   The second phase structure PS2 does not diffract the first light beam and the second light beam, but diffracts the third light beam, and has a structure in which a pattern whose cross-sectional shape including the optical axis is stepped is arranged on a concentric circle. In addition, for each predetermined number of level surfaces (three level surfaces in the present embodiment), a structure in which the steps are shifted by a height corresponding to the number of level surfaces (in this embodiment, two steps). Shifted structure).

階段構造の各段差Δ2は、Δ2=7・λ/(n−1)=4.410μmを満たす高さに設定されている。ここで、nは波長λにおける第2収差補正素子の屈折率である。Each step Δ2 of the staircase structure is set to a height that satisfies Δ2 = 7 · λ 1 / (n 1 −1) = 4.410 μm. Here, n 1 is the refractive index of the second aberration correction element at the wavelength λ 1 .

段差Δ2により第1光束に付加される光路差L2は7×λであるので、第1光束は第2位相構造PS2により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Since the optical path difference L2 added to the first light flux by the step Δ2 is a 7 × lambda 1, the first light flux is directly transmitted without being any action by the second phase structure PS2.

また、段差Δ2により第2光束に付加される光路差M2は3.97×λ≒4×λであるので、第2光束も第2位相構造PS2によりほとんど作用を受けずにそのまま透過する。Further, since the optical path difference M2 to be added to the second light flux by the step Δ2 is a 3.97 × λ 2 ≒ 4 × λ 2, transmitted as it is without hardly acted by the second light flux is also a second phase structure PS2 .

一方、段差Δ2によりにより第3光束に付加される光路差N2は3.28×λ≒3.25×λであり、段差Δ2の前後のレベル面を通過する第3光束の位相差(光学的に等位相となる2πの整数倍分を差し引いた位相差)は2π×0.25となる。1つの鋸歯は4分割されているため、鋸歯1つ分ではちょうど第3光束の位相差は4×2π×0.25=2πとなり、1次回折光が発生する。On the other hand, the optical path difference N2 added to the third light beam by the step Δ2 is 3.28 × λ 3 ≈3.25 × λ 3 , and the phase difference of the third light beam passing through the level surface before and after the step Δ2 ( The phase difference obtained by subtracting an integral multiple of 2π that is optically equiphase is 2π × 0.25. Since one sawtooth is divided into four, the phase difference of the third light flux is exactly 4 × 2π × 0.25 = 2π for one sawtooth, and first-order diffracted light is generated.

このように、第2位相構造PS2は第3光束のみを選択的に回折させることにより、HDの保護層厚さとCDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。   As described above, the second phase structure PS2 selectively diffracts only the third light beam, thereby correcting the spherical aberration due to the difference between the HD protective layer thickness and the CD protective layer thickness.

尚、第2位相構造PS1で発生する第1光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%、第2光束の0次回折光(透過光)の回折効率は95.8%、第3光束の1次回折光の回折効率は77.5%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   Note that the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the first light beam generated in the second phase structure PS1 is 100%, the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the second light beam is 95.8%, and the third The diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the light beam is 77.5%, and a high diffraction efficiency is obtained for any light beam.

また、本実施の形態の対物光学系OUは、第1収差補正素子L1の第1波長λに対する近軸パワーを負となっており、対物レンズOLに対して各波長の光束が発散光束の状態で入射する構成を有する。これにより保護層が厚いCDに対する記録/再生時の作動距離を十分に確保している。尚、対物レンズOLの設計倍率は負とされており、この設計倍率は対物レンズOLに入射する第1光束の発散度に相当している。Further, the objective optical system OU of the present embodiment, has a negative paraxial power for the first wavelength lambda 1 of the first aberration correcting element L1, the light flux of each wavelength to the objective lens OL is divergent light flux It has the structure which injects in a state. This ensures a sufficient working distance during recording / reproduction for a CD having a thick protective layer. The design magnification of the objective lens OL is negative, and this design magnification corresponds to the divergence of the first light beam incident on the objective lens OL.

[第5の実施の形態]
以下、本発明の第5の実施の形態について図面を用いて説明するが、上記第1の実施の形態と同一の構成となる箇所については説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but description of portions having the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.

本実施の形態は、保護層PL1の厚さt=0.6mm、開口数NA=0.67の規格の高密度光ディスクHD(例えば、HD DVD)とDVDとCDとに対して互換性を有する対物レンズユニットOUであり、第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2とを接合して構成し、第1位相構造PS1を断面形状が鋸歯形状である回折構造とした点に特徴を有する。This embodiment is compatible with a high-density optical disc HD (for example, HD DVD), DVD, and CD of a standard having a thickness t 1 = 0.6 mm of the protective layer PL1 and a numerical aperture NA 1 = 0.67. The objective lens unit OU includes a first aberration correction element L1 and a second aberration correction element L2, and is characterized in that the first phase structure PS1 has a diffractive structure having a sawtooth cross section. Have

本実施形態における対物レンズユニットOUは、図6に概略的に示すように、それぞれ樹脂製の第1位相構造PS1と樹脂製の第2位相構造SP2を有する、互いに接合された第1収差補正素子L1及び第2収差補正素子L2と、樹脂製の対物レンズOLが、それぞれのフランジ部同士FL1、FL2を嵌合固定することで同軸で一体化された構成を有する。   As shown schematically in FIG. 6, the objective lens unit OU in the present embodiment has a first aberration correction element joined to each other, each having a first phase structure PS1 made of resin and a second phase structure SP2 made of resin. The L1 and the second aberration correction element L2 and the resin objective lens OL have a configuration in which the flange portions FL1 and FL2 are fitted and fixed to be coaxially integrated.

第1位相構造PS1は第1光束乃至第3光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が鋸歯状となっている。この第1位相構造PS1は、第1波長λと第2波長λの差に起因する球面収差と、第1波長λの微小変化に伴う近軸像点位置の移動を補正するための構造である。The first phase structure PS1 diffracts the first to third light beams, and the cross-sectional shape including the optical axis is a sawtooth shape. The first phase structure PS1 is used to correct spherical aberration caused by the difference between the first wavelength λ 1 and the second wavelength λ 2 and the movement of the paraxial image point position due to the minute change of the first wavelength λ 1 . Structure.

第1位相構造PS1の各段差Δ1は、Δ1=8・λ/(n−1)=7.042μmを満たす高さに設定されており(本実施の形態ではλ=407nm)、第1位相構造PS1を通過することで、第1光束の8次回折光、第2光束の5次回折光、第3光束の4次回折光が発生する。Each step Δ1 of the first phase structure PS1 is set to a height satisfying Δ1 = 8 · λ 1 / (n 1 −1) = 7.042 μm (λ 1 = 407 nm in the present embodiment). By passing through the one-phase structure PS1, the eighth-order diffracted light of the first light beam, the fifth-order diffracted light of the second light beam, and the fourth-order diffracted light of the third light beam are generated.

第1位相構造PS1を通過する際に第1光束に付加される光路差は8.0×λであり、第1光束の8次回折光が最大の回折効率を有し、第1位相構造PS1を通過する際に第2光束に付加される光路差は4.81×λ≒5×λ(本実施の形態ではλ=655nm)であり、第2光束の5次回折光が最大の回折効率を有し、第1位相構造PS1を通過する際に第3光束に付加される光路差は3.99×λ≒4×λ(本実施の形態ではλ=785nm)であり、第3光束の4次回折光が最大の回折効率を有する。The optical path difference added to the first light flux when passing through the first phase structure PS1 is 8.0 × λ 1 , the eighth-order diffracted light of the first light flux has the maximum diffraction efficiency, and the first phase structure PS1 The optical path difference added to the second light beam when passing through the beam is 4.81 × λ 2 ≈5 × λ 22 = 655 nm in the present embodiment), and the fifth-order diffracted light of the second light beam is the largest The optical path difference added to the third light flux when having the diffraction efficiency and passing through the first phase structure PS1 is 3.99 × λ 3 ≈4 × λ 3 (in this embodiment, λ 3 = 785 nm). The fourth-order diffracted light of the third light beam has the maximum diffraction efficiency.

尚、第1位相構造PS1で発生する第1光束の8次回折光の回折効率は100%、第2光束の5次回折光の回折効率は89.1%、第3光束の4次回折光の回折効率は100%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   The diffraction efficiency of the 8th order diffracted light of the first light beam generated in the first phase structure PS1 is 100%, the diffraction efficiency of the 5th order diffracted light of the second light beam is 89.1%, and the diffraction efficiency of the 4th order diffracted light of the third light beam. Is 100%, and high diffraction efficiency is obtained for any luminous flux.

第2位相構造PS2は第1光束及び第2光束を回折せず、第3光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では4レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては3段シフトさせた構造)となっている。   The second phase structure PS2 does not diffract the first light beam and the second light beam, but diffracts the third light beam, and has a structure in which patterns whose cross-sectional shapes including the optical axis are stepped are arranged concentrically. Thus, for each predetermined number of level surfaces (four level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces corresponding to the number of level surfaces (in this embodiment, three levels). Shifted structure).

階段構造の各段差Δ2は、Δ2=7・λ/(n−1)=4.396μmを満たす高さに設定されている。ここで、nは波長λにおける第2収差補正素子の屈折率である。Each step Δ2 of the staircase structure is set to a height that satisfies Δ2 = 7 · λ 1 / (n 1 −1) = 4.396 μm. Here, n 1 is the refractive index of the second aberration correction element at the wavelength λ 1 .

段差Δ2により第1光束に付加される光路差L2は7×λであるので、第1光束は第2位相構造PS2により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Since the optical path difference L2 added to the first light flux by the step Δ2 is a 7 × lambda 1, the first light flux is directly transmitted without being any action by the second phase structure PS2.

