JP2007207431A - Optical element, optical pickup device, and recording/reproduction device - Google Patents

Optical element, optical pickup device, and recording/reproduction device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup device which can perform recording or reproduction of information for three kinds of optical information recording mediums which differ in specifications. <P>SOLUTION: The optical pickup device performs reproduction and/or recording of information to a first optical information recording medium comprising a first protective substrate of thickness t1 by using a luminous flux from a first light source 1 of wavelength λ1; and performs reproduction and/or recording of information to second and third optical information recording mediums comprising second and third protective substrates of thicknesses t2 and t3 (t3>t2>t1) respectively by using luminous fluxes from a second light source 2 and a third light source 3 of wavelengths λ2 and λ3 (λ1<λ2<λ3) respectively. The optical pickup device has a substrate thickness difference correction means 7 for correcting spherical aberration which changes due to differences in thickness from the first protective substrate to the third protective substrate by using a common objective lens 8 which consists of one lens group for reproduction and/or recording information to from the first to the third optical information recording mediums. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、規格(記録密度)の異なる3種類の光情報記録媒体について情報の記録及び再生の少なくとも一方を行うことのできる光ピックアップ装置、この光ピックアップ装置に用いることのできる対物レンズ、回折光学素子、光学素子及びこの光ピックアップ装置を用いた記録・再生装置に関するものである。   The present invention relates to an optical pickup device capable of recording and reproducing information on three types of optical information recording media having different standards (recording densities), an objective lens usable in the optical pickup device, and a diffractive optical device. The present invention relates to an element, an optical element, and a recording / reproducing apparatus using the optical pickup device.

従来、光ディスクは、CD(コンパクトディスク)またはDVD(デジタルバーサタイルディスク)で知られているように、音楽情報、映像情報の蓄積またはコンピューターデータの保存といった、デジタルデータの保存に広く使われている。そのような中で、近年、情報化社会の到来とともに、これらの光ディスクの大容量化が強く求められている。   2. Description of the Related Art Conventionally, optical disks are widely used for storing digital data such as storage of music information, video information or storage of computer data, as is known for CD (compact disk) or DVD (digital versatile disk). Under such circumstances, in recent years, with the advent of the information society, there is a strong demand for increasing the capacity of these optical disks.

光ディスクにおいて、単位面積あたりの記録容量(記録密度)を向上するためには、光ピックアップ光学系から得られるスポット径を小さくすることで実現できる。このスポットの最小径は、周知のように、λ/NA(ただし、λは光源の波長、NAは光学系の開口数)に比例するので、スポット径を小さくするためには、光ピックアップ装置で使用される光源の短波長化、及び光学系において光情報記録媒体に対向して配置される対物レンズの高開口数化が有効である。   In an optical disc, the recording capacity (recording density) per unit area can be improved by reducing the spot diameter obtained from the optical pickup optical system. As is well known, the minimum spot diameter is proportional to λ / NA (where λ is the wavelength of the light source and NA is the numerical aperture of the optical system). It is effective to shorten the wavelength of the light source used and to increase the numerical aperture of the objective lens disposed facing the optical information recording medium in the optical system.

このうち、光源の短波長化に関しては、波長400nm程度の光を発生する青紫色半導体レーザやSHG青紫色レーザの研究が進展を見せており実用化が近いといえる。この短波長光源を使用すると、DVDと同じNA0.65の対物レンズを使用した場合でも、DVDと同じ直径l2cmの光ディスクに対して、15GB程度の情報の記録が可能となる。   Among these, regarding the shortening of the wavelength of the light source, research on blue-violet semiconductor lasers and SHG blue-violet lasers that generate light having a wavelength of about 400 nm is progressing, and it can be said that the practical use is close. When this short wavelength light source is used, even when an objective lens having the same NA 0.65 as DVD is used, information of about 15 GB can be recorded on an optical disk having the same diameter of 12 cm as DVD.

また、対物レンズの高開口数化に関しては、2つのレンズを組み合わせることで、NA0.85の高開口数化を実現する対物レンズの研究が進んでいる。上述の短波長光源とNA0.85の高開口数対物レンズを組み合わせて使用することで、直径12cmの光ディスクに対して、25GB程度の情報の記録が可能となり、より一層の高密度化が達成できる。   Regarding the increase in the numerical aperture of an objective lens, research on an objective lens that achieves an increase in numerical aperture of NA 0.85 by combining two lenses is in progress. By using a combination of the short wavelength light source described above and a high numerical aperture objective lens with NA of 0.85, it is possible to record information of about 25 GB on an optical disk with a diameter of 12 cm, and a higher density can be achieved. .

このような背景のもと、DVDをより高密度化した光ディスク(以下、本明細書では、「高密度DVD」、と呼ぶ。)を記録/再生するための光ピックアップシステムの研究開発が進んでいるが、この光ピックアップシステムにおいては、高密度DVD及びDVD及びCDといった規格(記録密度)の異なる3種類の光ディスクをコンパチブルに記録/再生することが求められる。   Against this background, research and development of an optical pickup system for recording / reproducing an optical disc (hereinafter referred to as “high density DVD”) having a higher density DVD is progressing. However, in this optical pickup system, it is required to record / reproduce three types of optical disks having different standards (recording densities) such as high-density DVD and DVD and CD.

コンパチビィリティーを達成する手段として、それぞれの光ディスクの規格に対応した対物レンズを機械的に切り替えたり、それぞれの光ディスクの規格に対応した光ピックアップ装置を搭載することが考えられるが、この場合、対物レンズの切替機構や複数の光ピックアップ装置が必要となるので、光ピックアップシステムの大型化、部品点数の増大、製造コストの上昇等が招来される。従って、DVD及びCDとのコンパチビィリティーが求められる高密度DVD用の光ピックアップシステムにおいて、光ピックアップシステムの小型化、部品点数の削減、コストダウンを図る上で、もっとも好ましいのは、規格の異なる3種類の光ディスクに対して、共通の対物レンズを用いて記録/再生を行うようにすることであるといえる。   As means for achieving compatibility, it may be possible to mechanically switch an objective lens corresponding to each optical disc standard or to mount an optical pickup device corresponding to each optical disc standard. Since a lens switching mechanism and a plurality of optical pickup devices are required, an increase in the size of the optical pickup system, an increase in the number of parts, an increase in manufacturing costs, and the like are incurred. Therefore, in an optical pickup system for high density DVD that requires compatibility with DVD and CD, it is most preferable to reduce the size of the optical pickup system, reduce the number of parts, and reduce the cost. It can be said that recording / reproduction is performed on three types of optical disks using a common objective lens.

ここで、規格の異なる3種類の光ディスクに対して、共通の対物レンズを用いて記録/再生を行う光ピックアップシステムを実現するにあたっての課題を以下に述べる。   Here, problems in realizing an optical pickup system that performs recording / reproduction with respect to three types of optical discs having different standards using a common objective lens will be described below.

(1)CDを記録/再生する場合の、対物レンズとCDとの距離(作動距離)の確保   (1) Ensuring the distance (working distance) between the objective lens and the CD when recording / reproducing the CD

これは、対物レンズの開口数をDVD(NA0.6乃至0.65)よりも更に高めることによって顕在化する課題である。高密度DVDにおいて、対物レンズが高開口数化された場合には、保護基板(透明基板あるいは保護層ともいう)厚さがDVDと同じ0.6mmのままでは、光ディスクのスキュー(傾きや反り)によって発生するコマ収差が大きくなるので、保護基板厚さを0.6mmよりも小さくして、光ディスクのスキューに対するマージンを確保する必要がある。このような高密度DVD用の高開口数対物レンズとして、2枚のレンズから構成された対物レンズが特開平10−123410号公報に記載されている。   This is a problem that becomes apparent when the numerical aperture of the objective lens is further increased as compared with DVD (NA 0.6 to 0.65). In a high-density DVD, when the objective lens has a high numerical aperture, the optical disk skew (tilt and warp) is maintained if the thickness of the protective substrate (also referred to as a transparent substrate or protective layer) is 0.6 mm, which is the same as that of the DVD. Therefore, it is necessary to secure a margin for the skew of the optical disc by making the protective substrate thickness smaller than 0.6 mm. As such a high numerical aperture objective lens for high-density DVD, an objective lens composed of two lenses is described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-123410.

ところが、2群構成の対物レンズは、従来の1群構成の対物レンズに比べて、作動距離が短くなるので、CDを記録/再生する場合の十分な作動距離を確保することが非常に困難となる。CDはNA0.45乃至0.5と、高密度DVDやDVDに比べて開口数が小さいために、保護基板厚さの製造誤差に対する公差がそれほど厳しくないので保護基板厚さの個体差によるばらつきが大きい。従って、CDと対物レンズとの衝突によるデータの破損を防ぐためには、CDを記録/再生する場合の作動距離を十分確保しておく必要があり、この観点から、規格の異なる3種類の光ディスクに対して、共通の対物レンズを用いて記録/再生を行う光ピックアップシステムにおいては、2群構成の対物レンズは好ましくないといえる。   However, since the working distance of the two-group objective lens is shorter than that of the conventional one-group objective lens, it is very difficult to secure a sufficient working distance when recording / reproducing a CD. Become. CD has NA of 0.45 to 0.5, and the numerical aperture is smaller than that of high-density DVD or DVD, so the tolerance for manufacturing error of protective substrate thickness is not so strict. large. Therefore, in order to prevent the data from being damaged due to the collision between the CD and the objective lens, it is necessary to secure a sufficient working distance when recording / reproducing the CD. From this viewpoint, the three types of optical discs having different standards are used. On the other hand, in an optical pickup system that performs recording / reproduction using a common objective lens, it can be said that an objective lens having a two-group configuration is not preferable.

(2)保護基板厚さの違いによって発生する球面収差   (2) Spherical aberration caused by differences in protective substrate thickness

CD(保譲基板厚さ1.2mm)とDVD(保護基板厚さ0.6mm)とでは、保護基板厚さに0.6mmの違いがある。従って、規格の異なる3種類の光ディスクに対して、共通の対物レンズを用いて記録/再生を行う光ピックアップシステムにおいては、少なくともCDとDVDとの保護基板厚さの違いによる球面収差を補正するための手段を設ける必要がある。さらに、対物レンズの高開口数化によって高密度DVDの保護基板厚さが0.6mmよりも薄くなった場合には、保護基板厚さの互いに異なる3種類の光ディスクの保護基板厚さの違いによる球面収差を補正するための手段を設ける必要がある。   There is a difference of 0.6 mm in the thickness of the protective substrate between the CD (the thickness of the transferred substrate 1.2 mm) and the DVD (the thickness of the protective substrate 0.6 mm). Therefore, in an optical pickup system in which recording / reproduction is performed using a common objective lens for three types of optical discs with different standards, at least spherical aberration due to the difference in protective substrate thickness between CD and DVD is corrected. It is necessary to provide the means. Furthermore, when the protective substrate thickness of the high-density DVD becomes thinner than 0.6 mm due to the increase in the numerical aperture of the objective lens, it depends on the difference in the protective substrate thicknesses of the three types of optical disks having different protective substrate thicknesses. It is necessary to provide means for correcting the spherical aberration.

(3)波長の違いによって発生する球面収差   (3) Spherical aberration caused by wavelength difference

上述したように、高密度DVDでは、高密度化を達成するために、波長400nm程度の青紫色光源を使う。ところが、従来の屈折型の対物レンズでは、レンズ材料の分散によって球面収差が変化するために、波長の異なる光源からの光束を、それぞれの光ディスクの情報記録面上にほぼ無収差で集光することは困難である。そのため、高密度DVD(波長400nm)と、DVD(波長650nm)と、CD(波長780nm)とのコンパチビリティーを達成するためには、波長の違いによって球面収差を補正するために何らかの工夫が必要となる。   As described above, a high-density DVD uses a blue-violet light source with a wavelength of about 400 nm in order to achieve high density. However, in the conventional refractive type objective lens, since the spherical aberration changes due to dispersion of the lens material, the light beams from the light sources having different wavelengths are condensed with almost no aberration on the information recording surface of each optical disk. It is difficult. Therefore, in order to achieve compatibility with high-density DVD (wavelength 400 nm), DVD (wavelength 650 nm), and CD (wavelength 780 nm), some ingenuity is necessary to correct spherical aberration due to the difference in wavelength. It becomes.

ところで、光ピックアップ装置においては、光源の短波長化と対物レンズの高開口数化によって、以下に述べる問題が顕在化する。   By the way, in the optical pickup device, the following problems become apparent due to the shorter wavelength of the light source and the higher numerical aperture of the objective lens.

第1の問題は、400nm程度の短波長の光を発生する青紫色半導体レーザを光源として用いる場合に対物レンズで発生する色収差である。   The first problem is chromatic aberration generated in the objective lens when a blue-violet semiconductor laser that generates light having a short wavelength of about 400 nm is used as a light source.

光ピックアップ装置において、半導体レーザから出射されるレーザ光は一般に単一波長(シングルモード)であるので、対物レンズの色収差は問題にはならないと思われているが、実際には、温度変化や出力変化等により中心波長が瞬時的に数nm変化するモードホッピングを起こす。モードホッピングは対物レンズのフォーカシング機構が追従できないような瞬時的に起こる波長変化であるので、対物レンズの色収差が補正されていないと、結像位置の移動量に対応したデフォーカス成分が付加され、対物レンズの集光性能が劣化する。   In an optical pickup device, laser light emitted from a semiconductor laser is generally a single wavelength (single mode), so it is thought that chromatic aberration of the objective lens is not a problem. Mode hopping in which the center wavelength instantaneously changes several nm due to a change or the like occurs. Mode hopping is an instantaneous wavelength change that cannot be followed by the focusing mechanism of the objective lens, so if the chromatic aberration of the objective lens is not corrected, a defocus component corresponding to the amount of movement of the imaging position is added, The condensing performance of the objective lens deteriorates.

対物レンズに用いられる一般的なレンズ材料の分散は、赤外半導体レーザや赤色半導体レーザの波長領域である600nm乃至800nmにおいては、それほど大きくないので、CDやDVDでは、モードホッピングによる対物レンズの集光性能の劣化は問題にはならなかった。   The dispersion of a general lens material used for an objective lens is not so large in the wavelength region of 600 nm to 800 nm of an infrared semiconductor laser or a red semiconductor laser. Degradation of light performance was not a problem.

ところが、青紫色半導体レーザの波長領域である400nm近傍では、レンズ材料の分散は非常に大きくなるので、わずか数nmの波長変化でも、対物レンズの結像位置は大きくずれる。そのため、高密度DVDにおいて、青紫色半導体レーザを光源として使用する場合は、光源がモードホッピングを起こした場合、対物レンズの集光性能が大きく劣化し、安定した記録や再生が行えないおそれがある。   However, in the vicinity of 400 nm, which is the wavelength region of the blue-violet semiconductor laser, the dispersion of the lens material becomes very large, so that the imaging position of the objective lens greatly deviates even with a wavelength change of only a few nm. Therefore, when a blue-violet semiconductor laser is used as a light source in a high-density DVD, if the light source causes mode hopping, the light collection performance of the objective lens may be greatly degraded, and stable recording and reproduction may not be performed. .

第2の問題は、対物レンズを高開口数化した場合に様々な誤差要因で発生する球面収差の問題である。   The second problem is the problem of spherical aberration that occurs due to various error factors when the objective lens has a high numerical aperture.

光ピックアップ装置において、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差によって発生する球面収差は対物レンズの開口数の4乗に比例する。この球面収差を許容内に抑えるためには、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差に対する公差を数μmとする必要があるが、この場合、光ディスクの製造の歩留まりが悪くなり、量産として成立しないおそれがある。従って、高密度DVDにおいて、対物レンズを高開口数化した場合には、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差によって発生する球面収差を補正するための手段を設ける必要がある。   In the optical pickup device, the spherical aberration caused by the manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disk is proportional to the fourth power of the numerical aperture of the objective lens. In order to suppress this spherical aberration within an allowable range, it is necessary to set the tolerance for the manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disk to several μm. However, in this case, the manufacturing yield of the optical disk may deteriorate and it may not be established as mass production. There is. Therefore, in a high-density DVD, when the objective lens has a high numerical aperture, it is necessary to provide means for correcting spherical aberration caused by a manufacturing error in the thickness of the protective substrate of the optical disk.

また、光ピックアップ装置において、対物レンズは、大量生産に有利であることから、プラスチックレンズが多く用いられる。しかるに、その屈折率の温度変化において、プラスチックレンズはガラスレンズに比べて2桁程度大きいことが知られている。   In the optical pickup device, since the objective lens is advantageous for mass production, a plastic lens is often used. However, it is known that the plastic lens is about two orders of magnitude larger than the glass lens in the temperature change of the refractive index.

プラスチック材料から形成された対物レンズの環境温度が上昇して、その対物レンズの屈折率が変化すると、対物レンズでは球面収差が劣化する。この屈折率変化による球面収差の劣化量は対物レンズの開口数の4乗に比例するので、高開口数対物レンズを使用する高密度DVDにおいて、対物レンズをプラスチックレンズとした場合には、使用可能な温度範囲が非常に狭くなってしまうので、屈折率変化によって発生する球面収差を補正するための手段を設ける必要がある。   When the environmental temperature of an objective lens made of a plastic material rises and the refractive index of the objective lens changes, the spherical aberration of the objective lens deteriorates. Since the amount of spherical aberration deterioration due to this refractive index change is proportional to the fourth power of the numerical aperture of the objective lens, it can be used when the objective lens is a plastic lens in a high-density DVD using a high numerical aperture objective lens. Since the temperature range becomes very narrow, it is necessary to provide means for correcting the spherical aberration caused by the refractive index change.

