WO2005091279A1 - 光ピックアップ装置用の対物光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 - Google Patents

光ピックアップ装置用の対物光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 Download PDF

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WO2005091279A1
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light
optical system
wavelength
optical
pickup device
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PCT/JP2005/004046
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Eiji Nomura
Junji Hashimura
Kazutaka Noguchi
Tohru Kimura
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Konica Minolta Opto, Inc.
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
    • G11B7/13922—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration passive
    • G—PHYSICS
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Definitions

  • the present invention relates to an objective optical system, an optical pickup device, and an optical information recording / reproducing device for an optical pickup device capable of reproducing and Z or recording information on a plurality of types of optical discs.
  • a compatible optical pickup device capable of performing recording Z reproduction on a plurality of types of optical discs having different recording densities has been known.
  • a DVD Digital Versatile Disc
  • Some CDs are recorded and played back using one optical pickup device.
  • a high-density optical disc HD (hereinafter, referred to as a laser light source for recording / playback Z) uses a blue-violet laser light source (for example, a blue-violet semiconductor laser or a blue-violet SHG laser) as an optical disk having a different recording density.
  • Optical discs that use light sources are collectively called “high-density optical discs HD”), and optical pickup devices that are compatible with conventional DVDs and even CDs have been required.
  • chromatic aberration be small in any wavelength region near the wavelength used for the high-density optical disc HD and near the wavelength used for the DVD.
  • the luminous flux used in the high-density optical disc HD is in the blue-violet region, and since the wavelength dispersion of the lens material is large in the blue-violet region, chromatic aberration must be corrected.
  • NA numerical aperture
  • the amount of change in spherical aberration per unit wavelength and the amount of change in spherical aberration with respect to environmental temperature change can be reduced by adding a diffractive structure to the objective optical system.
  • the amount of change in spherical aberration per unit wavelength and the amount of change in spherical aberration due to environmental temperature changes are trade-offs. Therefore, it is incompatible with each other, and it is necessary to introduce another parameter to reduce the total amount of the change of the spherical aberration per unit wavelength and the change of the spherical aberration due to the environmental temperature change.
  • Patent Document 1 As an objective optical system and an optical pickup device that are compatible with a plurality of types of optical disks having different recording densities, a technology using a diffraction structure formed on an optical surface is known (for example, Patent Document 1). reference).
  • Patent Document 1 discloses a technology relating to an objective optical system that has a two-group configuration having a diffraction structure as a phase structure and can be commonly used for high-density optical disks HD, DVD, and CD. Have been.
  • This two-group objective optical system secures the working distance for optical disks with a large protective layer, such as DVDs and CDs, by applying almost all of the paraxial power to the condensing element on the optical disk side, and at the light source side.
  • a diffraction structure as a phase structure on the aberration correction element, it is possible to prevent the light beam from being shaken by the step portion of the diffraction structure and to improve the transmittance.
  • Patent Document 1 European Patent Application No. 1304689
  • Patent Document 1 discloses that in an objective optical system having a two-group configuration, spherical aberration generated due to the difference in the thickness of the protective layer in each optical disc and wavelength used in each optical disc are different. There is a description about a phase structure that corrects spherical aberration that occurs. However, a phase structure that corrects spherical aberration caused by the difference in the thickness of the protective layer in each optical disc and the wavelength used in each optical disc differs. In addition, there is a phase structure to suppress the change in the light-collecting characteristics for wavelength changes in the blue-violet wavelength range for high-density optical discs HD and the change in the light-collecting characteristics due to environmental temperature changes. Patent Document 1 does not describe a two-group objective optical system that specifies the optimal paraxial power ratio of two lenses that suppresses changes in light-collecting characteristics due to wavelength changes and environmental temperature changes in the patent document 1. .
  • the objective optical system is used to focus the incident light beam on the information recording surface of the optical disk. Since refractive power is required, the curvature of the optical surface must be large when the objective optical system is composed of a single lens, and a diffraction structure must be provided on the optical surface with such a large curvature. However, there is a problem that the viewpoint of lens production is not easy.
  • An object of the present invention is to consider the above-described problem, and to perform information reproduction and Z or recording on a plurality of optical discs having different recording densities in a state where spherical aberration is sufficiently corrected. It is another object of the present invention to provide an objective optical system, an optical pickup device, and an optical information recording / reproducing device for an optical pickup device, which can facilitate the production of a lens.
  • an optical disk using a blue-violet semiconductor laser or a blue-violet SHG laser as a light source for information recording and Z reproduction is collectively referred to as a “high-density optical disk HD”.
  • Information is recorded by an optical system.
  • Z reproduction is performed.
  • an optical disk of a standard having a protective layer thickness of about 0.1 mm for example, a Blu-ray disk
  • an objective optical system of NAO it shall also include optical discs (for example, HD DVD) that perform recording Z playback and have a protective layer thickness of about 0.6 mm.
  • an optical disk having such a protective layer on its information recording surface an optical disk having a protective film having a thickness of about several tens of nm on the information recording surface, and a protective layer or a protective film having a thickness of about tens of nm. It also includes optical discs with zero.
  • the high-density optical disk HD also includes a magneto-optical disk using a blue-violet semiconductor laser or a blue-violet SHG laser as a light source for recording and reproducing information Z.
  • DVD means DVD-ROM, DVD-Video, DVD-Audio, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD + R, DVD + RW.
  • CD is a generic term for optical discs of the DVD series such as CD-ROM, CD-Audio, CD-Video, CD-R, and CD-RW.
  • the "objective optical system” is a light beam emitted from a light source and having different wavelengths, which is disposed at a position facing an optical disk in an optical pickup device, and has different recording densities.
  • a lens group consisting of a light-collecting element having a function of condensing light on each information recording surface of an optical disc and an optical element that is integrated with the light-collecting element and is driven by tracking and focusing by an actuator.
  • the numerical aperture is defined as a numerical aperture defined in the standard of an optical disc or a spot diameter necessary for recording and / or reproducing information on an optical disc. It refers to the image-side numerical aperture of an objective optical system that has diffraction-limited performance.
  • an objective optical system for an optical pickup device of the present invention has the following configuration.
  • the objective optical system includes: an aberration correction element having at least two phase structures, a first phase structure and a second phase structure; and the first light beam emitted from the aberration correction element is information of the first optical disk.
  • a light condensing element having a function of condensing light on a recording surface and condensing the second light flux emitted from the aberration correction element on an information recording surface of the second optical disc,
  • the second phase structure has a function of suppressing a change in the light-collecting characteristics of the objective optical system due to a change in the wavelength of the first light beam and a change in the light-collecting characteristics of the objective optical system due to a change in Z or an environmental temperature. .
  • FIG. 1 is side views (a) and (b) showing an example of a diffraction structure.
  • FIG. 2 is side views (a) and (b) showing an example of a diffraction structure.
  • FIG. 3 is side views (a) and (b) showing an example of a diffraction structure.
  • FIG. 4 is side views (a) and (b) showing an example of a diffraction structure and an optical path difference providing structure.
  • FIG. 5 is a plan view of a principal part showing a configuration of an optical pickup device.
  • FIG. 6 is a plan view of a main part showing a configuration of an objective optical system.
  • FIG. 7 is a wavefront aberration diagram when the ambient temperature rises by 30 degrees.
  • the configuration described in Item 1 performs reproduction and Z or recording of information on a first optical disc having a protective layer having a thickness of tl by using a first light flux having a wavelength ⁇ 1 emitted from a first light source.
  • the objective optical system for optical pickup devices !
  • the objective optical system includes: an aberration correction element having at least two phase structures, a first phase structure and a second phase structure; and the first light beam emitted from the aberration correction element is information of the first optical disk.
  • a light condensing element having a function of condensing light on a recording surface and condensing the second light flux emitted from the aberration correction element on an information recording surface of the second optical disc,
  • the paraxial power of the aberration correction element with respect to the first light beam is PI (mm -1 ), the paraxial power of the light-collecting element with respect to the first light beam is P2 (mm), and the information of the information on the first optical disc is
  • PI mm -1
  • P2 mm
  • the information of the information on the first optical disc is
  • the magnification of the objective optical system at the time of reproducing and Z or recording is ml
  • the magnification of the objective optical system at the time of reproducing and Z or recording information on the second optical disc is m2, the following ( It is characterized by satisfying the expressions (1) and (2).
  • the paraxial power PI and the paraxial power P2 is defined by the following equation.
  • Item 2 The configuration according to Item 2, wherein in the objective optical system for an optical pickup device according to Item 1, the first phase structure corrects spherical aberration caused by a difference between the tl and the t2, and the second phase
  • the structure has a function of suppressing a change in the light-collecting characteristics of the objective optical system due to a change in the wavelength of the first light beam and a change in the light-collecting characteristics of the objective optical system due to a change in Z or an environmental temperature. I do.
  • the configuration described in item 3 is the objective optical system for an optical pickup device described in item 1,
  • the first phase structure corrects spherical aberration caused by a wavelength difference between the first light beam and the second light beam incident on the first phase structure, and the second phase structure accompanies a change in the wavelength of the first light beam. It has a function of suppressing a change in the light-collecting characteristics of the objective optical system due to a change in the light-collecting characteristics of the objective optical system and / or a change in environmental temperature.
  • the objective optical system includes an aberration correction element having at least two phase structures of a first phase structure and a second phase structure, and at least two optical elements of a condensing element.
  • an aberration correction element having at least two phase structures of a first phase structure and a second phase structure, and at least two optical elements of a condensing element.
  • the first phase when a standard optical disk (for example, a Blu-ray disk) having a protective layer thickness of about 0.1 mm is used as the first optical disk, the first phase The spherical aberration caused by the difference between tl and t2 in the structure is corrected, and the second phase structure changes the light-collecting characteristics of the objective optical system due to the change in the wavelength of the first light beam and the objective optical system due to the change in Z or environmental temperature. Can be suppressed from changing the light-collecting characteristics.
  • a standard optical disk for example, a Blu-ray disk having a protective layer thickness of about 0.1 mm
  • the second phase structure changes the light-collecting characteristics of the objective optical system due to the change in the wavelength of the first light beam and the objective optical system due to the change in Z or environmental temperature. Can be suppressed from changing the light-collecting characteristics.
  • the phase structure corrects the spherical aberration caused by the wavelength difference between the first light beam and the second light beam incident on the first phase structure
  • the second phase structure corrects the light-collecting characteristics of the objective optical system accompanying the wavelength change of the first light beam. It is possible to suppress a change in the light-collecting characteristics of the objective optical system due to a change and / or a change in environmental temperature.
  • the entrance surface and the exit surface of the aberration correction element have a reduced curvature force and a substantially flat plate shape, so that the steps of the first phase structure and the second phase structure formed on the entrance surface and the exit surface are different.
  • the portion blocks the path of the light beam and reduces the proportion of the luminous flux that does not contribute to the formation of a condensed spot, preventing a decrease in transmittance and comparing it with a case where a phase structure is provided on an optical surface with a large curvature. As a result, lens production becomes easy.
  • the configuration described in Item 4 provides the objective optical system for an optical pickup device described in Item 2 or 3,
  • a plurality of concentric annular zones are arranged, and each of the annular zones is divided stepwise by a step in a direction of a discontinuous optical axis. It comprises a wavelength-selective diffraction structure that gives substantially no phase difference to the light beam and substantially gives a phase difference to the second light beam, and a plurality of concentric annular zones divided by a step in the optical axis direction. And a structure in which a plurality of concentric annular zones are arranged, and the diffraction order of the diffraction light having the highest diffraction efficiency among the diffraction lights generated when the first light beam enters. Where nl is the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffraction efficiency among the diffracted lights generated when the second light flux is incident, and n2> n2 It is characterized in that.
  • the first phase structure and the second phase structure may be any of a wavelength-selective diffraction structure, an optical path difference providing structure, and a different order diffraction structure.
  • the "wavelength-selective diffraction structure" described in the present specification has a plurality of concentric annular zones arranged and each annular zone is discontinuous. It is a structure that is divided stepwise by steps in the optical axis direction (hereinafter referred to as “wavelength-selective diffraction structure HOE”), and the step amount d and the number of steps N of the wavelength-selection diffraction structure HOE are set appropriately.
  • a diffractive structure is provided in which the first light beam of wavelength ⁇ 1 is transmitted as it is without diffracting without diffracting, and the second light beam of wavelength 2 is diffracted by providing a phase difference.
  • optical path difference providing structure described in the present specification is, as schematically shown in FIG. 4, a plurality of concentric annular zones 105 divided by a step (depth d) in the optical axis direction.
  • optical path difference providing structure NPS The direction of the step 104 may be a cross-sectional shape that changes in the middle of the effective diameter.
  • the optical path difference providing structure NPS is designed with a step d such that an optical path difference of an integral multiple of the wavelength of the incident light flux is generated between adjacent ring zones at a predetermined temperature and a set wavelength. Satisfy number 3 of.
  • ⁇ is the wavelength in the wavelength region used in the high-density optical disk HD
  • 1 2 is the wavelength in the wavelength region used in the DVD.
  • N1 is the absorption for wavelength ⁇ 1.
  • the refractive index of the difference correction element, N2 is the refractive index of the aberration correction element with respect to wavelength 2
  • k is a natural number.
  • the "heterodiffractive structure" described in the present specification is a structure in which a plurality of concentric annular zones 100 are arranged as schematically shown in FIG. Structure DOE ”).
  • FIG. 2 there are a plurality of annular zones 102 in which the direction of the step 101 is the same within the effective diameter, and the cross-sectional shape including the optical axis is a step shape.
  • the direction of the step 104 may be constituted by a plurality of orbicular zones 105 that are switched in the middle of the effective diameter, and the cross-sectional shape including the optical axis may be a step shape.
  • the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffraction efficiency among the diffracted lights generated when the first light flux having the wavelength ⁇ 1 is incident is ⁇ 1
  • the diffraction generated when the second light flux having the wavelength ⁇ 2 is incident is ⁇ 2
  • the step d of the diffraction structure is set so as to satisfy nl> n2.
  • each phase structure may be formed on a spherical surface or an aspheric surface. ⁇ .
  • the configuration described in Item 5 is the objective optical system for an optical pickup device described in Item 4, wherein the aberration correction element is a plastic lens, the light collection element is a glass lens, and the P1 and the P2 satisfies the following equation (3).
  • Item 6 is the objective optical system for an optical pickup device according to Item 5, wherein the light-collecting element has a refractive index of 1.6 or more at a wavelength ⁇ 1 of the first light flux. I do.
  • the configuration described in Item 7 is the objective optical system for an optical pickup device described in Item 4, wherein the aberration correction element and the light-condensing element are both plastic lenses, and ⁇ 1 and ⁇ 2 are different from each other. It is characterized by satisfying the following equation (4).
  • Item 8 is the objective optical system for an optical pickup device according to Item 7, wherein the first phase structure is the heterogeneous diffraction structure and the second phase structure is the optical path difference providing structure.
  • P1 and P2 satisfy the following equation (5).
  • Item 9 is the objective optical system for an optical pickup device according to Item 7, wherein the first phase structure is the heterogeneous diffraction structure and the second phase structure is the heterogeneous diffraction structure.
  • P1 and P2 satisfy the following expression (6).
  • Item 10 is the objective optical system for an optical pickup device according to Item 7, wherein the first phase structure is the wavelength-selective diffraction structure and the second phase structure is the optical path difference providing structure.