また、段差Δ2により第2光束に付加される光路差M2は3.98×λ≒4×λであるので、第2光束も第2位相構造PS2によりほとんど作用を受けずにそのまま透過する。Further, since the optical path difference M2 to be added to the second light flux by the step Δ2 is a 3.98 × λ 2 ≒ 4 × λ 2, transmitted as it is without hardly acted by the second light flux is also a second phase structure PS2 .

一方、段差Δ2によりにより第3光束に付加される光路差N2は3.27×λ≒3.25×λであり、段差Δ2の前後のレベル面を通過する第3光束の位相差(光学的に等位相となる2πの整数倍分を差し引いた位相差)は2π×0.25となる。1つの鋸歯は4分割されているため、鋸歯1つ分ではちょうど第3光束の位相差は4×2π×0.25=2πとなり、1次回折光が発生する。On the other hand, the optical path difference N2 added to the third light flux by the step Δ2 is 3.27 × λ 3 ≈3.25 × λ 2 , and the phase difference of the third light flux passing through the level surface before and after the step Δ2 ( The phase difference obtained by subtracting an integral multiple of 2π that is optically equiphase is 2π × 0.25. Since one sawtooth is divided into four, the phase difference of the third light flux is exactly 4 × 2π × 0.25 = 2π for one sawtooth, and first-order diffracted light is generated.

このように、第2位相構造PS2は第3光束のみを選択的に回折させることにより、HDの保護層厚さとCDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。   As described above, the second phase structure PS2 selectively diffracts only the third light beam, thereby correcting the spherical aberration due to the difference between the HD protective layer thickness and the CD protective layer thickness.

尚、第2位相構造PS1で発生する第1光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%、第2光束の0次回折光(透過光)の回折効率は97.5%、第3光束の1次回折光の回折効率は79.6%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。
[第6の実施の形態]
以下、本発明の第6の実施の形態について図面を用いて説明するが、上記第1の実施の形態と同一の構成となる箇所については説明を省略する。
Note that the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the first light beam generated in the second phase structure PS1 is 100%, the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the second light beam is 97.5%, and the third The diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the light beam is 79.6%, and high diffraction efficiency is obtained for any light beam.
[Sixth Embodiment]
Hereinafter, the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, description of portions having the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.

本実施の形態は、対物レンズユニットOUにおいて、第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2とを接合して構成し、その接合面を第2収差補正素子L2側に凸形状とし、更に、第2収差補正素子L2の光源側の光学面の周辺領域PA(第2周辺領域)に第5位相構造PS5を形成した点に特徴を有する。   In the present embodiment, in the objective lens unit OU, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 are joined, and the joint surface is convex toward the second aberration correction element L2, and further A feature is that a fifth phase structure PS5 is formed in the peripheral area PA (second peripheral area) of the optical surface on the light source side of the second aberration correcting element L2.

本実施形態における対物レンズユニットOUは、図13に概略的に示すように、樹脂製の第1位相構造PS1を有する第1収差補正素子L1と、樹脂製の第2位相構造を有する第2収差補正素子L2と、第1波長λとHDの保護層PL1の厚さtとに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計されたガラス製の対物レンズOLが、鏡枠Bを介して同軸で一体化された構成を有する。具体的には、円筒状の鏡枠Bの一端に第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2とを接合した状態で嵌合固定し、他端に対物レンズOLを嵌合固定して、これらを光軸Xに沿って同軸に一体化した構成となっている。As schematically shown in FIG. 13, the objective lens unit OU in the present embodiment has a first aberration correction element L1 having a first phase structure PS1 made of resin and a second aberration having a second phase structure made of resin. a correcting element L2, the first wavelength lambda 1 and the HD thickness t 1 and the relative spherical aberration its aspheric shape designed glass objective lens OL to minimize the protective layer PL1 of the mirror It has the structure integrated coaxially through the frame B. Specifically, the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 are fitted and fixed to one end of the cylindrical lens frame B, and the objective lens OL is fitted and fixed to the other end. These are configured so as to be coaxially integrated along the optical axis X.

また、第1位相構造は、d線におけるアッベ数ν1=56、d線における屈折率n1=1.550000であり、第2位相構造は、d線におけるアッベ数ν2=23.0、d線における屈折率n2=1.630000である。The first phase structure has an Abbe number ν d 1 = 56 for the d line and a refractive index n d 1 = 1.550000 for the d line, and the second phase structure has an Abbe number ν d 2 = 23 for the d line. 0.0, the refractive index n d 2 at the d-line = 1.630000.

また、第1収差補正素子L1の光ディスク側の光学面には第1位相構造PS1が形成されており、第2収差補正素子L2の光源側の光学面の中央領域CA(第2中央領域)には第2位相構造PS2が形成されており、中央領域CAを囲む周辺領域PA(第2周辺領域)には第5位相構造PS5が形成されている。   The first phase structure PS1 is formed on the optical surface of the first aberration correction element L1 on the optical disc side, and the central area CA (second center area) of the optical surface on the light source side of the second aberration correction element L2 is formed. The second phase structure PS2 is formed, and the fifth phase structure PS5 is formed in the peripheral area PA (second peripheral area) surrounding the central area CA.

第1位相構造PS1は第1光束及び第3光束を回折せず、第2光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では5レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては4段シフトさせた構造)となっている。   The first phase structure PS1 does not diffract the first light beam and the third light beam, but diffracts the second light beam, and has a structure in which patterns whose cross-sectional shape including the optical axis is stepped are arranged concentrically. Thus, for each predetermined number of level surfaces (5 level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces (4 levels in the present embodiment). Shifted structure).

第1位相構造PS1は第1光束及び第3光束を回折せず、第2光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では5レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては4段シフトさせた構造)とを有し、階段構造の各段差Δ1は、Δ1=2・λ/(n−1)=1.429を満たす高さに設定されている。ここで、nは波長λ(本実施の形態ではλ=405nm)における第1収差補正素子L1の屈折率である。The first phase structure PS1 does not diffract the first light beam and the third light beam, but diffracts the second light beam, and has a structure in which patterns whose cross-sectional shapes including the optical axis are stepped are arranged concentrically. Thus, for each predetermined number of level surfaces (5 level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces (4 levels in the present embodiment). Each step Δ1 of the staircase structure is set to a height that satisfies Δ1 = 2 · λ 1 / (n 1 −1) = 1.429. Here, n 1 is the refractive index of the first aberration correction element L1 at the wavelength λ 11 = 405 nm in the present embodiment).

第1位相構造PS1により第1光束に付加される光路差L1は2×λであるので、第1光束は第1位相構造PS1により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Since the optical path difference L1 of the first phase structure PS1 is added to the first light flux is a 2 × lambda 1, the first light flux is directly transmitted without being any action by the first phase structure PS1.

また、段差Δ1により第3光束に付加される光路差N1は0.99×λ≒1×λ(本実施の形態ではλ=785nm)であるので、第3光束も第1位相構造PS1により何ら作用を受けずにそのまま透過する。In addition, since the optical path difference N1 added to the third light flux by the step Δ1 is 0.99 × λ 3 ≈1 × λ 33 = 785 nm in the present embodiment), the third light flux is also in the first phase structure. It passes through PS1 without any action.

一方、段差Δ1により第2光束に付加される光路差M1は1.19×λ≒1.20×λ(本実施の形態ではλ=655nm)であり、段差Δ1の前後のレベル面を通過する第2光束の位相差(光学的に等位相となる2πの整数倍分を差し引いた位相差)は2π×0.20となる。1つの鋸歯は5分割されているため、鋸歯1つ分ではちょうど第2光束の位相差は5×2π×0.20=2πとなり、1次回折光が発生する。On the other hand, the optical path difference M1 added to the second light flux by the step Δ1 is 1.19 × λ 2 ≈1.20 × λ 22 = 655 nm in the present embodiment), and level surfaces before and after the step Δ1. The phase difference of the second light flux passing through (phase difference obtained by subtracting an integral multiple of 2π that is optically equiphase) is 2π × 0.20. Since one sawtooth is divided into five, the phase difference of the second light flux is exactly 5 × 2π × 0.20 = 2π for one sawtooth, and first-order diffracted light is generated.

このように、第1位相構造PS1は第2光束のみを選択的に回折させることにより、HDの保護層厚さとDVDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。   As described above, the first phase structure PS1 selectively diffracts only the second light beam, thereby correcting the spherical aberration due to the difference between the HD protective layer thickness and the DVD protective layer thickness.

尚、第1位相構造PS1で発生する第1光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%、第2光束の1次回折光の回折効率は87.3%、第3光束の0次回折光(透過光)の回折効率は99.1%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   The diffraction efficiency of the first-order diffracted light (transmitted light) of the first light beam generated in the first phase structure PS1 is 100%, the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the second light beam is 87.3%, and the zero-next time of the third light beam. The diffraction efficiency of the folded light (transmitted light) is 99.1%, and a high diffraction efficiency is obtained for any light flux.

第2位相構造PS2は第1光束及び第2光束を回折せず、第3光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では4レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては3段シフトさせた構造)となっている。   The second phase structure PS2 does not diffract the first light beam and the second light beam, but diffracts the third light beam, and has a structure in which patterns whose cross-sectional shapes including the optical axis are stepped are arranged concentrically. Thus, for each predetermined number of level surfaces (four level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces corresponding to the number of level surfaces (in this embodiment, three levels). Shifted structure).

階段構造の各段差Δ2は、Δ2=7・λ/(n−1)=4.159μmを満たす高さに設定されている。ここで、nは波長λにおける第2収差補正素子の屈折率である。Each step Δ2 of the staircase structure is set to a height that satisfies Δ2 = 7 · λ 1 / (n 1 −1) = 4.159 μm. Here, n 1 is the refractive index of the second aberration correction element at the wavelength λ 1 .

段差Δ2により第1光束に付加される光路差L2は7×λであるので、第1光束は第2位相構造PS2により何ら作用を受けずにそのまま透過する。Since the optical path difference L2 added to the first light flux by the step Δ2 is a 7 × lambda 1, the first light flux is directly transmitted without being any action by the second phase structure PS2.

