JPWO2009051019A1 - 光ピックアップ装置、光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光情報記録再生装置 - Google Patents
光ピックアップ装置、光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光情報記録再生装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
第一波長λ1の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ2(λ2>λ1)の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ3(λ3>λ2)の第三光束を射出する第三光源と、
前記第一光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがt3(t2<t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第一光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行い、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量及び前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットの光量よりも大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、以下の式(1)を満たすと共に、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする。
−0.01<m1<0.01 (2)
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
f[mm]:前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束が、前記第一ベストフォーカスを形成する時の、前記対物光学素子の前記第三光束の焦点距離
L[mm]:前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率
本発明によれば、(4)式を満たすよう、少なくとも前記第三光束を有限発散光束の状態で前記対物光学素子に入射するようにすれば、保護基板厚さの異なる光ディスクの互換使用時に必要な収差補正量を小さく抑えることができる為、その分、光路差付与構造の輪帯ピッチを大きくする(即ち回折のパワーを小さくする)ことで、前記対物光学素子を成形する金型の製造誤差や転写誤差の寄与度を小さく抑えることが出来、設計に近い光の利用効率を確保できる。更に、(4)式を満たすようにすれば、m3=0の場合と比較し、前記第三光束が集光する位置が前記対物光学素子より遠ざかることとなり、ワーキングディスタンスを長く確保できる。或いは、ワーキングディスタンスを同じとすれば、その分だけパワーが不要となり、光路差付与構造の輪帯ピッチを大きくできるという効果もある。
請求の範囲第3項記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第1項又は第2項に記載の発明において、前記第二光束と前記第三光束とが共通して通過するコリメートレンズが設けられていることを特徴とする。
前記スポット中心部が前記第3光ディスクの情報の記録及び/又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第3光ディスクの情報の記録及び/又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第3光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする。
第一波長λ1の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ2(λ2>λ1)の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ3(λ3>λ2)の第三光束を射出する第三光源とを有し、前記第一光束を用いて厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報の記録及び/又は再生を行い、前記第二光束を用いて厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報の記録及び/又は再生を行い、前記第三光束を用いて厚さがt3(t2<t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物光学素子であって、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの惰報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって第一ベストフォーカスと第一ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量及び前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットの光量よりも大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、以下の式(1)を満たすと共に、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする。
−0.01<m1<0.01 (2)
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
f[mm]:前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束が、前記第一ベストフォーカスを形成する時の、前記対物光学素子の前記第三光束の焦点距離
L[mm]:前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率
請求の範囲第13項記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第12項に記載の発明において、以下の式(1‘)を満たすことを特徴とする。
請求の範囲第14項記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第12項又は第13項に記載の発明において、前記第二光束と前記第三光束とが共通して通過するコリメートレンズが設けられていることを特徴とする。
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする。
第一波長λ1の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ2(λ2>λ1)の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ3(λ3>λ2)の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがt3(t2〈t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置を有する光情報記録再生装置であって、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域に第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域に第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量及び前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットの光量よりも大きく、前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、以下の式(1)を満たすと共に、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする。