特開2001−195769公報JP 2001-195769 A

特開平10−123410号公報JP-A-10-123410

そこで、本発明は、上述の各課題を解決し、高密度DVD、DVD、CDの規格の異なる3種類の光ディスクの相互互換を共通の対物レンズを使用して達成する光ピックアップ装置であって、CDの作動距離が十分に確保された光ピックアップ装置を提案することを目的とする。   Therefore, the present invention is an optical pickup device that solves the above-described problems and achieves the interchangeability of three types of optical disks having different high-density DVD, DVD, and CD standards using a common objective lens, An object of the present invention is to propose an optical pickup device in which a working distance of a CD is sufficiently secured.

また、高密度DVD、DVD、CDの規格の異なる3種類の光ディスクの相互互換を、回折光学素子と共通の対物レンズとを使用して達成する光ピックアップ装置であって、それぞれの光ディスクの使用波長領域において十分な光量の利用効率が得られる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。   The optical pickup device achieves mutual compatibility of three types of optical discs having different high-density DVD, DVD, and CD standards by using a diffractive optical element and a common objective lens. An object of the present invention is to provide an optical pickup device that can obtain a sufficient light quantity utilization efficiency in a region.

また、高密度DVD、DVD、CDの規格の異なる3種類の光ディスクの相互互換を共通の対物レンズを使用して達成する光ピックアップ装置であって、高密度DVDを記録及び/または再生する場合に問題となる、光源の単色性の悪さに起因する色収差、温度変化や湿度変化等の環境変化に起因してプラスチックレンズで発生する球面収差、保護基板厚さの製造誤差に起因する球面収差を良好に補正でき、安定した高密度DVDの記録及び/または再生が行える光ピックアップ装置を提供することを目的とする。   In addition, an optical pickup apparatus that achieves mutual compatibility of three types of optical disks having different high-density DVD, DVD, and CD standards by using a common objective lens, when recording and / or reproducing a high-density DVD. Good chromatic aberration due to poor monochromaticity of light source, spherical aberration caused by plastic lens due to environmental changes such as temperature change and humidity change, and spherical aberration due to manufacturing error of protective substrate thickness It is an object of the present invention to provide an optical pickup apparatus that can correct and stably record and / or reproduce a high-density DVD.

また、上述の光ピックアップ装置に用いることのできる対物レンズ、回折光学素子及び光学素子を提供することを目的とする。更に、上述の光ピックアップ装置を用いて3種類の規格の異なる光情報記録媒体について情報の記録及び/または再生を行うことのできる記録・再生装置を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide an objective lens, a diffractive optical element, and an optical element that can be used in the above-described optical pickup device. It is another object of the present invention to provide a recording / reproducing apparatus capable of recording and / or reproducing information on three types of optical information recording media having different standards using the above-described optical pickup apparatus.

上記目的を達成するために、本発明による光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2>t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3>t2)第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、前記光ピックアップ装置は、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について1つのレンズ群から構成される共通の対物レンズを用い、前記第1保護基板乃至第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an optical pickup device according to the present invention reproduces and / or reproduces information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1 using a light beam from a first light source having a wavelength λ1. Alternatively, recording is performed and information is reproduced from the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2> t1) using the light beam from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2) and / or Recording is performed, and information is reproduced and / or recorded on the third optical information recording medium having the third protective substrate with the thickness t3 (t3> t2) using the light beam from the third light source having the wavelength λ3 (λ2 <λ3). An optical pickup device that performs the reproduction and / or recording of information with respect to the first optical information recording medium to the third optical information recording medium. Using a lens, characterized by having a substrate thickness difference correcting means for correcting the spherical aberration which changes due to the difference in thickness of the first protective substrate to the third protective substrate.

この光ピックアップ装置によれば、3種類の規格の異なる光情報記録媒体について情報の記録または再生を行う際に問題となる保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正できるので、3種類の規格の異なる光情報記録媒体について情報の記録及び/又は再生を共通の対物レンズを用いて行うことができる。また、対物レンズは単玉レンズであるので、特に、透明基板厚の大きい、第3の光情報記録媒体について情報の記録及び/または再生を行う際の作動距離を十分に確保できる。   According to this optical pickup device, it is possible to correct spherical aberration that changes due to a difference in the thickness of the protective substrate, which is a problem when information is recorded or reproduced on three types of optical information recording media having different standards. Information can be recorded and / or reproduced on three types of optical information recording media having different standards by using a common objective lens. In addition, since the objective lens is a single lens, a working distance when recording and / or reproducing information on the third optical information recording medium having a large transparent substrate thickness can be sufficiently secured.

本発明による光ピックアップ装置の光学系について図1乃至図8により説明する。なお、図1乃至図8は各光ピックアップ装置を概念的に示す図であり、図1乃至図8では光ピックアップ装置の光学系を構成する各素子の位置を概念的に示すために各素子が分離して示されているが、実際には同一の素子が2つ又は2つ以上の素子の機能を有する場合がある。   The optical system of the optical pickup device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 1 to 8 are diagrams conceptually showing each optical pickup device. FIGS. 1 to 8 show each element in order to conceptually show the position of each element constituting the optical system of the optical pickup device. Although shown separately, in practice the same element may have the function of two or more elements.

本発明による光ピックアップ装置の光学系では、図1乃至図4のように、第1光源乃至第3光源からの各光束が通過する共通の光路に基板厚差補正手段を配置する。   In the optical system of the optical pickup apparatus according to the present invention, as shown in FIGS. 1 to 4, the substrate thickness difference correcting means is arranged in a common optical path through which the light beams from the first light source to the third light source pass.

即ち、図1の光ピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に第1保護基板乃至第3保護基板のうち少なくとも2つの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7と、第1光情報記録媒体が有する第1保護基板の厚み誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6と、第1光源1の微少な波長変化に起因する色収差を補正するための色収差補正手段5と、を有し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。なお、各光源からの発散光束は光路合成手段9aにより光路が合成された後、カップリングレンズ4aにより発散角が変換されて、対物レンズ8にむかう。   That is, the optical pickup device of FIG. 1 has a thickness of at least two protective substrates among the first protective substrate to the third protective substrate in a common optical path through which the light beams from the first light source 1 to the third light source 3 pass. Substrate thickness difference correction means 7 for correcting spherical aberration that changes due to the difference, and spherical aberration that changes due to the thickness error of the first protective substrate included in the first optical information recording medium. Substrate thickness error correction means 6 and chromatic aberration correction means 5 for correcting chromatic aberration due to a slight wavelength change of the first light source 1, the first light source 1, the second light source 2, and the third light source 3. Are condensed on the information recording surfaces of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium by a common objective lens 8. The divergent light beams from the respective light sources are combined in the optical path by the optical path synthesizing means 9a, and then the divergence angle is converted by the coupling lens 4a to go to the objective lens 8.

また、図2の光ピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に、基板厚差補正手段7と、基板厚誤差補正手段6と、を配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に、第1光源1の微少な波長変化に起因する色収差を補正するための色収差補正手段5を配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。カップリングレンズ4bにより発散角が変換された第1光源1からの光束と、カップリングレンズ4cにより発散角が変換された第2光源2及び第3光源3からの光束は、光路合成手段9aにより光路が合成された後、対物レンズ8にむかうが、以下の図3乃至図7の光ピックアップ装置でも同様である。   In the optical pickup device of FIG. 2, the substrate thickness difference correcting unit 7 and the substrate thickness error correcting unit 6 are arranged in a common optical path through which the light beams from the first light source 1 to the third light source 3 pass. In the optical path through which only the light beam from the first light source 1 passes, chromatic aberration correction means 5 for correcting chromatic aberration due to a slight change in wavelength of the first light source 1 is disposed, and the first light source 1 and the second light source 2 are arranged. The respective light beams from the third light source 3 are condensed on the information recording surfaces of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium by a common objective lens 8. The light beam from the first light source 1 whose divergence angle is converted by the coupling lens 4b and the light beam from the second light source 2 and the third light source 3 whose divergence angle is converted by the coupling lens 4c are transmitted by the optical path combining unit 9a. After the optical paths are combined, the objective lens 8 is moved, but the same applies to the optical pickup devices shown in FIGS.

また、図3のピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に色収差補正手段5と基板厚差補正手段7とを配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に第1保護基板の厚み誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6を配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。   3 has the chromatic aberration correction means 5 and the substrate thickness difference correction means 7 arranged in a common optical path through which the light beams from the first light source 1 to the third light source 3 pass. Substrate thickness error correction means 6 for correcting the spherical aberration that changes due to the thickness error of the first protective substrate is arranged in the optical path through which only the light beam passes, and the first light source 1, the second light source 2, and the third light source Each light beam from the light source 3 is condensed by the common objective lens 8 on each information recording surface of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium.

また、図4の光ピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に基板厚差補正手段7を配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に第1光源1の微少な波長変化に起因する色収差を補正するための色収差補正手段5と、第1保護基板の厚み誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6とを配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。   Further, in the optical pickup device of FIG. 4, the substrate thickness difference correcting means 7 is arranged in a common optical path through which the light beams from the first light source 1 to the third light source 3 pass, and only the light beam from the first light source 1 passes. Chromatic aberration correction means 5 for correcting chromatic aberration due to a minute wavelength change of the first light source 1 in the optical path to be performed, and substrate thickness error for correcting spherical aberration changing due to the thickness error of the first protective substrate Correcting means 6 is arranged, and each light flux from the first light source 1, the second light source 2 and the third light source 3 is received by the common objective lens 8 as information of each of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium. Condensed on the recording surface.

また、図5の光ピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に色収差補正手段5を配置し、第2光源2及び第3光源3からの各光束のみが通過する共通の光路に第1保護基板乃至第3保護基板のうち少なくとも2つの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7を配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に第1の保護基板の厚み誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6を配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。   Further, in the optical pickup device of FIG. 5, the chromatic aberration correction means 5 is arranged in a common optical path through which the light beams from the first light source 1 to the third light source 3 pass, and the respective light sources from the second light source 2 and the third light source 3 are arranged. Substrate thickness difference correction means 7 for correcting spherical aberration that changes due to a difference in thickness of at least two of the first to third protection substrates in a common optical path through which only the light beam passes. A substrate thickness error correction means 6 for correcting spherical aberration that changes due to the thickness error of the first protective substrate is disposed in the optical path through which only the light beam from the first light source 1 passes, and the first light source The luminous fluxes from the first light source 2 and the third light source 3 are condensed by the common objective lens 8 on the information recording surfaces of the first to third optical information recording media.

また、図6の光ピックアップ装置は、第1光源1乃至第3光源3からの各光束が通過する共通の光路に基板厚誤差補正手段6を配置し、第2光源2及び第3光源3からの各光束のみが通過する共通の光路に第1保護基板乃至第3保護基板のうち少なくとも2つの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7を配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に第1光源の微少な波長変化に起因する色収差を補正するための色収差補正手段5を配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。   Further, in the optical pickup device of FIG. 6, the substrate thickness error correcting means 6 is arranged in a common optical path through which the light beams from the first light source 1 to the third light source 3 pass, and the second light source 2 and the third light source 3 Substrate thickness difference correction means for correcting spherical aberration that changes due to a difference in thickness of at least two of the first to third protection substrates in a common optical path through which only each of the light beams passes. 7 is arranged, and a chromatic aberration correcting means 5 for correcting chromatic aberration due to a slight wavelength change of the first light source is arranged in an optical path through which only the light beam from the first light source 1 passes, and the first light source 1 and the second light source 2 are arranged. The light beams from the light source 2 and the third light source 3 are condensed on the information recording surfaces of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium by the common objective lens 8.

また、図7の光ピックアップ装置は、第2光源2及び第3光源3からの各光束のみが通過する共通の光路に第1保護基板乃至第3保護基板のうち少なくとも2つの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7を配置し、第1光源1からの光束のみが通過する光路に第1光源1の微少な波長変化に起因して変化する色収差を補正するための色収差補正手段5と、第1の保護基板厚の厚み誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6とを配置し、第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。   Further, in the optical pickup device of FIG. 7, the thicknesses of at least two protective substrates among the first protective substrate to the third protective substrate are in a common optical path through which only the light beams from the second light source 2 and the third light source 3 pass. The substrate thickness difference correcting means 7 for correcting the spherical aberration that changes due to the difference between the first light source 1 and the first light source 1 is caused by a slight wavelength change in the optical path through which only the light flux from the first light source 1 passes. Chromatic aberration correcting means 5 for correcting chromatic aberration that changes in accordance with the above and substrate thickness error correcting means 6 for correcting spherical aberration that changes due to the thickness error of the first protective substrate thickness are arranged. The light beams from the light source 1, the second light source 2, and the third light source 3 are condensed on the information recording surfaces of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium by a common objective lens 8, respectively.

また、本発明による光ピックアップ装置の光学系では、図8のように、第2光源からの光束のみが通過する光路に、第1保護基板及び第2保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7aを配置し、さらに、第3光源からの光束のみが通過する光路に、第1保護基板及び第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7bを配置する。   Further, in the optical system of the optical pickup device according to the present invention, as shown in FIG. 8, the optical path through which only the light beam from the second light source passes is caused by the difference in thickness between the first protective substrate and the second protective substrate. Due to the difference in thickness between the first protective substrate and the third protective substrate, an optical path through which only the light beam from the third light source passes is arranged. Then, a substrate thickness difference correcting means 7b for correcting the changing spherical aberration is disposed.

即ち、図8の光ピックアップ装置は、第1光源1からの光束のみが通過する光路に色収差補正手段5と基板厚誤差補正手段6とを配置し、第2光源2からの光束のみが通過する光路に第1保護基板及び第2保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7aを配置し、第3光源3からの光束のみが通過する光路に、第1保護基板及び第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段7bを配置する。カップリングレンズ4bで発散角が変換された第1光源1からの光束と、カップリングレンズ4dで発散角が変換された第2光源2からの光束は、光路合成手段9bにより光路が合成されて、カップリングレンズ4eで発散角が変換された第3光源3からの光束は、光路合成手段9cにより第1光源1及び第2光源2からの光束と光路が合成される。第1光源1,第2光源2及び第3光源3からの各光束は共通の対物レンズ8により第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のそれぞれの情報記録面上に集光される。   That is, in the optical pickup device of FIG. 8, the chromatic aberration correction means 5 and the substrate thickness error correction means 6 are arranged in the optical path through which only the light beam from the first light source 1 passes, and only the light beam from the second light source 2 passes. Substrate thickness difference correction means 7a for correcting spherical aberration that changes due to the difference in thickness between the first protective substrate and the second protective substrate is disposed in the optical path, and only the light beam from the third light source 3 passes. Substrate thickness difference correcting means 7b for correcting spherical aberration that changes due to the difference in thickness between the first protective substrate and the third protective substrate is disposed in the optical path. The light path from the first light source 1 whose divergence angle has been converted by the coupling lens 4b and the light beam from the second light source 2 whose divergence angle has been converted by the coupling lens 4d have their optical paths combined by the optical path combining means 9b. The light beam from the third light source 3 whose divergence angle is converted by the coupling lens 4e is combined with the light beam from the first light source 1 and the second light source 2 by the optical path combining means 9c. The light beams from the first light source 1, the second light source 2, and the third light source 3 are condensed on the information recording surfaces of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium by a common objective lens 8, respectively. .

なお、図1乃至図8の光ピックアップ装置では、各光源からの発散光束の発散角を、カップリングレンズ4aまたはカップリングレンズ4bまたはカップリングレンズ4cまたはカップリングレンズ4dを用いて変換する構成としたが、かかるカップリングレンズは本発明による光ピックアップ装置の光学系には含まれない場合もある。また、図1乃至図7の光ピックアップ装置では、図面の簡略化のために第2光源と第3光源を同一の記号を用いて表しているが、実際の光ピックアップ装置では、第2光源と第3光源は別体の光源である場合もある。さらに、図1乃至図8の光ピックアップ装置では、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体を同一の記号10を用いて表しているが、実際の光ピックアップ装置では各光情報記録媒体は当然別々である。さらに、図1乃至図8の光ピックアップ装置では、対物レンズ8を駆動するためのアクチュエータや1/4波長板、光情報記録媒体10からの反射光束を検出するための光検出器等は省略されているが、実際の光ピックアップ装置ではこれらを有する。   1 to 8, the divergence angle of the divergent light beam from each light source is converted using the coupling lens 4a, the coupling lens 4b, the coupling lens 4c, or the coupling lens 4d. However, such a coupling lens may not be included in the optical system of the optical pickup device according to the present invention. Further, in the optical pickup device of FIGS. 1 to 7, the second light source and the third light source are represented by the same symbol for simplification of the drawings, but in the actual optical pickup device, the second light source and The third light source may be a separate light source. Further, in the optical pickup apparatus of FIGS. 1 to 8, the first optical information recording medium to the third optical information recording medium are represented by using the same symbol 10, but each optical information recording medium is used in the actual optical pickup apparatus. Are of course separate. Further, in the optical pickup device shown in FIGS. 1 to 8, an actuator for driving the objective lens 8, a quarter wavelength plate, a photodetector for detecting a reflected light beam from the optical information recording medium 10, and the like are omitted. However, an actual optical pickup device has these.