また、段差Δ2により第2光束に付加される光路差M2は3.95×λ≒4×λであるので、第2光束も第2位相構造PS2によりほとんど作用を受けずにそのまま透過する。Further, since the optical path difference M2 to be added to the second light flux by the step Δ2 is a 3.95 × λ 2 ≒ 4 × λ 2, transmitted as it is without hardly acted by the second light flux is also a second phase structure PS2 .

一方、段差Δ2によりにより第3光束に付加される光路差N2は3.25×λであり、段差Δ2の前後のレベル面を通過する第3光束の位相差(光学的に等位相となる2πの整数倍分を差し引いた位相差)は2π×0.25となる。1つの鋸歯は4分割されているため、鋸歯1つ分ではちょうど第3光束の位相差は4×2π×0.25=2πとなり、1次回折光が発生する。On the other hand, the optical path difference N2 to be added to the third light flux by the stepped Δ2 is 3.25 × lambda 3, a third phase difference of the light beam (optically equiphase passing level surface before and after the step Δ2 The phase difference obtained by subtracting the integral multiple of 2π) is 2π × 0.25. Since one sawtooth is divided into four, the phase difference of the third light flux is exactly 4 × 2π × 0.25 = 2π for one sawtooth, and first-order diffracted light is generated.

このように、第2位相構造PS2は第3光束のみを選択的に回折させることにより、HDの保護層厚さとCDの保護層厚さの違いによる球面収差を補正する。   As described above, the second phase structure PS2 selectively diffracts only the third light beam, thereby correcting the spherical aberration due to the difference between the HD protective layer thickness and the CD protective layer thickness.

尚、第2位相構造PS1で発生する第1光束の0次回折光(透過光)の回折効率は100%、第2光束の0次回折光(透過光)の回折効率は88.8%、第3光束の1次回折光の回折効率は81.0%であり、何れの光束に対しても高い回折効率を得ている。   The diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the first light beam generated in the second phase structure PS1 is 100%, the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the second light beam is 88.8%, and the third The diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the light beam is 81.0%, and high diffraction efficiency is obtained for any light beam.

第2収差補正素子L2の光源側の光学面の中央領域CAは、開口数NA3内に相当する領域であり、周辺領域PAは開口数NA3より外側に相当する領域であって、周辺領域PAには、この領域を通過する第3光束の集光位置を制御するための構造である第5位相構造PS5が形成されている。第5位相構造PS5は第1光束及び第2光束を回折せず、第3光束を回折するものであり、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面(本実施の形態では4レベル面)の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造(本実施の形態においては3段シフトさせた構造)となっている。第5位相構造PS5による回折光発生の原理は第2位相構造PS2と同じであるのでここでは詳細な説明は割愛する。   The central area CA of the optical surface on the light source side of the second aberration correcting element L2 is an area corresponding to the numerical aperture NA3, and the peripheral area PA is an area corresponding to the outside of the numerical aperture NA3. Is formed with a fifth phase structure PS5 which is a structure for controlling the condensing position of the third light flux passing through this region. The fifth phase structure PS5 does not diffract the first light beam and the second light beam, but diffracts the third light beam, and has a structure in which a pattern whose cross-sectional shape including the optical axis is stepped is arranged on a concentric circle. Thus, for each predetermined number of level surfaces (four level surfaces in the present embodiment), the structure is shifted by a height corresponding to the number of level surfaces corresponding to the number of level surfaces (in this embodiment, three levels). Shifted structure). Since the principle of diffracted light generation by the fifth phase structure PS5 is the same as that of the second phase structure PS2, a detailed description is omitted here.

第5位相構造PS5が形成されていない場合、周辺領域PAを通過する第3光束は大きな球面収差を有するフレア成分となるが、このフレア成分は第2位相構造PS2により形成される集光スポット上に重なるように集光するため、第3光束に対するフォーカス引き込み動作に悪影響を及ぼす虞がある。第4位相構造PS4は、周辺領域PAを通過する第3光束をアンダー側(集光位置が対物レンズユニットOUに近づく方向)に集光するフレア成分にさせる機能を有しており、これにより第3光束に対して良好なフォーカス引き込み動作特性を得ることが可能となる。   When the fifth phase structure PS5 is not formed, the third light flux that passes through the peripheral area PA becomes a flare component having a large spherical aberration, but this flare component is on the focused spot formed by the second phase structure PS2. Since the light is condensed so as to overlap with the light flux, there is a possibility of adversely affecting the focus pull-in operation with respect to the third light flux. The fourth phase structure PS4 has a function of causing the third light flux that passes through the peripheral area PA to be a flare component that condenses in the underside (the direction in which the condensing position approaches the objective lens unit OU). It is possible to obtain good focus pull-in operation characteristics for three light beams.

また、第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2の接合面を第2収差補正素子L2側に凸形状としたことで、第1波長λ±5nmの波長領域での近軸像点位置の移動を抑制しているので、再生から記録に切り替える際の第1光源の出力の変化に伴ってモードホップが起きた場合でも、集光スポットが大きくならず、常に良好な集光状態を維持することが可能となる。Further, the joint surface of the first aberration correction element L1 and the second aberration correction element L2 has a convex shape toward the second aberration correction element L2, so that the paraxial image point in the wavelength region of the first wavelength λ 1 ± 5 nm is obtained. Since the movement of the position is suppressed, even when a mode hop occurs due to a change in the output of the first light source when switching from reproduction to recording, the condensing spot does not become large, and a good condensing state is always obtained. Can be maintained.

次に、図2に示した対物レンズユニットOUの具体的な数値実施例(実施例1)を例示する。   Next, a specific numerical example (Example 1) of the objective lens unit OU shown in FIG. 2 will be exemplified.

樹脂製の第1位相構造PS1を有する第1収差補正素子L1と樹脂製の第2位相構造を有する第2収差補正素子L2は互いに接合された構成を有し、対物レンズOLは、第1波長λとHDの保護層PL1の厚さtとに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計されたガラスレンズ(HOYA社製LAC130)であるが、樹脂レンズとしても良い。The first aberration correction element L1 having the first phase structure PS1 made of resin and the second aberration correction element L2 having the second phase structure made of resin are joined to each other, and the objective lens OL has a first wavelength. Although it is a glass lens (LAC130 manufactured by HOYA) whose aspheric shape is designed so that spherical aberration is minimized with respect to λ 1 and the thickness t 1 of the HD protective layer PL1, it may be a resin lens. .

本実施例のレンズデータを表1−1、1−2に示す。本数値実施例では、第1位相構造PS1及び第2位相構造PS2により入射光束に付加される光路差を光路差関数で表している。   Tables 1-1 and 1-2 show lens data of this example. In this numerical example, the optical path difference added to the incident light beam by the first phase structure PS1 and the second phase structure PS2 is represented by an optical path difference function.

尚、本実施例を含めて、後述する実施例2乃至実施例4、実施例7、実施例8における、HDの開口数NAは0.85であり、DVDの開口数NAは0.65であり、CDの開口数NAは0.51である。In addition, the numerical aperture NA 1 of HD is 0.85 and the numerical aperture NA 2 of DVD is 0. 5 in the second to fourth embodiments, the seventh embodiment, and the eighth embodiment described later including this embodiment. is 65, the numerical aperture NA 3 of CD is 0.51.

本実施例においては、第1収差補正素子L1の近軸屈折パワーを負とし、対物レンズOLに対して発散光束が入射する構成とすることで、保護層が厚いDVDやCDに対する作動距離を十分に確保している。本実施例のような負・正構成の対物光学系は、焦点距離が小さくなった場合でも、DVDやCDに対する作動距離の確保という点で有利である。従って、本実施例の対物光学系は、スリムタイプの光ピックアップ装置に最適である。   In the present embodiment, the paraxial refractive power of the first aberration correction element L1 is negative and the divergent light beam is incident on the objective lens OL, so that the working distance for a DVD or CD with a thick protective layer is sufficient. To ensure. The objective optical system having a negative / positive configuration as in this embodiment is advantageous in terms of securing a working distance for a DVD or CD even when the focal length is reduced. Therefore, the objective optical system of the present embodiment is optimal for a slim type optical pickup device.

表1−1、1−2において、r(mm)は曲率半径、d(mm)はレンズ間隔、n408、n658、n785は、それぞれ、第1波長λ(=408nm)、第2波長λ(=658nm)、第3波長λ(=785nm)に対するレンズの屈折率、νはd線のレンズのアッベ数、MHD、MDVD、MCDは、それぞれ、HDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、DVDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、CDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数である。また、10のべき乗数(例えば 2.5×10−3)を、E(例えば 2.5E―3)を用いて表すものとする。In Tables 1-1 and 1-2, r (mm) is the radius of curvature, d (mm) is the lens interval, n 408 , n 658 , and n 785 are the first wavelength λ 1 (= 408 nm) and second, respectively. The refractive index of the lens for the wavelength λ 2 (= 658 nm) and the third wavelength λ 3 (= 785 nm), ν d is the Abbe number of the d-line lens, and M HD , M DVD , M CD are the The diffraction order of the diffracted light used for reproduction, the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the DVD, and the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the CD. Further, a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −3 ) is expressed using E (for example, 2.5E-3).