  • P1 and P2 satisfy the following equation (7):
  • Item 11 The configuration according to Item 11, wherein in the objective optical system for an optical pickup device according to Item 7, the first phase structure is the wavelength-selective diffraction structure, and the second phase structure is the heterogeneous diffraction structure.
  • P1 and P2 satisfy the following equation (8).
  • Item 12 is an objective optical system for an optical pickup device according to any one of Items 1 to 11,
  • the aberration correction element and the light-collecting element are integrated.
  • the invention described in Item 13 is characterized by including the objective optical system for the optical pickup device described in any one of Items 1 to 12.
  • the invention described in Item 14 is characterized by including the optical pickup device described in Item 13.
  • information can be reproduced and z or recorded on a plurality of optical discs having different recording densities in a state where spherical aberration has been sufficiently corrected, and lens production has been facilitated.
  • An objective optical system, an optical pickup device, and an optical information recording / reproducing device for an optical pickup device can be obtained. The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup device capable of appropriately recording / reproducing information on high-density optical disks HD and DVD.
  • the numerical aperture NA1 is 0.85
  • the thickness t2 of the protective layer PL2 0.6 mm
  • the numerical aperture NA2 0.65.
  • the combination of the wavelength, the thickness of the protective layer, and the numerical aperture is not limited to this.
  • the optical pickup device PU emits light when recording / reproducing information on the high-density optical disk HD, and reproduces / reproduces information on / from the blue-violet laser LD1, which emits a laser beam of wavelength ⁇ 1, and DVD. Receives the reflected light beam from the information recording surface RL1 of the red semiconductor laser LD2, high-density optical disk HD, and the reflected light beam from the DVD information recording surface RL2, which emits a laser beam of wavelength ⁇ 2 when recording is performed.
  • High-density optical disc HDZD VD-use photodetector PD beam-shaping element BSH for shaping the cross-sectional shape of the laser beam emitted from blue-violet semiconductor laser LD1 into a circular shape
  • first beam splitter BS1 An objective composed of a second beam splitter BS2, an aberration correcting element L1, and a light collecting element L2 having a function of condensing a laser beam on the information recording surfaces RL1 and RL2, both surfaces of which are aspherical.
  • a blue-violet SHG laser can be used in addition to the above-mentioned blue-violet semiconductor laser LD1.
  • the blue semiconductor laser LD1 When recording / reproducing information to / from the high-density optical disc HD in the optical pickup device PU, the blue semiconductor laser LD1 is used as shown in FIG. Flash.
  • the divergent light beam emitted from the blue semiconductor laser LD1 passes through the beam shaping element BSH, its cross-sectional shape is shaped into an elliptical force, and the first beam splitter—BS1, the second beam splitter— After passing through BS2, it is converted into a substantially parallel light beam through the collimator lens COL, the light beam diameter is regulated by the stop STO, and the information recording surface RL1 is passed through the protective layer PL1 of the high-density optical disk HD by the objective optical system OBJ. It is a spot formed above.
  • the objective optical system OBJ consists of a two-axis actuator Focusing and tracking by AC.
  • the reflected light flux modulated by the information pits on the information recording surface RL1 passes through the objective optical system OBJ, aperture STO, and collimator lens COL again, is branched by the second beam splitter BS2, and passes through the sensor lens SEN. This gives astigmatism and focuses it on the photodetector PD. Then, information recorded on the high-density optical disk HD can be read using the output signal of the photodetector PD.
  • the red semiconductor laser LD2 When information is recorded / reproduced on a DVD in the optical pickup device PU, the red semiconductor laser LD2 emits light, as indicated by the dashed optical path in FIG.
  • the divergent light beam emitted from the red semiconductor laser LD2 passes through the first beam splitter BS1 and the second beam splitter BS2, is converted into a substantially parallel light beam through the collimator lens COL, and then is increased by the objective optical system OBJ. It becomes a spot formed on the information recording surface RL2 via the protective layer PL2 of the high density optical disc HD.
  • the objective optical system OBJ performs focusing and tracking by a two-axis actuator AC arranged around it.
  • the reflected light flux modulated by the information pits on the information recording surface RL2 passes through the objective optical system OBJ, aperture STO, and collimator lens COL again, is branched by the second beam splitter BS2, and is deactivated by passing through the sensor lens SEN. It is given astigmatism and focuses on the photodetector PD. Then, information recorded on the high-density optical disk HD can be read using the output signal of the photodetector PD.
  • the objective optical system OBJ focuses the aberration correction element L1 and the first light beam emitted from the aberration correction element L1 on the information recording surface RL1 of the high-density optical disk HD, and outputs the aberration correction element L1.
  • a condensing element L2 having a function of condensing the second light flux emitted from the DVD onto the information recording surface RL2 of the DVD.
  • the aberration correction element L1 and the light condensing element L2 are integrated via a joining member B.
  • each of the aberration correction element L1 and the light condensing element L2 has an optical function area (area through which a light beam of the blue-violet laser light source passes) in the optical function area.
  • Flanges FL1 and FL2 integrated with the region may be provided, and these flanges FL1 and FL2 may be joined together to form a single piece.
  • a first phase structure is formed on the optical surface (incident surface) S1 of the aberration correction element L1 on the semiconductor laser light source side, and a second phase structure is formed on the optical surface (emission surface) S2 on the optical disk side. Is ing.
  • each annular zone has a stepped shape due to a discontinuity in the optical axis direction.
  • a divided wavelength-selective diffraction structure HOE is formed.
  • N 1 is the refractive index for the wavelength ⁇ 1 .
  • the aberration correction element L1 and the light condensing element are so set that the wavefront aberration is minimized when the first light flux having the wavelength ⁇ 1 and the thickness tl of the protective layer PL1 are set to 0.1 mm.
  • L2 the spherical aberration of the second light beam passing through the objective optical system OBJ will be in the overcorrected direction due to the difference in thickness between the protective layer PL1 and the protective layer PL2.
  • the width of each annular zone of the wavelength-selective diffractive structure HOE is adjusted so that, when the second light beam is incident, spherical aberration in the undercorrected direction is added to the + 1st-order diffracted light by the diffraction effect.
  • the additional amount of spherical aberration due to the wavelength-selective diffraction structure HOE and the spherical aberration in the overcorrected direction caused by the difference in thickness between the protective layer PL1 and the protective layer PL2 cancel each other, and the second light flux Started to form good spots on the DVD's information recording surface RL2 Yes.
  • the second phase structure is a structure in which a plurality of concentric annular zones centered on the optical axis are arranged, and the cross-sectional shape including the optical axis has a sawtooth shape.
  • the next-order fold structure DOE is formed.
  • the different order diffractive structure DOE is generated when the first light flux is incident and the diffracted light having the highest diffraction efficiency is n1, and the second light flux is incident. Assuming that the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffraction efficiency among the diffracted lights is n2, the step of the diffractive structure is set so as to satisfy nl> n2! / ⁇ .
  • the spherical aberration is changed in a direction of undercorrection, and the wavelength becomes ⁇ 1.
  • the spherical aberration can be changed in an overcorrected direction, so that the different order diffractive structure DOE can have wavelength dependence of the spherical aberration. .
  • the wavelength dependence of the spherical aberration of the diffractive diffractive structure DOE is used to change the refractive index of each lens constituting the objective optical system OBJ in accordance with a change in environmental temperature.
  • a function to suppress changes in the light-collecting characteristics of the system OBJ can also be provided.
  • the paraxial power of the aberration correction element L1 for the first light beam is PI (mm ⁇ 1 ), and the paraxial power of the light condensing element L2 for the first light beam is P2 (mm).
  • the magnification of the objective optical system OBJ for reproducing and Z or recording of information is ml
  • the magnification of the objective optical system OBJ for reproducing and Z or recording information for DVD is m2
  • the aberration correction element L1 and the light condensing element L2 are designed so as to satisfy Expressions (2) and (2).
  • the light condensing element L2 disposed exclusively on the optical disc side with the refracting power for the incident light beam it is possible to secure a sufficient working distance to the DVD, and to collect light with the aberration correction element L1. Accuracy when combining the element L2 can be reduced. Further, since the entrance surface and the exit surface of the aberration correction element LI are reduced in curvature force and become substantially flat, the steps of the first phase structure and the second phase structure formed on the entrance surface and the exit surface are different.
  • the portion blocks the path of light and does not contribute to the formation of a condensed spot, thereby reducing the proportion of light flux, preventing a decrease in transmittance, and comparing with the case where a phase structure is provided on an optical surface with a large curvature. As a result, lens production becomes easy.
  • the configuration of the optical pickup device can be simplified, and tracking control can be facilitated. Furthermore, by setting the magnification of each optical disc to 0, coma aberration generated by shifting the objective optical system OBJ can be suppressed, and good tracking characteristics can be obtained.
  • a force using a wavelength-selective diffractive structure HOE and a different-order diffractive structure DOE is not limited to the above, and a step in the optical axis direction as shown in FIG.
  • An optical path difference providing structure composed of a plurality of concentric annular zone forces divided by the above method may be used.
  • the combination of the first phase structure and the second phase structure is not limited to the one shown in the present embodiment, but may be any of the wavelength-selective diffraction structure HOE, the different-order diffraction structure DOE, and the optical path difference providing structure NPS. Any two phase structures may be combined, or one phase structure may be used for both the first phase structure and the second phase structure.
  • the first phase as described above is used.
  • the first phase structure is generated by a wavelength difference between the first light beam and the second light beam.
  • a structure for correcting spherical aberration can be provided.
  • P1 and P2 are designed to satisfy the following expression (3). No.
  • the optical pickup device PU shown in the above embodiment a rotation drive device that rotatably holds the optical disk, and a control device that controls the driving of these various devices.
  • a control device that controls the driving of these various devices.
  • both the aberration correction element L1 and the condensing element L2 are plastic lenses.
  • the aberration correction element L1 is a plastic lens
  • the condenser L2 is a glass lens.
  • Table 1 shows lens data of the objective optical system in the first embodiment.
  • NA1 and NA2 are numerical apertures
  • fl and f2 are focal lengths (mm)
  • ⁇ 1 and ⁇ 2 are design wavelengths (nm)
  • ml and m2 are magnifications
  • tl and t2 Is the thickness of the protective layer (mm)
  • OBJ is the object point (light emitting point of the semiconductor laser light source)
  • STO is the aperture
  • r is the radius of curvature (mm)
  • dl is the plane spacing (mm)
  • ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2 is the refractive index for the design wavelength
  • vd is the Abbe number for the d-line (587.6 nm)
  • nl and n2 are the diffraction orders of the recording / reproducing beam
  • ⁇ ⁇ is the manufacturing wavelength of the diffraction structure (nm) Represents
  • a power of 10 (for example, 4.1672 ⁇ 10—) is represented by E (for example, 4.1672
  • the incident surface (first surface) of the aberration correction element has a first region AREAl having a height h from the optical axis of 0.000 mm ⁇ h ⁇ l. It has an aspheric shape divided into a second region AREA2 within the range, and a wavelength-selective diffraction structure as a first phase structure is formed in the first region AREA1.
  • the exit surface (second surface) of the aberration correction element has an aspherical shape, and a heterogeneous diffraction structure as a second phase structure is formed.
  • both the entrance surface (third surface) and the exit surface (fourth surface) of the light-collecting element have a phase structure!, That is, have an aspheric shape!
  • the aspheric surface of the exit surface (the fourth surface) are defined by equations obtained by substituting the coefficients shown in Table 1 into Equation 1 and are axisymmetric with respect to the optical axis.
  • X (h) is the amount of change (mm) from a plane tangent to the vertex of the surface
  • h is the height (mm) in the direction perpendicular to the optical axis
  • r is the radius of curvature
  • ⁇ is the cone
  • the coefficient, ⁇ , is the aspheric coefficient.
  • the first phase structure and the second phase structure are used for light added to the transmitted wavefront by this structure.
  • the optical path difference is represented by h (mm) as the height in the direction perpendicular to the optical axis, C as the optical path difference function coefficient, n as the diffraction order of the diffracted light having the highest diffraction efficiency among the diffracted lights of the incident light beam, and ⁇ .
  • h (mm) the height in the direction perpendicular to the optical axis
  • C the optical path difference function coefficient
  • n the diffraction order of the diffracted light having the highest diffraction efficiency among the diffracted lights of the incident light beam
  • ⁇ the optical path difference function
  • the ratio P1ZP2 between the paraxial power PI (mm ⁇ 1 ) of the aberration correction element with respect to the first light flux and the paraxial power P2 (mm ⁇ 1 ) of the light-collecting element with respect to the first light flux is 0.08. ! /
  • the different order diffractive structure has the steps so that the diffraction efficiency of the + 5th-order diffracted light for the wavelength ⁇ 1 and the diffraction efficiency of the + 3rd-order diffracted light for the wavelength ⁇ 2 are maximized. Depth is set.
  • the RMS value of the wavefront aberration for each wavelength (the sum of the ninth and lower order spherical aberration components) ) Were 0.0271 RMS and -0.036 RMS, respectively. Furthermore, the RMS values of the wavefront aberration for the first and second luminous flux (total aperture of the ninth-order or less spherical aberration component) when the ambient temperature force rises by 30 ° C are 0.028 ⁇ RMS,- 0.025 ⁇ RMS.
  • the objective optical system of this example has good performance for each of the high-density optical disks HD and DVD.
  • Table 2 shows lens data of the objective optical system in the second embodiment.
  • the entrance surface (first surface) of the aberration correction element has a first area AREA1 whose height h from the optical axis is within a range of 0.000mm ⁇ h ⁇ l.20mm and 1.20 ⁇ h It has an aspheric shape divided into a second region AREA2 within the range, and a wavelength selective diffraction structure as a first phase structure is formed in the first region AREA1.
  • the exit surface (second surface) of the aberration correction element has an aspherical shape, and a heterogeneous diffraction structure as a second phase structure is formed.
  • the incident surface (third surface) of the light-collecting element has a phase structure formed therein, and has an aspherical shape.
  • the exit surface (fourth surface) has an optical axis on which no phase structure is formed. It has a plane shape perpendicular to.
  • the aspherical surfaces in () are defined by equations obtained by substituting the coefficients shown in Table 2 into Equation 1 above, and are axisymmetric with respect to the optical axis.
  • the first phase structure and the second phase structure are represented by an optical path difference added to the transmitted wavefront by this structure, and the optical path difference is obtained by substituting the coefficients shown in Table 2 into Equation 2 above. It is represented by the defined optical path difference function ⁇ (mm).
  • the ratio P1ZP2 of the paraxial power PI (mm -1 ) of the aberration correction element to the first light flux and the paraxial power P2 (mm-) of the first light flux of the light-collecting element is 0.27! / Puru.
  • the different order diffractive structure has a step so that the diffraction efficiency of the + 5th order diffracted light for wavelength ⁇ 1 and the + 3rd order diffracted light for wavelength 2 are maximized. Depth is set.
  • the RMS values of the wavefront aberrations (sum of the ninth and lower order spherical aberration components) for the first and second light fluxes when the environmental temperature rises by ⁇ 30 ° C are 0.018 RMS and 1.020, respectively. It became RMS.
  • the objective optical system of this example has good performance for each of the high-density optical disks HD and DVD.
  • Table 3 shows lens data of the objective optical system in the third embodiment.
  • the incident surface (first surface) of the aberration correction element has a first area AREAl whose height h from the optical axis is within a range of 0.000mm ⁇ h ⁇ l. It has an aspherical shape divided into the second area AREA2 within the range, and the first area AREA1 and the second area AREA2 have a different order diffraction structure as the first phase structure!
  • an optical path difference providing structure as a second phase structure in which a step is added to an aspherical shape is formed.