−0.01<m1<0.01 (2)
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
f[mm]:前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束が、前記第一ベストフォーカスを形成する時の、前記対物光学素子の前記第三光束の焦点距離
L[mm]:前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率
請求の範囲第23項記載の光情報記録再生装置は、請求の範囲第22項に記載の発明において、前記対物光学素子を通過した前記第三光束が前記第3光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記スポット中心部が前記第3光ディスクの情報の記録及び/又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第3光ディスクの情報の記録及び/又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第3光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする。
第一波長λ1の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ2(λ2>λ1)の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ3(λ3>λ2)の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがt3(t2<t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする。
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率
請求の範囲第25項記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第24項に記載の発明において、前記第二光路差付与構造は、少なくとも前記第一基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれか一つを有する構造であって、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第六基礎構造は、前記第六基礎構造を通過した前記第一光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の10次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の6次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第七基礎構造は、前記第七基礎構造を通過した前記第一光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記第三光路差付与構造は、少なくとも前記第三基礎構造、前記第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを有する構造であることを特徴とする。
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする。
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率
請求の範囲第33項記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第32項に記載の発明において、前記第二光路差付与構造は、少なくとも前記第一基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれか一つを有する構造であって、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第六基礎構造は、前記第六基礎構造を通過した前記第一光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の10次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の6次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第七基礎構造は、前記第七基礎構造を通過した前記第一光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第37項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記第三光路差付与構造は、少なくとも前記第三基礎構造、前記第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを有する構造であることを特徴とする。
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする。
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率
本発明の光ピックアップ装置は、第一光源、第二光源、第三光源の少なくとも3つの光源を有する。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第一光束を第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、第二光束を第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、第三光束を第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、本発明の光ピックアップ装置は、第1光ディスク、第2光ディスク又は第3光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。
0.5mm≦t2≦0.7mm (7)
1.0mm≦t3≦1.3mm (8)
本明細書において、第一光源、第二光源、第三光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。第一光源から出射される第一光束の第一波長λ1、第二光源から出射される第二光束の第二波長λ2(λ2>λ1)、第三光源から出射される第三光束の第三波長λ3(λ3>λ2)は以下の条件式(9)、(10)を満たすことが好ましい。
1.9×λ1<λ3<2.1×λ1 (10)
また、第1光ディスク、第2光ディスク、第3光ディスクとして、それぞれ、BDまたはHD、DVD及びCDが用いられる場合、第一光源の第一波長λ1は好ましくは、350nm以上、440nm以下、より好ましくは、380nm以上、415nm以下であって、第二光源の第二波長λ2は好ましくは570nm以上、680nm以下、より好ましくは630nm以上、670nm以下であって、第三光源の第三波長λ3は好ましくは、750nm以上、880nm以下、より好ましくは、760nm以上、820nm以下である。