第1収差補正素子L1の光源側の光学面(第1面)、対物レンズOLの光源側の光学面(第4面)、光ディスク側の光学面(第5面)はそれぞれ非球面形状であり、この非球面は、次の非球面形状式に表中の係数を代入した数式で表される。
[非球面表現式]
z=(y/R)/[1+√{1−(Κ+1)(y/R)}]+A+A+A+A1010+A1212+A1414+A1616+A1818+A2020
但し、
z:非球面形状(非球面の面頂点に接する平面から光軸に沿った方向の距離)
y:光軸からの距離
R:曲率半径
Κ:コーニック係数
,A,A,A10,A12,A14,A16,A18,A20:非球面係数
また、第1位相構造PS1及び第2位相構造PS2は、各位相構造により入射光束に付加される光路差で表される。かかる光路差は、次の光路差関数を表す式に表中の係数を代入した光路差関数φ(mm)で表される。
[光路差関数]
φ=M×λ/λ×(B+B+B+B+B1010
但し、
φ:光路差関数
λ:回折構造に入射する光束の波長
λ:製造波長
M:光ディスクに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数
y:光軸からの距離
,B,B,B,B10:回折面係数
尚、本明細書においては、光軸から離れる方向に回折させる回折構造の近軸パワーを負(第1位相構造PS1及び第2位相構造PS2に対して平行光束の状態で入射する光束が発散していく方向)とし、光軸に近づく方向に回折させる回折構造の近軸パワーを正(第1位相構造PS1及び第2位相構造PS2に対して平行光束の状態で入射する光束が収束していく方向)としている。
The optical surface (first surface) on the light source side of the first aberration correction element L1, the optical surface (fourth surface) on the light source side of the objective lens OL, and the optical surface (fifth surface) on the optical disc side are each aspherical. This aspherical surface is expressed by a mathematical formula obtained by substituting the coefficient in the table into the following aspherical shape formula.
[Aspherical expression]
z = (y 2 / R) / [1 + √ {1- (Κ + 1) (y / R) 2 }] + A 4 y 4 + A 6 y 6 + A 8 y 8 + A 10 y 10 + A 12 y 12 + A 14 y 14 + A 16 y 16 + A 18 y 18 + A 20 y 20
However,
z: Aspherical shape (distance in the direction along the optical axis from the plane that contacts the apex of the aspherical surface)
y: Distance from optical axis R: Radius of curvature Κ: Conic coefficient A 4 , A 6 , A 8 , A 10 , A 12 , A 14 , A 16 , A 18 , A 20 : Aspherical coefficient In addition, the first phase The structure PS1 and the second phase structure PS2 are represented by an optical path difference added to the incident light beam by each phase structure. Such an optical path difference is represented by an optical path difference function φ (mm) obtained by substituting the coefficient in the table into an expression representing the next optical path difference function.
[Optical path difference function]
φ = M × λ / λ B × (B 2 y 2 + B 4 y 4 + B 6 y 6 + B 8 y 8 + B 10 y 10 )
However,
φ: optical path difference function λ: wavelength λ of light beam incident on the diffractive structure B : manufacturing wavelength M: diffraction order of diffracted light used for recording / reproducing on optical disc y: distance from optical axis B 2 , B 4 , B 6 , B 8 , B 10 : Diffraction surface coefficient In this specification, the paraxial power of the diffraction structure that diffracts in a direction away from the optical axis is negative (parallel to the first phase structure PS1 and the second phase structure PS2). The incident beam in the state of the beam is diverging), and the paraxial power of the diffractive structure that diffracts in a direction approaching the optical axis is positive (parallel to the first phase structure PS1 and the second phase structure PS2). Direction in which the incident light beam converges).

次に、図3に示した対物レンズユニットOUの具体的な数値実施例(実施例2)を例示する。   Next, a specific numerical example (Example 2) of the objective lens unit OU shown in FIG. 3 will be exemplified.

樹脂製の第1位相構造PS1を有する第1収差補正素子L1と樹脂製の第2位相構造を有する第2収差補正素子L2互いに離間して配置された構成を有し、対物レンズOLは、第1波長λとHDの保護層PL1の厚さtとに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計されたガラスレンズ(HOYA社製BACD5)であるが、プラスチックレンズとしても良い。The first aberration correction element L1 having the first phase structure PS1 made of resin and the second aberration correction element L2 having the second phase structure made of resin are arranged apart from each other. A glass lens (BACD5 manufactured by HOYA) whose aspherical shape is designed to minimize the spherical aberration with respect to one wavelength λ 1 and the thickness t 1 of the HD protective layer PL 1 is a plastic lens. Also good.

本実施例のレンズデータを表2−1、2−2に示す。   Tables 2-1 and 2-2 show lens data of this example.

表2−1、2−2において、r(mm)は曲率半径、d(mm)はレンズ間隔、n405、n655、n785は、それぞれ、第1波長λ(=405nm)、第2波長λ(=655nm)、第3波長λ(=785nm)に対するレンズの屈折率、νはd線のレンズのアッベ数、MHD、MDVD、MCDは、それぞれ、HDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、DVDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、CDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数である。In Tables 2-1 and 2-2, r (mm) is the radius of curvature, d (mm) is the lens interval, n 405 , n 655 , and n 785 are the first wavelength λ 1 (= 405 nm) and second, respectively. The refractive index of the lens for the wavelength λ 2 (= 655 nm), the third wavelength λ 3 (= 785 nm), ν d is the Abbe number of the d-line lens, and M HD , M DVD , M CD are the The diffraction order of the diffracted light used for reproduction, the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the DVD, and the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the CD.

第2収差補正素子L2の光源側の光学面(第3面)、対物レンズOLの光源側の光学面(第5面)、光ディスク側の光学面(第6面)はそれぞれ非球面形状であり、この非球面は、上記非球面形状式に表中の係数を代入した数式で表される。   The optical surface (third surface) on the light source side of the second aberration correction element L2, the optical surface on the light source side (fifth surface), and the optical surface on the optical disc side (sixth surface) of the objective lens OL are each aspherical. This aspherical surface is represented by a mathematical formula in which the coefficients in the table are substituted into the aspherical surface shape formula.

また、第1位相構造PS1及び第2位相構造PS2は、各位相構造により入射光束に付加される光路差で表される。かかる光路差は、上記光路差関数を表す式に表2−1、2−2中の係数を代入した光路差関数φ(mm)で表される。   Further, the first phase structure PS1 and the second phase structure PS2 are represented by optical path differences added to the incident light flux by each phase structure. Such an optical path difference is represented by an optical path difference function φ (mm) obtained by substituting the coefficients in Tables 2-1 and 2-2 into the formula representing the optical path difference function.

次に、図4に示した対物レンズユニットOUの具体的な数値実施例(実施例3)を例示する。   Next, a specific numerical example (Example 3) of the objective lens unit OU shown in FIG. 4 will be exemplified.

樹脂製の第1位相構造PS1を有する第1収差補正素子L1と樹脂製の第2位相構造を有する第2収差補正素子L2は互いに離間して配置された構成を有し、対物レンズOLは、第1波長λ1とHDの保護層PL1の厚さtとに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計されたガラスレンズ(HOYA社製BACD5)であるが、樹脂レンズとしても良い。The first aberration correction element L1 having the first phase structure PS1 made of resin and the second aberration correction element L2 having the second phase structure made of resin are arranged apart from each other, and the objective lens OL is Although the spherical aberration with respect to the thickness t 1 of the protective layer PL1 of the first wavelength λ1 and the HD is smallest as the glass lenses aspherical shape is designed (HOYA Co. BACD5), as a resin lens Also good.

本実施例のレンズデータを表3−1、3−2に示す。   Tables 3-1 and 3-2 show lens data of this example.

表3−1、3−2において、r(mm)は曲率半径、d(mm)はレンズ間隔、n405、n655、n785は、それぞれ、第1波長λ(=405nm)、第2波長λ(=655nm)、第3波長λ(=785nm)に対するレンズの屈折率、νはd線のレンズのアッベ数、MHD、MDVD、MCDは、それぞれ、HDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、DVDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、CDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数である。In Tables 3-1 and 3-2, r (mm) is the radius of curvature, d (mm) is the lens interval, n 405 , n 655 , and n 785 are the first wavelength λ 1 (= 405 nm) and second, respectively. The refractive index of the lens for the wavelength λ 2 (= 655 nm), the third wavelength λ 3 (= 785 nm), ν d is the Abbe number of the d-line lens, and M HD , M DVD , M CD are the The diffraction order of the diffracted light used for reproduction, the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the DVD, and the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the CD.

第1収差補正素子L1の光ディスク側の光学面(第2面)、対物レンズOLの光源側の光学面(第5面)、光ディスク側の光学面(第6面)はそれぞれ非球面形状であり、この非球面は、上記非球面形状式に表中の係数を代入した数式で表される。   The optical surface on the optical disc side (second surface) of the first aberration correction element L1, the optical surface on the light source side (fifth surface) of the objective lens OL, and the optical surface on the optical disc side (sixth surface) are each aspherical. This aspherical surface is represented by a mathematical formula in which the coefficients in the table are substituted into the aspherical surface shape formula.

また、第1位相構造PS1乃至第3位相構造PS3は、各位相構造により入射光束に付加される光路差で表される。かかる光路差は、上記光路差関数を表す式に表3−1、3−2中の係数を代入した光路差関数φ(mm)で表される。   Further, the first phase structure PS1 to the third phase structure PS3 are represented by optical path differences added to the incident light flux by each phase structure. Such an optical path difference is represented by an optical path difference function φ (mm) obtained by substituting the coefficients in Tables 3-1 and 3-2 into the formula representing the optical path difference function.

次に、図5に示した対物レンズユニットOUの具体的な数値実施例(実施例4)を例示する。   Next, a specific numerical example (Example 4) of the objective lens unit OU shown in FIG. 5 will be exemplified.

樹脂製の第1位相構造PS1を有する第1収差補正素子L1と樹脂製の第2位相構造を有する第2収差補正素子L2は互いに離間して配置された構成を有し、対物レンズOLは、第1波長λとHDの保護層PL1の厚さtとに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計されたガラスレンズ(HOYA社製BACD5)であるが、樹脂レンズとしても良い。The first aberration correction element L1 having the first phase structure PS1 made of resin and the second aberration correction element L2 having the second phase structure made of resin are arranged apart from each other, and the objective lens OL is Although it is a glass lens (BACD5 manufactured by HOYA) whose aspherical shape is designed so that the spherical aberration is minimized with respect to the first wavelength λ 1 and the thickness t 1 of the protective layer PL1 of HD, a resin lens It is also good.