  • both the entrance surface (third surface) and the exit surface (fourth surface) of the light-collecting element have a phase structure formed therein, that is, have an aspherical shape!
  • the aspherical surface of the exit surface (fourth surface) are defined by equations obtained by substituting the coefficients shown in Table 3 into Equation 1 above, and are axisymmetric with respect to the optical axis.
  • the first phase structure is represented by an optical path difference added to the transmitted wavefront by this structure, and the optical path difference is an optical path difference function defined by substituting the coefficients shown in Table 3 into Equation 2 above. ⁇ (mm)
  • the ratio P1ZP2 of the paraxial power PI (mm ⁇ 1 ) of the aberration correction element to the first light beam and the paraxial power P2 (mm—) of the light-collecting element to the first light beam is 0.10! / RU
  • the heterogeneous diffraction structure of the first area AREA1 has a diffraction efficiency of + 2nd-order diffracted light for the first luminous flux wavelength ⁇ 1, and a + 1st-order diffracted light for the second luminous flux wavelength ⁇ 2.
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency is maximized.
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency of the + 2nd-order diffracted light with respect to the wavelength ⁇ 1 is maximized.
  • each step is set so as to satisfy the above expression 3 with respect to the wavelength ⁇ 1 and the wavelength 2.
  • the depth is such that there is virtually no phase difference.
  • i represents the number of each orbicular zone in the optical path difference providing structure.
  • seven orbicular zones are formed.
  • phase difference between the wavefront passing through the i-th annular zone and the phase of the wavefront passing through the i-th annular zone represents a force different by ⁇ .
  • FIG. 7 shows the wavefront aberration when the environmental temperature rises by 30 ° C. in the present embodiment.
  • FIG. 7 shows the wavefront aberration when only the different order diffraction structure is used, the wavefront aberration when only the optical path difference providing structure is used, and the wavefront aberration when both the different order diffraction structure and the optical path difference providing structure are present.
  • FIG. 7 shows that the provision of the optical path difference providing structure favorably offsets the spherical aberration characteristics of the different order diffraction structure.
  • the amount of wavelength change of the blue-violet semiconductor laser due to mode hopping is lnm, it becomes 0.032 RMS, and the change in defocus component due to mode hopping is well corrected. I understand.
  • the RMS value of the wavefront aberration for each wavelength (the sum of the ninth and lower order spherical aberration components) ) Were 0.031 RMS and -0.068 RMS, respectively. Furthermore, the RMS values of the wavefront aberration for the first and second luminous fluxes (the total aperture of the ninth and lower order spherical aberration components) when the environmental temperature rises by ⁇ 30 ° C are 0.043 RMS and 100, respectively. 027 ⁇ RMS.
  • the objective optical system of this example has good performance for each of the high-density optical discs HD and DVD.
  • Table 4 shows lens data of the objective optical system in the fourth embodiment.
  • the entrance surface (first surface) of the aberration correction element has a first area AREAl whose height h from the optical axis is within the range of 0.000mm ⁇ h ⁇ l. It has an aspherical shape divided into the second area AREA2 within the range, and the first area AREA1 and the second area AREA2 have different diffraction structures as the first phase structure.
  • the exit surface (second surface) of the aberration correction element has a third area AREA3 whose height h from the optical axis is within the range of 0.000mm ⁇ h ⁇ l. It has an aspherical shape divided into the fourth area AREA4 within the range, and the third area AREA3 and the fourth area AREA4 have a different order diffraction structure as the second phase structure.
  • both the entrance surface (third surface) and the exit surface (fourth surface) of the light-collecting element have a phase structure !, that is, have an aspherical shape!
  • the aspherical surface of the exit surface (fourth surface) are each defined by an equation obtained by substituting the coefficients shown in Table 4 into Equation 1 above, and are axisymmetric with respect to the optical axis.
  • the first phase structure and the second phase structure are represented by an optical path difference added to the transmitted wavefront by this structure.
  • the optical path difference is obtained by substituting the coefficients shown in Table 4 into the above equation (2). It is represented by the defined optical path difference function ⁇ (mm).
  • the ratio P1ZP2 of the paraxial power PI (mm ⁇ 1 ) of the aberration correction element to the first light flux and the paraxial power P2 (mm—) of the light-collecting element to the first light flux is 0.000! / RU
  • the different order diffraction structure of the first area AREA1 has a function of collecting the + 2nd order diffracted light for the wavelength ⁇ 1.
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency of the + 1st-order diffracted light becomes the maximum for each of the diffraction efficiency and the wavelength 2, and the different order diffraction structure of the third area AREA3 has the wavelength ⁇ 1
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency of the + 5th-order diffracted light is maximized, and the diffraction efficiency of the + 3rd-order diffracted light is maximized for the wavelength ⁇ 2.
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency of the + 2nd-order diffracted light at wavelength ⁇ 1 is maximized, and in the fourth area AREA4, the diffraction efficiency of the + 5th-order diffracted light is maximized at the wavelength ⁇ 1. Is set.
  • the RMS value of the wavefront aberration for each wavelength (the sum of the ninth and lower order spherical aberration components) ) are 0.046 RMS and 0.021 ⁇ RMS, respectively. Furthermore, the RMS values of the wavefront aberration for the first and second luminous fluxes (the total aperture of the ninth-order and lower spherical aberration components) when the ambient temperature rises by 30 ° C are 0.0491 RMS, 0, respectively. . 010 RMS.
  • the objective optical system of the present example has good performance for each of the high-density optical discs HD and DVD.
  • Table 5 shows lens data of the objective optical system in the fifth embodiment.
  • the entrance surface (first surface) of the aberration correction element has a first area AREAl whose height h from the optical axis is within a range of 0.000 mm ⁇ h ⁇ l. It has an aspherical shape divided into the second area AREA2 within the range, and the first area AREA1 and the second area AREA2 have a different order diffraction structure as the first phase structure.
  • the exit surface (second surface) of the aberration correction element has a third area AREA3 whose height h from the optical axis is within a range of 0.000 mm ⁇ h ⁇ l. It has an aspherical shape divided into the fourth area AREA4 within the range, and the third area AREA3 and the fourth area AREA4 have a different order diffraction structure as the second phase structure!
  • both the entrance surface (third surface) and the exit surface (fourth surface) of the light-collecting element have a phase structure !, that is, have an aspheric shape!
  • the first phase structure and the second phase structure are represented by an optical path difference added to the transmitted wavefront by this structure, and the optical path difference is obtained by substituting the coefficients shown in Table 5 into the above equation (2). It is represented by the defined optical path difference function ⁇ (mm).
  • the ratio P1ZP2 of the paraxial power PI (mm ⁇ 1 ) of the aberration correction element to the first light flux and the paraxial power P2 (mm—) of the first light flux of the light-collecting element is 0.07! / RU
  • the different order diffractive structure of the first area AREA1 has a diffraction order of + 2nd order diffracted light for the wavelength ⁇ 1.
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency of the + 1st-order diffracted light becomes the maximum for each of the diffraction efficiency and the wavelength 2, and the different order diffraction structure of the third area AREA3 has the wavelength ⁇ 1
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency of the + 5th-order diffracted light is maximized, and the diffraction efficiency of the + 3rd-order diffracted light is maximized for the wavelength ⁇ 2.
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency of the + 2nd order diffracted light becomes maximum for the wavelength ⁇ 1, and in the fourth area AREA4, the diffraction efficiency of the + 2nd order diffracted light becomes maximum for the wavelength ⁇ 1. Is set.
  • the RMS value of the wavefront aberration for each wavelength Were 0.0281 RMS and -0.036 RMS, respectively.
  • the RMS values of the wavefront aberration for the first and second luminous flux (total aperture of the ninth-order or lower spherical aberration component) for the first luminous flux and the second luminous flux when the environmental temperature rises by 30 ° C are 0.029 ⁇ RMS,-, respectively. 0.023 ⁇ RMS.
  • the objective optical system of this example has good performance for each of the high-density optical disks HD and DVD.
  • Table 6 shows lens data of the objective optical system in the sixth embodiment.
  • the entrance surface (first surface) of the aberration correction element has the first area AREA1 whose height h from the optical axis is within the range of 0.000mm ⁇ h ⁇ l. It has an aspherical shape divided into the second area AREA2 within the range, and the first area AREA1 and the second area AREA2 have different diffraction structures as the first phase structure.
  • the exit surface (second surface) of the aberration correction element has a third area AREA3 whose height h from the optical axis is within a range of 0.000 mm ⁇ h ⁇ 0.93 mm, It has an aspherical shape divided into the fourth area AREA4 within the range, and the third area AREA3 and the fourth area AREA4 have a different order diffraction structure as the second phase structure.
  • the incident surface (third surface) of the light-collecting element has a phase structure formed therein, and has an aspherical shape.
  • the exit surface (fourth surface) has an optical axis on which no phase structure is formed. It has a plane shape perpendicular to.
  • the first phase structure and the second phase structure are represented by an optical path difference added to the transmitted wavefront by this structure, and the optical path difference is obtained by substituting the coefficients shown in Table 6 into Equation 2 above. It is represented by the defined optical path difference function ⁇ b (mm).
  • the paraxial power PI (mm ⁇ 1 ) of the aberration correction element for the first light beam and the paraxial power P2 (mm— of the first light beam of the light-collecting element, P1ZP2, is 0.27! / Puru.
  • the diffraction order of the second order diffracted light for the wavelength ⁇ 1 and the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light for the wavelength 2 are the maximum in the different order diffraction structure of the first area AREA1.
  • the depth of the step is set so that the third-order region AREA3 has a diffraction efficiency of + 5th-order diffracted light for wavelength ⁇ 1 and +3 for wavelength ⁇ 2. Diffraction efficiency of second-order diffracted light
  • the depth of the step is set to be the maximum.
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency of the + 2nd-order diffracted light at wavelength ⁇ 1 is maximized, and in the fourth area AREA4, the diffraction efficiency of the + 5th-order diffracted light is maximized at the wavelength ⁇ 1. Is set.
  • the wavelength change amount of the blue-violet semiconductor laser due to mode hopping is lnm, it becomes 0. Ol l RMS, and the change in the defocus component due to mode hopping is well corrected. I understand.
  • the RMS value of the wavefront aberration for each wavelength Were 0.0251 RMS and 0.014 RMS, respectively. Furthermore, the RMS value of the wavefront aberration (the total aperture of the ninth-order or lower spherical aberration component) for the first and second luminous flux when the ambient temperature rises by 30 ° C is 0.026 1 RMS, -0.07 RMS.
  • the objective optical system of the present example has good performance for each of the high-density optical disks HD and DVD.
  • Table 7 shows lens data of the objective optical system in the seventh embodiment.
  • the entrance surface (first surface) of the aberration correction element has a first area AREAl whose height h from the optical axis is within the range of 0.000mm ⁇ h ⁇ l. It has an aspherical shape divided into the second area AREA2 within the range, and the first area AREA1 and the second area AREA2 have a different order diffraction structure as the first phase structure!
  • an optical path difference providing structure as a second phase structure in which a step is added to an aspheric surface is formed.
  • both the entrance surface (third surface) and the exit surface (fourth surface) of the light-collecting element have a phase structure !, that is, have an aspherical shape!
  • the incident surface (first surface) and the exit surface (second surface) of the aberration correction element, and the incident surface (third surface) of the light-collecting element ) And the aspheric surface of the exit surface (fourth surface) are defined by mathematical expressions obtained by substituting the coefficients shown in Table 7 into Expression 1 above, and are axisymmetric with respect to the optical axis.
  • the first phase structure is represented by an optical path difference added to the transmitted wavefront by this structure, and the optical path difference is an optical path difference function defined by substituting the coefficients shown in Table 7 into Equation 2 above. ⁇ (mm)
  • the ratio P1ZP2 of the paraxial power PI (mm -1 ) of the aberration correction element to the first light flux and the paraxial power P2 (mm -1 ) of the light-collecting element to the first light flux is 0.000. ! /
  • the heterogeneous diffraction structure of the first area AREA1 has a diffraction efficiency of + 2nd-order diffracted light for the first luminous flux wavelength ⁇ 1, and a + 1st-order diffracted light for the second luminous flux wavelength ⁇ 2.
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency is maximized.
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency of the + 2nd-order diffracted light with respect to the wavelength ⁇ 1 is maximized.
  • each step is set so as to satisfy the above expression 3 with respect to the wavelength ⁇ 1 and the wavelength 2.
  • the depth does not substantially give a phase difference.
  • 12 ring zones are formed.
  • the RMS value of the wavefront aberration for each wavelength (the sum of the ninth and lower order spherical aberration components) ) Were 0.035 RMS and -0.063 RMS, respectively. Furthermore, the RMS values of the wavefront aberration for the first and second luminous flux (the total aperture of the ninth-order or less spherical aberration component) when the ambient temperature force rises by 30 ° C are 0.081 RMS and 1-0, respectively. . 015 RMS.
  • the objective optical system of this example has good performance for each of the high-density optical discs HD and DVD.
  • Table 8 shows the lens data of the objective optical system in the eighth embodiment.
  • the entrance surface (first surface) of the aberration correction element has a first area AREA1 whose height h from the optical axis is within the range of 0.000mm ⁇ h ⁇ l. It has an aspherical shape divided into the second area AREA2 within the range, and the first area AREA1 and the second area AREA2 have a different order diffraction structure as the first phase structure!
  • the third area AREA3 whose height h from the optical axis is within the range of 0.000mm ⁇ h ⁇ l.05mm, and 1.05 ⁇ h AREA4 is divided into the fourth area AREA4 within the range, and the third area AREA3 is formed with an optical path difference providing structure as the second phase structure. Has been added.
  • the light incident surface (third surface) of the light-collecting element has a phase structure formed therein, and has an aspherical shape
  • the light exit surface (fourth surface) has an optical axis on which no phase structure is formed. It has a plane shape perpendicular to.
  • the aspheric surfaces of the entrance surface (first surface) and exit surface (second surface) of the aberration correction element and the entrance surface (third surface) and exit surface (fourth surface) of the light-collecting element are respectively It is defined by an equation obtained by substituting the coefficients shown in Table 8 into Equation 1, and is axially symmetric with respect to the optical axis.
  • the first phase structure is represented by an optical path difference added to a transmitted wavefront by this structure.
  • the optical path difference is an optical path difference function ⁇ (mm) defined by substituting the coefficients shown in Table 8 into Equation 2 above.
  • the ratio P1ZP2 of paraxial power PI (mm -1 ) of the aberration correction element to the first light flux and paraxial power P2 (mm— of the first light flux of the light-collecting element is 0.28! / RU
  • the heterogeneous diffraction structure of the first area AREA1 has a diffraction efficiency of + 2nd-order diffracted light for the first luminous flux wavelength ⁇ 1, and a + 1st-order diffracted light for the second luminous flux wavelength ⁇ 2.
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency is maximized.
  • the depth of the step is set so that the diffraction efficiency of the + 2nd-order diffracted light with respect to the wavelength ⁇ 1 is maximized.
  • the optical path difference providing structure as the second phase structure added to the second surface is set so that each step satisfies the above equation 3 with respect to the wavelength ⁇ 1 and the wavelength 2.
  • the depth does not substantially give a phase difference.
  • seven ring zones are formed.
  • the RMS value of the wavefront aberration for each wavelength Were 0.030 RMS and 0.031 RMS, respectively.