上述の光ピックアップ装置において、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をそれぞれNA1、NA2、NA3としたとき、前記第1光源の波長λ1、前記第2光源の波長λ2、前記第3光源の波長λ3、前記第1保護基板の厚さt1、前記第2保護基板の厚さt2、前記第3保護基板の厚さt3、及び、前記対物レンズの所定の像側開口数NA1、NA2、NA3が次式を満たすことが好ましい。
350nm<λ1<550nm
600nm<λ2<700nm
700nm<λ3<850nm
0.0mm≦t1<0.3mm
0.5mm<t2<0.7mm
1.0mm<t3<1.3mm
0.99>NA1≧0.80
0.80>NA2≧0.55
0.55>NA3≧0.40
In the optical pickup device described above, a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording information with respect to the first optical information recording medium to the third optical information recording medium is NA1, When NA2 and NA3, the wavelength λ1 of the first light source, the wavelength λ2 of the second light source, the wavelength λ3 of the third light source, the thickness t1 of the first protective substrate, the thickness t2 of the second protective substrate It is preferable that the thickness t3 of the third protective substrate and the predetermined image-side numerical apertures NA1, NA2, and NA3 of the objective lens satisfy the following expression.
350 nm <λ1 <550 nm
600 nm <λ2 <700 nm
700nm <λ3 <850nm
0.0mm ≦ t1 <0.3mm
0.5mm <t2 <0.7mm
1.0mm <t3 <1.3mm
0.99> NA1 ≧ 0.80
0.80> NA2 ≧ 0.55
0.55> NA3 ≧ 0.40

また、前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことが好ましい。
0.7<d/f1<1.5
2.8<Φ1<5.8
fB3>0.2
Further, the focal length of the objective lens at the wavelength λ1 is f1 (mm), the center thickness is d (mm), the diameter of the light beam having the wavelength λ1 incident on the objective lens is Φ1 (mm), and the third light. When the working distance of the objective lens when reproducing and / or recording information on the information recording medium is fB3 (mm), it is preferable to satisfy the following equation.
0.7 <d / f1 <1.5
2.8 <Φ1 <5.8
fB3> 0.2

また、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3としたとき、次式を満たすことが好ましい。−1<m3<0   Further, when the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium is m3, it is preferable that the following expression is satisfied. -1 <m3 <0

また、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2としたとき、次式を満たすことが好ましい。−1<m2<0   Further, when the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium is m2, it is preferable that the following expression is satisfied. -1 <m2 <0

上述のように、保護基板厚の異なる3種類の光情報記録媒体のうち、保護基板厚の大きい第2光情報記録媒体及び/または第3光情報記録媒体に対して情報の再生及び/または記録を行う場合に、対物レンズを、発散光束が入射する有限仕様とすると、作動距離を十分に確保することができる。   As described above, information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium and / or the third optical information recording medium having a large protective substrate thickness among the three types of optical information recording media having different protective substrate thicknesses. When the objective lens has a finite specification in which the divergent light beam is incident, a working distance can be sufficiently secured.

前記対物レンズはプラスチック材料から形成されるか、または、ガラス材料から形成される。   The objective lens is made of a plastic material or a glass material.

前記対物レンズはガラス転移点Tgが400℃以下のガラス材料から形成されたことを特徴とする。   The objective lens is formed of a glass material having a glass transition point Tg of 400 ° C. or lower.

前記基板厚差補正手段7は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された少なくとも1つの回折面を有することが好ましい。   The substrate thickness difference correcting means 7 preferably has at least one diffractive surface on which a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed.

前記回折構造は、入射する光束の波長が長くなる方向に変化した場合に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差特性を有することを特徴とする。   The diffractive structure has a spherical aberration characteristic such that when the wavelength of the incident light beam changes in a direction in which the wavelength of the incident light beam increases, the spherical aberration changes in a direction of insufficient correction.

また、前記回折構造は前記対物レンズの少なくとも1つの光学面上に形成される。   The diffractive structure is formed on at least one optical surface of the objective lens.

また、前記基板厚差補正手段7は、光軸方向に変移することで、前記対物レンズに入射する光束のマージナル光線の傾角を変化させることができる少なくとも1つの可動光学素子と、前記可動光学素子を光軸方向に変移させるための駆動手段と、を備えることが好ましい。   Further, the substrate thickness difference correcting means 7 is changed in the optical axis direction to change at least one movable optical element capable of changing the tilt angle of the marginal ray of the light beam incident on the objective lens, and the movable optical element. It is preferable to include a driving unit for shifting the lens in the optical axis direction.

また、前記基板厚差補正手段7は、少なくとも1つの屈折率分布可変材料層と、電場または磁場または熱を印加するための印加手段と、を備え、前記屈折率分布可変材料層に前記印加手段により電場または磁場または熱を印加することにより前記屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることが好ましい。   The substrate thickness difference correcting unit 7 includes at least one refractive index distribution variable material layer and an application unit for applying an electric field, a magnetic field, or heat, and the application unit is applied to the refractive index distribution variable material layer. Preferably, the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer is changed by applying an electric field, a magnetic field, or heat.

また、前記第1光情報記録媒体に情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm1、前記第2光情報記録媒体に情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2、前記第3光情報記録媒体に情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3としたとき、前記m1、m2、m3のうち少なくとも2つの結像倍率の値を異なるようにすることで、前記第1保護基板乃至第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正することが好ましい。   Further, when the information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium, the imaging magnification of the objective lens is m1, and the information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium. When the imaging magnification of the objective lens is m2, and the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium is m3, of m1, m2, and m3 It is preferable to correct spherical aberration that changes due to a difference in thickness of the first to third protective substrates by making the values of at least two imaging magnifications different.

上述の光ピックアップ装置において、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数NA1が0.8以上であって、前記第1保護基板乃至第3保護基板のうち、前記第1保護基板の厚さ誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段6を、前記第1光源からの光束が通過する光路中に有することが好ましい。これにより、特に、高密度記録用の第1光情報記録媒体について安定した記録及び/または再生が可能となる。   In the optical pickup device described above, a predetermined image-side numerical aperture NA1 of the objective lens necessary for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium is 0.8 or more, and Among the first protective substrate to the third protective substrate, the light flux from the first light source passes through the substrate thickness error correction means 6 for correcting the spherical aberration that changes due to the thickness error of the first protective substrate. It is preferable to have in the optical path. This makes it possible to perform stable recording and / or reproduction, particularly for the first optical information recording medium for high-density recording.

また、前記第1光情報記録媒体は、同一光束入射面側に複数の情報記録層を有する構造を有し、前記第1光情報記録媒体の各々の情報記録層の情報記録面に、前記第1光源からの光束を集光させる際に、前記第1光情報記録媒体の光束入射面から各々の情報記録面までの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を、前記基板厚誤差補正手段6で補正することが好ましい。   The first optical information recording medium has a structure having a plurality of information recording layers on the same light incident surface side, and the information recording surface of each information recording layer of the first optical information recording medium has the first optical information recording medium on the information recording surface. When converging the light beam from one light source, the spherical aberration that changes due to the difference in the thickness of the protective substrate from the light beam incident surface of the first optical information recording medium to each information recording surface is It is preferable to correct by the thickness error correction means 6.

また、前記基板厚誤差補正手段6は、光軸方向に変移することで、前記対物レンズに入射する前記第1光源からの光束のマージナル光線の傾角を変化させることができる少なくとも1つの可動光学素子と、前記可動光学素子を光軸方向に変移させるための駆動手段と、を備えることが好ましい。これにより、特に第1光情報記録媒体が有する第1の保護基板厚の厚み誤差に起因する球面収差を補正できるとともに、対物レンズ等の光学系を構成する光学素子の製造誤差、特に第1光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正できる。このため、特に、高密度記録用の第1光情報記録媒体について安定した記録及び/または再生が可能となる。   Further, the substrate thickness error correction means 6 is capable of changing the tilt angle of the marginal ray of the light beam from the first light source incident on the objective lens by shifting in the optical axis direction. And a driving means for shifting the movable optical element in the optical axis direction. Thereby, it is possible to correct the spherical aberration caused by the thickness error of the first protective substrate in particular in the first optical information recording medium, and to manufacture the optical element constituting the optical system such as the objective lens, particularly the first light source. It is possible to correct changes in wavelength due to manufacturing errors, and changes in spherical aberration due to changes in the shape and refractive index of optical elements constituting an optical system such as an objective lens due to changes in temperature and humidity. Therefore, in particular, stable recording and / or reproduction can be performed on the first optical information recording medium for high-density recording.

また、前記基板厚誤差補正手段6は、前記第1光源からの発散光束の発散角を変化させるためのカップリングレンズであって、前記カップリングレンズを構成する光学素子のうち少なくとも1つが前記可動光学素子であることが好ましい。または、前記基板厚誤差補正手段6は、少なくとも1つの正レンズ群と、少なくとも1つの負レンズ群とから構成され、略平行光束である入射光束を略平行光束として射出することのできるビームエキスパンダ、及び/または、ビームシュリンカであって、前記正レンズ群、及び前記負レンズ群のうち少なくとも1つのレンズ群が前記可動光学素子であることが好ましい。   The substrate thickness error correction means 6 is a coupling lens for changing the divergence angle of the divergent light beam from the first light source, and at least one of the optical elements constituting the coupling lens is movable. An optical element is preferable. Alternatively, the substrate thickness error correction means 6 is composed of at least one positive lens group and at least one negative lens group, and can emit an incident light beam that is a substantially parallel light beam as a substantially parallel light beam. It is preferable that at least one of the positive lens group and the negative lens group is the movable optical element.

また、前記基板厚誤差補正手段6は、少なくとも1つの屈折率分布可変材料層と、電場または磁場または熱を印加するための印加手段と、を備え、前記屈折率分布可変材料層に前記印加手段により電場または磁場または熱を印加することにより前記屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることが好ましい。これにより、特に第1光情報記録媒体が有する第1の保護基板厚の厚み誤差に起因する球面収差を補正できるとともに、対物レンズ等の光学系を構成する光学素子の製造誤差、特に第1光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正できる。このため、特に、高密度記録用の第1光情報記録媒体について安定した記録及び/または再生が可能となる。   The substrate thickness error correcting unit 6 includes at least one refractive index distribution variable material layer and an application unit for applying an electric field, a magnetic field, or heat, and the application unit is applied to the refractive index distribution variable material layer. Preferably, the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer is changed by applying an electric field, a magnetic field, or heat. Thereby, it is possible to correct the spherical aberration caused by the thickness error of the first protective substrate in particular in the first optical information recording medium, and to manufacture the optical element constituting the optical system such as the objective lens, particularly the first light source. It is possible to correct changes in wavelength due to manufacturing errors, and changes in spherical aberration due to changes in the shape and refractive index of optical elements constituting an optical system such as an objective lens due to changes in temperature and humidity. Therefore, in particular, stable recording and / or reproduction can be performed on the first optical information recording medium for high-density recording.

上述の光ピックアップ装置において、前記第1光源の波長λ1が550nmより短く、前記第1光源の微少な波長変化に起因する前記対物レンズの色収差を補正するための色収差補正手段5を、前記第1光源からの光束が通過する光路中に有することが好ましい。これにより、光源の単色性の悪さ等に起因する色収差を補正できる。このため、特に、高密度記録用の第1光情報記録媒体について安定した記録及び/または再生が可能となる。   In the optical pickup device described above, the wavelength λ1 of the first light source is shorter than 550 nm, and the chromatic aberration correction means 5 for correcting the chromatic aberration of the objective lens caused by a slight wavelength change of the first light source includes the first light source. It is preferable to have in the optical path through which the light beam from the light source passes. As a result, it is possible to correct chromatic aberration due to the poor monochromaticity of the light source. Therefore, in particular, stable recording and / or reproduction can be performed on the first optical information recording medium for high-density recording.

前記第1光源乃至第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路に、前記色収差補正手段5を配置することが好ましい。   It is preferable that the chromatic aberration correcting unit 5 is disposed in a common optical path through which all the light beams from the first light source to the third light source pass.

また、前記色収差補正手段5は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された回折面を有する2つの光学素子が、前記回折面を互いに対向するように近接して配置された構造を有し、前記2つの光学素子の材料は前記波長λ1近傍の波長領域で所定の屈折率差を有するとともに、前記2つの光学素子の材料の前記波長λ2近傍の波長領域、及びλ3近傍の波長領域での屈折率差が略零であることが好ましい。これにより、第1光源の波長近傍の光のみが光学素子間の屈折率差により回折するので第1光源の波長変動に起因する対物レンズ8の色収差を補正することができる。   The chromatic aberration correcting means 5 has a structure in which two optical elements each having a diffractive surface on which a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed are arranged close to each other so that the diffractive surfaces face each other. And the material of the two optical elements has a predetermined refractive index difference in the wavelength region near the wavelength λ1, the wavelength region near the wavelength λ2 of the material of the two optical elements, and the wavelength near λ3. It is preferable that the refractive index difference in the region is substantially zero. As a result, only light in the vicinity of the wavelength of the first light source is diffracted by the refractive index difference between the optical elements, so that the chromatic aberration of the objective lens 8 due to the wavelength variation of the first light source can be corrected.

また、前記色収差補正手段5は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有し、前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3とするとき、
|n1|>|n2|≧|n3|
を満たすことが好ましい。
Further, the chromatic aberration correcting means 5 has a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones, and the first light beam generated when the first light flux having the wavelength λ1 from the first light source is incident on the diffractive structure. Of the diffracted light of the light beam, the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light is n1, and the diffraction of the second light beam generated when the second light beam of wavelength λ2 from the second light source is incident on the diffractive structure. Of the light, the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light is n2, and among the diffracted light of the third light flux generated when the third light flux of wavelength λ3 from the third light source is incident on the diffractive structure When the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light is n3,
| N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
It is preferable to satisfy.

この場合、前記回折構造は前記対物レンズの少なくとも1つの光学面上に形成されることが好ましい。   In this case, it is preferable that the diffractive structure is formed on at least one optical surface of the objective lens.

また、前記第1光源からの光束のみが通過し、かつ、前記第2光源及び前記第3光源からの光束は通過しない光路に、前記色収差補正手段を配置することが好ましい。   Further, it is preferable that the chromatic aberration correcting means is disposed in an optical path through which only the light flux from the first light source passes and the light flux from the second light source and the third light source does not pass.

また、前記色収差補正手段5は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された少なくとも1つの回折面を有し、第i回折面の回折構造により透過波面に付加される光路差を、
Φbi=ni・(b2i・hi2+b4i・hi4+b6i・hi6+・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、niは、前記第i回折面の回折構造に前記波長λ1の光束が入射した場合に発生する、前記波長λ1の光束の回折光のうち最大の回折光量を有する回折光の回折次数、hiは光軸からの高さ(mm)、b2i、b4i、b6i、・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・ni・b2i
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことが好ましい。
1.50×10-2<PD<15.0×10-2
The chromatic aberration correcting means 5 has at least one diffractive surface on which a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed, and an optical path difference added to the transmitted wavefront by the diffractive structure of the i-th diffractive surface. ,
Φ bi = ni · (b 2i · hi 2 + b 4i · hi 4 + b 6i · hi 6 +...)
(Where ni is the diffracted light of the light beam having the wavelength λ1 that is generated when the light beam having the wavelength λ1 is incident on the diffractive structure of the i-th diffractive surface. The diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light, hi is the height (mm) from the optical axis, b 2i , b 4i , b 6i ,... Are second, fourth, sixth,. Optical path difference function coefficient (also referred to as diffraction plane coefficient)),
PD = Σ (−2 · ni · b 2i )
It is preferable that the power (mm −1 ) of only the diffractive structure defined by
1.50 × 10 −2 <PD <15.0 × 10 −2

上記式の下限以上で、光情報記録媒体の情報記録面上に集光された波面の軸上色収差が補正不足になりすぎず、また、上限以下で、光情報記録媒体の情報記録面上に集光された波面の軸上色収差が補正過剰になりすぎない。   Above the lower limit of the above formula, the axial chromatic aberration of the wavefront collected on the information recording surface of the optical information recording medium is not overcorrected, and below the upper limit, on the information recording surface of the optical information recording medium. The axial chromatic aberration of the collected wavefront is not overcorrected.

また、前記色収差補正手段5は、相対的にアッベ数の大きい正レンズ群と相対的にアッベ数の小さい負レンズ群とから構成され、前記正レンズ群のアッベ数νdP及び前記負レンズ群のアッベ数νdNが次式を満たすことにより、色収差を適切に補正することができる。
νdP>55
νdN<35
The chromatic aberration correcting means 5 includes a positive lens group having a relatively large Abbe number and a negative lens group having a relatively small Abbe number, and the Abbe number νdP of the positive lens group and the Abbe number of the negative lens group. When the number νdN satisfies the following expression, chromatic aberration can be corrected appropriately.
νdP> 55
νdN <35

また、前記第1光源の波長が+1nm変化した場合の、前記対物レンズと前記色収差補正手段とを合わせた光学系の近軸焦点位置の変化量ΔfBOBJ+CAが次式を満たすことが好ましい。
|ΔfBOBJ+CA・NA12|<0.15(μm)
Further, it is preferable that a change amount ΔfB OBJ + CA of the paraxial focal position of the optical system including the objective lens and the chromatic aberration correcting unit when the wavelength of the first light source changes by +1 nm satisfies the following expression.
| ΔfB OBJ + CA · NA1 2 | <0.15 (μm)

なお、本明細書中において、「基板厚誤差補正手段6、及び/または、基板厚差補正手段7によって球面収差を(良好に)補正する」とは、少なくとも、基板厚誤差補正手段6、及び/または、基板厚差補正手段7と対物レンズとから構成される光学系を通過した光束が、各光情報記録媒体に対して情報の再生、及び/または、記録を行うのに必要な対物レンズの所定の各像側開口数内で、各情報記録媒体の情報記録面上に、λを光源の波長としたとき、波面収差が0.07λrms以下(より好ましくは0.05λrms以下)の状態で、集光されるように球面収差を補正することを指す。   In this specification, “correcting the spherical aberration (good) by the substrate thickness error correcting unit 6 and / or the substrate thickness difference correcting unit 7” means at least the substrate thickness error correcting unit 6 and / Or objective lens necessary for the light flux that has passed through the optical system composed of the substrate thickness difference correcting means 7 and the objective lens to reproduce and / or record information on each optical information recording medium On the information recording surface of each information recording medium within a predetermined image-side numerical aperture of λ, when λ is the wavelength of the light source, the wavefront aberration is 0.07 λrms or less (more preferably 0.05λrms or less). It means to correct the spherical aberration so as to be condensed.