本実施例においては、第1収差補正素子L1の近軸屈折パワーを負とし、対物レンズOLに対して発散光束が入射する構成とすることで、保護層が厚いDVDやCDに対する作動距離を十分に確保している。本実施例のような負・正構成の対物光学系は、焦点距離が小さくなった場合でも、DVDやCDに対する作動距離の確保という点で有利である。従って、本実施例の対物光学系は、スリムタイプの光ピックアップ装置に最適である。   In the present embodiment, the paraxial refractive power of the first aberration correction element L1 is negative and the divergent light beam is incident on the objective lens OL, so that the working distance for a DVD or CD with a thick protective layer is sufficient. To ensure. The objective optical system having a negative / positive configuration as in this embodiment is advantageous in terms of securing a working distance for a DVD or CD even when the focal length is reduced. Therefore, the objective optical system of the present embodiment is optimal for a slim type optical pickup device.

本実施例のレンズデータを表4−1、4−2に示す。   Lens data of this example are shown in Tables 4-1 and 4-2.

表4−1、4−2において、r(mm)は曲率半径、d(mm)はレンズ間隔、n408、n658、n785は、それぞれ、第1波長λ(=408nm)、第2波長λ(=658nm)、第3波長λ(=785nm)に対するレンズの屈折率、νはd線のレンズのアッベ数、MHD、MDVD、MCDは、それぞれ、HDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、DVDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、CDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数である。In Tables 4-1, 4-2, r (mm) is the radius of curvature, d (mm) is the lens interval, n 408 , n 658 , and n 785 are the first wavelength λ 1 (= 408 nm) and second, respectively. The refractive index of the lens for the wavelength λ 2 (= 658 nm) and the third wavelength λ 3 (= 785 nm), ν d is the Abbe number of the d-line lens, and M HD , M DVD , M CD are the The diffraction order of the diffracted light used for reproduction, the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the DVD, and the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the CD.

第1収差補正素子L1の光源側の光学面(第4面)、対物レンズOLの光源側の光学面(第6面)、光ディスク側の光学面(第7面)はそれぞれ非球面形状であり、この非球面は、上記非球面形状式に表中の係数を代入した数式で表される。   The optical surface on the light source side (fourth surface) of the first aberration correction element L1, the optical surface on the light source side (sixth surface) of the objective lens OL, and the optical surface on the optical disc side (seventh surface) are each aspherical. This aspherical surface is represented by a mathematical formula in which the coefficients in the table are substituted into the aspherical surface shape formula.

また、第1位相構造PS1及び第2位相構造PS2は、各位相構造により入射光束に付加される光路差で表される。かかる光路差は、上記光路差関数を表す式に表4−1、4−2中の係数を代入した光路差関数φ(mm)で表される。   Further, the first phase structure PS1 and the second phase structure PS2 are represented by optical path differences added to the incident light flux by each phase structure. Such an optical path difference is represented by an optical path difference function φ (mm) obtained by substituting the coefficients in Tables 4-1 and 4-2 into the formula representing the optical path difference function.

次に、図6に示した対物レンズユニットOUの具体的な数値実施例(実施例5)を例示する。   Next, a specific numerical example (Example 5) of the objective lens unit OU shown in FIG. 6 will be exemplified.

樹脂製の第1位相構造PS1を有する第1収差補正素子L1と樹脂製の第2位相構造PS2を有する第2収差補正素子L2は互いに接合された構成を有し、対物レンズOLは樹脂レンズである。
尚、本実施例を含めて、後述する実施例6における、HDの開口数NAは0.67であり、DVDの開口数NAは0.65であり、CDの開口数NAは0.51である。
The first aberration correction element L1 having the first phase structure PS1 made of resin and the second aberration correction element L2 having the second phase structure PS2 made of resin are joined together, and the objective lens OL is a resin lens. is there.
In addition, including the present embodiment, the numerical aperture NA 1 of HD is 0.67, the numerical aperture NA 2 of DVD is 0.65, and the numerical aperture NA 3 of CD is 0 in Example 6 described later. .51.

本実施例のレンズデータを表5−1、5−2に示す。   Lens data of this example are shown in Tables 5-1 and 5-2.

表5−1、5−2において、r(mm)は曲率半径、d(mm)はレンズ間隔、n407、n655、n785は、それぞれ、第1波長λ(=407nm)、第2波長λ(=655nm)、第3波長λ(=785nm)に対するレンズの屈折率、νはd線のレンズのアッベ数、MHD、MDVD、MCDは、それぞれ、HDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、DVDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、CDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数である。In Tables 5-1, 5-2, r (mm) is the radius of curvature, d (mm) is the lens interval, n 407 , n 655 , and n 785 are the first wavelength λ 1 (= 407 nm) and second, respectively. The refractive index of the lens for the wavelength λ 2 (= 655 nm), the third wavelength λ 3 (= 785 nm), ν d is the Abbe number of the d-line lens, and M HD , M DVD , M CD are the The diffraction order of the diffracted light used for reproduction, the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the DVD, and the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the CD.

対物レンズOLの光源側の光学面(第4面)、光ディスク側の光学面(第5面)はそれぞれ非球面形状であり、この非球面は、上記非球面形状式に表中の係数を代入した数式で表される。   The optical surface (fourth surface) on the light source side and the optical surface (fifth surface) on the optical disk side of the objective lens OL are each aspherical, and for the aspherical surface, the coefficients in the table are substituted into the aspherical shape formula. It is expressed by the formula.

また、第1位相構造PS1及び第2位相構造PS2は、各位相構造により入射光束に付加される光路差で表される。かかる光路差は、上記光路差関数を表す式に表5−1、5−2中の係数を代入した光路差関数φ(mm)で表される。   Further, the first phase structure PS1 and the second phase structure PS2 are represented by optical path differences added to the incident light flux by each phase structure. Such an optical path difference is represented by an optical path difference function φ (mm) obtained by substituting the coefficients in Tables 5-1 and 5-2 into the formula representing the optical path difference function.

次に、図6に示した対物レンズユニットOUの変形例である数値実施例(実施例6)を例示する。本実施例の対物レンズユニットOUは、図6に示した対物レンズユニットOUの第1位相構造PS1で発生する各波長の光束の回折光の回折次数を、第1光束に対しては2次回折光、第2光束に対しては1次回折光、第3光束に対しては1次回折光、とした点に特徴を有する。     Next, a numerical example (Example 6) which is a modification of the objective lens unit OU shown in FIG. 6 will be exemplified. The objective lens unit OU of the present embodiment has the diffraction orders of the diffracted light beams of the respective wavelengths generated by the first phase structure PS1 of the objective lens unit OU shown in FIG. The second light beam is characterized by first-order diffracted light and the third light beam is first-order diffracted light.

樹脂製の第1位相構造PS1を有する第1収差補正素子L1と樹脂製の第2位相構造を有する第2収差補正素子L2は互いに接合された構成を有し、対物レンズOLは樹脂レンズである。   The first aberration correction element L1 having the first phase structure PS1 made of resin and the second aberration correction element L2 having the second phase structure made of resin are joined to each other, and the objective lens OL is a resin lens. .

本実施例のレンズデータを表6−1、6−2に示す。   Lens data of this example are shown in Tables 6-1 and 6-2.

表6−1、6−2において、r(mm)は曲率半径、d(mm)はレンズ間隔、n407、n655、n785は、それぞれ、第1波長λ(=407nm)、第2波長λ(=655nm)、第3波長λ(=785nm)に対するレンズの屈折率、νはd線のレンズのアッベ数、MHD、MDVD、MCDは、それぞれ、HDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、DVDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、CDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数である。In Tables 6-1 and 6-2, r (mm) is the radius of curvature, d (mm) is the lens interval, n 407 , n 655 , and n 785 are the first wavelength λ 1 (= 407 nm) and second, respectively. The refractive index of the lens for the wavelength λ 2 (= 655 nm), the third wavelength λ 3 (= 785 nm), ν d is the Abbe number of the d-line lens, and M HD , M DVD , M CD are the The diffraction order of the diffracted light used for reproduction, the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the DVD, and the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the CD.

対物レンズOLの光源側の光学面(第4面)、光ディスク側の光学面(第5面)はそれぞれ非球面形状であり、この非球面は、上記非球面形状式に表中の係数を代入した数式で表される。   The optical surface (fourth surface) on the light source side and the optical surface (fifth surface) on the optical disk side of the objective lens OL are each aspherical, and for the aspherical surface, the coefficients in the table are substituted into the aspherical shape formula. It is expressed by the formula.

また、第1位相構造PS1及び第2位相構造PS2は、各位相構造により入射光束に付加される光路差で表される。かかる光路差は、上記光路差関数を表す式に表6−1、6−2中の係数を代入した光路差関数φ(mm)で表される。   Further, the first phase structure PS1 and the second phase structure PS2 are represented by optical path differences added to the incident light flux by each phase structure. Such an optical path difference is represented by an optical path difference function φ (mm) obtained by substituting the coefficients in Tables 6-1 and 6-2 into the formula representing the optical path difference function.

次に、図13に示した対物レンズユニットOUの変形例である数値実施例(実施例7)を例示する。本実施例の対物レンズユニットOUは、図3に示した対物レンズユニットOUの第2収差補正素子L2の光束入射面と光束射出面とを入れ替えて、第1収差補正素子L1と第2収差補正素子L2とを接合させた構成を有する。また、第2位相構造PS2を通過することで、第1光束の5次回折光、第2光束の3次回折光、第3光束の2次回折光が発生する。   Next, a numerical example (Example 7) which is a modification of the objective lens unit OU shown in FIG. 13 will be exemplified. The objective lens unit OU of the present embodiment replaces the light incident surface and the light exit surface of the second aberration correcting element L2 of the objective lens unit OU shown in FIG. The element L2 is joined. Further, by passing through the second phase structure PS2, the fifth-order diffracted light of the first light flux, the third-order diffracted light of the second light flux, and the second-order diffracted light of the third light flux are generated.