また、光路差付与構造は、様々な断面形状(光軸を含む面での断面形状)をとり得る。最も一般的な光路差付与構造の断面形状としては、図2(a)に記載されるような、光路差付与構造の光軸を含む断面形状が鋸歯状である場合である。平面の光学素子に光路差付与構造を設けた場合に断面が階段状に見えるものも、非球面レンズ面等に同様の光路差付与構造を設けた場合は、図2(a)のような鋸歯状の断面形状と捉えることができる。従って、本明細書でいう鋸歯状の断面形状には、階段状の断面形状も含まれるものとする。また、段差の向きの異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳することによって、図2(b)に示すようなバイナリ構造の光路差付与構造を得ることも可能である。本明細書の第一光路差付与構造及び第二光路差付与構造は、その断面形状を異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよいし、鋸歯上の光路差付与構造を重畳してできるバイナリ構造の光路差付与構造に、さらに鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよい。例えば、図2(c)は鋸歯状の形状とバイナリ構造を重畳した構造であり、図2(d)は細かい鋸歯状の構造と荒い鋸歯状の構造を重畳した構造である。
但し、f[mm]は第一光路差付与構造を通過し、第一ベストフォーカスを形成する第三光束の焦点距離を指し、L[mm]は第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスの間の距離を指す。
この式を満たすことにより、より輪帯ピッチ幅を広げられ、対物光学素子を成形する金型の製造誤差や素材の転写誤差の寄与度を低くできるため、光の利用効率を高めることができ、情報記録面上でより高いスポット強度を得る事が可能となる。
また、対物光学素子が、プラスチックレンズである場合、第二光路差付与構造は、第一基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれか一つに加えて、第三基礎構造、第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを重畳させた構造とすることが好ましい。好ましくは、第一基礎構造と第四基礎構造を重ね合わせた構造とすることである。
さらに、対物光学素子がプラスチックレンズである場合、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有することが好ましい。この場合、第三光路差付与構造は、少なくとも第三基礎構造、第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを有する構造であることが好ましい。好ましくは、第四基礎構造を有する構造である。
0.9・{5λB/(n−1)+2λB’/(n’−1)}<dB(μm)<1.5・{5λB/(n−1)+2λB’/(n’−1)} (18)
0.9・5λB/(n−1)<dC(μm)<1.5・5λB/(n−1) (19)
0.9・{5λB/(n−1)―2λB’/(n’−1)}<dD(μm)<1.5・{5λB/(n−1)―2λB’/(n’−1)} (20)
尚、上記式(17)は、下の式(17)’であることが好ましい。
0.95・{15λB/(n−1)―2λB’/(n’−1)}<dA(μm)<1.4・{15λB/(n−1)―2λB’/(n’−1)} (17)’
また、上記式(17)は、下の式(17)’’であることがさらに好ましい。
尚、上記式(18)は、下の式(18’)であることが好ましい。
0.95・{5λB/(n−1)+2λB’/(n’−1)}<dB(μm)<1.4・{5λB/(n−1)+2λB’/(n’−1)} (18’)’
また、上記式(18)は、下の式(18’’)’’であることがさらに好ましい。
1.0・{5λB/(n−1)+2λB’/(n’−1)}≦dB(μm)<1.4・{5λB/(n−1)+2λB’/(n’−1)} (18’’)’’
尚、上記式(19)は、下の式(19)’であることが好ましい。
0.95・5λB/(n−1)<dC(μm)<1.4・5λB/(n−1) (19’)’
また、上記式(19)は、下の式(19)’’であることがさらに好ましい。
1.0・5λB/(n−1)≦dC(μm)<1.3・5λB/(n−1) (19’’)’’
尚、上記式(20)は、下の式(20)’であることが好ましい。
0.95・{5λB/(n−1)―2λB’/(n’−1)}<dD(μm)<1.4・{5λB/(n−1)―2λB’/(n’−1)} (20’)’
また、上記式(20)は、下の式(20)’’であることがさらに好ましい。
1.0・{5λB/(n−1)―2λB’/(n’−1)}≦dD(μm)<1.3・{5λB/(n−1)―2λB’/(n’−1)} (20’’)’’
但し、λBは第一光束の設計波長(μm)を表す。λB’は0.390(μm)以上、0.410(μm)以下の任意の値を表す。nは波長λBにおける光学素子の屈折率を表す。n’は波長λB’における光学素子の屈折率を表す。
但し、η11は中央領域における第一光束の回折効率を表し、η21は周辺領域における第一光束の回折効率を表す。なお、中央領域の回折効率を第二、第三波長の光束重視とした場合には、中央領域の第一光束の回折効率は低くなるが、第1光ディスクの開口数が第3光ディスクの開口数に比べて大きい場合は、第一光束の有効径全体で考えると中央領域の回折効率低下はそれほど大きな影響を与えない。
(2)第一及び第二光路差付与構造を有する対物光学素子の透過率を、中央領域と周辺領域に分けて測定する。
(3)上記(2)の結果を(1)の結果で割った値を各領域の回折効率とする。
−0.01<m1<0.01 (2)
より好ましくは、下記の式(2‘)を満たすことである。更に好ましくは、m1=0である。
−0.002<m1<0.002 (2‘)
また、第二光束における対物光学素子の倍率m2が、下記の式(3)を満たすことが好ましい。
−0.05<m2≦0.002 (3)
第二光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、倍率m2が、下記の式(3‘)を満たすことが好ましい。
一方、第二光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、倍率m2が、下記の式(3‘’)を満たすことが好ましく、より好ましくは下記の式(3‘’‘)を満たすことである。
−0.02≦m2≦−0.005 (3‘’‘)
また、第三光束における対物光学素子の倍率m3が、下記の式(4)を満たすことが好ましい。
−0.05<m3<0.00 (4)
さらに、倍率m3が、下記の式(4‘’)を満たすことが好ましく、より好ましくは下記の式(4‘’‘)を満たすことである。
−0.02≦m3≦−0.005 (4‘’‘)
特に式(4‘’‘)を満たし、且つ、対物光学素子の最小のピッチ幅が6μmより大きい場合は、第三光束の発散度が適度であるため、レンズシフトが起きた際に大きなコマが発生してしまうことを防止でき、且つ、対物光学素子を成形する金型の製造誤差や素材の転写誤差の寄与度を低くできるため、光の利用効率を高めることができるという非常に好ましい態様となる。この時、既に上述した式(1’)を満たすことが更に好ましい。
−0.02<m2−m3<0.02 (5)
第二光源と第三光源がユニット化されている場合、より好ましくは、式(5‘)を満たすことである。更に、第二光源と第三光源がユニット化されている場合、上述の式(3’‘’)と式(5‘’‘)を共に満たすことが好ましい。
−0.002<m2−m3<0.002 (5‘)
また、以下の式(5‘’)を満たすことが好ましい。より好ましくは、式(5‘’‘)を満たすことである。
0.005<m1−m3<0.05 (5‘’)
0.005<m1−m3<0.025 (5‘’‘)
また、対物光学素子を単玉のプラスチックレンズとする場合、波長特性を多少犠牲にしても、温度特性を良好にすることが好ましい。特に、波長特性と温度特性で良好なバランスを保つことが好ましい。さらに好ましくは、第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の温度特性を良好にすることである。この様な特性を満たすために、下記の条件式(12)及び(13)を満たすことが好ましい。