上述の光ピックアップ装置において、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をそれぞれNA1、NA2、NA3としたとき、
NA1>NA2>NA3
を満たし、前記NA1とNA2とNA3との開口切替手段を備えることにより、共通の対物レンズで第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体に対し情報の記録及び/または再生を行う際にそれぞれの対物レンズの所定の像側開口数に応じて開口の切り替えを行うことができる。
In the optical pickup device described above, a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording information with respect to the first optical information recording medium to the third optical information recording medium is NA1, When NA2 and NA3,
NA1>NA2> NA3
And the aperture switching means of NA1, NA2 and NA3 is provided, so that information can be recorded on and / or reproduced from the first optical information recording medium to the third optical information recording medium with a common objective lens. The aperture can be switched according to a predetermined image-side numerical aperture of each objective lens.

これにより、第2光情報記録媒体及び第3光情報記録媒体に対する情報の再生、及び/または、記録を行う場合に、各情報記録媒体上での集光スポットの大きさが必要以上に小さくなりすぎないので、ディスクスキューで発生するコマ収差を小さくすることができ、十分なディスクスキューマージンを得ることができる。また、必要開口数以上の領域を通過した、集光に寄与しない不要光を光検出器が検出するのを防ぐことができるので、良好なフォーカシング特性やトラッキング特性を得ることができる。   As a result, when information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium and the third optical information recording medium, the size of the focused spot on each information recording medium becomes smaller than necessary. Therefore, the coma generated by the disk skew can be reduced, and a sufficient disk skew margin can be obtained. In addition, since it is possible to prevent the photodetector from detecting unnecessary light that has passed through a region having a numerical aperture greater than that and does not contribute to light collection, it is possible to obtain good focusing characteristics and tracking characteristics.

前記開口切替手段は、前記第1光源乃至前記第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路に配置されることを特徴とする。   The aperture switching means is arranged in a common optical path through which all the light beams from the first light source to the third light source pass.

前記開口切替手段は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された少なくとも1つの回折面を有し、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA2からNA1に対応する前記開口切替手段の領域を通過する波長λ2の光束をフレア成分とし、及び/または、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA3からNA1に対応する前記開口切替手段の領域を通過する波長λ3の光束をフレア成分とすることで、第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または再生を行う場合に、第2光源からの波長λ2の光束を、NA1で決定される絞りに対し、開放で通過させても、NA2からNA1に対応する開口切替手段の領域を通過した光束は、第2光情報記録媒体の情報記録面上への集光に寄与しないので、開口切替手段として機能する。第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合も同様に、第3光源からの波長λ3の光束を、NA1で決定される絞りに対し、開放で通過させても、NA3からNA1に対応する開口切替手段の領域を通過した光束は、第3光情報記録媒体の情報記録面上への集光に寄与しないので、開口切替手段として機能する。このように、簡易な構造で、自動的に開口切替えを行うことができるので、特別な開口切替手段を設ける必要がなく、コスト上有利である。   The aperture switching means has at least one diffractive surface in which a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed, and when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium, A light flux of wavelength λ2 passing through the area of the aperture switching means corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is used as a flare component, and / or information is reproduced from the third optical information recording medium, and / or When performing recording, a light flux having a wavelength λ3 that passes through the area of the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is used as a flare component, so that information on the second optical information recording medium can be recorded. When performing reproduction and / or reproduction, even if the light beam having the wavelength λ2 from the second light source is passed through the aperture determined by NA1, the aperture corresponding to NA2 to NA1 is opened. The light beam which has passed through the region of the switching means, does not contribute to the condensing onto the information recording surface of the second optical information recording medium, and functions as the aperture switching means. Similarly, when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium, even if the light beam having the wavelength λ3 from the third light source is allowed to pass through the aperture determined by NA1, the NA3 Since the light beam that has passed through the area of the aperture switching means corresponding to NA1 does not contribute to condensing on the information recording surface of the third optical information recording medium, it functions as an aperture switching means. As described above, since the opening can be automatically switched with a simple structure, it is not necessary to provide a special opening switching means, which is advantageous in terms of cost.

また、前記開口切替手段と前記対物レンズとを合わせた光学系において、前記像側開口数NA2と前記第2保護基板の厚さt2と前記第2光源の波長λ2との組合せにおける波面収差が0.07λ2rmsより小さいとともに、前記像側開口数NA1と前記第2保護基板の厚さt2と前記第2光源の波長λ2との組合せにおける波面収差が0.07λ2rmsより大きく、及び/または、前記像側開口数NA3と前記第3保護基板の厚さt3と前記第3光源の波長λ3との組合せにおける波面収差が0.07λ3rmsより小さいとともに、前記像側開口数NA1と前記第3保護基板の厚さt3と前記第3光源の波長λ3との組合せにおける波面収差が0.07λ3rmsより大きいことが好ましい。   In the optical system combining the aperture switching means and the objective lens, the wavefront aberration in the combination of the image-side numerical aperture NA2, the thickness t2 of the second protective substrate, and the wavelength λ2 of the second light source is 0. 0.07λ2 rms, and the wavefront aberration in the combination of the image side numerical aperture NA1, the thickness t2 of the second protective substrate, and the wavelength λ2 of the second light source is greater than 0.07λ2 rms and / or the image side The wavefront aberration in the combination of the numerical aperture NA3, the thickness t3 of the third protective substrate, and the wavelength λ3 of the third light source is smaller than 0.07λ3 rms, and the image-side numerical aperture NA1 and the thickness of the third protective substrate It is preferable that the wavefront aberration in the combination of t3 and the wavelength λ3 of the third light source is larger than 0.07λ3rms.

また、前記開口切替手段は、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA2内に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ2の光束を透過するとともに、前記対物レンズの像側開口数NA2からNA1に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ2の光束を遮断し、及び/または、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA3内に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ3の光束を透過するとともに、前記対物レンズの像側開口数NA3からNA1に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有するように構成してもよく、第2光情報記録媒体及び第3光情報記録媒体に対する情報の再生、及び/または、記録を行う場合に、必要開口数以上の領域を通過した光束を自動的に遮断するので、特別な切り替え手段を設ける必要がなく、コスト上有利である。   The aperture switching means is incident on the area of the aperture switching means corresponding to the image side numerical aperture NA2 of the objective lens when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium. Transmits the light beam having the wavelength λ2, blocks the light beam having the wavelength λ2 incident on the aperture switching unit region corresponding to NA1 from the image-side numerical aperture NA2 of the objective lens, and / or performs the third optical information recording. When reproducing and / or recording information on the medium, the light beam having the wavelength λ3 incident on the area of the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA3 of the objective lens is transmitted and the image of the objective lens is transmitted. The second light may be configured to have wavelength selectivity so as to block the light beam having the wavelength λ3 incident on the area of the aperture switching unit corresponding to the side numerical aperture NA3 to NA1. When information is reproduced and / or recorded on the information recording medium and the third optical information recording medium, the light beam that has passed through the area exceeding the required numerical aperture is automatically blocked, so special switching means must be provided. This is advantageous in terms of cost.

また、前記開口切替手段は前記対物レンズの少なくとも1つの光学面上に形成されることが好ましく、開口切替手段を簡単に構成できる。   The aperture switching means is preferably formed on at least one optical surface of the objective lens, and the aperture switching means can be configured easily.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光束入射面側に配置されるとともに、前記対物レンズと一体となってトラッキングを行うことが好ましい。これにより良好なトラッキング特性を得ることができる。   Further, it is preferable that the aperture switching means is disposed on the light incident surface side of the objective lens and performs tracking integrally with the objective lens. Thereby, good tracking characteristics can be obtained.

上述の光ピックアップ装置において、前記対物レンズは、前記像側開口数NA1と前記第1保護基板の厚さt1と前記第1光源の波長λ1との組合せにおいて球面収差が最小となるように収差補正され、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記第2保護基板と前記第1保護基板との厚さの違いに起因して変化する球面収差を前記基板厚差補正手段で補正するとともに、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記第3保護基板と前記第1保護基板との厚さの違いに起因して変化する球面収差を前記基板厚差補正手段で補正することが好ましい。これにより、上述の対物レンズで第2または第3光情報記録媒体について再生または記録を行うときの第1の保護基板厚t1に対する各保護基板厚の差に起因する球面収差を適正に補正できる。   In the above-described optical pickup device, the objective lens is corrected for aberration so that spherical aberration is minimized in a combination of the image-side numerical aperture NA1, the thickness t1 of the first protective substrate, and the wavelength λ1 of the first light source. When the information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium, spherical aberration that changes due to the difference in thickness between the second protective substrate and the first protective substrate Due to the difference in thickness between the third protective substrate and the first protective substrate when the thickness difference is corrected by the thickness difference correcting means and information is reproduced and / or recorded on the third optical information recording medium. It is preferable to correct the changing spherical aberration by the substrate thickness difference correcting means. Thereby, the spherical aberration resulting from the difference of each protective substrate thickness with respect to the 1st protective substrate thickness t1 when reproducing | regenerating or recording about the 2nd or 3rd optical information recording medium with the above-mentioned objective lens can be correct | amended appropriately.

また、前記第1光源乃至第3光源のうち少なくとも2つの光源はユニット化されていることが好ましく、このように一体化することで部品点数を削減でき、光ピックアップ装置をコンパクトに構成できるとともにコスト減に寄与できる。   In addition, it is preferable that at least two of the first light source to the third light source are unitized, and the number of components can be reduced by such integration, and the optical pickup device can be configured compactly and at a low cost. Can contribute to decrease.

また、前記基板厚差補正手段と、前記基板厚誤差補正手段と、前記色収差補正手段と、前記開口切替手段のうち、少なくとも2つは一体化されていることが好ましい。このように一体化することで部品点数を削減でき、光ピックアップ装置をコンパクトに構成できるとともにコスト減に寄与できる。   Preferably, at least two of the substrate thickness difference correcting unit, the substrate thickness error correcting unit, the chromatic aberration correcting unit, and the aperture switching unit are integrated. By integrating in this way, the number of parts can be reduced, and the optical pickup device can be made compact and contribute to cost reduction.

また、本発明による記録・再生装置は、上述のいずれかの光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像を記録し、及び/または、音声及び/または画像を再生可能なように構成できる。例えば、上述の本発明による各光ピックアップ装置は、例えば、次世代のより高密度な第1光情報記録媒体と、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+RWD等の第2光情報記録媒体と、CD、CD-R,CD-RW,CD-Video,CD-ROM等の第3光情報記録媒体と、に対してコンパチブルなプレーヤーまたはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだAV機器、パソコン、その他の情報端末等の音声および/または画像の記録装置および/または再生装置に搭載することができる。   In addition, the recording / reproducing apparatus according to the present invention can be configured to be equipped with any of the above-described optical pickup apparatuses, record audio and / or images, and / or reproduce audio and / or images. For example, each optical pickup device according to the present invention described above includes, for example, a next-generation higher-density first optical information recording medium, a DVD, a DVD-ROM, a DVD-RAM, a DVD-R, a DVD-RW, a DVD + RWD, and the like. Compatible with the second optical information recording medium and the third optical information recording medium such as CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM, etc. It can be mounted on audio and / or image recording devices and / or playback devices such as AV equipment, personal computers, and other information terminals.

また、本発明による別の光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、前記光ピックアップ装置は、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用い、前記光ピックアップ装置は、前記第1光源乃至第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路中に配置された、前記第1保護基板厚乃至第3保護基板厚の差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段を有し、前記基板厚差補正手段は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有する回折光学素子であって、前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3とするとき、
|n1|>|n2|
かつ
|n1|>|n3|
を満たすとともに、前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、前記対物レンズは、前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA1内で、良好な波面を形成するように、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA2内で、良好な波面を形成するように、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA3内で、良好な波面を形成するように、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光できることを特徴とする。
Further, another optical pickup device according to the present invention reproduces and / or records information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1, using a light beam from a first light source having a wavelength λ1. Reproducing and / or recording information on a second optical information recording medium having a second protective substrate having a thickness t2 (t2 ≧ t1) using a light beam from a second light source of wavelength λ2 (λ1 <λ2), An optical pickup that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a light beam from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3) The optical pickup device uses a common objective lens for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, and the optical pickup device Spherical aberration that is caused by the difference between the thicknesses of the first protective substrate to the third protective substrate and is arranged in a common optical path through which all the light beams from the first light source to the third light source pass is corrected. Substrate thickness difference correcting means, and the substrate thickness difference correcting means is a diffractive optical element having a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones, and the diffractive structure has a wavelength from the first light source. Of the diffracted light of the first light flux generated when the first light flux of λ1 is incident, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is n1, and the diffraction structure has the wavelength λ2 from the second light source. Of the diffracted light of the second light flux generated when two light fluxes are incident, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount is n2, and the third light flux of wavelength λ3 from the third light source is incident on the diffractive structure. The diffracted light beam of the third light beam generated when incident. That is, when the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light is n3,
| N1 |> | n2 |
And | n1 |> | n3 |
And a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium by the light beam having the wavelength λ1 is NA1, and the light beam having the wavelength λ2 is A predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproduction and / or recording on the second optical information recording medium is NA2, and reproduction and / or reproduction on the third optical information recording medium is performed with a light beam having the wavelength λ3. Alternatively, when the predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for recording is NA3, the objective lens converts the n1-order diffracted light of the first light flux into the information on the first optical information recording medium. In order to perform reproduction and / or recording, light can be condensed on the information recording surface of the first optical information recording medium so as to form a good wavefront within the numerical aperture NA1, and n2 next time of the second light flux. The second light In order to reproduce and / or record information on the information recording medium, the light can be condensed on the information recording surface of the second optical information recording medium so as to form a good wavefront within the numerical aperture NA2. In order to reproduce and / or record information from / to the third optical information recording medium, the third optical information is formed so that a good wavefront is formed within the numerical aperture NA3. The light can be condensed on the information recording surface of the recording medium.

この光ピックアップ装置によれば、第1光源乃至第3光源からのすべての光束が通過する共通の光路に配置した基板厚差補正手段としての回折光学素子により、第1保護基板から第3保護基板の厚さのうち、少なくとも2つの異なる保護基板の厚さの差によって発生する球面収差を補正するので第1光情報記録媒体から第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記緑または再生を良好に行うことができる。   According to this optical pickup device, the diffractive optical element as the substrate thickness difference correcting unit arranged in the common optical path through which all the light beams from the first light source to the third light source pass allows the first protective substrate to the third protective substrate. The spherical aberration generated by the difference in the thicknesses of at least two different protective substrates is corrected among all the thicknesses of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium. Reproduction can be performed satisfactorily.

ところで、規格の異なる3種類の光ディスクに対してコンパチブルな光ピックアップシステムでは、波長の異なる3つの光源が搭載される。その理由として以下のことがあげられる。第1に、短波長領域における、2層ディスクの情報記録層間の中間層の反射率が低いために、高密度DVD用の短波長レーザ光源では、DVDの2層ディスクが読めないことである。第2に、CD−RやCD−RWでは、情報記録面の反射特性を利用して情報の再生を行うために、高密度DVD用の短波長レーザ光源では、CDのうち、CD−RやCD−RWを読めないことである。従って、規格の異なる3種類の光ディスクに対してコンパチブルな光ピックアップシステムでは、400nm付近のレーザ光を発生する青紫色レーザと、650nm付近のレーザ光を発生する赤色レーザと、780nm付近のレーザ光を発生する赤外レーザとの波長の異なる3つの光源を搭載する必要がある。   By the way, in an optical pickup system compatible with three types of optical discs having different standards, three light sources having different wavelengths are mounted. The reason is as follows. First, since the reflectivity of the intermediate layer between the information recording layers of the double-layer disc in the short wavelength region is low, the short-wave laser light source for high-density DVD cannot read the DVD double-layer disc. Second, in CD-R and CD-RW, in order to reproduce information using the reflection characteristics of the information recording surface, a short wavelength laser light source for high-density DVDs uses CD-R and CD-R. The CD-RW cannot be read. Therefore, in an optical pickup system that is compatible with three types of optical discs with different standards, a blue-violet laser that generates a laser beam near 400 nm, a red laser that generates a laser beam near 650 nm, and a laser beam near 780 nm. It is necessary to mount three light sources having different wavelengths from the generated infrared laser.