第1位相構造PS1と第2位相構造PS2はともに樹脂製であり、対物レンズOLは、第1波長λとHDの保護層PL1の厚さtとに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計されたガラスレンズ(HOYA社製BACD5)であるが、プラスチックレンズとしても良い。The first phase structure PS1 and the second phase structure PS2 are both made of resin, the objective lens OL is such that the spherical aberration is minimum with respect to the thickness t 1 of the protective layer PL1 of the first wavelength lambda 1 and HD Further, the glass lens (BACD5 manufactured by HOYA) whose aspheric shape is designed may be a plastic lens.

本実施例のレンズデータを表7−1、7−2に示す。   Tables 7-1 and 7-2 show the lens data of this example.

表7−1、7−2において、r(mm)は曲率半径、d(mm)はレンズ間隔、n405、n655、n785は、それぞれ、第1波長λ(=405nm)、第2波長λ(=655nm)、第3波長λ(=785nm)に対するレンズの屈折率、νはd線のレンズのアッベ数、MHD、MDVD、MCDは、それぞれ、HDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、DVDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、CDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数である。In Tables 7-1 and 7-2, r (mm) is the radius of curvature, d (mm) is the lens interval, n 405 , n 655 , and n 785 are the first wavelength λ 1 (= 405 nm) and second, respectively. The refractive index of the lens for the wavelength λ 2 (= 655 nm), the third wavelength λ 3 (= 785 nm), ν d is the Abbe number of the d-line lens, and M HD , M DVD , M CD are the The diffraction order of the diffracted light used for reproduction, the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the DVD, and the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the CD.

第2収差補正素子L2の光ディスク側の光学面(第3面)、対物レンズOLの光源側の光学面(第4面)、光ディスク側の光学面(第5面)はそれぞれ非球面形状であり、この非球面は、上記非球面形状式に表中の係数を代入した数式で表される。   The optical surface on the optical disc side (third surface) of the second aberration correction element L2, the optical surface on the light source side (fourth surface), and the optical surface on the optical disc side (fifth surface) of the objective lens OL are each aspherical. This aspherical surface is represented by a mathematical formula in which the coefficients in the table are substituted into the aspherical surface shape formula.

また、第1位相構造PS1及び第2位相構造PS2は、各位相構造により入射光束に付加される光路差で表される。かかる光路差は、上記光路差関数を表す式に表7−1、7−2中の係数を代入した光路差関数φ(mm)で表される。   Further, the first phase structure PS1 and the second phase structure PS2 are represented by optical path differences added to the incident light flux by each phase structure. Such an optical path difference is represented by an optical path difference function φ (mm) obtained by substituting the coefficients in Tables 7-1 and 7-2 into the formula representing the optical path difference function.

次に、図13に示した対物レンズユニットOUの具体的な数値実施例(実施例8)を例示する。   Next, a specific numerical example (Example 8) of the objective lens unit OU shown in FIG. 13 will be exemplified.

樹脂製の第1位相構造PS1を有する第1収差補正素子L1と樹脂製の第2位相構造を有する第2収差補正素子L2は互いに接合された構成を有し、対物レンズOLは、第1波長λとHDの保護層PL1の厚さtとに対して球面収差が最小となるようにその非球面形状が設計されたガラスレンズ(HOYA社製LAC130)であるが、樹脂レンズとしても良い。The first aberration correction element L1 having the first phase structure PS1 made of resin and the second aberration correction element L2 having the second phase structure made of resin are joined to each other, and the objective lens OL has a first wavelength. Although it is a glass lens (LAC130 manufactured by HOYA) whose aspheric shape is designed so that spherical aberration is minimized with respect to λ 1 and the thickness t 1 of the HD protective layer PL1, it may be a resin lens. .

本実施例のレンズデータを表8−1、8−2に示す。   Tables 8-1 and 8-2 show lens data of this example.

表8−1、8−2において、r(mm)は曲率半径、d(mm)はレンズ間隔、n405、n655、n785は、それぞれ、第1波長λ(=405nm)、第2波長λ(=655nm)、第3波長λ(=785nm)に対するレンズの屈折率、νはd線のレンズのアッベ数、MHD、MDVD、MCDは、それぞれ、HDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、DVDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数、CDに対する記録/再生に使用する回折光の回折次数である。In Tables 8-1 and 8-2, r (mm) is the radius of curvature, d (mm) is the lens interval, n 405 , n 655 , and n 785 are the first wavelength λ 1 (= 405 nm) and the second, respectively. The refractive index of the lens for the wavelength λ 2 (= 655 nm), the third wavelength λ 3 (= 785 nm), ν d is the Abbe number of the d-line lens, and M HD , M DVD , M CD are the The diffraction order of the diffracted light used for reproduction, the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the DVD, and the diffraction order of the diffracted light used for recording / reproduction with respect to the CD.

対物レンズOLの光源側の光学面(第4面)、光ディスク側の光学面(第5面)はそれぞれ非球面形状であり、この非球面は、上記非球面形状式に表中の係数を代入した数式で表される。   The optical surface (fourth surface) on the light source side and the optical surface (fifth surface) on the optical disk side of the objective lens OL are each aspherical, and for the aspherical surface, the coefficients in the table are substituted into the aspherical shape formula. It is expressed by the formula.

また、第1位相構造PS1、第2位相構造PS2、及び第4位相構造PS4は、各位相構造により入射光束に付加される光路差で表される。かかる光路差は、上記光路差関数を表す式に表7中の係数を代入した光路差関数φ(mm)で表される。   Further, the first phase structure PS1, the second phase structure PS2, and the fourth phase structure PS4 are represented by optical path differences added to the incident light flux by each phase structure. Such an optical path difference is represented by an optical path difference function φ (mm) obtained by substituting the coefficient in Table 7 into the formula representing the optical path difference function.

尚、第2収差補正素子L2の光源側の光学面(第1面)において、中央領域CA(第2位相構造PS2が形成された範囲)はφ2.33mm内の領域であり、周辺領域PA(第5位相構造PS5が形成された範囲)はφ2.33mmより外側の領域である。   In the optical surface (first surface) on the light source side of the second aberration correction element L2, the central area CA (range in which the second phase structure PS2 is formed) is an area within φ2.33 mm, and the peripheral area PA ( The range in which the fifth phase structure PS5 is formed) is an area outside φ2.33 mm.

表9に上記各実施例における数値データの一覧を示す。なお、表中のλはHD、DVD、CDの設計波長(nm)、fはHD、DVD、CDの対物レンズユニット全系の焦点距離(mm)、NAはHD、DVD、CDの開口数、STOはHDの入射瞳径(mm)を示す。Table 9 shows a list of numerical data in each of the above embodiments. In the table, λ i is the design wavelength (nm) of HD, DVD, and CD, f i is the focal length (mm) of the entire objective lens unit system of HD, DVD, and CD, and NA i is HD, DVD, and CD. The numerical aperture, STO, indicates the entrance pupil diameter (mm) of HD.

本発明によれば、回折構造を含む位相構造の作用により、高密度光ディスクとDVDとCDとの保護層厚みの差による球面収差、或いは、高密度光ディスクとDVDとCDとの使用波長の差による球面収差を良好に補正することができるとともに、400nm近傍の青紫色波長領域と、650nm近傍の赤色波長領域と、780nm近傍の赤外波長領域との何れの波長領域においても高い光利用効率が得ることができる対物光学系、この対物光学系を使用した光ピックアップ装置、及び、この光ピックアップ装置を搭載した光ディスクドライブ装置を得られる。   According to the present invention, due to the action of the phase structure including the diffractive structure, spherical aberration due to the difference in the protective layer thickness between the high-density optical disc and the DVD and CD, or due to the difference in use wavelength between the high-density optical disc and the DVD and CD. Spherical aberration can be corrected satisfactorily, and high light utilization efficiency can be obtained in any wavelength region of a blue-violet wavelength region near 400 nm, a red wavelength region near 650 nm, and an infrared wavelength region near 780 nm. An objective optical system that can be used, an optical pickup device that uses the objective optical system, and an optical disk drive device that includes the optical pickup device can be obtained.