−0.045≦δSAλ/f(WFEλrms/(nm・mm))≦ −0.0045 (13)
但し、δSAT1は、使用波長(この場合、温度変化に伴う波長変動がないとする)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の対物光学素子のδSA3/δTを表す。使用波長とは、対物光学素子を有する光ピックアップ装置で用いられている光源の波長をいう。好ましくは、使用波長は、400nm以上、415nm以下の範囲の波長であって、対物光学素子を介して、第1光ディスクの記録及び/又は再生を行うことができる波長である。使用波長を上述のように設定できない場合は、405nmを使用波長として、対物光学素子のδSAT1及び後述するδSAT2、δSAT3を求めてもよい。即ち、δSAT1は、使用波長(波長変動なし)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の対物光学素子の3次球面収差の温度変化率(温度特性)を指す。なお、WFEは、3次球面収差が波面収差で表現されていることを示している。また、δSAλは、環境温度一定の状況下で、使用波長における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際のδSA3/δλを表す。即ち、δSAλは、環境温度一定の状況下で、使用波長における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の対物光学素子の3次球面収差の波長変化率(波長特性)を指す。尚、環境温度は室温である事が好ましい。室温とは、10℃以上、40℃以下であり、好ましくは、25℃である。fは、第一光束の使用波長(好ましくは405nm)における対物光学素子の焦点距離を指す。
(12‘)
さらに好ましくは、下記の条件式(12‘’)を満たすことである。
+0.0013≦δSAT1/f(WFEλrms/(℃・mm))≦+0.0016
(12‘’)
好ましくは、下記の条件式(12‘’‘)を満たすことである。
|δSAT1|(WFEλrms/℃)≦ 0.002 (12’’’)
また、好ましくは、下記の条件式(13‘)を満たすことであり、更に好ましくは下記の条件式(13“)を満たすことである。
(13‘)
−0.015 ≦δSAλ/f(WFEλrms/(nm・mm))≦ −0.011 (13’’)
また、好ましくは、下記の条件式(13’’’)を満たすことであり、更に好ましくは下記の条件式(13’’’’)を満たすことである。
0.01≦|δSAλ|(WFEλrms/nm)<0.1 (13’’’)
0.02≦|δSAλ|(WFEλrms/nm)<0.1 (13’’’’)
更に言えば、対物光学素子の温度変化に伴う屈折率変化による球面収差の変化を、温度変化に伴う第一波長の波長変化により補正するような球面収差の波長依存性を対物光学素子有することが好ましい。好ましくは、以下の条件式(14)を満たすことである。
但し、δSAT2は、使用波長(温度変化に伴う波長変動が0.05nm/℃)(好ましくは405nm)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の前記対物光学素子のδSA3/δTを表す。即ち、δSAT2は、使用波長(温度変化に伴う波長変動が0.05nm/℃)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の対物光学素子の3次球面収差の温度変化率(温度特性)を指す。
さらに好ましくは、下記の条件式(14’’)を満たすことである。
+0.0007≦δSAT2/f(WFEλrms/(℃・mm))≦+0.0009 (14’’)
また、光ピックアップ装置の集光光学系がコリメータレンズ等のカップリングレンズを有し、そのカップリングレンズがプラスチックレンズである場合、以下の条件式(15)を満たすことが好ましい。
但し、δSAT3は、使用波長(温度変化に伴う波長変動が0.05nm/℃)(好ましくは405nm)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際のカップリングレンズと対物光学素子を含んだ光学系全体のδSA3/δTを表す。即ち、δSAT3は、使用波長(温度変化に伴う波長変動が0.05nm/℃)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の光学系全体の3次球面収差の温度変化率(温度特性)を指す。
さらに好ましくは、下記の条件式(15’’)を満たすことである。
+0.00005≦δSAT3/f(WFEλrms/(℃・mm))≦+0.0003 (15’’)
対物光学素子が、温度特性補正構造を有することにより、上記の条件式(12)乃至(15)を満たすようにすることが好ましい。例えば、第一光路差付与構造が、少なくとも第三基礎構造又は第七基礎構造を有する構造である場合、上記の条件式(12)乃至(15)を満たすことが、複雑な光学素子の設計を行なうことなく実現することができるため好ましい。また、第二光路差付与構造が、少なくとも第三基礎構造、第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを有する構造である場合も、上記の条件式(12)、(12’)、(13)、(13’)、(13’’)、(14)、(14’)、(14’‘)、(15)、(15’)、(15’‘)を満たすことが、複雑な光学素子の設計を行うことなく実現することができるため好ましい。また、対物光学素子が、周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、第三光路差付与構造が、少なくとも第三基礎構造、第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを有する構造である場合も、上記の条件式(12)、(12)’、(13)、(13’)、(13’’)、(14)、(14’)、(14’‘)、(15)、(15’)、(15’‘)を満たすことが、複雑な光学素子の設計を行うことなく実現することができるため好ましい。
PPS 偏光ダイクロイックプリズム
CL コリメートレンズ
LD1 青紫色半導体レーザ
LM レーザモジュール
OBJ 対物光学素子
PL1 保護基板
PL2 保護基板
PL3 保護基板
PU1 光ピックアップ装置
RL1 情報記録面
RL2 情報記録面
RL3 情報記録面
CN 中央領域
MD 周辺領域
OT 最周辺領域
<実施例1>
以下の表1に、実施例1のレンズデータを示す。また、図5において、実施例1の縦球面収差図を示す。同図(a)はBD側縦球面収差図、同図(b)はDVD側縦球面収差図、同図(c)はCD側縦球面収差図をそれぞれ表す。縦球面収差図の縦軸の1.0は、NA0.85またはΦ3.74mmを表す。BD使用時の対物光学素子の倍率m1=0であり、DVD使用時の対物光学素子の倍率m2=−1/100であり、CD使用時の対物光学素子の倍率m3=−1/91であり、よってm2−m3=0.001である。m1−m3=0.01である。なお、実施例1において、L=0.56mmである。したがって、L/f=0.56/2.5=0.224である。また、最小ピッチ幅は6.5μmであり、第1、第2、第3光束の全てにおいて平行光を用いる場合に比して最小ピッチ幅を広げることが可能となっている。従って、対物光学素子を成形する金型の製造誤差や素材の転写誤差の寄与度を低くできるため、光の利用効率を高めることができ、情報記録面上でより高いスポット強度を得る事が可能となる。
Claims (40)
- 第一波長λ1の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ2(λ2>λ1)の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ3(λ3>λ2)の第三光束を射出する第三光源と、