  • the RMS values of the wavefront aberration (the total aperture of the ninth-order or lower spherical aberration components) for the first and second luminous fluxes when the ambient temperature force rises by 30 ° C are 0.029 1 RMS, 0, respectively. . 012 RMS.
  • the objective optical system of this example has good performance for each of the high-density optical discs HD and DVD.
  • Table 9 shows lens data of the objective optical system in the ninth embodiment.
  • the incident surface (first surface) of the aberration correction element has a planar shape perpendicular to the optical axis.
  • a wavelength-selective diffraction structure as a one-phase structure is formed.
  • the exit surface (second surface) of the aberration correction element has an optical path difference providing structure as a second phase structure in which a step is added to a planar shape perpendicular to the optical axis.
  • both the entrance surface (third surface) and the exit surface (fourth surface) of the light-collecting element have a phase structure !, that is, have an aspheric shape!
  • the aspheric surfaces of the entrance surface (third surface) and the exit surface (fourth surface) of the light-collecting element are respectively defined by equations obtained by substituting the coefficients shown in Table 9 into Equation 1 above, and Axisymmetric.
  • the first phase structure is represented by an optical path difference added to the transmitted wavefront by this structure, and the optical path difference is an optical path difference function defined by substituting the coefficients shown in Table 9 into Equation 2 above. ⁇ (mm)
  • the ratio P1ZP2 of the paraxial power PI (mm -1 ) of the aberration correction element to the first light flux and the paraxial power P2 (mm -1 ) of the light-collecting element to the first light flux is 0.000. ! / [0197]
  • the optical path difference providing structure as the second phase structure added to the second surface is set so that each step satisfies the above equation 3 with respect to the wavelength ⁇ 1 and the wavelength 2. Do not give a phase difference, and be deep! / Puru. In this embodiment, four orbicular zones are formed.
  • the RMS value of the wavefront aberration for each wavelength 9th order or less
  • the sum of the spherical aberration components of the two was 0.014 RMS and 0.013 RMS, respectively.
  • the RMS values of the wavefront aberration (sum of the spherical aberration components of the ninth and lower orders) for the first light beam and the second light beam are 0.005 RMS and 0.004, respectively.
  • the objective optical system of this example has good performance for each of the high-density optical discs HD and DVD.

Landscapes

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Abstract

　本発明の光ピックアップ装置用の対物光学系は、第１位相構造と第２位相構造の少なくとも２つの位相構造を有する収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第１光束を前記第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、該収差補正素子から射出された前記第２光束を前記第２光ディスクの情報記録面上に集光させる機能を有する集光素子の少なくとも２つの光学素子から構成され、前記第２位相構造は前記第１光束の波長変化に伴う前記対物光学系の集光特性の変化及び／または環境温度変化に伴う前記対物光学系の集光特性の変化を抑制する機能を有する。

Description

明 細 書
光ピックアップ装置用の対物光学系、光ピックアップ装置及び光情報記 録再生装置
技術分野
[oooi] 本発明は、複数種類の光ディスクに対する情報の再生及び Zまたは記録が可能な 光ピックアップ装置用の対物光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 に関する。
背景技術
[0002] 従来より、記録密度が異なる複数種類の光ディスクに対して記録 Z再生を行うこと が可能な、互換性を有する光ピックアップ装置が知られており、例えば、 DVD (デジ タルバーサタイルディスク）と CD (コンパクトディスク）を 1つの光ピックアップ装置を用 いて記録 Z再生するものがある。また、近年、記録密度が異なる光ディスクとして、青 紫色レーザ光源 (例えば、青紫色半導体レーザや青紫色 SHGレーザなど）を用いる 高密度光ディスク HD (以下、記録 Z再生用のレーザ光源として、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 HD」という）と、従来の DVD、更 には CDとも互換性のある光ピックアップ装置が要求されてきている。
[0003] また、レーザ光源の発光波長のばらつきを考え、高密度光ディスク HDで使用され る波長付近及び DVDで使用される波長付近の何れの波長領域においても色収差 は小さいほうが望ましい。特に、高密度光ディスク HDで使用される光束は青紫色領 域であり、青紫色領域でのレンズ材料の波長分散は大きいため、色収差の補正は必 須となる。さらに、単位波長あたりの球面収差の変化量及び環境温度変化に伴う球 面収差の変化量は対物光学系の開口数 (NA)の 4乗に比例して増大するため、高 密度光ディスク HDの 1規格であるブルーレイディスクのような NAO. 85の対物光学 系では、上記の問題がより一層顕在化する。
[0004] 単位波長あたりの球面収差の変化量と環境温度変化に対する球面収差の変化量 は対物光学系に回折構造を付加することで緩和できる。し力しながら、単位波長あた りの球面収差の変化量と環境温度変化に伴う球面収差の変化量はトレードオフの関 係にあるため両立できず、他のパラメータを導入して単位波長あたりの球面収差の変 化量と環境温度変化に伴う球面収差の変化量の総和を低減する必要がある。
[0005] また、高密度光ディスク HDでの倍率と DVDでの倍率の差を小さくすることで、光ピ ックアップ装置の簡略ィ匕に繋がる。
[0006] 記録密度が異なる複数種類の光ディスクに対して互換性を有する対物光学系及び 光ピックアップ装置として、光学面上に形成した回折構造を利用する技術が知られて いる（例えば、特許文献 1参照)。
[0007] 特許文献 1には、位相構造としての回折構造を有する 2群構成であり、高密度光デ イスク HDと DVDと CDに対して共通して使用可能な対物光学系に関する技術が開 示されている。この 2群構成の対物光学系は、光ディスク側の集光素子に近軸パワー の殆どを負担させることで、 DVDや CD等の保護層厚みの大きい光ディスクに対する 作動距離を確保するとともに、光源側の収差補正素子に位相構造としての回折構造 を形成することで、回折構造の段差部分による光線のけられを防止し透過率を向上 さ ·¾：るちのである。
特許文献 1：欧州特許出願公開第 1304689号明細書
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 特許文献 1には、 2群構成の対物光学系において、保護層の厚さが各光ディスクで 異なることに起因して発生する球面収差や各光ディスクで使用する波長が異なること に起因して発生する球面収差を補正する位相構造に関する記載がある。しかしなが ら、保護層の厚さが各光ディスクで異なることに起因して発生する球面収差や各光デ イスクで使用する波長が異なることに起因して発生する球面収差を補正する位相構 造の他に、高密度光ディスク HD用の青紫色波長領域での波長変化に対する集光 特性の変化及び環境温度変化に伴う集光特性の変化を抑制するための位相構造が あり、かつ青紫色波長領域での波長変化及び環境温度変化に伴う集光特性の変化 を抑制する最適な 2枚のレンズの近軸パワー比を指定する 2群構成の対物光学系に 関する記載は特許文献 1にはな 、。
[0009] また、対物光学系には入射光束を光ディスクの情報記録面上に集光させるための 屈折力が要求されることから、対物光学系を単玉のレンズで構成した場合には光学 面の曲率が大きくならざるを得ず、このような曲率が大きな光学面に回折構造を設け ることが、レンズ製造の観点力も容易ではないという問題があった。
[0010] 本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、記録密度が異なる複数の光 ディスクに対して十分に球面収差を補正した状態で情報の再生及び Zまたは記録を 行うことができ、さらに、レンズ製造が容易化された光ピックアップ装置用の対物光学 系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供することである。
課題を解決するための手段
[ooii] 本明細書においては、情報の記録 Z再生用の光源として、青紫色半導体レーザや 青紫色 SHGレーザを使用する光ディスクを総称して「高密度光ディスク HD」 t ヽ、 NAO. 85の対物光学系により情報の記録 Z再生を行い、保護層の厚さが 0. lmm 程度である規格の光ディスク（例えば、ブルーレイディスク）の他に、 NAO. 65乃至 0 . 67の対物光学系により情報の記録 Z再生を行い、保護層の厚さが 0. 6mm程度で ある規格の光ディスク (例えば、 HD DVD)も含むものとする。また、このような保護 層をその情報記録面上に有する光ディスクの他に、情報記録面上に数一数十 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 0の光デイス クも含むものとする。また、本明細書においては、高密度光ディスク HDには、情報の 記録 Z再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色 SHGレーザを使用する 光磁気ディスクも含まれるものとする。
[0012] また、本明細書にぉ ヽては、 DVDとは、 DVD-ROM, DVD-Video, DVD— Au dio、 DVD-RAM, DVD-R, DVD—RW、 DVD+R、 DVD +RW等の DVD系歹 [J の光ディスクの総称であり、 CD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。
[0013] また、本明細書において、「対物光学系」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波長が互いに異なる光束を、 記録密度が互いに異なる光ディスクのそれぞれの情報記録面上に集光する機能を 有する集光素子と、該集光素子と一体となってァクチユエータによりトラッキング及び フォーカシング駆動される光学素子とから構成されるレンズ群を指すものとする。 [0014] また、本明細書において開口数とは、光ディスクの規格で規定されている開口数、 或いは、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必要なスポット 径を得ることができる、回折限界性能を有する対物光学系の像側開口数を指すもの とする。
[0015] 以上の課題を解決するために、本発明の光ピックアップ装置用の対物光学系は 次の構成を有する。
[0016] 第 1光源から射出される波長 λ 1の第 1光束を用いて厚さ tlの保護層を有する第 1 光ディスクに対する情報の再生及び Zまたは記録を行い、第 2光源力 射出される波 ¾ 2 ( λ 2 > λ 1)の第 2光束を用いて厚さ t2 (t2≥tl)の保護層を有する第 2光ディ スクに対する情報の再生及び Zまたは記録を行う光ピックアップ装置用の対物光学 系において、
前記対物光学系は、第 1位相構造と第 2位相構造の少なくとも 2つの位相構造を有 する収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第 1光束を前記第 1光デ イスクの情報記録面上に集光させ、該収差補正素子から射出された前記第 2光束を 前記第 2光ディスクの情報記録面上に集光させる機能を有する集光素子の少なくとも 2つの光学素子から構成され、前記第 2位相構造は前記第 1光束の波長変化に伴う 前記対物光学系の集光特性の変化及び Zまたは環境温度変化に伴う前記対物光 学系の集光特性の変化を抑制する機能を有する。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]図 1は回折構造の一例を示す側面図（a)、（b)である。
[図 2]図 2は回折構造の一例を示す側面図 (a)、 (b)である。
[図 3]図 3は回折構造の一例を示す側面図 (a)、 (b)である。
[図 4]図 4は回折構造及び光路差付与構造の一例を示す側面図 (a)、 (b)である。
[図 5]図 5は光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。
[図 6]図 6は対物光学系の構成を示す要部平面図である。
[図 7]図 7は環境温度が 30度上昇したときの波面収差図である。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 最初に、本発明の上記課題を解決するための好ましい実施形態を説明する。 [0019] 項 1記載の構成は、第 1光源から射出される波長 λ 1の第 1光束を用いて厚さ tlの 保護層を有する第 1光ディスクに対する情報の再生及び Zまたは記録を行い、第 2 光源から射出される波長 λ 2 ( λ 2 > λ 1)の第 2光束を用いて厚さ t2 (t2≥tl)の保 護層を有する第 2光ディスクに対する情報の再生及び Zまたは記録を行う光ピックァ ップ装置用の対物光学系にお!、て、
前記対物光学系は、第 1位相構造と第 2位相構造の少なくとも 2つの位相構造を有 する収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第 1光束を前記第 1光デ イスクの情報記録面上に集光させ、該収差補正素子から射出された前記第 2光束を 前記第 2光ディスクの情報記録面上に集光させる機能を有する集光素子の少なくとも 2つの光学素子から構成され、
前記収差補正素子の前記第 1光束に対する近軸パワーを PI (mm-1)、前記集光素 子の前記第 1光束に対する近軸パワーを P2 (mm とし、前記第 1光ディスクに対す る情報の再生及び Zまたは記録を行う際の前記対物光学系の倍率を ml、前記第 2 光ディスクに対する情報の再生及び Zまたは記録を行う際の前記対物光学系の倍 率を m2としたとき、以下の（1)式及び (2)式を満たすことを特徴とする。
[0020] -0. 05≤P1/P2≤0. 30 (1)
0≤ I I ml I - I m2 I | ≤0. 05 (2)
ここで、収差補正素子の第 1光束に対する焦点距離を fl (mm)、集光素子の第 1光 束に対する焦点距離を f 2 (mm)とすると、前記近軸パワー PIと、前記近軸パワー P2 は以下の式で定義される。
[0021] Pl = 1 / fl
P2= 1 / Ϊ2
項 2記載の構成は、項 1に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系にお 、て、 前記第 1位相構造は前記 tlと前記 t2の差により生じる球面収差を補正し、前記第 2 位相構造は前記第 1光束の波長変化に伴う前記対物光学系の集光特性の変化及 び Zまたは環境温度変化に伴う前記対物光学系の集光特性の変化を抑制する機能 を有することを特徴とする。
[0022] 項 3記載の構成は、項 1に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、 前記第 1位相構造は該第 1位相構造に入射する前記第 1光束と前記第 2光束の波 長差により生じる球面収差を補正し、前記第 2位相構造は前記第 1光束の波長変化 に伴う前記対物光学系の集光特性の変化及び/または環境温度変化に伴う前記対 物光学系の集光特性の変化を抑制する機能を有することを特徴とする。