Claims (51)

第1光源から射出される第1波長λの第1光束を用いて厚さtの保護層を有する第1光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行い、第2光源から射出される第2波長λ(>λ)の第2光束を用いて厚さt(≧t)の保護層を有する第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行い、第3光源から射出される第3波長λ(>λ)の第3光束を用いて厚さt(>t)の保護層を有する第3光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置に用いられる対物光学系であって、
前記対物光学系は、第1収差補正素子と、第2収差補正素子と、該第1収差補正素子及び該第2収差補正素子を通過した前記第1光束乃至前記第3光束を、それぞれ、前記第1光ディスク乃至前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物レンズとから構成され、
前記第1収差補正素子は、d線におけるアッベ数ν1が以下の(1)式を満たす材料から形成される第1位相構造を有し、前記第2収差補正素子は、d線におけるアッベ数ν2が以下の(2)式を満たす材料から形成される第2位相構造を有する対物光学系。
40≦ν1≦80 (1)
20≦ν2<40 (2)
Performs recording and / or reproducing information for the first optical disk having a protective layer with a thickness of t 1 using a first first light flux with wavelength lambda 1 emitted from the first light source is emitted from the second light source Information is recorded and / or reproduced on a second optical disc having a protective layer having a thickness t 2 (≧ t 1 ) using a second light beam having a second wavelength λ 2 (> λ 1 ). Information recording and / or reproduction is performed on a third optical disc having a protective layer having a thickness t 3 (> t 2 ) using a third light beam having a third wavelength λ 3 (> λ 2 ) emitted from the light source. An objective optical system used in an optical pickup device to perform,
The objective optical system includes a first aberration correction element, a second aberration correction element, and the first to third light fluxes that have passed through the first aberration correction element and the second aberration correction element, respectively. An objective lens for focusing on the information recording surface of the first optical disc to the third optical disc,
The first aberration correction element has a first phase structure formed of a material having an Abbe number ν d 1 at the d-line satisfying the following expression (1), and the second aberration correction element is an Abbe number at the d-line: An objective optical system having a second phase structure formed of a material having a number ν d 2 satisfying the following expression (2).
40 ≦ ν d 1 ≦ 80 (1)
20 ≦ ν d 2 <40 (2)
前記第1収差補正素子が有する前記第1位相構造は、d線における屈折率n1が以下の(3)式を満たす樹脂から形成され、前記第2収差補正素子が有する前記第2位相構造は、d線における屈折率n2が以下の(4)式を満たす樹脂から形成される請求の範囲第1項に記載の対物光学系。
1.48≦n1<1.57 (3)
1.57≦n2≦1.65 (4)
The first phase structure included in the first aberration correction element is formed of a resin having a refractive index n d 1 of d line satisfying the following expression (3), and the second phase structure included in the second aberration correction element: 2. The objective optical system according to claim 1, wherein the objective optical system is formed of a resin having a refractive index n d2 of d line satisfying the following expression (4).
1.48 ≦ n d 1 <1.57 (3)
1.57 ≦ n d 2 ≦ 1.65 (4)
前記第1位相構造は、前記tと前記tの差に起因する球面収差、又は前記第1波長λと前記第2波長λの差に起因する球面収差を補正する請求の範囲第1項に記載の対物光学系。The first phase structure corrects a spherical aberration caused by a difference between the t 1 and the t 2 or a spherical aberration caused by a difference between the first wavelength λ 1 and the second wavelength λ 2 . The objective optical system according to item 1. 前記第1位相構造は、前記第1光束及び前記第3光束を回折せず、前記第2光束を回折する回折構造である請求の範囲第3項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 3, wherein the first phase structure is a diffractive structure that does not diffract the first light flux and the third light flux but diffracts the second light flux. 前記第1位相構造は、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面の個数A毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造である請求の範囲第4項に記載の対物光学系。   The first phase structure is a structure in which a pattern whose cross-sectional shape including an optical axis is stepped is arranged on a concentric circle, and the number of steps corresponding to the number of level surfaces for each predetermined number A of the number of level surfaces. The objective optical system according to claim 4, wherein the step is shifted by a height of minutes. 前記所定のレベル面の個数Aは、4、5、6の何れかであって、前記階段の1つの段差により生じる光路差は前記第1波長λの2倍である請求の範囲第5項に記載の対物光学系。The number A of the predetermined level surfaces is any one of 4, 5, and 6, and an optical path difference caused by one step of the steps is twice the first wavelength λ 1. The objective optical system described in 1. 前記第1位相構造は、前記第1光束が入射した場合にはα1次の回折光を発生し、前記第2光束が入射した場合にはβ1(β1<α1)次の回折光を発生し、前記第3光束が入射した場合にはγ1(γ1≦β1)次の回折光を発生する回折構造である請求の範囲第3項に記載の対物光学系。   The first phase structure generates α1-order diffracted light when the first light beam is incident, and generates β1 (β1 <α1) -order diffracted light when the second light beam is incident; 4. The objective optical system according to claim 3, wherein the objective optical system has a diffractive structure that generates diffracted light of γ1 (γ1 ≦ β1) order when the third light flux is incident. 前記回折次数α1は偶数である請求の範囲第7項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 7, wherein the diffraction order α1 is an even number. 前記第2位相構造は、前記tと前記tの差に起因する球面収差、又は前記第1波長λと前記第2波長λの差に起因する球面収差を補正する請求の範囲第1項に記載の対物光学系。The second phase structure corrects a spherical aberration caused by a difference between the t 1 and the t 3 or a spherical aberration caused by a difference between the first wavelength λ 1 and the second wavelength λ 3 . The objective optical system according to item 1. 前記第2位相構造は、前記第1光束及び前記第2光束を回折せず、前記第3光束を回折する回折構造である請求の範囲第9項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 9, wherein the second phase structure is a diffractive structure that does not diffract the first light flux and the second light flux but diffracts the third light flux. 前記第2位相構造は、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンが同心円上に配列された構造であって、所定のレベル面の個数B毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ段をシフトさせた構造である請求の範囲第10項に記載の対物光学系。   The second phase structure is a structure in which a pattern whose cross-sectional shape including the optical axis is stepped is arranged on a concentric circle, and the number of steps corresponding to the number of level surfaces for each predetermined number of level surfaces B The objective optical system according to claim 10, which has a structure in which a step is shifted by a height of minutes. 前記所定のレベル面の個数Bは、3、4の何れかであって、前記階段の1つの段差により生じる光路差は前記第1波長λの7倍である請求の範囲第11項に記載の対物光学系。The number B of the predetermined level surfaces is any one of 3 and 4, and an optical path difference caused by one step of the steps is 7 times the first wavelength λ 1. Objective optical system. 前記第2位相構造は、前記第1光束が入射した場合にはα2次の回折光を発生し、前記第2光束が入射した場合にはβ2(β2<α2)次の回折光を発生し、前記第3光束が入射した場合にはγ2(γ2≦β2)次の回折光を発生する回折構造である請求の範囲第9項に記載の対物光学系。   The second phase structure generates α-order diffracted light when the first light beam is incident, and generates β2 (β2 <α2) -order diffracted light when the second light beam is incident; The objective optical system according to claim 9, wherein the objective optical system has a diffractive structure that generates γ2 (γ2 ≦ β2) order diffracted light when the third light beam is incident. 前記回折次数α2は奇数である請求の範囲第13項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 13, wherein the diffraction order α2 is an odd number. 前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子は、互いに接合されて成る請求の範囲第1項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 1, wherein the first aberration correction element and the second aberration correction element are joined to each other. 前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子は、互いに離間されて成る請求の範囲第1項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 1, wherein the first aberration correction element and the second aberration correction element are separated from each other. 少なくとも前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子の何れか一方は、第3位相構造を有する請求の範囲第1項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 1, wherein at least one of the first aberration correction element and the second aberration correction element has a third phase structure. 前記第3位相構造は、前記第1波長λが±5nm以内で波長変化した際に前記対物光学系で発生する近軸像点位置の移動を抑制する機能を有する請求の範囲第17項に記載の対物光学系。The third phase structure is in the range Section 17 claims having a function of suppressing movement of the paraxial image point position in which the first wavelength lambda 1 is generated in the objective optical system upon wavelength change within ± 5 nm The objective optical system described. 前記第3位相構造は、前記第1波長λが±5nm以内で波長変化した際に前記対物光学系で発生する球面収差の変化を抑制する機能を有する請求の範囲第17項に記載の対物光学系。The third phase structure, the objective described in the scope paragraph 17 claims having a function of suppressing variation of the spherical aberration of the first wavelength lambda 1 is generated in the objective optical system upon wavelength change within ± 5 nm Optical system. 前記第3位相構造は、前記対物光学系の屈折率変化に起因する球面収差の変化を抑制する機能を有する請求の範囲第17項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 17, wherein the third phase structure has a function of suppressing a change in spherical aberration caused by a change in refractive index of the objective optical system. 前記第3位相構造は、前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子のうち、何れか一方に形成された請求の範囲第17項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 17, wherein the third phase structure is formed on one of the first aberration correction element and the second aberration correction element. 前記第3位相構造は、前記第1収差補正素子に形成され、前記第1光束に対して、前記第1波長λの10倍の光路差を付加させめる請求の範囲第21項に記載の対物光学系。The said 3rd phase structure is formed in the said 1st aberration correction element, The optical path difference 10 times the said 1st wavelength (lambda) 1 is added with respect to a said 1st light beam, The range of Claim 21 Objective optical system. 前記第1位相構造と前記第2位相構造は、ともに樹脂から形成される請求の範囲第1項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 1, wherein both the first phase structure and the second phase structure are formed of a resin. 前記第1位相構造と前記第2位相構造のうち、何れか一方は紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂から形成される請求の範囲第1項に記載の対物光学系。   2. The objective optical system according to claim 1, wherein one of the first phase structure and the second phase structure is formed of an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin. 前記第1位相構造と前記第2位相構造のうち、紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂から形成される位相構造は、前記第2位相構造である請求の範囲第24項に記載の対物光学系。   The objective optical according to claim 24, wherein a phase structure formed of an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin among the first phase structure and the second phase structure is the second phase structure. system. 前記第1位相構造と前記第2位相構造のうち、紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂から形成される位相構造はガラス基板上に形成される請求の範囲第24項に記載の対物光学系。   25. The objective optical system according to claim 24, wherein a phase structure formed of an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin among the first phase structure and the second phase structure is formed on a glass substrate. . 前記対物レンズは、前記tと前記第1波長λとの組合せに対して球面収差補正が最適化された請求の範囲第1項に記載の対物光学系。2. The objective optical system according to claim 1 , wherein spherical aberration correction is optimized for the combination of the t 1 and the first wavelength λ 1 . 以下の(5)式乃至(7)式を満たす請求の範囲第1項に記載の対物光学系。