前記第一光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがt3(t2<t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第一光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行い、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量及び前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットの光量よりも大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、以下の式(1)を満たすと共に、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
0.05≦L/f≦0.35 (1)
−0.01<m1<0.01 (2)
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
f[mm]:前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束が、前記第一ベストフォーカスを形成する時の、前記対物光学素子の前記第三光束の焦点距離
L[mm]:前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率 - 以下の式(1)を満たすことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の光ピックアップ装置。
0.05≦L/f≦0.25 (1) - 前記第二光束と前記第三光束とが共通して通過するコリメートレンズが設けられていることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第二光源と前記第三光源とがユニット化されていることを特徴とする請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子を通過した前記第三光束が前記第3光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記スポット中心部が前記第3光ディスクの情報の記録及び/又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第3光ディスクの情報の記録及び/又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第3光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする請求の範囲第1項〜第4項のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 前記第一ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットが、前記第3光ディスクの記録及び/又は再生に用いられ、前記第二ベストフォーカスにおいて前記第三光束が形成する前記スポットは、前記第3光ディスクの記録及び/又は再生に用いられないことを特徴とする請求の範囲第1項〜第5項のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、三つの領域を有することを特徴とする請求の範囲第1項〜第6項のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光することを特徴とする請求の範囲第7項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子の最小のピッチ幅が6μmより大きいことを特徴とする請求の範囲第1項〜第8項のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求の範囲第1項〜第9項のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする請求の範囲第10項に記載の光ピックアップ装置。
- 第一波長λ1の第一光束を射出する第一光源と、
第二波長λ2(λ2>λ1)の第二光束を射出する第二光源と、
第三波長λ3(λ3>λ2)の第三光束を射出する第三光源とを有し、前記第一光束を用いて厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報の記録及び/又は再生を行い、前記第二光束を用いて厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報の記録及び/又は再生を行い、前記第三光束を用いて厚さがt3(t2<t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物光学素子であって、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの惰報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって第一ベストフォーカスと第一ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量及び前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットの光量よりも大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、以下の式(1)を満たすと共に、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置用の対物光学素子。
0.05≦L/f≦0.35 (1)
−0.01<m1<0.01 (2)
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
f[mm]:前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束が、前記第一ベストフォーカスを形成する時の、前記対物光学素子の前記第三光束の焦点距離
L[mm]:前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率 - 以下の式(1)を満たすことを特徴とする請求の範囲第12項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
0.05≦L/f≦0.25 (1) - 前記第二光束と前記第三光束とが共通して通過するコリメートレンズが設けられていることを特徴とする請求の範囲第12項又は第13項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
- 前記第二光源と前記第三光源とがユニット化されていることを特徴とする請求の範囲第12項〜第14項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
- 前記第一ベストフォーカスを形成する位置において前記対物光学素子を通過した前記第三光束によって形成されるスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする請求の範囲第12項〜第15項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。 - 前記対物光学素子は、前記周辺領域の周りに、第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有することを特徴とする請求の範囲第12項〜第16項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