そこで、本発明による光ピックアップ装置では、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する光束の回折次数が上式を満たすように基板厚差補正手段としての回折光学素子の回折構造を決定するようにした。これにより、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する各光束に対して、それぞれ高い回折効率を得ることができる。また、基板厚差補正手段としての回折光学素子の回折作用により、波長の異なるそれぞれの光源からの光束が対物レンズに入射した場合に、レンズ材料の分散によって変化する球面収差を補正するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記録または再生を良好に行うことができる。   Therefore, in the optical pickup device according to the present invention, the diffractive optics as the substrate thickness difference correcting means so that the diffraction orders of the light beams used for recording and reproduction of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium satisfy the above equation. The diffraction structure of the element was determined. Accordingly, high diffraction efficiency can be obtained for each light beam used for recording and reproduction of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium. Further, due to the diffractive action of the diffractive optical element as the substrate thickness difference correcting means, when the light beams from the respective light sources having different wavelengths enter the objective lens, the spherical aberration that changes due to dispersion of the lens material is corrected. Information can be recorded or reproduced satisfactorily for all of the one optical information recording medium to the third optical information recording medium.

前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
300nm<λB<500nm
It is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following formula.
300nm <λB <500nm

また、次式を満たすことが好ましい。
|n1|≦10
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
| N1 | ≦ 10

また、前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
340nm<λB<440nm
|n1|=2
|n2|=1
|n3|=1
In addition, it is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following equation.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
340 nm <λB <440 nm
| N1 | = 2
| N2 | = 1
| N3 | = 1

また、次式を満たすことが好ましい。
350nm<λB<420nm
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
350 nm <λB <420 nm

また、前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
400nm<λB<430nm
|n1|=6
|n2|=4
|n3|=3
In addition, it is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following equation.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
400nm <λB <430nm
| N1 | = 6
| N2 | = 4
| N3 | = 3

また、次式を満たすことが好ましい。
405nm<λB<425nm
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
405 nm <λB <425 nm

また、前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=8
|n2|=5
|n3|=4
In addition, it is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following equation.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 8
| N2 | = 5
| N3 | = 4

次式を満たすことが好ましい。
395nm<λB<415nm
It is preferable to satisfy the following formula.
395 nm <λB <415 nm

また、前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=10
|n2|=6
|n3|=5
In addition, it is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following equation.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 10
| N2 | = 6
| N3 | = 5

次式を満たすことが好ましい。
395nm<λB<412nm
It is preferable to satisfy the following formula.
395 nm <λB <412 nm

また、前記回折構造は正のパワーを有することが好ましい。   The diffractive structure preferably has a positive power.

また、波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、
Φb=n1・(b2・h2+b4・h4+b6・h6+・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b2、b4、b6、・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・n1・b2
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことが好ましい。
0.5×10-2<PD<5.0×10-2
Further, each position of the plurality of annular zones of the diffractive structure optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1 is expressed as follows:
Φ b = n1 · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ...)
(Where h is the height from the optical axis (mm), b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, sixth-order, Is an optical path difference function coefficient (also referred to as a diffractive surface coefficient)),
PD = Σ (−2 · n1 · b 2 )
It is preferable that the power (mm −1 ) of only the diffractive structure defined by
0.5 × 10 −2 <PD <5.0 × 10 −2

また、前記対物レンズは屈折型対物レンズであって、前記屈折型対物レンズの光束入射側に前記回折光学素子が配置されることが好ましい。   The objective lens is preferably a refractive objective lens, and the diffractive optical element is preferably disposed on a light beam incident side of the refractive objective lens.

また、前記回折構造は、平面上に形成されることが好ましい。または、前記回折構造は、非球面上に形成されることが好ましい。   The diffractive structure is preferably formed on a plane. Alternatively, the diffractive structure is preferably formed on an aspheric surface.

また、前記回折光学素子は、前記屈折型対物レンズと一体となってトラッキング駆動されることが好ましい。   Further, it is preferable that the diffractive optical element is tracking driven integrally with the refractive objective lens.

また、前記回折光学素子は、前記対物レンズと一体に形成され、前記回折構造は前記対物レンズの光源側の光学面を含む、少なくとも1つの光学面上に形成されることが好ましい。   The diffractive optical element is preferably formed integrally with the objective lens, and the diffractive structure is formed on at least one optical surface including an optical surface on the light source side of the objective lens.

また、前記像側開口数NA1乃至NA3は、
NA1>NA2>NA3
を満たすとともに、
前記光ピックアップ装置は、前記第1光源乃至第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路中に配置された、NA1とNA2とNA3との開口切替手段を有することが好ましい。前記開口切替手段は、前記対物レンズと一体となってトラッキング駆動されることが好ましい。
The image-side numerical apertures NA1 to NA3 are:
NA1>NA2> NA3
While satisfying
It is preferable that the optical pickup device includes NA1, NA2, and NA3 aperture switching means arranged in a common optical path through which all the light beams from the first to third light sources pass. The aperture switching means is preferably tracking driven integrally with the objective lens.

また、前記開口切替手段は、前記基板厚差補正手段と同一の回折光学素子であって、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより大きい状態であり、かつ前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより小さい状態であることが好ましい。   The aperture switching means is the same diffractive optical element as the substrate thickness difference correcting means, and has passed through the area of the aperture switching means corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens. The light beam having the wavelength λ2 reaches the information recording surface of the second optical information recording medium, and the light beam having the wavelength λ2 is within the image-side numerical aperture NA1 of the information recording surface of the second optical information recording medium. In the above, the wavefront aberration is greater than 0.07λ2 rms, and the light beam having the wavelength λ2 has a wavefront aberration of 0 on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA2. It is preferable that the state is smaller than 0.07λ2 rms.

また、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ2rmsより大きい状態であることが好ましい。   Further, it is preferable that the light beam having the wavelength λ2 has a wavefront aberration larger than 0.20λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1.

また、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより大きい状態であり、かつ前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより小さい状態であることが好ましい。   Further, the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the area of the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens reaches the information recording surface of the third optical information recording medium. The light beam having the wavelength λ3 has a wavefront aberration larger than 0.07λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1, and the light beam having the wavelength λ3 is The wavefront aberration is preferably smaller than 0.07λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA3.

また、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ3rmsより大きい状態であることが好ましい。   Further, it is preferable that the light beam having the wavelength λ3 has a wavefront aberration larger than 0.20λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ2の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ2の光束が前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能であることが好ましい。   Further, the aperture switching means blocks the light beam having the wavelength λ2 incident on the aperture switching means region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens, so that the image side of the objective lens It is preferable that it is possible to prevent the light beam having the wavelength λ2 incident on the aperture switching means region corresponding to the numerical aperture NA2 to NA1 from reaching the information recording surface of the second optical information recording medium. .

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ2の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。   The aperture switching unit transmits a light beam having a wavelength λ1 incident on the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens, and the image-side aperture of the objective lens. It is preferable to have a wavelength selectivity that blocks a light beam having a wavelength λ2 incident on the aperture switching means region corresponding to a number NA2 to NA1.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ3の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ3の光束が前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能であることが好ましい。   The aperture switching unit blocks the light beam having the wavelength λ3 incident on the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens, so that the image side of the objective lens It is preferable that it is possible to prevent the light beam having the wavelength λ3 incident on the aperture switching means region corresponding to the numerical aperture NA3 to NA1 from reaching the information recording surface of the third optical information recording medium. .

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。   The aperture switching unit transmits a light beam having a wavelength λ1 incident on the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens, and the image-side aperture of the objective lens. It is preferable to have wavelength selectivity that blocks a light beam having a wavelength λ3 incident on the aperture switching means region corresponding to several NA3 to NA1.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタに構成できる。   Further, the aperture switching means can be configured as a wavelength selection filter formed on the optical surface of the objective lens.

上述の各光ピックアップ装置において、前記対物レンズは1つのレンズ群から構成されることが好ましい。これにより、光ピックアップ装置で特に第3の光情報記録媒体に対する作動距離を十分に確保できる。この場合、前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことが作動距離を十分に確保する上で更に好ましい。
0.7<d/f1<1.5
2.8<Φ1<5.8
fB3>0.2
In each of the optical pickup devices described above, it is preferable that the objective lens is composed of one lens group. Thereby, the working distance with respect to the third optical information recording medium can be sufficiently secured particularly in the optical pickup device. In this case, the focal length of the objective lens at the wavelength λ1 is f1 (mm), the center thickness is d (mm), the diameter of the light beam of the wavelength λ1 incident on the objective lens is Φ1 (mm), and the third When the working distance of the objective lens when reproducing and / or recording information on the optical information recording medium is fB3 (mm), it is more preferable to satisfy the following formula in order to secure the working distance sufficiently.
0.7 <d / f1 <1.5
2.8 <Φ1 <5.8
fB3> 0.2

また、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3とした場合に、次式を満たすことが好ましい。
m3<0
Further, it is preferable that the following expression is satisfied when the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium is m3.
m3 <0

この場合、次式を満たすことが好ましい。
−0.25<m3<−0.05
In this case, it is preferable to satisfy the following formula.
-0.25 <m3 <-0.05

また、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2とした場合に、次式を満たすことが好ましい。
m2<0
Further, it is preferable that the following expression is satisfied when the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium is m2.
m2 <0

この場合、次式を満たすことが好ましい。
−0.20<m2<−0.02
In this case, it is preferable to satisfy the following formula.
−0.20 <m2 <−0.02

また、上述の各光ピックアップ装置において、前記対物レンズは、プラスチック材料から形成されるか、または、ガラス材料から形成されることが好ましい。   In each of the optical pickup devices described above, it is preferable that the objective lens is formed of a plastic material or a glass material.

また、上述の各光ピックアップ装置において、前記対物レンズはガラス転移点Tgが400℃以下であるガラス材料から形成されたことが好ましい。   In each of the optical pickup devices described above, the objective lens is preferably formed from a glass material having a glass transition point Tg of 400 ° C. or less.

また、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
0.0mm≦t1<0.3mm
0.5mm<t2<0.7mm
1.0mm<t3<1.3mm
0.99>NA1≧0.70
0.70>NA2≧0.55
0.55>NA3≧0.40
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
0.0mm ≦ t1 <0.3mm
0.5mm <t2 <0.7mm
1.0mm <t3 <1.3mm
0.99> NA1 ≧ 0.70
0.70> NA2 ≧ 0.55
0.55> NA3 ≧ 0.40

また、第1光源乃至第3光源のうち少なくとも2つの光源はユニット化されていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that at least two light sources among the first to third light sources are unitized.

上述の各光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像を記録し、及び/または、音声及び/または画像を再生可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。   The recording / reproducing apparatus according to the present invention can be configured to be equipped with each of the above-described optical pickup devices, record audio and / or images, and / or reproduce audio and / or images.

また、本発明による対物レンズは、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、前記対物レンズは、少なくとも1つの光学面上に、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有し、前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、
とするとき、
|n1|>|n2|
かつ
│n1│>│n3│
を満たすとともに、
前記対物レンズは、前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA1内で、良好な波面を形成するように、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA2内で、良好な波面を形成するように、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA3内で、良好な波面を形成するように、前記第3情報記録媒体の情報記録面上に集光できることを特徴とする。
In addition, the objective lens according to the present invention reproduces and / or records information on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 using the light beam from the first light source having the wavelength λ1, and the wavelength λ2 Information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) using the light beam from the second light source (λ1 <λ2), and the wavelength λ3 ( For an optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a light beam from a third light source of λ2 <λ3) An objective lens, wherein the objective lens has a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones on at least one optical surface, and the diffractive structure has a first light flux of wavelength λ1 from the first light source. Before the incident occurs Of the diffracted light of the first light beam, the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light is n1, and the second light beam generated when the second light beam of wavelength λ2 from the second light source enters the diffractive structure. Of the diffracted light of the light beam, the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light is n2, and the diffraction of the third light beam generated when the third light beam of wavelength λ3 from the third light source is incident on the diffractive structure. Of the light, the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light is n3, and a predetermined value of the objective lens required for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium with the light flux having the wavelength λ1 The image-side numerical aperture is NA1, the predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the second optical information recording medium by the light flux having the wavelength λ2 is NA2, and the wavelength λ3 is The third optical information recording medium by a light beam NA3, a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproduction and / or recording on the body
And when
| N1 |> | n2 |
And │n1│> │n3│
While satisfying
The objective lens forms a favorable wavefront within the numerical aperture NA1 in order to reproduce and / or record information on the first optical information recording medium with respect to the first-order diffracted light of the first light beam. In order to reproduce and / or record information on the second optical information recording medium, the second-order diffracted light of the second light beam can be condensed on the information recording surface of the first optical information recording medium. The light beam can be condensed on the information recording surface of the second optical information recording medium so as to form a good wavefront within a few NA2, and the n3rd-order diffracted light of the third light flux is used as information for the third optical information recording medium. In order to reproduce and / or record, the light can be condensed on the information recording surface of the third information recording medium so as to form a good wavefront within the numerical aperture NA3.

本発明による別の対物レンズは、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、前記対物レンズの少なくとも1つの光学面は、前記第1乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して再生及び/または記録を行うために用いられる前記開口数NA3内に対応する共通領域と、該共通領域よりも周辺側に位置し、少なくとも前記第1光情報記録媒体に対して再生及び/または記録を行うために用いられる周辺領域の、少なくとも2つの領域からなり、前記共通領域には、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成され、前記共通領域に形成された回折構造に光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記共通領域に形成された回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記共通領域に形成された回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、
とするとき、
|n1|>│n2|
かつ
│n1|>│n3│
を満たすとともに、
前記対物レンズは、前記共通領域で発生する前記第1の光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生び/又は記録を行うために前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする。
Another objective lens according to the present invention reproduces and / or records information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1, using a light beam from a first light source having a wavelength λ1, and has a wavelength λ2. Information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) using the light beam from the second light source (λ1 <λ2), and the wavelength λ3 ( For an optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a light beam from a third light source of λ2 <λ3) An objective lens having a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium by a light beam having the wavelength λ1, and a light beam having the wavelength λ2. According to the second optical information Reproduction and / or recording is performed on the third optical information recording medium with a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the recording medium with NA2 and a light beam having the wavelength λ3. When the predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for NA is NA3, at least one optical surface of the objective lens is reproduced and / or reproduced from all of the first to third optical information recording media. A common area corresponding to the numerical aperture NA3 used for recording, and a position closer to the peripheral side than the common area, at least for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium A diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed in the common region, and a wavelength from a light source is formed in the diffractive structure formed in the common region. Of the diffracted light of the first light beam generated when the first light beam of λ1 is incident, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount is n1, and the second light source is formed in the diffractive structure formed in the common region. The diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights of the second light flux generated when the second light flux of wavelength λ2 from the incident light enters n2, and the diffraction structure formed in the common region Of the diffracted light of the third light beam generated when the third light beam of wavelength λ3 from the third light source is incident, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount is n3,
And when
| N1 |> | n2 |
And | n1 |> | n3 |
While satisfying
The objective lens is configured to reproduce and / or record information on the first optical information recording medium with respect to the first optical information recording medium by using the first-order diffracted light of the first light beam generated in the common area. The second optical information recording medium is used for reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium by using the second-order diffracted light of the second light flux that is collected on the recording surface and generated in the common area. In order to reproduce and / or record the information on the third optical information recording medium, the third-order diffracted light of the third light beam generated on the information recording surface and generated in the common area is collected. The light is condensed on the information recording surface of the recording medium.

上述の各対物レンズによれば、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する光束の回折次数が上式を満たすように回折構造を決定するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する各光束に対して、それぞれ高い回折効率を得ることができる。さらに、この回折構造の作用により、第1保護基板厚乃至第3保護基板厚のうち、少なくとも2つの異なる保護基板厚の差によって発生する球面収差を補正するので第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記録または再生を良好に行うことができる。また、回折構造の作用により、波長の異なるそれぞれの光源からの光束が対物レンズに入射した場合に、レンズ材料の分散によって変化する球面収差を補正するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記録または再生を良好に行うことができる。   According to each objective lens described above, the diffraction structure is determined so that the diffraction orders of the light beams used for recording and reproduction of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium satisfy the above equation. High diffraction efficiency can be obtained for each light beam used for recording and reproduction of the information recording medium to the third optical information recording medium. Further, due to the action of the diffractive structure, spherical aberration generated due to a difference between at least two different protective substrate thicknesses among the first protective substrate thickness to the third protective substrate thickness is corrected. Information can be recorded or reproduced satisfactorily on all optical information recording media. Further, due to the action of the diffractive structure, when light beams from respective light sources having different wavelengths are incident on the objective lens, spherical aberration that changes due to dispersion of the lens material is corrected, so that the first optical information recording medium to the third light are corrected. Information can be recorded or reproduced satisfactorily on all information recording media.

上記各対物レンズにおいて、前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことが好ましい。
|n2|=INT(λ1・|n1|/λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3)
|n1|>|n2|≧|n3|
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・|n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。
In each of the objective lenses, it is preferable that the diffraction orders n1 to n3 satisfy the following formula.
| N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
| N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
| N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
However, n1 is an integer other than 0 and ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ2, and INT (λ1 · | n1 | / λ3) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ3.