380nm<λ<420nm (5)
1.5<λ/λ<1.7 (6)
1.8<λ/λ<2.1 (7)
The objective optical system according to claim 1, wherein the following expressions (5) to (7) are satisfied.
380 nm <λ 1 <420 nm (5)
1.5 <λ 2 / λ 1 <1.7 (6)
1.8 <λ 3 / λ 1 <2.1 (7)
前記第1位相構造は、前記第2光束を発散させる作用を有する請求の範囲第4項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 4, wherein the first phase structure has an action of diverging the second light flux. 前記第2位相構造は、前記第3光束を発散させる作用を有する請求の範囲第10項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 10, wherein the second phase structure has an action of diverging the third light flux. 前記第1位相構造は、前記第1波長λ1が±5nm以内で波長変化した際に前記対物光学系で発生する近軸像点位置の移動を抑制する機能を有する請求の範囲第7項に記載の対物光学系。   8. The first phase structure according to claim 7, wherein the first phase structure has a function of suppressing movement of a paraxial image point position generated in the objective optical system when the wavelength of the first wavelength λ1 changes within ± 5 nm. Objective optical system. 前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子の少なくとも一方は、前記第1波長λに対して負の近軸パワーを有する請求の範囲第1項に記載の対物光学系。2. The objective optical system according to claim 1, wherein at least one of the first aberration correction element and the second aberration correction element has a negative paraxial power with respect to the first wavelength λ 1 . 前記第1光束乃至前記第3光束は全て前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子に対して平行光束の状態で入射する請求の範囲第1項に記載の対物光学系。   2. The objective optical system according to claim 1, wherein all of the first to third light beams are incident on the first aberration correction element and the second aberration correction element in a parallel light beam state. 前記第1収差補正素子は、d線におけるアッベ数ν1が(1)式を満たすとともに第1位相構造を有し、前記第2収差補正素子は、d線におけるアッベ数ν2が(2)式を満たすとともに第2位相構造を有する請求の範囲第1項に記載の対物光学系。The first aberration correction element has an Abbe number ν d 1 in the d line satisfying the expression (1) and has a first phase structure, and the second aberration correction element has an Abbe number ν d 2 in the d line ( 2. The objective optical system according to claim 1, wherein the objective optical system satisfies the expression (2) and has a second phase structure. 前記第1収差補正素子は、d線における屈折率n1が(3)式を満たすとともに第1位相構造を有し、前記第2収差補正素子は、d線における屈折率n2が(4)式を満たすとともに第2位相構造を有する請求の範囲第2項に記載の対物光学系。The first aberration correction element has a refractive index n d 1 at the d line satisfying the expression (3) and has a first phase structure, and the second aberration correction element has a refractive index n d 2 at the d line ( 4. The objective optical system according to claim 2, wherein the objective optical system satisfies the formula (4) and has a second phase structure. 前記第1収差補正素子は前記第1波長λに対して正の近軸パワーを有し、前記第2収差補正素子は前記第1波長λに対して負の近軸パワーを有する請求の範囲第1項に記載の対物光学系。The first aberration correction element has a positive paraxial power with respect to the first wavelength λ 1 , and the second aberration correction element has a negative paraxial power with respect to the first wavelength λ 1 . The objective optical system according to the first item in the range. 前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子は互いに接合されて成り、前記第1収差補正素子と前記第2収差補正素子の接合面は、前記第2収差補正素子側に凸の形状を有することを特長とする請求の範囲第36項に記載の対物光学系。   The first aberration correction element and the second aberration correction element are joined to each other, and a joint surface of the first aberration correction element and the second aberration correction element has a convex shape toward the second aberration correction element. 37. The objective optical system according to claim 36, wherein the objective optical system is provided. 前記第1位相構造と前記第2位相構造のうち、紫外線硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂から形成された位相構造の表面には、非加熱反射防止コートが形成されている請求の範囲第24項に記載の対物光学系。   25. An unheated antireflection coating is formed on a surface of a phase structure formed of an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin among the first phase structure and the second phase structure. The objective optical system according to item. 前記第1位相構造は、環状ポレオレフィン系樹脂から形成され、前記第2位相構造は、フルオレン系ポリエステル樹脂から形成されている請求の範囲第23項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to Claim 23, wherein the first phase structure is formed of a cyclic polyolefin-based resin, and the second phase structure is formed of a fluorene-based polyester resin. 前記第1位相構造が形成された光学面は、光軸を含む第1中央領域と、該第1中央領域を囲む第1周辺領域とに分割され、前記第1位相構造は、前記第1中央領域に形成された請求の範囲第4項に記載の対物光学系。   The optical surface on which the first phase structure is formed is divided into a first central region including an optical axis and a first peripheral region surrounding the first central region, and the first phase structure is divided into the first central region. The objective optical system according to claim 4, wherein the objective optical system is formed in a region. 前記第1周辺領域の少なくとも一部には、この部分を通過する前記第2光束の集光位置を制御するための第4位相構造が形成され、該第4位相構造は、前記第1光束及び前記第3光束を回折せず、前記第2光束を回折する回折構造である請求の範囲第40項に記載の対物光学系。   At least a part of the first peripheral region is formed with a fourth phase structure for controlling a condensing position of the second light flux passing through this part, and the fourth phase structure includes the first light flux and the first light flux. 41. The objective optical system according to claim 40, wherein the objective optical system has a diffractive structure that diffracts the second light beam without diffracting the third light beam. 前記第2位相構造が形成された光学面は、光軸を含む第2中央領域と、該第2中央領域を囲む第2周辺領域とに分割され、前記第2位相構造は、前記第2中央領域に形成された請求の範囲第10項に記載の対物光学系。   The optical surface on which the second phase structure is formed is divided into a second central region including an optical axis and a second peripheral region surrounding the second central region, and the second phase structure is divided into the second central region. The objective optical system according to claim 10, wherein the objective optical system is formed in a region. 前記第2周辺領域の少なくとも一部には、この部分を通過する前記第3光束の集光位置を制御するための第5位相構造が形成され、該第5位相構造は、前記第1光束及び前記第2光束を回折せず、前記第3光束を回折する回折構造である請求の範囲第42項に記載の対物光学系。   At least a part of the second peripheral region is formed with a fifth phase structure for controlling a condensing position of the third light flux passing through this part, and the fifth phase structure includes the first light flux and the first light flux. 43. The objective optical system according to claim 42, wherein the objective optical system has a diffractive structure that diffracts the third light beam without diffracting the second light beam. 前記第1波長λに対するバックフォーカスfBと前記第2波長λに対するバックフォーカスfBとの差と、前記第1波長λに対するバックフォーカスfBと前記第2波長λに対するバックフォーカスfBとの差が何れも0.2mm以下である請求の範囲第1項に記載の対物光学系。Wherein the difference between the back focus fB 2 with respect to the back focus fB 1 and the second wavelength lambda 2 first with respect to the wavelength lambda 1, the first wavelength lambda back focus fB for back focus fB 1 and the second wavelength lambda 3 with respect to 1 2. The objective optical system according to claim 1, wherein a difference from 3 is 0.2 mm or less. 前記第2位相構造の前記パターンの最小幅Λの前記第1波長λに対する比Λ/λが25以上である請求の範囲第11項に記載の対物光学系。The objective optical system according to claim 11, wherein according to the minimum width lambda ratio lambda M / lambda 1 for the first wavelength lambda 1 of M is 25 or more of the pattern of the second phase structure. 前記第1位相構造は前記第1収差補正素子の表面に形成され、前記第2位相構造は前記第2収差補正素子の表面に形成されている請求の範囲第1項に記載の対物光学系。   2. The objective optical system according to claim 1, wherein the first phase structure is formed on a surface of the first aberration correction element, and the second phase structure is formed on a surface of the second aberration correction element. 前記第1位相構造と前記第2位相構造は、何れも平面上に形成された請求の範囲第5項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 5, wherein each of the first phase structure and the second phase structure is formed on a plane. 前記第1位相構造と前記第2位相構造は、何れも平面上に形成された請求の範囲第11項に記載の対物光学系。   The objective optical system according to claim 11, wherein each of the first phase structure and the second phase structure is formed on a plane. 前記第1収差補正素子及び前記第2収差補正素子と、前記対物レンズとは、相対的な位置関係が普遍となるように保持部材により保持されている請求の範囲第1項に記載の対物光学系。   The objective optical according to claim 1, wherein the first aberration correction element, the second aberration correction element, and the objective lens are held by a holding member so that a relative positional relationship is universal. system. 厚さtの保護層を有する第1光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うために第1波長λの第1光束を射出する第1光源と、
第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うために第2波長λ(>λ)の第2光束を射出する第2光源と、
第3光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うために第3波長λ(>λ)の第3光束を射出する第3光源と、
請求の範囲第1項に記載の対物光学系と、を備え、
前記第1光束を用いて厚さtの保護層を有する第1光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行い、前記第2光束を用いて厚さt(≧t)の保護層を有する第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行い、前記第3光束を用いて厚さt(>t)の保護層を有する第3光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置。
A first light source that emits a first light flux of a first wavelength λ 1 for recording and / or reproducing information with respect to a first optical disc having a protective layer having a thickness of t 1 ;
A second light source that emits a second light beam having a second wavelength λ 2 (> λ 1 ) for recording and / or reproducing information with respect to the second optical disc;
A third light source that emits a third light beam having a third wavelength λ 3 (> λ 2 ) for recording and / or reproducing information with respect to the third optical disc;
An objective optical system according to claim 1,
Information is recorded and / or reproduced with respect to the first optical disc having the protective layer having the thickness t 1 using the first light beam, and the thickness t 2 (≧ t 1 ) is protected using the second light beam. Recording and / or reproducing information on a second optical disc having a layer, and recording and / or reproducing information on a third optical disc having a protective layer having a thickness t 3 (> t 2 ) using the third light flux An optical pickup device that performs reproduction.
請求の範囲第50項に記載の光ピックアップ装置、及び前記光ピックアップ装置を前記光情報記録媒体の半径方向に移動させる移動装置を搭載した光ディスクドライブ装置。   51. An optical disc drive apparatus comprising the optical pickup device according to claim 50, and a moving device for moving the optical pickup device in a radial direction of the optical information recording medium.
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