- 前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光することを特徴とする請求の範囲第17項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
- 前記対物光学素子の最小のピッチ幅が6μmより大きいことを特徴とする請求の範囲第12項〜第18項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
- 前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求の範囲第12項〜第19項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
- 前記対物光学素子は、プラスチックレンズであることを特徴とする請求の範囲第20項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
- 第一波長λ1の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ2(λ2>λ1)の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ3(λ3>λ2)の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがt3(t2〈t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置を有する光情報記録再生装置であって、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域に第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域に第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子の前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束によって第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスとが形成され、前記第一ベストフォーカスの光量及び前記第二ベストフォーカスの光量は、前記第三光束が形成する他のいかなるスポットの光量よりも大きく、
前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスは、以下の式(1)を満たすと共に、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置。
0.05≦L/f≦0.35 (1)
−0.01<m1<0.01 (2)
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
f[mm]:前記第一光路差付与構造を通過した前記第三光束が、前記第一ベストフォーカスを形成する時の、前記対物光学素子の前記第三光束の焦点距離
L[mm]:前記第一ベストフォーカスと前記第二ベストフォーカスの間の距離
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率 - 前記対物光学素子を通過した前記第三光束が前記第3光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸方向から見た際に、スポットの中心から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部、光量密度が前記スポット中心部より低いスポット中間部、光量密度が前記スポット中間部よりも高く前記スポット中心部よりも低いスポット周辺部とが形成され、
前記スポット中心部が前記第3光ディスクの情報の記録及び/又は再生に用いられ、前記スポット中間部及び前記スポット周辺部は前記第3光ディスクの情報の記録及び/又は再生に用いられず、
前記対物光学素子の前記第二光路差付与構造を通過した前記第三光束によって、前記第3光ディスクの情報記録面上で前記スポット周辺部が形成されることを特徴とする請求の範囲第22項に記載の光情報記録再生装置。 - 第一波長λ1の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ2(λ2>λ1)の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ3(λ3>λ2)の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがt3(t2<t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
−0.01<m1<0.01 (2)
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率 - 前記第二光路差付与構造は、少なくとも前記第一基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれか一つを有する構造であって、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第六基礎構造は、前記第六基礎構造を通過した前記第一光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第24項に記載の光ピックアップ装置。 - 前記対物光学素子の最小のピッチ幅が6μmより大きいことを特徴とする請求の範囲第24項又は第25項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求の範囲第24項〜第26項のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする請求の範囲第27項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第一光路差付与構造は、前記第一基礎構造と前記第二基礎構造に加えて、さらに第三基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを重畳させた構造であり、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の10次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の6次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第七基礎構造は、前記第七基礎構造を通過した前記第一光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第24項〜28のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 前記第二光路差付与構造は、前記第一基礎構造、前記第五基礎構造又は前記第六基礎構造のいずれか一つに加えて、前記第三基礎構造、第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを重畳させた構造であって、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第29項に記載の光ピックアップ装置。 - 前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記第三光路差付与構造は、少なくとも前記第三基礎構造、前記第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを有する構造であることを特徴とする請求の範囲第30項に記載の光ピックアップ装置。 - 第一波長λ1の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ2(λ2>λ1)の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ3(λ3>λ2)の第三光束を射出する第三光源とを有し、前記第一光束を用いて厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報の記録及び/又は再生を行い、前記第二光束を用いて厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報の記録及び/又は再生を行い、前記第三光束を用いて厚さがt3(t2<t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物光学素子において、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置用の対物光学素子。