この場合、次式を満たすことが好ましい。
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4
|INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・|n1|/λ3)|<0.4
In this case, it is preferable to satisfy the following formula.
| INT (λ1 · | n1 | / λ2) − (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
| INT (λ1 · | n1 | / λ3) − (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4

上述のようにして回折次数n1乃至n3を決定することで、各光束に対して、n1次回折光、n2次回折光、n3次回折光の各回折効率を高くすることができる。   By determining the diffraction orders n1 to n3 as described above, the diffraction efficiencies of the n1-order diffracted light, the n2-order diffracted light, and the n3-order diffracted light can be increased for each light beam.

また、前記回折構造に入射する前記波長λ1の光束の光量をIIN(λ1)、該IIN(λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ1)、前記回折構造に入射する前記波長λ2の光束の光量をIIN(λ2)、該IIN(λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ2)、前記回折構造に入射する前記波長λ3の光束の光量をIIN(λ3)、該IIN(λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ3)としたとき、次式を満たすことが好ましい。
OUT(λ1)/IIN(λ1)>0.7
OUT(λ2)/IIN(λ2)>0.7
OUT(λ3)/IIN(λ3)>0.7
The light quantity of the light beam having the wavelength λ1 incident on the diffractive structure is defined as I IN (λ1), and the light quantity after the light beam of the wavelength λ1 having the light intensity of I IN (λ1) is passed through the diffractive structure is expressed as I OUT. (Λ1), the amount of light of the wavelength λ2 incident on the diffractive structure is I IN (λ2), and the amount of light after the light beam of wavelength λ2 having the amount of I IN (λ2) passes through the diffractive structure. I OUT (λ2), the amount of light of the wavelength λ3 incident on the diffractive structure is I IN (λ3), and the light beam of wavelength λ3 having the amount of I IN (λ3) passes through the diffractive structure. When the light quantity is I OUT (λ3), it is preferable to satisfy the following formula.
I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7

前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
300nm<λB<500nm
|n1|≦10
It is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following formula.
300 nm <λB <500 nm
| N1 | ≦ 10

前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
340nm<λB<440nm
|n1|=2
|n2|=1
|n3|=1
It is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
340 nm <λB <440 nm
| N1 | = 2
| N2 | = 1
| N3 | = 1

また、次式を満たすことが好ましい。
350nm<λB<420nm
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
350 nm <λB <420 nm

また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することが好ましい。   Further, it is preferable that the objective lens has a wavelength dependency of the spherical aberration such that the spherical aberration changes in the overcorrection direction when light having a wavelength longer than the wavelength λ1 by 5 nm is incident.

また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが短くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことが好ましい。
−1<ΔCA/ΔSA<0
The objective lens has a wavelength dependency of axial chromatic aberration that changes in a direction in which a back focus is shortened when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident, and is longer by 5 nm than the wavelength λ1. When the amount of change in the back focus when light having a wavelength is incident is ΔCA, and the amount of change in the marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident is ΔSA, It is preferable to satisfy.
-1 <ΔCA / ΔSA <0

また、波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、
Φb=│n1|・(b2・h2+b4・h4+b6・h6+・・・・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b2、b4、b6、・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・│n1|・b2
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことが好ましい。
0.5×10-2<PD<5.0×10-2
Further, each position of the plurality of annular zones of the diffractive structure optimized with a wavelength λB and the diffraction order n1
Φ b = │n1 | ・ (b 2・ h 2 + b 4・ h 4 + b 6・ h 6 + ・ ・ ・ ・ ・ ・)
(Where h is the height from the optical axis (mm), b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, and sixth-order, respectively. Next, the optical path difference function coefficient (also called diffractive surface coefficient) of ...
PD = Σ (−2 · | n1 | · b 2 )
It is preferable that the power (mm −1 ) of only the diffractive structure defined by
0.5 × 10 −2 <PD <5.0 × 10 −2

また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
400nm<λB<430nm
|n1│=6
|n2│=4
│n3|=3
Moreover, it is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
400nm <λB <430nm
| N1 | = 6
| N2 | = 4
│n3 | = 3

また、次式を満たすことが好ましい。
405nm<λB<425nm
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
405 nm <λB <425 nm

また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the objective lens has a wavelength dependency of the spherical aberration such that the spherical aberration changes in a direction of insufficient correction when light having a wavelength longer than the wavelength λ1 by 5 nm is incident.

また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが長くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことが好ましい。
−1<ΔCA/ΔSA<0
Further, the objective lens has a wavelength dependency of axial chromatic aberration that changes in a direction in which the back focus becomes longer when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident, and is longer by 5 nm than the wavelength λ1. When the amount of change in the back focus when light having a wavelength is incident is ΔCA, and the amount of change in the marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident is ΔSA, It is preferable to satisfy.
-1 <ΔCA / ΔSA <0

また、波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、
Φb=│n1│・(b2・h2+b4・h4+b6・h6+・・・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b2、b4、b6、・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・|n1|・b2
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことが好ましい。
−5.0×10-2<PD<2.0×10-2
Further, each position of the plurality of annular zones of the diffractive structure optimized with a wavelength λB and the diffraction order n1
Φ b = │n1│ ・ (b 2・ h 2 + b 4・ h 4 + b 6・ h 6 + ・ ・ ・ ・ ・)
(Where h is the height from the optical axis (mm), b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, and sixth-order, respectively. Next, the optical path difference function coefficient (also referred to as a diffraction surface coefficient) of ......
PD = Σ (−2 · | n1 | · b 2 )
It is preferable that the power (mm −1 ) of only the diffractive structure defined by
−5.0 × 10 −2 <PD <2.0 × 10 −2

また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=8
|n2│=5
|n3|=4
Moreover, it is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 8
| N2 | = 5
| N3 | = 4

また、次式を満たすことが好ましい。
395nm<λB<415nm
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
395 nm <λB <415 nm

前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=10
|n2│=6
|n3|=5
It is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 10
| N2 | = 6
| N3 | = 5

また、次式を満たすことが好ましい。
395nm<λB<412nm
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
395 nm <λB <412 nm

また、前記対物レンズは、1つのレンズ群から構成されたことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said objective lens was comprised from one lens group.

また、前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことが好ましい。
0.7<d/f1<1.5
2.8<Φ1<5.8
fB3>0.2
Further, the focal length of the objective lens at the wavelength λ1 is f1 (mm), the center thickness is d (mm), the diameter of the light beam having the wavelength λ1 incident on the objective lens is Φ1 (mm), and the third light. When the working distance of the objective lens when reproducing and / or recording information on the information recording medium is fB3 (mm), it is preferable to satisfy the following equation.
0.7 <d / f1 <1.5
2.8 <Φ1 <5.8
fB3> 0.2

また、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3とした場合に、次式を満たすことが好ましい。
m3<0
Further, it is preferable that the following expression is satisfied when the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium is m3.
m3 <0

また、次式を満たすことが好ましい。
−0.25<m3<−0.05
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
-0.25 <m3 <-0.05

また、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2とした場合に、次式を満たすことが好ましい。
m2<0
Further, it is preferable that the following expression is satisfied when the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium is m2.
m2 <0

また、次式を満たすことが好ましい。
−0.20<m2<−0.02
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
−0.20 <m2 <−0.02

また、前記像側開口数NA1及びNA2は、
NA1>NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより大きい状態であることが好ましい。
The image-side numerical apertures NA1 and NA2 are
NA1> NA2
And the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 of the objective lens is on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image side numerical aperture NA2. , And the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is a state in which the wavefront aberration is smaller than 0.07λ2 rms. While reaching the information recording surface, the light flux having the wavelength λ2 has a wavefront aberration larger than 0.07λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1. It is preferable.

また、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ2rmsより大きい状態であることが好ましい。   The light beam having the wavelength λ2 has a wavefront aberration smaller than 0.05λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA2, and the image-side aperture It is preferable that the wavefront aberration is larger than 0.20λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within several NA1.

また、前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA2において不連続であることが好ましい。   Further, spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 of the objective lens, and the image of the objective lens The spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to NA1 from the side numerical aperture NA2 may be discontinuous at the image side numerical aperture NA2. preferable.

また、前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる波長と、互いに異なる次数で最適化されていることが好ましい。   In addition, on the optical surface of the objective lens on which the diffractive structure is formed, the first light flux having the wavelength λ1 from the first light source is incident on the diffractive structure formed in a region corresponding to the image-side numerical aperture NA2. The diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light of the first light flux generated in this case and the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 Of the diffracted light of the first light flux generated when the first light flux of wavelength λ1 from one light source is incident, the diffraction orders of the diffracted light having the maximum diffracted light amount are orders different from each other, and the image side The diffractive structure formed in the region corresponding to the numerical aperture NA2 and the diffractive structure formed in the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 are optimized with different wavelengths and different orders. I prefer That's right.

また、前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることが好ましい。   In the optical surface of the objective lens on which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 is optimized with a wavelength λ1 and a predetermined diffraction order. It is preferable.

また、前記対物レンズは、
NA1>NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束が前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することが好ましい。
The objective lens is
NA1> NA2
And the light beam having the wavelength λ2 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is blocked, and the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is blocked. It is preferable to have an aperture switching means capable of preventing the incident light beam having the wavelength λ2 from reaching the information recording surface of the second optical information recording medium.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ2の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。   The aperture switching means transmits a light beam having a wavelength λ1 incident on a region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens, and corresponds to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens. It is preferable to have a wavelength selectivity that blocks the light beam having the wavelength λ2 that is incident on the region to be illuminated.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。   The aperture switching means is preferably a wavelength selection filter formed on the optical surface of the objective lens.

また、前記対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3は、
NA1>NA2>NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより大きい状態であることが好ましい。
Further, the image-side numerical apertures NA1, NA2, and NA3 of the objective lens are:
NA1>NA2> NA3
And the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens is on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image side numerical aperture NA3. , And the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is a state in which the wavefront aberration is smaller than 0.07λ3 rms. While reaching the information recording surface, the light flux having the wavelength λ3 has a wavefront aberration larger than 0.07λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1. It is preferable.

また、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ3rmsより大きい状態であることが好ましい。   The light beam having the wavelength λ3 has a wavefront aberration smaller than 0.05λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA3, and the image-side aperture It is preferable that the wavefront aberration is larger than 0.20λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within several NA1.

また、前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA3において不連続であることが好ましい。   Further, spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens, and the image of the objective lens The spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to NA1 from the side numerical aperture NA3 may be discontinuous at the image side numerical aperture NA3. preferable.

また、前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第2光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる次数で最適化されていることが好ましい。   In addition, on the optical surface of the objective lens on which the diffractive structure is formed, the first light flux having the wavelength λ1 from the first light source is incident on the diffractive structure formed in a region corresponding to the image-side numerical aperture NA3. The diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light of the first light flux generated in this case and the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 Of the diffracted light of the first light flux generated when the second light flux of wavelength λ1 from one light source is incident, the diffraction orders of the diffracted light having the maximum diffracted light amount are different orders, and the image side The diffractive structure formed in the region corresponding to the numerical aperture NA3 and the diffractive structure formed in the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 are preferably optimized with different orders.

また、前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることが好ましい。   In the optical surface of the objective lens on which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 is optimized with a wavelength λ1 and a predetermined diffraction order. It is preferable.

また、前記対物レンズは、
NA1>NA2>NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束が前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することが好ましい。
The objective lens is
NA1>NA2> NA3
And the light beam having the wavelength λ3 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is blocked, and the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is blocked. It is preferable to have an aperture switching unit that can prevent the incident light beam having the wavelength λ3 from reaching the information recording surface of the third optical information recording medium.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束と波長λ2の光束とを透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。   Further, the aperture switching means transmits a light beam having a wavelength λ1 and a light beam having a wavelength λ2 incident on a region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens, and the image-side aperture of the objective lens. It is preferable to have a wavelength selectivity that blocks a light beam having a wavelength λ3 that is incident on a region corresponding to several NA3 to NA1.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。   The aperture switching means is preferably a wavelength selection filter formed on the optical surface of the objective lens.

また、上述の対物レンズはプラスチック材料から形成されることが好ましく、また、ガラス材料から形成されてもよい。この場合、前記ガラス材料は、転移点Tgが400℃以下であることが好ましい。   The objective lens described above is preferably formed of a plastic material, and may be formed of a glass material. In this case, the glass material preferably has a transition point Tg of 400 ° C. or lower.

また、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
0.0≦t1<0.3
0.5≦t2<0.7
1.0≦t3<1.3
0.99>NA1≧0.70
0.70>NA2≧0.55
0.55>NA3≧0.40
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
0.0 ≦ t1 <0.3
0.5 ≦ t2 <0.7
1.0 ≦ t3 <1.3
0.99> NA1 ≧ 0.70
0.70> NA2 ≧ 0.55
0.55> NA3 ≧ 0.40

また、本発明による更に別のピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、上述の対物レンズを備えたことを特徴とする。また、この光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像の記録、及び/または、音声及び/または画像の再生が可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。   Still another pickup device according to the present invention reproduces and / or records information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1 using a light beam from a first light source having a wavelength λ1. Reproducing and / or recording information on a second optical information recording medium having a second protective substrate having a thickness t2 (t2 ≧ t1) using a light beam from a second light source of wavelength λ2 (λ1 <λ2), An optical pickup that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a light beam from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3) An apparatus comprising the above-described objective lens. In addition, the recording / reproducing apparatus according to the present invention can be configured to be equipped with this optical pickup device and to be able to record sound and / or images and / or reproduce sound and / or images.

また、本発明による更に別の対物レンズは、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、前記対物レンズは、屈折型レンズと、前記屈折型レンズの光束入射面側に配置され、少なくとも1つの光学面上に、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有する回折光学素子とから構成された複合型対物レンズであって、前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、
|n1|>|n2|
かつ
|n1|>|n3|
を満たすとともに、
前記対物レンズは、前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA1内で、良好な波面を形成するように、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA2内で、良好な波面を形成するように、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA3内で、良好な波面を形成するように、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光できることを特徴とする。
Furthermore, another objective lens according to the present invention reproduces and / or records information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1, using a light beam from a first light source having a wavelength λ1. Reproducing and / or recording information on a second optical information recording medium having a second protective substrate having a thickness t2 (t2 ≧ t1) using a light beam from a second light source of wavelength λ2 (λ1 <λ2), An optical pickup that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a light beam from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3) An objective lens for an apparatus, wherein the objective lens is disposed on a light incident surface side of the refractive lens and the refractive lens, and includes diffraction formed of a plurality of concentric annular zones on at least one optical surface. Diffractive optics with structure A composite objective lens including a child, wherein the first diffracted light of the first light flux generated when the first light flux of wavelength λ1 from the first light source is incident on the diffractive structure. The diffraction order of the diffracted light having a light quantity is n1, and the diffracted light of the second light flux generated when the second light flux of wavelength λ2 from the second light source is incident on the diffractive structure has the maximum diffracted light quantity. The diffraction order of the diffracted light is n2, and the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light of the third light flux generated when the third light flux of wavelength λ3 from the third light source enters the diffractive structure. The diffraction order is n3, and the predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproduction and / or recording on the first optical information recording medium is determined by the light beam having the wavelength λ1. The second optical information recording medium again. And / or a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for recording is NA2, and the light beam having the wavelength λ3 is used for reproducing and / or recording on the third optical information recording medium. When the predetermined image side numerical aperture of the objective lens is NA3,
| N1 |> | n2 |
And | n1 |> | n3 |
While satisfying
The objective lens forms a favorable wavefront within the numerical aperture NA1 in order to reproduce and / or record information on the first optical information recording medium with respect to the first-order diffracted light of the first light beam. In order to reproduce and / or record information on the second optical information recording medium, the second-order diffracted light of the second light beam can be condensed on the information recording surface of the first optical information recording medium. The light beam can be condensed on the information recording surface of the second optical information recording medium so as to form a good wavefront within a few NA2, and the n3rd-order diffracted light of the third light flux is used as information for the third optical information recording medium. In order to perform reproduction and / or recording, it is possible to focus on the information recording surface of the third optical information recording medium so as to form a good wavefront within the numerical aperture NA3.

本発明による更に別の対物レンズは、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、前記対物レンズは、屈折型レンズと、前記屈折型レンズの光束入射面側に配置された回折光学素子とから構成された複合型対物レンズであって、前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、前記回折光学素子の少なくとも1つの光学面は、前記第1乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して再生及び/または記録を行うために用いられる前記開口数NA3内に対応する共通領域と、該共通領域よりも周辺側に位置し、少なくとも前記第1光情報記録媒体に対して再生及び/または記録を行うために用いられる周辺領域の、少なくとも2つの領域からなり、前記共通領域には、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成され、前記共通領域に形成された回折構造に光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記共通領域に形成された回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記共通領域に形成された回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、とするとき、
|n1|>|n2|
かつ
|n1|>|n3|
を満たすとともに、
前記対物レンズは、前記共通領域で発生する前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする。
Still another objective lens according to the present invention reproduces and / or records information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1 by using a light beam from a first light source having a wavelength λ1. Information is reproduced and / or recorded on a second optical information recording medium having a second protective substrate having a thickness t2 (t2 ≧ t1) using a light beam from a second light source of λ2 (λ1 <λ2), and a wavelength λ3 For an optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a light beam from a third light source (λ2 <λ3) The objective lens is a composite objective lens composed of a refractive lens and a diffractive optical element disposed on the light incident surface side of the refractive lens, and has the wavelength λ1. The first light beam Reproducing and / or recording on the second optical information recording medium by NA1 having a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the optical information recording medium and the light beam having the wavelength λ2 A predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for performing NA2 and a predetermined value of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the third optical information recording medium with a light flux having the wavelength λ3 When the image-side numerical aperture is NA3, at least one optical surface of the diffractive optical element is used for reproducing and / or recording on all of the first to third optical information recording media. At least a common area corresponding to the numerical aperture NA3 and a peripheral area located on the peripheral side of the common area and used for reproducing and / or recording at least on the first optical information recording medium The diffractive structure including a plurality of concentric annular zones is formed in the common region, and the first light flux having the wavelength λ1 from the light source is incident on the diffractive structure formed in the common region. Of the diffracted light of the first light flux generated in this case, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount is n1, and the second light flux of wavelength λ2 from the second light source is formed in the diffractive structure formed in the common region. The diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted lights of the second light flux generated when the light enters is n2, and the diffraction structure formed in the common region has a wavelength λ3 from the third light source. When the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted lights of the third light flux generated when the third light flux is incident is n3,
| N1 |> | n2 |
And | n1 |> | n3 |
While satisfying
The objective lens records information on the first optical information recording medium in order to reproduce and / or record information on the first optical information recording medium by using the n1st-order diffracted light of the first light beam generated in the common area. In order to reproduce and / or record information on the second optical information recording medium, the second-order diffracted light of the second light flux collected on the surface and generated in the common area is recorded on the second optical information recording medium. The third optical information recording is performed in order to reproduce and / or record the information on the third optical information recording medium by using the third-order diffracted light of the third light flux generated on the information recording surface and generated in the common area. The light is condensed on the information recording surface of the medium.