[0023] 項 1に記載の構成のように、第 1位相構造と第 2位相構造の少なくとも 2つの位相構 造を有する収差補正素子と、集光素子の少なくとも 2つの光学素子で対物光学系を 構成し、これら収差補正素子及び集光素子の近軸パワーや対物光学系の倍率が上 記（1)式及び（2)式を満たすように設定することで、記録密度が異なる複数の光ディ スクに対して十分に球面収差を補正した状態で情報の再生及び Zまたは記録を行う ことができる対物光学系が得られる。
[0024] 例えば、第 1光ディスクとして、保護層の厚さが 0. 1mm程度である規格の光デイス ク（例えば、ブルーレイディスク）を用いる場合には、項 2に記載のように、第 1位相構 造で tlと t2の差により生じる球面収差を補正し、第 2位相構造で第 1光束の波長変 化に伴う対物光学系の集光特性の変化及び Zまたは環境温度変化に伴う対物光学 系の集光特性の変化を抑制することができる。
[0025] また、例えば、第 1光ディスクとして、保護層の厚さが 0. 6mm程度である規格の光 ディスク (例えば、 HD DVD)を用いる場合には、項 3に記載のように、第 1位相構造 で該第 1位相構造に入射する第 1光束と第 2光束の波長差により生じる球面収差を 補正し、第 2位相構造で第 1光束の波長変化に伴う対物光学系の集光特性の変化 及び/または環境温度変化に伴う対物光学系の集光特性の変化を抑制することがで きる。
[0026] また、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子に持た せることになるので、 DVDに対する作動距離を十分に確保することが可能となる。
[0027] また、収差補正素子の入射面及び射出面は、その曲率力 、さくなり、略平板状にな るので、入射面及び射出面に形成する第 1位相構造及び第 2位相構造の段差部分 により、その進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑える ことができ、透過率の低下を防止でき、さらに、曲率が大きな光学面に位相構造を設 ける場合と比較して、レンズ製造が容易となる。 [0028] 項 4記載の構成は、項 2又は 3に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系におい て、
前記第 1位相構造及び前記第 2位相構造は、同心円状の複数の輪帯が配列される と共に前記各輪帯が不連続な光軸方向の段差により階段状に分割されており、前記 第 1光束には実質的に位相差を与えず、前記第 2光束には実質的に位相差を与える 波長選択型回折構造と、光軸方向の段差により分割された同心円状の複数の輪帯 から構成される光路差付与構造と、同心円状の複数の輪帯が配列された構造であつ て、前記第 1光束が入射した際に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回 折光の回折次数を nl、前記第 2光束が入射した際に発生する回折光のうち最大の 回折効率を有する回折光の回折次数を n2としたとき、 nl >n2を満たす異次回折構 造のうちの 、ずれかであることを特徴とする。
[0029] 上記第 1位相構造及び第 2位相構造は項 4に記載のように、波長選択型回折構造 、光路差付与構造、および異次回折構造の何れであっても良い。
[0030] 本明細書に記載の"波長選択型回折構造"とは、図 3に模式的に示すように、同心 円状の複数の輪帯が配列されるとともに、各輪帯が不連続な光軸方向の段差により 階段状に分割される構造 (以下、「波長選択型回折構造 HOE」という）であって、波 長選択型回折構造 HOEの段差量 dと段差数 Nを適切に設定することにより、例えば 、波長 λ 1の第 1光束には位相差を与えず、回折させずにそのまま透過させ、波長え 2の第 2光束には位相差を与えることで回折させる回折構造である。
[0031] 本明細書に記載の"光路差付与構造"とは、図 4に模式的に示すように、光軸方向 の段差 (深さ d)により分割された同心円状の複数の輪帯 105から構成される（以下、「 光路差付与構造 NPS」という）。段差 104の方向は有効径途中で入れ替わる断面形 状であってもよい。光路差付与構造 NPSは、所定の温度及び設定の波長において、 隣接する輪帯間で入射光束の波長の整数倍の光路差を発生するように段差 dが設 計されており、段差 dは以下の数 3を満たす。
[0032] d= 5k- λ 1/ (Nl— 1) = 3k. λ 2/ (N2— 1) (数 3)
但し、 λ ΐは高密度光ディスク HDで使用される波長領域における波長であり、 1 2 は DVDで使用される波長領域における波長である。また、 N1は波長 λ 1に対する収 差補正素子の屈折率、 N2は波長え 2に対する収差補正素子の屈折率、 kは自然数 である。
[0033] 本明細書に記載の"異次回折構造"とは、図 1に模式的に示すように同心円状の複 数の輪帯 100が配列された構造である（以下、「異次回折構造 DOE」という）。また、 図 2に模式的に示すように、段差 101の方向が有効径内で同一である複数の輪帯 1 02から構成され、光軸を含む断面形状が階段形状であるものや、図 4に模式的に示 すように、段差 104の方向が有効径途中で入れ替わる複数の輪帯 105から構成され 、光軸を含む断面形状が階段形状であるものであってよい。波長 λ 1の第 1光束が入 射した際に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数を η 1 、波長 λ 2の前記第 2光束が入射した際に発生する回折光のうち最大の回折効率を 有する回折光の回折次数を η2としたとき、 nl >n2を満たすように回折構造の段差量 dを設定している。具体的な回折次数 nl、 n2の組み合わせとして、（nl、 n2) = (2、 1)、（3、 2)、（5、 3)、（8、 5)、（10、 6)のいずれかであることが好ましく、この組み合 わせを選択することにより、それぞれの光ディスクでの波長で高い回折効率を維持す ることがでさる。
[0034] 尚、図 1乃至図 4は、各位相構造を平面上に形成した場合を模式的に示したもので あるが、各位相構造を球面或 、は非球面上に形成しても良 ヽ。
[0035] 項 5記載の構成は、項 4に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、 前記収差補正素子はプラスチックレンズであり、前記集光素子はガラスレンズであ つて、前記 P1と前記 P2とが以下の（3)式を満たすことを特徴とする。
[0036] -0. 05≤P1/P2≤0. 05 (3)
項 6記載の構成は、項 5に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、 前記集光素子は、前記第 1光束の波長 λ 1における屈折率が 1. 6以上であることを 特徴とする。
[0037] 項 7記載の構成は、項 4に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、 前記収差補正素子及び前記集光素子はともにプラスチックレンズであって、前記 Ρ 1と前記 Ρ2とが以下の (4)式を満たすことを特徴とする。
[0038] 0. 03≤Ρ1/Ρ2≤0. 30 (4) 項 8記載の構成は、項 7に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、 前記第 1位相構造が前記異次回折構造で、前記第 2位相構造が前記光路差付与 構造であるとき、前記 P1と前記 P2とが以下の（5)式を満たすことを特徴とする。
[0039] 0. 08≤P1/P2≤0. 10 (5)
項 9記載の構成は、項 7に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、 前記第 1位相構造が前記異次回折構造で、前記第 2位相構造が前記異次回折構 造であるとき、前記 P1と前記 P2とが以下の（6)式を満たすことを特徴とする。
[0040] 0. 07≤P1/P2≤0. 10 (6)
項 10記載の構成は、項 7に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、 前記第 1位相構造が前記波長選択型回折構造で、前記第 2位相構造が前記光路 差付与構造であるとき、前記 P1と前記 P2とが以下の（7)式を満たすことを特徴とする
[0041] 0. 07≤P1/P2≤0. 10 (7)
項 11記載の構成は、項 7に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系にお 、て、 前記第 1位相構造が前記波長選択型回折構造で、前記第 2位相構造が前記異次 回折構造であるとき、前記 P1と前記 P2とが以下の（8)式を満たすことを特徴とする。
[0042] 0. 08≤P1/P2≤0. 10 (8)
項 12記載の発明は、項 1乃至項 11のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置 用の対物光学系において、
前記収差補正素子と前記集光素子とが一体化されていることを特徴とする。
[0043] 項 13記載の発明は、項 1乃至項 12のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置 用の対物光学系を搭載していることを特徴とする。
[0044] 項 14記載の発明は、項 13に記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする
[0045] 本発明によれば、記録密度が異なる複数の光ディスクに対して十分に球面収差を 補正した状態で情報の再生及び zまたは記録を行うことができ、さらに、レンズ製造 が容易化された光ピックアップ装置用の対物光学系、光ピックアップ装置及び光情 報記録再生装置を得られる。 [0046] 本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。
[0047] 図 5は高密度光ディスク HDと DVDに対して適切に情報の記録/再生を行える光ピ ックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
[0048] 高密度光ディスク HDの光学的仕様は波長 λ l =407nm、保護層 PL1の厚さ tl = 0. lmm、開口数 NA1 =0. 85であり、 DVDの光学的仕様は波長え 2 = 660nm、 保護層 PL2の厚さ t2 = 0. 6mm、開口数 NA2 = 0. 65である。ただし、波長、保護 層の厚さ、及び開口数の組み合わせはこれに限らない。
[0049] 光ピックアップ装置 PUは、高密度光ディスク HDに対して情報の記録/再生を行う 場合に発光され、波長 λ 1のレーザー光束を射出する青紫色レーザー LD1、 DVD に対して情報の再生/記録を行う場合に発光され波長 λ 2のレーザー光束を射出す る赤色半導体レーザー LD2、高密度光ディスク HDの情報記録面 RL1からの反射光 束と、 DVDの情報記録面 RL2からの反射光束を受光する高密度光ディスク HDZD VD共用の光検出器 PD、青紫色半導体レーザー LD1から射出されるレーザー光束 の断面形状を楕円形力 円形に整形するためのビーム整形素子 BSH、第 1のビー ムスプリッター BS1、第 2のビームスプリツター BS2、収差補正素子 L1と、レーザー光 束を情報記録面 RL1、RL2上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた集 光素子 L2とから構成された対物光学系 OBJ、 2軸ァクチユエータ AC、高密度光ディ スク HDの開口数 NA1に対応した絞り STO、コリメートレンズ COL、センサーレンズ S ENとから構成される。なお、高密度光ディスク HD用の光源として、上述の青紫色半 導体レーザー LD1の他に青紫色 SHGレーザーを使用することもできる。
[0050] 光ピックアップ装置 PUにおいて、高密度光ディスク HDに対して情報の記録/再生 を行う場合には、図 5においては実線でその光学経路を描いたように、青色半導体レ 一ザ一 LD1を発光させる。青色半導体レーザー LD1から射出された発散光束は、ビ ーム整形素子 BSHを通過する際に、その断面形状が楕円形力 円形に整形され、 第 1のビームスプリッタ— BS1、第 2のビームスプリッタ— BS2を通過し、コリメータレン ズ COLを経て略平行光束とされた後、絞り STOにより光束径が規制され、対物光学 系 OBJによって高密度光ディスク HDの保護層 PL 1を介して情報記録面 RL 1上に形 成されるスポットとなる。対物光学系 OBJは、その周辺に配置された 2軸ァクチユエ一 タ ACによってフォーカシングゃトラッキングを行う。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光学系 OBJ、絞り STO、コリメータレンズ COLを通 過した後、第 2のビームスプリツター BS2で分岐され、センサーレンズ SENを経ること によって非点収差が与えられ、光検出器 PDに集光する。そして、光検出器 PDの出 力信号を用いて高密度光ディスク HDに記録された情報を読み取ることができる。
[0051] 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 、図 5においては破線でその光学経路を描いたように、赤色半導体レーザー LD2か ら発光させる。赤色半導体レーザー LD2から射出された発散光束は、第 1のビーム スプリツター BS1、第 2のビームスプリツター BS2を通過し、コリメータレンズ COLを経 て略平行光束とされた後、対物光学系 OBJによって高密度光ディスク HDの保護層 P L2を介して情報記録面 RL2上に形成されるスポットとなる。対物光学系 OBJは、その 周辺に配置された 2軸ァクチユエータ ACによってフォーカシングゃトラッキングを行う 。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光学系 OBJ、 絞り STO、コリメータレンズ COLを通過した後、第 2のビームスプリツター BS2で分岐 され、センサーレンズ SENを経ることによって非点収差が与えられ、光検出器 PDに 集光する。そして、光検出器 PDの出力信号を用いて高密度光ディスク HDに記録さ れた情報を読み取ることができる。
[0052] 次に、対物光学系 OBJの構成について説明する。対物光学系 OBJは、上述のよう に、収差補正素子 L1と、収差補正素子 L1から射出された第 1光束を高密度光デイス ク HDの情報記録面 RL1上に集光させ、収差補正素子 L1から射出された第 2光束を DVDの情報記録面 RL2上に集光させる機能を有する集光素子 L2とから構成されて いる。収差補正素子 L1と集光素子 L2は、接合部材 Bを介して一体化されている。
[0053] なお、図 6に示すように、収差補正素子 L1と集光素子 L2はそれぞれ、その光学機 能領域 (青紫色レーザ光源力 の光束が通過する領域)の周辺部には、光学機能領 域と一体化されたフランジ部 FL1と FL2を有し、これらフランジ部 FL1、 FL2同士を 接合し、一体ィ匕されたものでも良い。
[0054] 収差補正素子 L1の半導体レーザ光源側の光学面 (入射面) S1には第 1位相構造 が形成されており、光ディスク側の光学面 (射出面) S2には第 2位相構造が形成され ている。
[0055] 具体的には、第 1位相構造として、図 3に示したような、同心円状の複数の輪帯が 配列されると共に各輪帯が不連続な光軸方向の段差により階段状に分割された波長 選択型回折構造 HOEが形成されて ヽる。
[0056] 波長選択型回折構造 HOEにお ヽて、各輪帯内に形成された階段構造の深さ d ( μ m)は、 d= 2 1Z (N1— 1)で算出される値に設定され、各輪帯は 4つの段差により 5 分割されている。ただし、 λ 1は青紫色半導体レーザー LD1から射出されるレーザー 光束の波長をミクロン単位で表したものであり（ここでは λ 1 = 0. 407 m)、 N1は波 長 λ 1に対する屈折率である。
[0057] 光軸方向の深さ dがこのように設定された階段構造に対して、波長 λ 1のレーザー 光束が入射した場合、隣接する階段構造間では 2 Χ λ 1 { μ ηύの光路差が発生し、 波長 λ 1のレーザー光束は実質的に位相差は与えられないので回折されずにその まま透過する。
[0058] また、赤色半導体レーザー LD2からの波長 λ 2 (ここでは、 λ 2 = 0. 660 m)のレ 一ザ一光束が入射した場合、各段差により δ = 2 X 0. 407 X (1. 50635— 1)Ζ(1. 52439— 1) ) =0. 126 mの光路差が生じるので、 5分割された各輪帯の始点と終 点、では 0. 126 ^ πι Χ 5 = 0. 630 111 1 66011111と、波長え 2の 1波長分の光路 差が生じることとなる。隣接する輪帯の波面がそれぞれ 1波長分ずれて重なるため、 波長え 2のレーザー光束は + 1次の方向に回折する。
[0059] ここで、波長 λ 1の第 1光束と保護層 PL1の厚さ tl = 0. 1mmとの糸且合せに対して 波面収差が最小となるように、収差補正素子 L1及び集光素子 L2を設計した場合、 保護層 PL1と保護層 PL2との厚さの違いにより、対物光学系 OBJを通過した第 2光 束の球面収差は補正過剰方向となってしまう。
[0060] そこで、波長選択型回折構造 HOEの各輪帯の幅を、第 2光束が入射した場合に、 回折作用により + 1次回折光に対して補正不足方向の球面収差が付加されるように 設定することで、波長選択型回折構造 HOEによる球面収差の付加量と、保護層 PL 1と保護層 PL2との厚みの差により発生する補正過剰方向の球面収差とを互いに相 殺し、第 2光束が DVDの情報記録面 RL2上に良好なスポットを形成するようになって いる。
[0061] また、第 2位相構造として、図 1に示したような、光軸を中心とした同心円状の複数 の輪帯が配列された構造であって、光軸を含む断面形状が鋸歯形状となる異次回 折構造 DOEが形成されて ヽる。
[0062] 異次回折構造 DOEは、第 1光束が入射した際に発生する回折光のうち最大の回 折効率を有する回折光の回折次数を n 1、第 2光束が入射した際に発生する回折光 のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次数を n2としたとき、 nl >n2を満たす ように回折構造の段差を設定して!/ヽる。