−0.01<m1<0.01 (2)
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率 - 前記第二光路差付与構造は、少なくとも前記第一基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれか一つを有する構造であって、
前記第五基礎構造は、前記第五基礎構造を通過した前記第一光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第六基礎構造は、前記第六基礎構造を通過した前記第一光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第32項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。 - 前記対物光学素子の最小のピッチ幅が6μmより大きいことを特徴とする請求の範囲第32項又は第33項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
- 前記対物光学素子は、単玉レンズであることを特徴とする請求の範囲第32項〜第34項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
- 前記対物光学素子がプラスチックレンズであることを特徴とする請求の範囲第35項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
- 前記第一光路差付与構造は、前記第一基礎構造と前記第二基礎構造に加えて、さらに第三基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを重畳させた構造であり、
前記第三基礎構造は、前記第三基礎構造を通過した前記第一光束の10次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の6次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第七基礎構造は、前記第七基礎構造を通過した前記第一光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第32項〜第36項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。 - 前記第二光路差付与構造は、前記第一基礎構造、前記第五基礎構造又は前記第六基礎構造のいずれか一つに加えて、前記第三基礎構造、第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを重畳させた構造であって、
前記第四基礎構造は、前記第四基礎構造を通過した前記第一光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求の範囲第37項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。 - 前記対物光学素子の光学面は、前記周辺領域の周りに第三光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、
前記対物光学素子の前記最周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記第三光路差付与構造は、少なくとも前記第三基礎構造、前記第四基礎構造又は第七基礎構造のいずれか一つを有する構造であることを特徴とする請求の範囲第38項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。 - 第一波長λ1の第一光束を射出する第一光源と、第二波長λ2(λ2>λ1)の第二光束を射出する第二光源と、第三波長λ3(λ3>λ2)の第三光束を射出する第三光源と、前記第一光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を厚さがt3(t2<t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第一光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第二光束を前記第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第三光束を前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置を有する光情報記録媒体再生装置であって、
前記対物光学素子の光学面は、中央領域と前記中央領域の周りの周辺領域の少なくとも二つの領域を有し、前記中央領域は第一光路差付与構造を有し、前記周辺領域は第二光路差付与構造を有し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記中央領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第三光束を、前記第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物光学素子は、前記対物光学素子の前記周辺領域を通過する前記第一光束を、前記第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第二光束を、前記第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記第一光路差付与構造は、少なくとも第一基礎構造と第二基礎構造とを重畳してなる構造であり、
前記第一基礎構造は、前記第一基礎構造を通過した前記第一光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第二基礎構造は、前記第二基礎構造を通過した前記第一光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第二光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第三光束の±1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、更に倍率に関して以下の式(2)〜(5)を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置。
−0.01<m1<0.01 (2)
−0.05<m2≦0.002 (3)
−0.05<m3<0.00 (4)
−0.02<m2−m3≦0.02 (5)
但し、
m1:前記第一光束に対する前記対物光学素子の倍率
m2:前記第二光束に対する前記対物光学素子の倍率
m3:前記第三光束に対する前記対物光学素子の倍率
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