上記各対物レンズによれば、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する光束の回折次数が上式を満たすように回折光学素子の回折構造を決定するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体の記録及び再生に使用する各光束に対して、それぞれ高い回折効率を得ることができる。さらに、この回折構造の作用により、第1保護基板乃至第3保護基板の厚さのうち、少なくとも2つの異なる保護基板の厚さの差によって発生する球面収差を補正するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記録または再生を良好に行うことができる。また、回折構造の作用により、波長の異なるそれぞれの光源からの光束が対物レンズに入射した場合に、レンズ材料の分散によって変化する球面収差を補正するので、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して、情報の記録または再生を良好に行うことができる。   According to each objective lens, the diffraction structure of the diffractive optical element is determined so that the diffraction order of the light beam used for recording and reproduction of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium satisfies the above equation. High diffraction efficiency can be obtained for each light beam used for recording and reproduction of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium. Furthermore, the spherical optical aberration caused by the difference in the thickness of at least two different protective substrates among the thicknesses of the first protective substrate to the third protective substrate is corrected by the action of the diffractive structure, so that the first optical information recording Information can be recorded or reproduced satisfactorily for all of the medium to the third optical information recording medium. Further, due to the action of the diffractive structure, when light beams from respective light sources having different wavelengths are incident on the objective lens, spherical aberration that changes due to dispersion of the lens material is corrected, so that the first optical information recording medium to the third light are corrected. Information can be recorded or reproduced satisfactorily on all information recording media.

上記各対物レンズにおいて、前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことが好ましい。
|n2|=INT(λ1・|n1|/λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3)
|n1|>|n2|≧|n3|
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・|n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。
In each of the objective lenses, it is preferable that the diffraction orders n1 to n3 satisfy the following formula.
| N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
| N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
| N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
However, n1 is an integer other than 0 and ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ2, and INT (λ1 · | n1 | / λ3) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ3.

また、次式を満たすことが好ましい。
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4
|INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・|n1|/λ3)|<0.4
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
| INT (λ1 · | n1 | / λ2) − (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
| INT (λ1 · | n1 | / λ3) − (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4

また、前記回折構造に入射する前記波長λ1の光束の光量をIIN(λ1)、該IIN(λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ1)、前記回折構造に入射する前記波長λ2の光束の光量をIIN(λ2)、該IIN(λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ2)、前記回折構造に入射する前記波長λ3の光束の光量をIIN(λ3)、該IIN(λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ3)としたとき、次式を満たすことが好ましい。
OUT(λ1)/IIN(λ1)>0.7
OUT(λ2)/IIN(λ2)>0.7
OUT(λ3)/IIN(λ3)>0.7
The light quantity of the light beam having the wavelength λ1 incident on the diffractive structure is defined as I IN (λ1), and the light quantity after the light beam of the wavelength λ1 having the light intensity of I IN (λ1) is passed through the diffractive structure is expressed as I OUT. (Λ1), the amount of light of the wavelength λ2 incident on the diffractive structure is I IN (λ2), and the amount of light after the light beam of wavelength λ2 having the amount of I IN (λ2) passes through the diffractive structure. I OUT (λ2), the amount of light of the wavelength λ3 incident on the diffractive structure is I IN (λ3), and the light beam of wavelength λ3 having the amount of I IN (λ3) passes through the diffractive structure. When the light quantity is I OUT (λ3), it is preferable to satisfy the following formula.
I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7

また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
300nm<λB<500nm
|n1│≦10
Moreover, it is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following formula.
300 nm <λB <500 nm
| N1 | ≦ 10

また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
340nm<λB<440nm
|n1│=2
|n2|=1
|n3|=1
Moreover, it is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
340 nm <λB <440 nm
| N1 | = 2
| N2 | = 1
| N3 | = 1

また、次式を満たすことが好ましい。
350nm<λB<420nm
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
350 nm <λB <420 nm

また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することが好ましい。   Further, it is preferable that the objective lens has a wavelength dependency of the spherical aberration such that the spherical aberration changes in the overcorrection direction when light having a wavelength longer than the wavelength λ1 by 5 nm is incident.

また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが短くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことが好ましい。
−1<ΔCA/ΔSA<0
The objective lens has a wavelength dependency of axial chromatic aberration that changes in a direction in which a back focus is shortened when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident, and is longer by 5 nm than the wavelength λ1. When the amount of change in the back focus when light having a wavelength is incident is ΔCA, and the amount of change in the marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident is ΔSA, It is preferable to satisfy.
-1 <ΔCA / ΔSA <0

また、波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記復数の輪帯の各位置を、
Φb=|n1|・(b2・h2+b4・h4+b6・h6+・・・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b2、b4、b6、・・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・|n1|・b2
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことが好ましい。
0.5×10-2<PD<5.0×10-2
Further, each position of the reciprocal annular zone of the diffractive structure optimized at the wavelength λB and the diffraction order n1
Φ b = | n1 | · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ...)
(Where h is the height (mm) from the optical axis, b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, 6th order,... Optical path difference function coefficient (also called diffraction surface coefficient)),
PD = Σ (−2 · | n1 | · b 2 )
It is preferable that the power (mm −1 ) of only the diffractive structure defined by
0.5 × 10 −2 <PD <5.0 × 10 −2

また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
400nm<λB<430nm
|n1|=6
|n2│=4
|n3|=3
Moreover, it is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
400nm <λB <430nm
| N1 | = 6
| N2 | = 4
| N3 | = 3

また、次式を満たすことが好ましい。
405nm<λB<425nm
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
405 nm <λB <425 nm

また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the objective lens has a wavelength dependency of the spherical aberration such that the spherical aberration changes in a direction of insufficient correction when light having a wavelength longer than the wavelength λ1 by 5 nm is incident.

また、前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが長くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことが好ましい。
−1<ΔCA/ΔSA<0
Further, the objective lens has a wavelength dependency of axial chromatic aberration that changes in a direction in which the back focus becomes longer when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident, and is longer by 5 nm than the wavelength λ1. When the amount of change in the back focus when light having a wavelength is incident is ΔCA, and the amount of change in the marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident is ΔSA, It is preferable to satisfy.
-1 <ΔCA / ΔSA <0

また、波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、
Φb=|n1|・(b2・h2+b4・h4+b6・h6+・・・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b2、b4、b6・・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・|n1|・b2
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことが好ましい。
−5.0×10-2<PD<2.0×10-2
Further, each position of the plurality of annular zones of the diffractive structure optimized with a wavelength λB and the diffraction order n1
Φ b = | n1 | · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ...)
(Where h is the height from the optical axis (mm), b 2 , b 4 , b 6 ... Are second-order, fourth-order, and sixth-order, respectively. Next, the optical path difference function coefficient (also called diffractive surface coefficient) of ...
PD = Σ (−2 · | n1 | · b 2 )
It is preferable that the power (mm −1 ) of only the diffractive structure defined by
−5.0 × 10 −2 <PD <2.0 × 10 −2

また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=8
|n2|=5
│n3|=4
Moreover, it is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 8
| N2 | = 5
│n3 | = 4

また、次式を満たすことが好ましい。
395nm<λB<415nm
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
395 nm <λB <415 nm

また、前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=10
|n2|=6
│n3|=5
Moreover, it is preferable that the diffractive structure is optimized with the wavelength λB and the diffraction order n1 and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 10
| N2 | = 6
│n3 | = 5

また、次式を満たすことが好ましい。
395nm<λB<412nm
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
395 nm <λB <412 nm

また、前記屈折型レンズの近軸パワーをP1(mm-1)、前記回折光学素子の近軸パワーをP2(mm-1)としたとき、次式
|P1/P2|≦0.2
を満たすことが好ましい。
When the paraxial power of the refractive lens is P1 (mm −1 ) and the paraxial power of the diffractive optical element is P2 (mm −1 ), the following expression | P1 / P2 | ≦ 0.2
It is preferable to satisfy.

また、前記回折光学素子を透過して前記屈折型レンズに入射する光束のマージナル光線が収斂光線であることが好ましい。   In addition, it is preferable that a marginal ray of a light beam that passes through the diffractive optical element and enters the refractive lens is a convergent ray.

また、前記回折構造は、平面上に形成されたことが好ましい。また、前記回折構造は、非球面上に形成されたことが好ましい。また、少なくとも2つの光学面上に、前記回折構造が形成されたことが好ましい。   The diffractive structure is preferably formed on a plane. The diffractive structure is preferably formed on an aspheric surface. Moreover, it is preferable that the diffractive structure is formed on at least two optical surfaces.

また、前記回折光学素子はプラスチック材料から形成されたことが好ましい。また、前記屈折型レンズは、プラスチック材料から形成されたことが好ましい。   The diffractive optical element is preferably made of a plastic material. The refractive lens is preferably made of a plastic material.

また、前記屈折型レンズは、ガラス材料から形成されたことが好ましい。前記ガラス材料は、転移点Tgが400℃以下であることが好ましい。   The refractive lens is preferably formed of a glass material. The glass material preferably has a transition point Tg of 400 ° C. or lower.

また、光束を規制する絞りが、前記回折光学素子の前記屈折型レンズ側に位置する光学面と、前記屈折型レンズの前記回折光学素子側に位置する光学面との間に配置されたことが好ましい。   Further, the diaphragm for restricting the light beam is disposed between the optical surface located on the refractive lens side of the diffractive optical element and the optical surface located on the diffractive optical element side of the refractive lens. preferable.

また、前記屈折型レンズは、所定の結像倍率m、前記波長λ1、前記第1保護基板の厚さt1、前記像側開口数NA1の組合せに対してその波面収差が0.07λ1rms以下となるように収差補正されていることが好ましい。   The refractive lens has a wavefront aberration of 0.07λ1 rms or less with respect to a combination of a predetermined imaging magnification m, the wavelength λ1, the thickness t1 of the first protective substrate, and the image-side numerical aperture NA1. It is preferable that aberration correction is performed as described above.

また、前記回折光学素子は、前記屈折型レンズと一体となってトラッキング駆動されることが好ましい。   Further, it is preferable that the diffractive optical element is tracking driven integrally with the refractive lens.

また、前記回折光学素子と前記屈折型レンズとはそれぞれ光学面と一体に成形されたフランジ部を有し、前記それぞれのフランジ部が嵌合されることで、前記回折光学素子と前記屈折型レンズとが一体化されることが好ましい。   The diffractive optical element and the refractive lens each have a flange portion formed integrally with an optical surface, and the diffractive optical element and the refractive lens are fitted by fitting the flange portions. Are preferably integrated.

また、前記屈折型レンズは、1つのレンズ群から構成されたことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the refractive lens is composed of one lens group.

また、前記屈折型レンズと前記回折光学素子とを合わせた前記対物レンズ全系の前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、前記屈折型レンズの中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことが好ましい。
0.7<d/f1<1.5
2.8<Φ1<5.8
fB3>0.2
Further, the focal length at the wavelength λ1 of the entire objective lens system including the refractive lens and the diffractive optical element is f1 (mm), the center thickness of the refractive lens is d (mm), and the objective lens And the working distance of the objective lens when reproducing and / or recording information with respect to the third optical information recording medium is fB3 (mm) It is preferable to satisfy the following formula.
0.7 <d / f1 <1.5
2.8 <Φ1 <5.8
fB3> 0.2

また、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3とした場合に、次式を満たすことが好ましい。
m3<0
Further, it is preferable that the following expression is satisfied when the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium is m3.
m3 <0

また、次式を満たすことが好ましい。
−0.25<m3<−0.05
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
-0.25 <m3 <-0.05

また、前記対物レンズにより前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸上に配置された前記第3光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA3内で測定した際のコマ収差成分と、前記対物レンズにより前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸からその垂直方向に0.2mm離れた位置に配置された前記第3光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA3内で測定した際のコマ収差成分との差が、0.07λ3rmsより小さいことが好ましい。   Further, the wavefront aberration of the light beam from the third light source disposed on the optical axis, which is condensed on the information recording surface of the third optical information recording medium by the objective lens, is expressed in the image-side numerical aperture NA3. The coma aberration component at the time of measurement, and the first optical element focused on the information recording surface of the third optical information recording medium by the objective lens and disposed at a position 0.2 mm away from the optical axis in the vertical direction. The difference from the coma component when the wavefront aberration of the light beams from the three light sources is measured within the image-side numerical aperture NA3 is preferably smaller than 0.07λ3 rms.

また、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2とした場合に、次式を満たすことが好ましい。
m2<0
Further, it is preferable that the following expression is satisfied when the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium is m2.
m2 <0

また、次式を満たすことが好ましい。
−0.20<m2<−0.02
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
−0.20 <m2 <−0.02

また、前記対物レンズにより前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸上に配置された前記第2光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA2内で測定した際のコマ収差成分と、前記対物レンズにより前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸からその垂直方向に0.2mm離れた位置に配置された前記第2光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA2内で測定した際のコマ収差成分との差が、0.07λ2rmsより小さいことが好ましい。   In addition, the wavefront aberration of the light beam from the second light source disposed on the optical axis, which is condensed on the information recording surface of the second optical information recording medium by the objective lens, is expressed in the image-side numerical aperture NA2. The coma aberration component at the time of measurement, and the first focused on the information recording surface of the second optical information recording medium by the objective lens and disposed at a position 0.2 mm away from the optical axis in the vertical direction. The difference from the coma component when the wavefront aberration of the light beams from the two light sources is measured within the image-side numerical aperture NA2 is preferably smaller than 0.07λ2 rms.

また、前記像側開口数NA1及びNA2は、
NA1>NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記第2光情報記録媒体の情報面上まで到達するとともに、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより大きい状態であることが好ましい。
The image-side numerical apertures NA1 and NA2 are
NA1> NA2
And the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 of the objective lens is on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image side numerical aperture NA2. , And the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is a state in which the wavefront aberration is smaller than 0.07λ2 rms. The light beam having the wavelength λ2 reaches the information surface and has a wavefront aberration larger than 0.07λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1. Is preferred.

また、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ2rmsより大きい状態であることが好ましい。   The light beam having the wavelength λ2 has a wavefront aberration smaller than 0.05λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA2, and the image-side aperture It is preferable that the wavefront aberration is larger than 0.20λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within several NA1.

また、前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA2において不連続であることが好ましい。   Further, spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 of the objective lens, and the image of the objective lens The spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to NA1 from the side numerical aperture NA2 may be discontinuous at the image side numerical aperture NA2. preferable.

また、前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる次数で最適化されていることが好ましい。   In addition, on the optical surface of the diffractive optical element on which the diffractive structure is formed, the second light flux having the wavelength λ2 from the second light source is incident on the diffractive structure formed in a region corresponding to the image-side numerical aperture NA2. Of the diffracted light of the second light flux generated when incident, the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light and the diffraction structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 Of the diffracted light of the second light flux generated when the second light flux of wavelength λ2 from the second light source is incident, the diffraction orders of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity are different orders from each other, and The diffractive structure formed in the region corresponding to the side numerical aperture NA2 and the diffractive structure formed in the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 are preferably optimized with different orders.

また、前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることが好ましい。   In the optical surface of the diffractive optical element on which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 is optimized with a wavelength λ1 and a predetermined diffraction order. Preferably it is.

また、前記対物レンズは、
NA1>NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束が前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することが好ましい。
The objective lens is
NA1> NA2
And the light beam having the wavelength λ2 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is blocked, and the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is blocked. It is preferable to have an aperture switching means capable of preventing the incident light beam having the wavelength λ2 from reaching the information recording surface of the second optical information recording medium.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ2の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。   The aperture switching means transmits a light beam having a wavelength λ1 incident on a region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens, and corresponds to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens. It is preferable to have a wavelength selectivity that blocks the light beam having the wavelength λ2 that is incident on the region to be illuminated.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。   The aperture switching means is preferably a wavelength selection filter formed on the optical surface of the objective lens.