[0063] このような異次回折構造 DOEに対して、波長が λ 1より若干長くなつた状態で第 1 光束が入射した場合には、球面収差を補正不足方向に変化させ、波長が λ 1より若 干短くなつた状態で第 1光束が入射した場合には、球面収差を補正過剰方向に変化 させることができるという、異次回折構造 DOEに球面収差の波長依存性を持たせる ことができる。これにより、入射波長変化に伴い発生する球面収差変化を相殺し、対 物光学系 OBJの集光特性の変化を抑制することができる。
[0064] なお、異次回折構造 DOEの球面収差の波長依存性を利用して、環境温度変化に 伴って対物光学系 OBJを構成する各レンズの屈折率が変化することに起因する当該 対物光学系 OBJの集光特性の変化を抑制する機能を持たせることもできる。
[0065] また、収差補正素子 L1の第 1光束に対する近軸パワーを PI (mm-1)、集光素子 L2 の第 1光束に対する近軸パワーを P2 (mm とし、高密度光ディスク HDに対する情 報の再生及び Zまたは記録を行う際の対物光学系 OBJの倍率を ml、 DVDに対す る情報の再生及び Zまたは記録を行う際の対物光学系 OBJの倍率を m2としたとき、 以下の（1)式及び (2)式を満たすように、収差補正素子 L1及び集光素子 L2が設計 されている。
[0066] -0. 05≤P1/P2≤0. 30 (1)
0≤ I I ml I - I m2 I | ≤0. 05 (2)
このように、入射光束に対する屈折力を専ら光ディスク側に配置される集光素子 L2 に持たせることで、 DVDに対する作動距離を十分に確保することが可能となり、また 、収差補正素子 L1と集光素子 L2を組み合わせる際の精度を軽減することができる。 [0067] また、収差補正素子 LIの入射面及び射出面は、その曲率力 、さくなり、略平板状 になるので、入射面及び射出面に形成する第 1位相構造及び第 2位相構造の段差 部分により、その進路が遮断されて集光スポットの形成に寄与しない光束の割合を抑 えることができ、透過率の低下を防止でき、さらに、曲率が大きな光学面に位相構造 を設ける場合と比較して、レンズ製造が容易となる。
[0068] また、高密度光ディスク HDでの倍率と DVDでの倍率の差を小さくすることで、光ピ ックアップ装置の構成を簡略ィ匕でき、トラッキング制御を容易化できる。さらに、各光 ディスクでの倍率を 0にすることで、対物光学系 OBJがシフトすることで発生するコマ 収差を抑制できるため、良好なトラッキング特性を得られる。
[0069] なお、本実施の形態においては、位相構造として、波長選択型回折構造 HOEと異 次回折構造 DOEを用いた力 これに限らず、図 4に示したような、光軸方向の段差に より分割された同心円状の複数の輪帯力 構成される光路差付与構造 NPSゃ異次 回折構造 DOEを用いても良い。また、第 1位相構造と第 2位相構造の組み合わせと しては、本実施の形態に示したものに限らず、波長選択型回折構造 HOE、異次回 折構造 DOE及び光路差付与構造 NPSのうちのいずれ力 2つの位相構造を組み合 わせたり、あるいは、いずれ力 1つの位相構造を第 1位相構造と第 2位相構造の両方 に用いても良い。
[0070] また、光ピックアップ装置に、保護層 PL1の厚さ tl =0. 6mmとなる高密度光デイス ク HDと DVDとの互換性を持たせる場合には、上述したような、第 1位相構造を利用 して保護層 PL1と保護層 PL2との厚みの差により発生する球面収差を補正する必要 がないので、この場合、第 1位相構造を第 1光束と第 2光束の波長差により生じる球 面収差を補正するための構造とすることができる。
[0071] なお、収差補正素子 L1をプラスチックレンズとし、集光素子 L2をガラスレンズとした 場合には、前記 P1と前記 P2とが以下の（3)式を満たすように設計することが好まし い。
[0072] -0. 05≤P1/P2≤0. 05 (3)
なお、図示は省略するが、上記実施の形態に示した光ピックアップ装置 PU、光ディ スクを回転自在に保持する回転駆動装置、これら各種装置の駆動を制御する制御装 置を搭載することで、光ディスクに対する光情報の記録及び光ディスクに記録された 情報の再生のうち少なくとも一方の実行が可能な光情報記録再生装置を得ることが 出来る。
実施例 1
[0073] 次に、前述した対物光学系 OBJの実施例について説明する。
[0074] なお、以下の実施例 1一 9の対物光学系 OBJのうち、実施例 1一 8の対物光学系は 、収差補正素子 L1と集光素子 L2が共にプラスチックレンズであり、実施例 9の対物 光学系は、収差補正素子 L1はプラスチックレンズであり、集光素子 L2はガラスレン ズである。
[0075] 表 1は実施例 1における対物光学系のレンズデータである。
[0076] 以下の表 1一表 9において、 NA1、 NA2は開口数、 fl、 f2は焦点距離 (mm)、 λ 1 、 λ 2は設計波長 (nm)、 ml、 m2は倍率、 tl、 t2は保護層の厚さ (mm)、 OBJは物 点（半導体レーザ光源の発光点）、 STOは絞り、 rは曲率半径 (mm)、 dl、 d2は面間 隔 (mm)、 Ν λ 1、 Ν λ 2は設計波長に対する屈折率、 v dは d線（587. 6nm)に対 するアッベ数、 nl、 n2は記録/再生用ビームの回折次数、 λ Βは回折構造の製造波 長 (nm)を表す。
[0077] [表 1-1]
【対物光学系の光学的仕様】
HD ： NA1 =0.85, f 1 =1.762mm, λ 1 =407nm, ml =0, t1 =0.1 mm
DVD ： NA2=0.65, f2=1.839mm, λ 2=660nm, m2=0, t2=0.6mm
【近軸データ】
Figure imgf000018_0001
【第 1面及び第 2面の近軸曲率半径， 非球面係数， 回折次数， 製造波長， 光路差関数係数】
Figure imgf000018_0002
1-2] 【第 3面及び第 4面の非球面係数】
Figure imgf000019_0002
[0079] 尚、表 1において、 10のべき乗数（例えば 4. 1672 X 10— )を、 E (例えば 4. 1672
E-3)を用いて表すものとする。
[0080] 収差補正素子の入射面（第 1面）は、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< l. 190m mの範囲内の第 1領域 AREAlと、 1. 190≤hの範囲内の第 2領域 AREA2に分割 された非球面形状となっており、第 1領域 AREA1に第 1位相構造としての波長選択 型回折構造が形成されて ヽる。
[0081] 収差補正素子の射出面 (第 2面）は非球面形状となっており、第 2位相構造としての 異次回折構造が形成されて ヽる。
[0082] また、集光素子の入射面 (第 3面)及び射出面 (第 4面）は共に位相構造が形成され て!、な 、非球面形状となって!/、る。
[0083] 収差補正素子の入射面 (第 1面)及び射出面 (第 2面)、集光素子の入射面 (第 3面
)及び射出面 (第 4面)の非球面は、それぞれ数 1式に表 1に示す係数を代入した数 式で規定され、光軸に対して軸対称となっている。
[0084] [数 1]
Figure imgf000019_0001
[0085] ここで、 X(h)は、その面の頂点に接する平面からの変化量 (mm)、 hは光軸に垂直 な方向の高さ（mm)、 rは曲率半径、 κは円錐係数、 Αは非球面係数である。
2i
[0086] また、第 1位相構造及び第 2位相構造は、この構造により透過波面に付加される光 路差で表される。かかる光路差は、 h (mm)を光軸に垂直な方向の高さ、 Cを光路差 関数係数、 nを入射光束の回折光のうち最大の回折効率を有する回折光の回折次 数、 λ (nm)を位相構造に入射する光束の波長、 B (nm)を位相構造の製造波長 とするとき、次の数 2式に表 1に示す係数を代入して定義される光路差関数 φ (mm)
b で表される。
[0087] [数 2] b = n x ( / B) x C2jh2 '
[0088] また、収差補正素子の第 1光束に対する近軸パワー PI (mm-1)と集光素子の第 1 光束に対する近軸パワー P2 (mm-1)の比 P1ZP2は 0. 08となって!/、る。
[0089] また、異次回折構造は、波長 λ 1に対しては + 5次回折光の回折効率、波長 λ 2に 対しては + 3次回折光の回折効率がそれぞれ最大となるようにその段差の深さが設 定されている。
[0090] 本実施例の対物光学系において、モードホッピングによる青紫色半導体レーザの 波長変化量が lnmのとき 0. 036 RMSとなり、モードホッピングによるデフォーカス 成分の変化が良好に補正されていることが分かる。
[0091] また、第 1光束の波長 λ 1が 5nm増加し、第 2光束の波長 λ 2が 20nm増加した場 合の、各波長に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収差成分の総和）はそ れぞれ 0. 0271 RMS, -0. 036 RMSとなった。さらに、環境温度力 ^30°C上昇 したときの、第 1光束及び第 2光束に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収 差成分の総禾口）はそれぞれ 0. 028 λ RMS, -0. 025 λ RMSとなった。
[0092] 以上より、本実施例の対物光学系は、高密度光ディスク HDと DVDのそれぞれに 対して良好な性能を有して 、ることが分かる。
実施例 2
[0093] 表 2は実施例 2における対物光学系のレンズデータである。
[0094] [表 2-1] 【対物光学系の光学的仕様】
HD ： NA1 =0.85, f1=1.765mm, λ 1=405nm, m1=0, t1=0.1mm
DVD ： NA2=0.65, f2=1.821mm, λ 2=655nm, m2=0, t2=0.6mm
【近軸データ】
Figure imgf000021_0001
【第 1面及び第 2面の近軸曲率半径， 非球面係数， 回折次数， 製造波長， 光路差関数係数】
Figure imgf000021_0002
2-2] 【第 3面の非球面係数】
Figure imgf000022_0001
[0096] 収差補正素子の入射面（第 1面）は、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< l. 20m mの範囲内の第 1領域 AREA1と、 1. 20≤hの範囲内の第 2領域 AREA2に分割さ れた非球面形状となっており、第 1領域 AREA1に第 1位相構造としての波長選択型 回折構造が形成されている。
[0097] 収差補正素子の射出面 (第 2面）は非球面形状となっており、第 2位相構造としての 異次回折構造が形成されて ヽる。
[0098] また、集光素子の入射面 (第 3面）は位相構造が形成されて 、な 、非球面形状であ り、射出面 (第 4面）は位相構造が形成されていない光軸に対して垂直な平面形状と なっている。
[0099] 収差補正素子の入射面 (第 1面)及び射出面 (第 2面)、集光素子の入射面 (第 3面
)の非球面は、それぞれ上記数 1式に表 2に示す係数を代入した数式で規定され、光 軸に対して軸対称となって 、る。
[0100] また、第 1位相構造及び第 2位相構造は、この構造により透過波面に付加される光 路差で表され、この光路差は上記数 2式に表 2に示す係数を代入して定義される光 路差関数 Φ (mm)で表される。
b
[0101] また、収差補正素子の第 1光束に対する近軸パワー PI (mm-1)と集光素子の第 1 光束に対する近軸パワー P2 (mm— の比 P1ZP2は 0. 27となって!/ヽる。
[0102] また、異次回折構造は、波長 λ 1に対しては + 5次回折光の回折効率、波長え 2に 対しては + 3次回折光の回折効率がそれぞれ最大となるようにその段差の深さが設 定されている。
[0103] 本実施例の対物光学系において、モードホッピングによる青紫色半導体レーザの 波長変化量が lnmのとき 0. 065 RMSとなり、モードホッピングによるデフォーカス 成分の変化が良好に補正されていることが分かる。 [0104] また、第 1光束の波長 λ 1が 5nm増加し、第 2光束の波長 λ 2が 20nm増加した場 合の、各波長に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収差成分の総和）はそ れぞれ 0. Oi l RMS、 -0. 021 λ RMSとなった。さらに、環境温度力 ^30°C上昇 したときの、第 1光束及び第 2光束に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収 差成分の総和）はそれぞれ 0. 018 RMS、 一 0. 020 RMSとなった。
[0105] 以上より、本実施例の対物光学系は、高密度光ディスク HDと DVDのそれぞれに 対して良好な性能を有して 、ることが分かる。
実施例 3
[0106] 表 3は実施例 3における対物光学系のレンズデータである。
[0107] [表 3-1]
【対物光学系の光学的仕様】
HD ： NA1 =0.85, f1 =2.035mm, λ 1 =405nm, m1 =0, t1 =0.1 mm
DVD ： NA2=0.63, f 2=2.126mm, λ 2=655nm, m2=0, t2=0.6mm
【近軸デ一タ】
Figure imgf000024_0001
【第 1面の近軸曲率半径. 非球面係数， 回折次数，製造波長.光路差関数係数】
Figure imgf000024_0002
3- 2] 【第 2面、第 3面及び第 4面の非球面係数】
Figure imgf000025_0001
【第 2面:光路差付与構造】
Figure imgf000025_0002
[0109] 収差補正素子の入射面（第 1面）は、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< l. 35m mの範囲内の第 1領域 AREAlと、 1. 35≤hの範囲内の第 2領域 AREA2とに分割 された非球面形状となっており、第 1領域 AREA1及び第 2領域 AREA2には第 1位 相構造としての異次回折構造が形成されて!ヽる。
[0110] 収差補正素子の射出面 (第 2面）には、非球面形状に段差が付加された第 2位相 構造としての光路差付与構造が形成されて!ヽる。
[0111] また、集光素子の入射面 (第 3面)及び射出面 (第 4面）は共に位相構造が形成され て!、な 、非球面形状となって!/、る。
[0112] 収差補正素子の入射面 (第 1面)及び射出面 (第 2面)、集光素子の入射面 (第 3面
)及び射出面 (第 4面)の非球面は、それぞれ上記数 1式に表 3に示す係数を代入し た数式で規定され、光軸に対して軸対称となっている。 [0113] また、第 1位相構造は、この構造により透過波面に付加される光路差で表され、この 光路差は上記数 2式に表 3で示す係数を代入して定義される光路差関数 φ (mm)
b で表される。
[0114] また、収差補正素子の第 1光束に対する近軸パワー PI (mm-1)と集光素子の第 1 光束に対する近軸パワー P2 (mm— の比 P1ZP2は 0. 10となって!/、る。
[0115] また、第 1領域 AREA1の異次回折構造は、第 1光束波長 λ 1に対しては +2次回折 光の回折効率、第 2光束波長 λ 2に対しては + 1次回折光の回折効率がそれぞれ最 大となるような段差の深さに設定されている。また、第 2領域 AREA2は波長 λ 1に対 して + 2次回折光の回折効率が最大となるように段差の深さが設定されている。
[0116] また、第 2面に付加されている第 2位相構造としての光路差付与構造は、各段差は 波長 λ 1及びえ 2に対して上記数 3式を満たすように設定されており、実質的に位相 差を与えない深さになっている。表中の iは光路差付与構造の各輪帯の番号を表し、 光軸を含む輪帯を i= l、その外側 (光軸力 離れる方向）に隣接する輪帯お = 2、さ らに外側に隣接する輪帯を i= 3、 · "とする。すなわち、本実施例は 7本の輪帯が形 成されている。また、 HiS、 HiLはそれぞれ、各輪帯の始点高さ及び終点高さを表す。 Mildは、第 1輪帯 (i= l)に対する各輪帯の光軸方向の変移量を表し、その符号は、 第 1輪帯に対してレーザ光源側に変移する場合を「一」とし、第 1輪帯に対して光ディ スク側に変移する場合を「 +」とするものとする。 kilは、第 1光束波長 λ 1において、 第 1輪帯を通過した波面の位相に対して第 i輪帯を通過した波面の位相が何 λ異な るかを表し、 ki2は、第 2光束波長え 2において、第 1輪帯を通過した波面の位相に対 して第 i輪帯を通過した波面の位相が何 λ異なる力を表し、その符号は第 1輪帯を通 過する波面に対して位相が遅れている場合を「一」とし、第 1輪帯を通過する波面に対 して位相が進んで 、る場合を「 +」とするものとする。
[0117] 図 7は本実施例において、環境温度が 30°C上昇したときの波面収差を示す。図 7 には、異次回折構造のみのときの波面収差、光路差付与構造のみのときの波面収差 、及び異次回折構造と光路差付与構造の両方の構造があるときの波面収差を示す。 図 7より、光路差付与構造を付与することにより、異次回折構造の球面収差特性が良 好に相殺されて 、ることがわかる。 [0118] 本実施例の対物光学系において、モードホッピングによる青紫色半導体レーザの 波長変化量が lnmのとき 0. 032 RMSとなり、モードホッピングによるデフォーカス 成分の変化が良好に補正されていることが分かる。
[0119] また、第 1光束の波長 λ 1が 5nm増加し、第 2光束の波長 λ 2が 20nm増加した場 合の、各波長に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収差成分の総和）はそ れぞれ 0. 031 RMS、 -0. 068 RMSとなった。さらに、環境温度力 ^30°C上昇 したときの、第 1光束及び第 2光束に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収 差成分の総禾口）はそれぞれ 0. 043 RMS、 一 0. 027 λ RMSとなった。
[0120] 以上より、本実施例の対物光学系は、高密度光ディスク HDと DVDのそれぞれに 対して良好な性能を有して 、ることが分かる。
実施例 4
[0121] 表 4は実施例 4における対物光学系のレンズデータである。
[0122] [表 4-1]
【対物光学系の光学的仕様】
HD ： NA1=0.85, f1=1.762mm, λ 1=407nm, m1=0, t1=0.1mm
DVD ： NA2=0.65, f2=1.827mm, A 2=655nm, m2=0, t2=0.6mm
【近軸データ】
Figure imgf000028_0001
【第 1面及び第 2面の近軸曲率半径， 非球面係数， 回折次数， 製造波長. 光路差関数係数】
Figure imgf000028_0002
4-2] 【第 3面及び第 4面の非球面係数】
Figure imgf000029_0001
[0124] 収差補正素子の入射面（第 1面）は、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< l. 20m mの範囲内の第 1領域 AREAlと、 1. 20≤hの範囲内の第 2領域 AREA2に分割さ れた非球面形状となっており、第 1領域 AREA1及び第 2領域 AREA2には第 1位相 構造としての異次回折構造が形成されて!ヽる。
[0125] 収差補正素子の射出面（第 2面）は、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< l. 20m mの範囲内の第 3領域 AREA3と、 1. 20≤hの範囲内の第 4領域 AREA4に分割さ れた非球面形状となっており、第 3領域 AREA3及び第 4領域 AREA4には第 2位相 構造としての異次回折構造が形成されて!ヽる。
[0126] また、集光素子の入射面 (第 3面)及び射出面 (第 4面）は共に位相構造が形成され て!、な 、非球面形状となって!/、る。
[0127] 収差補正素子の入射面 (第 1面)及び射出面 (第 2面)、集光素子の入射面 (第 3面
)及び射出面 (第 4面)の非球面は、それぞれ上記数 1式に表 4に示す係数を代入し た数式で規定され、光軸に対して軸対称となっている。
[0128] また、第 1位相構造及び第 2位相構造は、この構造により透過波面に付加される光 路差で表され、この光路差は上記数 2式に表 4に示す係数を代入して定義される光 路差関数 Φ (mm)で表される。
b
[0129] また、収差補正素子の第 1光束に対する近軸パワー PI (mm-1)と集光素子の第 1 光束に対する近軸パワー P2 (mm— の比 P1ZP2は 0. 00となって!/、る。
[0130] また、第 1領域 AREA1の異次回折構造は、波長 λ 1に対しては + 2次回折光の回 折効率、波長え 2に対しては + 1次回折光の回折効率がそれぞれ最大となるようにそ の段差の深さが設定されており、第 3領域 AREA3の異次回折構造は、波長 λ 1に 対しては + 5次回折光の回折効率、波長 λ 2に対しては + 3次回折光の回折効率が それぞれ最大となるようにその段差の深さが設定されている。また、第 2領域 AREA2 は波長 λ 1に対して + 2次回折光の回折効率、第 4領域 AREA4は波長 λ 1に対して + 5次回折光の回折効率が最大となるように段差の深さが設定されている。
[0131] 本実施例の対物光学系において、モードホッピングによる青紫色半導体レーザの 波長変化量が lnmのとき 0. 084 RMSとなり、モードホッピングによるデフォーカス 成分の変化が良好に補正されていることが分かる。
[0132] また、第 1光束の波長 λ 1が 5nm増加し、第 2光束の波長 λ 2が 20nm増加した場 合の、各波長に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収差成分の総和）はそ れぞれ 0. 046 RMS、 0. 021 λ RMSとなった。さらに、環境温度力 ^30°C上昇し たときの、第 1光束及び第 2光束に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収差 成分の総禾口）はそれぞれ 0. 049 1 RMS, 0. 010 RMSとなった。
[0133] 以上より、本実施例の対物光学系は、高密度光ディスク HDと DVDのそれぞれに 対して良好な性能を有して 、ることが分かる。
実施例 5
[0134] 表 5は実施例 5における対物光学系のレンズデータである。
[0135] [表 5-1]
【対物光学系の光学的仕様】
HD ： NA1=0.85, f1=1.765mm, A 1=407nm, m1=0, t1=0.1mm
DVD ： NA2=0.65, f2=1.842mm, λ 2=660nm, m2=0, t2=0.6mm
【近軸データ】
Figure imgf000031_0001
【第 1面及び第 2面の近軸曲率半径， 非球面係数， 回折次数，製造波長， 光路差関数係数】
Figure imgf000031_0002
5- 2] 【第 3面及び第 4面の非球面係数】
Figure imgf000032_0001
[0137] 収差補正素子の入射面（第 1面）は、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< l. 192m mの範囲内の第 1領域 AREAlと、 1. 192≤hの範囲内の第 2領域 AREA2に分割 された非球面形状となっており、第 1領域 AREA1及び第 2領域 AREA2には第 1位 相構造としての異次回折構造が形成されて!ヽる。
[0138] 収差補正素子の射出面（第 2面）は、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< l. 192m mの範囲内の第 3領域 AREA3と、 1. 192≤hの範囲内の第 4領域 AREA4に分割 された非球面形状となっており、第 3領域 AREA3及び第 4領域 AREA4には第 2位 相構造としての異次回折構造が形成されて!ヽる。
[0139] また、集光素子の入射面 (第 3面)及び射出面 (第 4面）は共に位相構造が形成され て!、な 、非球面形状となって!/、る。
[0140] 収差補正素子の入射面 (第 1面)及び射出面 (第 2面)、集光素子の入射面 (第 3面
)及び射出面 (第 4面)の非球面は、それぞれ上記数 1式に表 5に示す係数を代入し た数式で規定され、光軸に対して軸対称となっている。
[0141] また、第 1位相構造及び第 2位相構造は、この構造により透過波面に付加される光 路差で表され、この光路差は上記数 2式に表 5に示す係数を代入して定義される光 路差関数 Φ (mm)で表される。
b
[0142] また、収差補正素子の第 1光束に対する近軸パワー PI (mm-1)と集光素子の第 1 光束に対する近軸パワー P2 (mm— の比 P1ZP2は 0. 07となって!/、る。
[0143] また、第 1領域 AREA1の異次回折構造は、波長 λ 1に対しては + 2次回折光の回 折効率、波長え 2に対しては + 1次回折光の回折効率がそれぞれ最大となるようにそ の段差の深さが設定されており、第 3領域 AREA3の異次回折構造は、波長 λ 1に 対しては + 5次回折光の回折効率、波長 λ 2に対しては + 3次回折光の回折効率が それぞれ最大となるようにその段差の深さが設定されている。また、第 2領域 AREA2 は波長 λ 1に対して + 2次回折光の回折効率、第 4領域 AREA4は波長 λ 1に対して + 2次回折光の回折効率が最大となるように段差の深さが設定されている。
[0144] 本実施例の対物光学系において、モードホッピングによる青紫色半導体レーザの 波長変化量が lnmのとき 0. 035 RMSとなり、モードホッピングによるデフォーカス 成分の変化が良好に補正されていることが分かる。
[0145] また、第 1光束の波長 λ 1が 5nm増加し、第 2光束の波長 λ 2が 20nm増加した場 合の、各波長に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収差成分の総和）はそ れぞれ 0. 028 1 RMS, -0. 036 RMSとなった。さらに、環境温度力 ^30°C上昇 したときの、第 1光束及び第 2光束に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収 差成分の総禾口）はそれぞれ 0. 029 λ RMS, -0. 023 λ RMSとなった。
[0146] 以上より、本実施例の対物光学系は、高密度光ディスク HDと DVDのそれぞれに 対して良好な性能を有して 、ることが分かる。
実施例 6
[0147] 表 6は実施例 6における対物光学系のレンズデータである。
[0148] [表 6-1]
【対物光学系の光学的仕様】
HD ： NA1=0.85, f1=1.768mm, λ 1=405nm, m1=0, t1=0.1mm
DVD ： NA2=0.65, f2=1.821 mm, A 2=655nm, m2=0, t2=0.6mm
【近軸データ】
Figure imgf000034_0001
【第 1面及び第 2面の近軸曲率半径， 非球面係数， 回折次数， 製造波長， 光路差関数係数】
Figure imgf000034_0002
6- 2] 【第 3面の非球面係数】
Figure imgf000035_0001
[0150] 収差補正素子の入射面（第 1面）は、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< l. 20m mの範囲内の第 1領域 AREA1と、 1. 20≤hの範囲内の第 2領域 AREA2に分割さ れた非球面形状となっており、第 1領域 AREA1及び第 2領域 AREA2には第 1位相 構造としての異次回折構造が形成されて!ヽる。
[0151] 収差補正素子の射出面（第 2面）は、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< 0. 93m mの範囲内の第 3領域 AREA3と、 0. 93≤hの範囲内の第 4領域 AREA4に分割さ れた非球面形状となっており、第 3領域 AREA3及び第 4領域 AREA4には第 2位相 構造としての異次回折構造が形成されて!ヽる。
[0152] また、集光素子の入射面 (第 3面）は位相構造が形成されて 、な 、非球面形状であ り、射出面 (第 4面）は位相構造が形成されていない光軸に対して垂直な平面形状と なっている。
[0153] 収差補正素子の入射面 (第 1面)及び射出面 (第 2面)、集光素子の入射面 (第 3面 )は、それぞれ上記数 1式に表 6に示す係数を代入した数式で規定され、光軸に対し て軸対称となっている。
[0154] また、第 1位相構造及び第 2位相構造は、この構造により透過波面に付加される光 路差で表され、この光路差は上記数 2式に表 6に示す係数を代入して定義される光 路差関数 φ b (mm)で表される。
[0155] また、収差補正素子の第 1光束に対する近軸パワー PI (mm-1)と集光素子の第 1 光束に対する近軸パワー P2 (mm— の比 P1ZP2は 0. 27となって!/ヽる。
[0156] また、第 1領域 AREA1の異次回折構造は、波長 λ 1に対しては + 2次回折光の回 折効率、波長え 2に対しては + 1次回折光の回折効率がそれぞれ最大となるようにそ の段差の深さが設定されており、第 3領域 AREA3の異次回折構造は、波長 λ 1に 対しては + 5次回折光の回折効率、波長 λ 2に対しては + 3次回折光の回折効率が それぞれ最大となるようにその段差の深さが設定されている。また、第 2領域 AREA2 は波長 λ 1に対して + 2次回折光の回折効率、第 4領域 AREA4は波長 λ 1に対して + 5次回折光の回折効率が最大となるように段差の深さが設定されている。
[0157] 本実施例の対物光学系において、モードホッピングによる青紫色半導体レーザの 波長変化量が lnmのとき 0. Ol l RMSとなり、モードホッピングによるデフォーカス 成分の変化が良好に補正されていることが分かる。
[0158] また、第 1光束の波長 λ 1が 5nm増加し、第 2光束の波長 λ 2が 20nm増加した場 合の、各波長に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収差成分の総和）はそ れぞれ 0. 025 1 RMS, 0. 014 RMSとなった。さらに、環境温度力 ^30°C上昇し たときの、第 1光束及び第 2光束に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収差 成分の総禾口）はそれぞれ一 0. 026 1 RMS, -0. 007 RMSとなった。
[0159] 以上より、本実施例の対物光学系は、高密度光ディスク HDと DVDのそれぞれに 対して良好な性能を有して 、ることが分かる。
実施例 7
[0160] 表 7は実施例 7における対物光学系のレンズデータである。
[0161] [表 7-1]
【対物光学系の光学的仕様】
HD ： NA1=0.85, f1=2.024mm, λ 1=407nm, m1=0, t1=0.1mm
DVD ： NA2=0.64, f2=2.093mm, A 2=655nm, m2=0, t2=0.6mm
【近軸データ】
Figure imgf000037_0001
【第 1面の近軸曲率半径， 非球面係数， 回折次数，製造波長， 光路差関数係数】
Figure imgf000037_0002
7-2] 【第 2面、第 3面及び第 4面の非球面係数】
Figure imgf000038_0001
[0163] 収差補正素子の入射面（第 1面）は、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< l. 33m mの範囲内の第 1領域 AREAlと、 1. 33≤hの範囲内の第 2領域 AREA2とに分割 された非球面形状となっており、第 1領域 AREA1及び第 2領域 AREA2には第 1位 相構造としての異次回折構造が形成されて!ヽる。
[0164] 収差補正素子の射出面 (第 2面）には、非球面形状に段差が付加された第 2位相 構造としての光路差付与構造が形成されて!ヽる。
[0165] また、集光素子の入射面 (第 3面)及び射出面 (第 4面）は共に位相構造が形成され て!、な 、非球面形状となって!/、る。
[0166] 収差補正素子の入射面 (第 1面)及び射出面 (第 2面)、集光素子の入射面 (第 3面 )及び射出面 (第 4面)の非球面は、それぞれ上記数 1式に表 7に示す係数を代入し た数式で規定され、光軸に対して軸対称となっている。
[0167] また、第 1位相構造は、この構造により透過波面に付加される光路差で表され、この 光路差は上記数 2式に表 7で示す係数を代入して定義される光路差関数 φ (mm)
b で表される。
[0168] また、収差補正素子の第 1光束に対する近軸パワー PI (mm-1)と集光素子の第 1 光束に対する近軸パワー P2 (mm-1)の比 P1ZP2は 0. 00となって!/、る。
[0169] また、第 1領域 AREA1の異次回折構造は、第 1光束波長 λ 1に対しては +2次回折 光の回折効率、第 2光束波長 λ 2に対しては +1次回折光の回折効率がそれぞれ最 大となるような段差の深さに設定されている。また、第 2領域 AREA2は波長 λ 1に対 して + 2次回折光の回折効率が最大となるように段差の深さが設定されている。
[0170] また、第 2面に付加されている第 2位相構造としての光路差付与構造は、各段差は 波長 λ 1及びえ 2に対して上記数 3式を満たすように設定されており、実質的に位相 差を与えな 、深さになって 、る。本実施例では 12本の輪帯が形成されて 、る。
[0171] 本実施例の対物光学系において、モードホッピングによる青紫色半導体レーザの 波長変化量が lnmのとき 0. 015 RMSとなり、モードホッピングによるデフォーカス 成分の変化が良好に補正されていることが分かる。
[0172] また、第 1光束の波長 λ 1が 5nm増加し、第 2光束の波長 λ 2が 20nm増加した場 合の、各波長に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収差成分の総和）はそ れぞれ 0. 035 RMS、 -0. 063 RMSとなった。さらに、環境温度力 ^30°C上昇 したときの、第 1光束及び第 2光束に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収 差成分の総禾口）はそれぞれ 0. 081 RMS、 一 0. 015 RMSとなった。
[0173] 以上より、本実施例の対物光学系は、高密度光ディスク HDと DVDのそれぞれに 対して良好な性能を有して 、ることが分かる。
実施例 8
[0174] 表 8は実施例 8における対物光学系のレンズデータである。
[0175] [表 8-1] 【対物光学系の光学的仕様】
HD ： NA1 =0.85, f1 =2.034mm, λ 1 =405nm, ml =0, t1 =0.1 mm
DVD ： NA2=0.63, f2=2.094mm, λ 2=655nm, m2=0, t2=0.6mm
【近軸データ】
Figure imgf000040_0001
【第 1面及び第 2面の近軸曲率半径， 非球面係数， 回折次数，製造波長， 光路差関数係数】
Figure imgf000040_0002
8- 2] 【第 2面 AREA3：光路差付与構造】
Figure imgf000041_0001
【第 3面の非球面係数】
Figure imgf000041_0002
[0177] 収差補正素子の入射面（第 1面）は、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< l. 35m mの範囲内の第 1領域 AREA1と、 1. 35≤hの範囲内の第 2領域 AREA2とに分割 された非球面形状となっており、第 1領域 AREA1及び第 2領域 AREA2には第 1位 相構造としての異次回折構造が形成されて!ヽる。
[0178] 収差補正素子の射出面（第 2面）には、光軸からの高さ hが 0. OOmm≤h< l. 05 mmの範囲内の第 3領域 AREA3と、 1. 05≤hの範囲内の第 4領域 AREA4とに分 割された非球面形状となっており、第 3領域 AREA3には第 2位相構造としての光路 差付与構造が形成されており、非球面形状に段差が付加されている。
[0179] また、集光素子の入射面 (第 3面）は位相構造が形成されて 、な 、非球面形状であ り、射出面 (第 4面）は位相構造が形成されていない光軸に対して垂直な平面形状と なっている。
[0180] 収差補正素子の入射面 (第 1面)及び射出面 (第 2面)、集光素子の入射面 (第 3面 )及び射出面 (第 4面)の非球面は、それぞれ上記数 1式に表 8に示す係数を代入し た数式で規定され、光軸に対して軸対称となっている。
[0181] また、第 1位相構造は、この構造により透過波面に付加される光路差で表され、この 光路差は上記数 2式に表 8で示す係数を代入して定義される光路差関数 φ (mm)
b で表される。
[0182] また、収差補正素子の第 1光束に対する近軸パワー PI (mm-1)と集光素子の第 1 光束に対する近軸パワー P2 (mm— の比 P1ZP2は 0. 28となって!/、る。
[0183] また、第 1領域 AREA1の異次回折構造は、第 1光束波長 λ 1に対しては +2次回折 光の回折効率、第 2光束波長 λ 2に対しては +1次回折光の回折効率がそれぞれ最 大となるような段差の深さに設定されている。また、第 2領域 AREA2は波長 λ 1に対 して + 2次回折光の回折効率が最大となるように段差の深さが設定されている。
[0184] また、第 2面に付加されている第 2位相構造としての光路差付与構造は、各段差は 波長 λ 1及びえ 2に対して上記数 3式を満たすように設定されており、実質的に位相 差を与えな 、深さになって 、る。本実施例では 7本の輪帯が形成されて 、る。
[0185] 本実施例の対物光学系において、モードホッピングによる青紫色半導体レーザの 波長変化量が lnmのとき 0. 056 RMSとなり、モードホッピングによるデフォーカス 成分の変化が良好に補正されていることが分かる。
[0186] また、第 1光束の波長 λ 1が 5nm増加し、第 2光束の波長 λ 2が 20nm増加した場 合の、各波長に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収差成分の総和）はそ れぞれ 0. 030 RMS、 0. 031 RMSとなった。さらに、環境温度力 ^30°C上昇し たときの、第 1光束及び第 2光束に対する波面収差の RMS値（9次以下の球面収差 成分の総禾口）はそれぞれ 0. 029 1 RMS, 0. 012 RMSとなった。
[0187] 以上より、本実施例の対物光学系は、高密度光ディスク HDと DVDのそれぞれに 対して良好な性能を有して 、ることが分かる。
実施例 9
[0188] 表 9は実施例 9における対物光学系のレンズデータである。
[0189] [表 9-1] 【対物光学系の光学的仕様】
HD ： NA1=0.85, f1=1.791mm, λ 1=405nm, m1=0, t1=0.1mm
DVD ： NA2=0.64, f2=1.856mm, λ 2=655nm, m2=0, t2=0.6mm 【近軸データ】
Figure imgf000043_0001
Figure imgf000043_0002
9- 2]
【第 2面:光路差付与構造】
Figure imgf000044_0001
【第 3面及び第 4面の非球面係数】
Figure imgf000044_0002
[0191] 収差補正素子の入射面 (第 1面）は光軸に対して垂直な平面形状となっており、第
1位相構造としての波長選択型回折構造が形成されている。
[0192] 収差補正素子の射出面 (第 2面）は光軸に対して垂直な平面形状に段差が付加さ れた第 2位相構造としての光路差付与構造が形成されている。
[0193] また、集光素子の入射面 (第 3面)及び射出面 (第 4面）は共に位相構造が形成され て!、な 、非球面形状となって!/、る。
[0194] 集光素子の入射面 (第 3面)及び射出面 (第 4面)の非球面は、それぞれ上記数 1式 に表 9に示す係数を代入した数式で規定され、光軸に対して軸対称となっている。
[0195] また、第 1位相構造は、この構造により透過波面に付加される光路差で表され、この 光路差は上記数 2式に表 9で示す係数を代入して定義される光路差関数 φ (mm)
b で表される。
[0196] また、収差補正素子の第 1光束に対する近軸パワー PI (mm-1)と集光素子の第 1 光束に対する近軸パワー P2 (mm-1)の比 P1ZP2は 0. 00となって!/、る。 [0197] また、第 2面に付加されている第 2位相構造としての光路差付与構造は、各段差は 波長 λ 1及びえ 2に対して上記数 3式を満たすように設定されており、実質的に位相 差を与えな 、深さになって！/ヽる。本実施例では 4本の輪帯が形成されて ヽる。
[0198] 本実施例の対物光学系において、第 1光束の波長 λ 1が 5nm増加し、第 2光束の 波長 λ 2が 20nm増加した場合の、各波長に対する波面収差の RMS値（9次以下の 球面収差成分の総和）はそれぞれ 0. 014 RMS、 一 0. 013 RMSとなった。さら に、環境温度が 30°C上昇したときの、第 1光束及び第 2光束に対する波面収差の R MS値（9次以下の球面収差成分の総和）はそれぞれ 0. 005 RMS、 一 0. 004 MSとなった。
[0199] 以上より、本実施例の対物光学系は、高密度光ディスク HDと DVDのそれぞれに 対して良好な性能を有して 、ることが分かる

Claims

請求の範囲
[1] 第 1光源力 射出される波長 λ 1の第 1光束を用いて厚さ tlの保護層を有する第 1 光ディスクに対する情報の再生及び Zまたは記録を行い、第 2光源力 射出される波 ¾ 2 ( λ 2 > λ 1)の第 2光束を用いて厚さ t2 (t2≥tl)の保護層を有する第 2光ディ スクに対する情報の再生及び Zまたは記録を行う光ピックアップ装置用の対物光学 系において、
前記対物光学系は、第 1位相構造と第 2位相構造の少なくとも 2つの位相構造を有 する収差補正素子と、該収差補正素子から射出された前記第 1光束を前記第 1光デ イスクの情報記録面上に集光させ、該収差補正素子から射出された前記第 2光束を 前記第 2光ディスクの情報記録面上に集光させる機能を有する集光素子の少なくとも 2つの光学素子から構成され、
前記第 2位相構造は前記第 1光束の波長変化に伴う前記対物光学系の集光特性 の変化及び Zまたは環境温度変化に伴う前記対物光学系の集光特性の変化を抑 制する機能を有する。
[2] 請求の範囲第 1項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記収差補正素子の前記第 1光束に対する近軸パワーを PI (mm-1)、前記集光素 子の前記第 1光束に対する近軸パワーを P2 (mm-1)としたとき、以下の（1)式を満た す。
-0. 05≤P1/P2≤0. 30 (1)
[3] 請求の範囲第 1項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記第 1光ディスクに対する情報の再生及び Zまたは記録を行う際の前記対物光学 系の倍率を ml、前記第 2光ディスクに対する情報の再生及び Zまたは記録を行う際 の前記対物光学系の倍率を m2としたとき、以下の（2)式を満たす。
0≤ I I ml I - I m2 I | ≤0. 05 (2)
[4] 請求の範囲第 1項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記第 1位相構造は前記 tlと前記 t2の差により生じる球面収差を補正する。
[5] 請求の範囲第 1項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記第 1位相構造は該第 1位相構造に入射する前記第 1光束と前記第 2光束の波 長差により生じる球面収差を補正する。
[6] 請求の範囲第 1項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記第 1位相構造及び前記第 2位相構造は、同心円状の複数の輪帯が配列される と共に前記各輪帯が不連続な光軸方向の段差により階段状に分割されており、前記 第 1光束には実質的に位相差を与えず、前記第 2光束には実質的に位相差を与える 波長選択型回折構造と、光軸方向の段差により分割された同心円状の複数の輪帯 から構成される光路差付与構造と、同心円状の複数の輪帯が配列された構造であつ て、前記第 1光束が入射した際に発生する回折光のうち最大の回折効率を有する回 折光の回折次数を nl、前記第 2光束が入射した際に発生する回折光のうち最大の 回折効率を有する回折光の回折次数を n2としたとき、 nl >n2を満たす異次回折構 造のうちのいずれかである。
[7] 請求の範囲第 4項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記収差補正素子はプラスチックレンズであり、前記集光素子はガラスレンズであ つて、前記 P1と前記 P2とが以下の（3)式を満たす。
-0. 05≤P1/P2≤0. 05 (3)
[8] 請求の範囲第 7項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記集光素子は、前記第 1光束の波長 λ 1における屈折率が 1. 6以上である。
[9] 請求の範囲第 4項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記収差補正素子及び前記集光素子はともにプラスチックレンズであって、前記 Ρ 1と前記 Ρ2とが以下の（4)式を満たす。
0. 03≤Ρ1/Ρ2≤0. 30 (4)
[10] 請求の範囲第 9項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記第 1位相構造が前記異次回折構造で、前記第 2位相構造が前記光路差付与 構造であるとき、前記 P1と前記 Ρ2とが以下の（5)式を満たす。
0. 08≤Ρ1/Ρ2≤0. 10 (5)
[11] 請求の範囲第 9項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記第 1位相構造が前記異次回折構造で、前記第 2位相構造が前記異次回折構 造であるとき、前記 P1と前記 Ρ2とが以下の（6)式を満たす。
0. 07≤P1/P2≤0. 10 (6)
[12] 請求の範囲第 9項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記第 1位相構造が前記波長選択型回折構造で、前記第 2位相構造が前記光路 差付与構造であるとき、前記 P1と前記 P2とが以下の（7)式を満たす。
0. 07≤P1/P2≤0. 10 (7)
[13] 請求の範囲第 9項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記第 1位相構造が前記波長選択型回折構造で、前記第 2位相構造が前記異次 回折構造であるとき、前記 P1と前記 P2とが以下の（8)式を満たす。
0. 08≤P1/P2≤0. 10 (8)
[14] 請求の範囲第 1項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系において、
前記収差補正素子と前記集光素子とが一体化されて ヽる。
[15] 請求の範囲第 1項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学系を搭載している光ピ ックアップ装置。
[16] 請求の範囲第 15項に記載の光ピックアップ装置を搭載している光情報記録再生装 置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2007105592A1 (ja) * 2006-03-15 2009-07-30 コニカミノルタオプト株式会社 光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光ピックアップ装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100651325B1 (ko) * 2004-11-05 2006-11-29 삼성전기주식회사 색수차 보정소자 및 그것을 이용한 광픽업장치
KR20080104290A (ko) * 2006-03-07 2008-12-02 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드 광픽업 장치, 대물 광학 소자 및 광정보 기록 재생 장치
KR101450934B1 (ko) * 2007-04-06 2014-10-14 아사히 가라스 가부시키가이샤 광헤드 장치
US10131095B2 (en) * 2015-08-05 2018-11-20 Formlabs, Inc. Techniques of additive fabrication using an aspheric lens and related systems and methods
WO2020227675A2 (en) * 2019-05-09 2020-11-12 Trustees Of Boston University Diffractive axilenses and uses thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000348376A (ja) * 1999-03-31 2000-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ヘッド及び記録再生方法
JP2001093179A (ja) * 1999-09-21 2001-04-06 Pioneer Electronic Corp 光ピックアップ
JP2002056560A (ja) * 2000-08-08 2002-02-22 Samsung Electronics Co Ltd 収差補正素子及びこれを採り入れた光ピックアップ装置
JP2003066326A (ja) * 2001-08-30 2003-03-05 Konica Corp 光ピックアップ装置に用いられる光学素子、光ピックアップ装置および光情報記録再生装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09265042A (ja) * 1996-03-29 1997-10-07 Minolta Co Ltd 手ぶれ補正機能付き撮影光学系
JP3653923B2 (ja) * 1997-03-19 2005-06-02 ソニー株式会社 記録再生装置および方法
TW479253B (en) * 1998-12-17 2002-03-11 Konishiroku Photo Ind Objective lens for correcting chromatic aberration for use in recording toor reproducing from optical information recording medium and optical pickup apparatus therewith
US6760295B1 (en) * 1999-01-08 2004-07-06 Pentax Corporation Optical pick-up
US6411587B1 (en) * 1999-10-08 2002-06-25 Konica Corporation Optical pickup optical system, optical pickup apparatus, coupling optical system, coupling optical system lens and recording/reproduction apparatus
US6366542B1 (en) * 1999-11-17 2002-04-02 Konica Corporation Optical pickup apparatus and objective lens
KR100657247B1 (ko) * 1999-11-30 2006-12-19 삼성전자주식회사 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈 및 이를 채용한광픽업장치
US7085203B2 (en) * 2000-03-03 2006-08-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head with defocusing correction and spherical aberration correction
KR100694029B1 (ko) * 2000-03-04 2007-03-12 삼성전자주식회사 고밀도 기록/재생용 호환형 광픽업장치
KR100692160B1 (ko) * 2000-03-31 2007-03-12 아사히 가라스 가부시키가이샤 대물렌즈 및 광학장치
US7206276B2 (en) * 2001-10-12 2007-04-17 Konica Corporation Objective lens, optical element, optical pick-up apparatus and optical information recording and/or reproducing apparatus equipped therewith
CN100474417C (zh) * 2001-11-15 2009-04-01 三星电子株式会社 可兼容的光拾取器
KR100648912B1 (ko) * 2002-04-18 2006-11-24 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 광학 소자, 광 헤드, 광 정보 기록 재생 장치, 컴퓨터,영상 기록 장치, 영상 재생 장치, 서버, 및 카 내비게이션시스템
JP2004062971A (ja) * 2002-07-26 2004-02-26 Konica Minolta Holdings Inc 対物レンズユニット、光ピックアップ装置、及び光学式情報記録再生装置
US7248409B2 (en) * 2002-11-25 2007-07-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical element, optical lens, optical head apparatus, optical information apparatus, computer, optical information medium player, car navigation system, optical information medium recorder, and optical information medium server
JP2005174416A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Konica Minolta Opto Inc 回折光学素子、対物光学系、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000348376A (ja) * 1999-03-31 2000-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ヘッド及び記録再生方法
JP2001093179A (ja) * 1999-09-21 2001-04-06 Pioneer Electronic Corp 光ピックアップ
JP2002056560A (ja) * 2000-08-08 2002-02-22 Samsung Electronics Co Ltd 収差補正素子及びこれを採り入れた光ピックアップ装置
JP2003066326A (ja) * 2001-08-30 2003-03-05 Konica Corp 光ピックアップ装置に用いられる光学素子、光ピックアップ装置および光情報記録再生装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2007105592A1 (ja) * 2006-03-15 2009-07-30 コニカミノルタオプト株式会社 光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光ピックアップ装置

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