また、前記対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3は、
NA1>NA2>NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより大きい状態であることが好ましい。
Further, the image-side numerical apertures NA1, NA2, and NA3 of the objective lens are:
NA1>NA2> NA3
And the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens is on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image side numerical aperture NA3. , And the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is a state in which the wavefront aberration is smaller than 0.07λ3 rms. While reaching the information recording surface, the light flux having the wavelength λ3 has a wavefront aberration larger than 0.07λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1. It is preferable.

また、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ3rmsより大きい状態であることが好ましい。   The light beam having the wavelength λ3 has a wavefront aberration smaller than 0.05λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA3, and the image-side aperture It is preferable that the wavefront aberration is larger than 0.20λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within several NA1.

また、前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA3において不連続であることが好ましい。   Further, spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens, and the image of the objective lens The spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to NA1 from the side numerical aperture NA3 may be discontinuous at the image side numerical aperture NA3. preferable.

また、前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第3光源からの波長λ3の第2光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる波長と、互いに異なる次数で最適化されていることが好ましい。   In addition, on the optical surface of the diffractive optical element on which the diffractive structure is formed, a third light flux having a wavelength λ3 from the third light source is incident on the diffractive structure formed in a region corresponding to the image-side numerical aperture NA3. Of the diffracted light of the third light beam generated when it is incident, the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light and the diffraction structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 Of the diffracted light of the third light flux generated when the second light flux of wavelength λ3 from the third light source is incident, the diffraction orders of the diffracted light having the maximum diffracted light amount are different orders from each other, and The diffractive structure formed in the region corresponding to the side numerical aperture NA3 and the diffractive structure formed in the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 are optimized with different wavelengths and different orders. Like to be Good.

また、前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることが好ましい。   In the optical surface of the diffractive optical element on which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 is optimized with a wavelength λ1 and a predetermined diffraction order. Preferably it is.

また、前記対物レンズは、
NA1>NA2>NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束が前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することが好ましい。
The objective lens is
NA1>NA2> NA3
And the light beam having the wavelength λ3 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is blocked, and the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is blocked. It is preferable to have an aperture switching unit that can prevent the incident light beam having the wavelength λ3 from reaching the information recording surface of the third optical information recording medium.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束と波長λ2の光束とを透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有することが好ましい。   Further, the aperture switching means transmits a light beam having a wavelength λ1 and a light beam having a wavelength λ2 incident on a region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens, and the image-side aperture of the objective lens. It is preferable to have a wavelength selectivity that blocks a light beam having a wavelength λ3 that is incident on a region corresponding to several NA3 to NA1.

また、前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。   The aperture switching means is preferably a wavelength selection filter formed on the optical surface of the objective lens.

また、次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
0.0≦t1<0.3
0.5≦t2<0.7
1.0≦t3<1.3
0.99>NA1≧0.70
0.70>NA2≧0.55
1.55>NA3≧0.40
Moreover, it is preferable to satisfy | fill following Formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
0.0 ≦ t1 <0.3
0.5 ≦ t2 <0.7
1.0 ≦ t3 <1.3
0.99> NA1 ≧ 0.70
0.70> NA2 ≧ 0.55
1.55> NA3 ≧ 0.40

また、本発明による回折光学素子は、上述の各対物レンズに適用可能なものである。   The diffractive optical element according to the present invention can be applied to each objective lens described above.

また、本発明による更に別の光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、上述の対物レンズを備えたことを特徴とする。また、この光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像の記録、及び/または、音声及び/または画像の再生が可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。   Furthermore, another optical pickup device according to the present invention reproduces and / or records information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1, using a light beam from a first light source having a wavelength λ1. And reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) using the light beam from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). , Light for reproducing and / or recording information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a light beam from a third light source of wavelength λ3 (λ2 <λ3) A pickup apparatus includes the above-described objective lens. In addition, the recording / reproducing apparatus according to the present invention can be configured to be equipped with this optical pickup device and to be able to record sound and / or images and / or reproduce sound and / or images.

また、本発明による更に別の対物レンズは、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、前記光ピックアップ装置は、前記第1保護基板乃至第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段を有し、前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm1とした場合に、前記対物レンズは、前記波長λ1、前記第1保護基板の厚さt1、前記像側開口数NA1、前記結像倍率m1の組み合わせにおいて、球面収差が最小にあるように最適化されたことを特徴とする。   Furthermore, another objective lens according to the present invention reproduces and / or records information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1, using a light beam from a first light source having a wavelength λ1. Reproducing and / or recording information on a second optical information recording medium having a second protective substrate having a thickness t2 (t2 ≧ t1) using a light beam from a second light source of wavelength λ2 (λ1 <λ2), An optical pickup that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a light beam from a third light source having a wavelength λ3 (λ2 <λ3) An objective lens for an apparatus, wherein the optical pickup device has substrate thickness difference correcting means for correcting spherical aberration that changes due to a difference in thickness of the first protective substrate to the third protective substrate. By the luminous flux having the wavelength λ1. Thus, NA1 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens required for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium, and information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium. When the imaging magnification of the objective lens is m1, the objective lens is a combination of the wavelength λ1, the thickness t1 of the first protective substrate, the image-side numerical aperture NA1, and the imaging magnification m1. In the present invention, the spherical aberration is optimized so as to be minimized.

この対物レンズによれば、第1光情報記録媒体に用いられる波長の最も短い光束について球面収差が最小となるとともに3種類の異なる光情報記録媒体について情報の記録または再生を行うときに適用できる対物レンズを提供できる。   According to the objective lens, the spherical aberration is minimized with respect to the light beam having the shortest wavelength used for the first optical information recording medium, and the objective can be applied when information is recorded or reproduced on three different optical information recording media. A lens can be provided.

前記対物レンズは屈折型レンズであることが好ましく、また、前記対物レンズは1つのレンズ群から構成されることが好ましい。   The objective lens is preferably a refractive lens, and the objective lens is preferably composed of one lens group.

この場合、前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB1(mm)としたとき、次式を満たすことが好ましい。
0.7<d/f1<1.5
2.8<Φ1<5.8
fB1>0.5
In this case, the focal length of the objective lens at the wavelength λ1 is f1 (mm), the center thickness is d (mm), the diameter of the light beam of the wavelength λ1 incident on the objective lens is Φ1 (mm), and the first When the working distance of the objective lens when reproducing and / or recording information on the optical information recording medium is fB1 (mm), it is preferable to satisfy the following equation.
0.7 <d / f1 <1.5
2.8 <Φ1 <5.8
fB1> 0.5

上述の対物レンズは、プラスチック材料から形成されるか、または、ガラス材料から形成されることが好ましい。   The objective lens described above is preferably formed from a plastic material or from a glass material.

前記ガラス材料は、ガラス転移点Tgが400℃以下であることが好ましい。   The glass material preferably has a glass transition point Tg of 400 ° C. or lower.

また、上述の対物レンズでは次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
0.0mm≦t1<0.3mm
0.99>NA1≧0.70
Further, it is preferable that the above objective lens satisfies the following expression.
380 nm <λ1 <420 nm
0.0mm ≦ t1 <0.3mm
0.99> NA1 ≧ 0.70

また、本発明による更に別の光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、上述の対物レンズを備えたことを特徴とする。これにより、特に第1光情報記録媒体について安定して情報の記録及び/または再生を行うことができる。また、この光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像を記録し、及び/または、音声及び/または画像を再生可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。   Furthermore, another optical pickup device according to the present invention reproduces and / or records information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1, using a light beam from a first light source having a wavelength λ1. And reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) using the light beam from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). , Light for reproducing and / or recording information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a light beam from a third light source of wavelength λ3 (λ2 <λ3) A pickup apparatus includes the above-described objective lens. Thereby, it is possible to record and / or reproduce information stably with respect to the first optical information recording medium in particular. In addition, the recording / reproducing apparatus according to the present invention can be configured so as to be equipped with this optical pickup device, record audio and / or images, and / or reproduce audio and / or images.

また、本発明による光学素子は、波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置用の光学素子であって、前記光学素子の入射瞳面を、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光束領域、第2光束領域、第3光束領域、の輪帯状の3つの光束領域に分割した場合に、前記各光束領域に入射した光束が通過する前記光学素子の領域をそれぞれ、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光学領域、第2光学領域、第3光学領域、としたとき、前記第1光学領域に入射した前記第1乃至第3光束は、それぞれ前記第1乃至第3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光し、かつ、前記第2光学領域に入射した前記第1及び第2光束は、それぞれ前記第1及び第2光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第2光学領域に入射した前記第3光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成せず、かつ、前記第3光学領域に入射した前記第1光束は、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第3光学領域に入射した前記第2及び第3光束は、それぞれ前記第2及び3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成しないことを特徴とする。   The optical element according to the present invention reproduces and / or records information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1 using a first light beam from a first light source having a wavelength λ1. Information is reproduced and / or recorded on a second optical information recording medium having a second protective substrate having a thickness t2 (t2 ≧ t1) using a second light beam from a second light source having a wavelength λ2 (λ1 <λ2). Reproduction and / or recording of information on the third optical information recording medium having the third protective substrate having the thickness t3 (t3 ≧ t2) using the third light beam from the third light source having the wavelength λ3 (λ2 <λ3). An optical element for an optical pickup apparatus using a common objective lens for performing and reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, Make the entrance pupil near the optical axis The optical element through which a light beam incident on each light beam region passes when the light beam is divided into three annular light beam regions of a first light beam region, a second light beam region, and a third light beam region in order from the outside to the outside. Are the first optical region, the second optical region, and the third optical region in order from the vicinity of the optical axis toward the outside, the first to third light beams incident on the first optical region are The first and second light fluxes condensed to form a good wavefront on each information recording surface of each of the first to third optical information recording media and incident on the second optical region are: Each of the first and second optical information recording media is condensed so as to form a good wavefront on each information recording surface, but the third light flux incident on the second optical region is the third optical information. A good wavefront is not formed on the information recording surface of the recording medium, and the first The first light beam incident on the three optical regions is condensed so as to form a good wavefront on the information recording surface of the first optical information recording medium, but the second and the incident light beams incident on the third optical region The third light flux does not form a good wavefront on each information recording surface of the second and third optical information recording media, respectively.

この光学素子によれば、3つの光学領域を有し3種類の異なる光情報記録媒体について情報の記録及び/または再生を行う光ピックアップ装置に適用できる光学素子を提供できる。   According to this optical element, it is possible to provide an optical element that can be applied to an optical pickup device that has three optical regions and records and / or reproduces information on three different types of optical information recording media.

また、本発明による別の光学素子は、波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置用の光学素子であって、前記光学素子の入射瞳面を、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光束領域、第2光束領域、第3光束領域、の輪帯状の3つの光束領域に分割した場合に、前記各光束領域に入射した光束が通過する前記光学素子の領域をそれぞれ、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光学領域、第2光学領域、第3光学領域、としたとき、前記第1光学領域に入射した前記第1乃至第3光束は、それぞれ前記第1乃至第3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光し、かつ、前記第2光学領域に入射した前記第1及び第2光束は、それぞれ前記第1及び第2光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第2光学領域に入射した前記第3光束は、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達せず、かつ、前記第3光学領域に入射した前記第1光束は、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第3光学領域に入射した前記第2光束は、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成しないとともに、前記第3光学領域に入射した前記第3光束は、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないことを特徴とする。   Another optical element according to the present invention reproduces and / or records information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1, using a first light beam from a first light source having a wavelength λ1. And reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) using the second light beam from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). And / or reproduction of information on the third optical information recording medium having the third protective substrate having the thickness t3 (t3 ≧ t2) using the third light flux from the third light source having the wavelength λ3 (λ2 <λ3) and / or An optical element for an optical pickup device that performs recording and uses a common objective lens for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, The entrance pupil plane of the element is The optical beam through which the light beam incident on each light beam region passes when it is divided into three annular light beam regions of a first light beam region, a second light beam region, and a third light beam region in order from the vicinity to the outside. The first to third light beams incident on the first optical region when the element regions are a first optical region, a second optical region, and a third optical region in order from the vicinity of the optical axis to the outside. Are condensed so as to form a good wavefront on each information recording surface of each of the first to third optical information recording media, and the first and second light fluxes incident on the second optical region are The light is condensed so as to form a good wavefront on each information recording surface of each of the first and second optical information recording media, but the third light flux incident on the second optical region is blocked and the first light information recording medium is blocked. The third optical information recording medium does not reach the information recording surface, and the third The first light beam incident on the optical region is condensed so as to form a good wavefront on the information recording surface of the first optical information recording medium, but the second light beam incident on the third optical region is In addition, a good wavefront is not formed on the information recording surface of the second optical information recording medium, and the third light beam incident on the third optical region is blocked and is formed on the information recording surface of the third optical information recording medium. It is characterized by not reaching.

この光学素子によれば、3つの光学領域を有し3種類の異なる光情報記録媒体について情報の記録及び/または再生を行う光ピックアップ装置に適用できる光学素子を提供できる。   According to this optical element, it is possible to provide an optical element that can be applied to an optical pickup device that has three optical regions and records and / or reproduces information on three different types of optical information recording media.

上述の光学素子は、前記第2及び第3光学領域に入射した前記第3光束が、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないようにすることができる光束切替手段を有する光ピックアップ装置に用いられることが好ましい。   The optical element includes a light beam switching unit that can block the third light beam incident on the second and third optical regions from being blocked and reach the information recording surface of the third optical information recording medium. It is preferably used for an optical pickup device.

この場合、前記光束切替手段は、前記光学素子の光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。   In this case, it is preferable that the light beam switching means is a wavelength selection filter formed on the optical surface of the optical element.

また、本発明による更に別の光学素子は、波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置用の光学素子であって、前記光学素子の入射瞳面を、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光束領域、第2光束領域、第3光束領域、の輪帯状の3つの光束領域に分割した場合に、前記各光束領域に入射した光束が通過する前記光学素子の領域をそれぞれ、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光学領域、第2光学領域、第3光学領域、としたとき、前記第1光学領域に入射した前記第1乃至第3光束は、それぞれ前記第1乃至第3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光し、かつ、前記第2光学領域に入射した前記第1及び第2光束は、それぞれ前記第1及び第2光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第2光学領域に入射した前記第3光束は、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達せず、かつ、前記第3光学領域に入射した前記第1光束は、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第3光学領域に入射した前記第2及び第3光束は、ともに遮断されそれぞれ前記第2及び第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないことを特徴とする。   Still another optical element according to the present invention reproduces and / or records information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness t1, using a first light beam from a first light source having a wavelength λ1. And / or reproducing information from the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) using the second light flux from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2) and / or Information is recorded and reproduced on the third optical information recording medium having the third protective substrate having the thickness t3 (t3 ≧ t2) using the third light flux from the third light source having the wavelength λ3 (λ2 <λ3) and / or Or an optical element for an optical pickup device that performs recording and uses a common objective lens for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, The entrance pupil plane of the optical element In the order from the vicinity of the optical axis toward the outside, when the light beam is divided into three annular light beam regions of the first light beam region, the second light beam region, and the third light beam region, the light beams incident on the light beam regions pass through. When the optical element regions are a first optical region, a second optical region, and a third optical region, respectively, in order from the vicinity of the optical axis to the outside, the first through the first optical regions that have entered the first optical region. The three light beams are condensed so as to form a good wavefront on each information recording surface of each of the first to third optical information recording media, and the first and second light beams incident on the second optical region are formed. The light beams are condensed so as to form a good wavefront on each information recording surface of the first and second optical information recording media, respectively, but the third light beam incident on the second optical region is blocked. Does not reach the information recording surface of the third optical information recording medium, and The first light beam incident on the third optical region is condensed so as to form a good wavefront on the information recording surface of the first optical information recording medium, but the second light beam incident on the third optical region is collected. The third light flux and the third light flux are both blocked and do not reach the information recording surfaces of the second and third optical information recording media, respectively.

この光学素子によれば、3つの光学領域を有し3種類の異なる光情報記録媒体について情報の記録及び/または再生を行う光ピックアップ装置に適用できる光学素子を提供できる。   According to this optical element, it is possible to provide an optical element that can be applied to an optical pickup device that has three optical regions and records and / or reproduces information on three different types of optical information recording media.

上述の光学素子は、前記第2及び第3光学領域に入射した前記第3光束が、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないようにするとともに、前記第3光学領域に入射した前記第2光束が、遮断され前記第2光情報記録媒体の情報記録面に到達しないようにすることができる光束切替手段を有する光ピックアップ装置に用いられることが好ましい。   The optical element described above prevents the third light flux incident on the second and third optical regions from being blocked and reaching the information recording surface of the third optical information recording medium, and also entering the third optical region. The incident second light flux is preferably used in an optical pickup device having a light flux switching means capable of being blocked and not reaching the information recording surface of the second optical information recording medium.

この場合、前記光束切替手段は前記光学素子の光学面上に形成された波長選択フィルタであることが好ましい。   In this case, it is preferable that the light beam switching means is a wavelength selection filter formed on the optical surface of the optical element.

また、前記光学素子は、対物レンズであることが好ましい。   The optical element is preferably an objective lens.

また、前記光学素子は、前記対物レンズの光束入射面側に配置されることが好ましい。   Further, it is preferable that the optical element is disposed on a light incident surface side of the objective lens.

また、前記光学素子は、前記対物レンズと一体になってトラッキング駆動されることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the optical element is tracking driven integrally with the objective lens.

また、前記第1光束を用いて、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う際の前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記第2光束を用いて、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う際の前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2(NA2<NA1)、前記第3光束を用いて、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う際の前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、次式を満たすことが好ましい。
NA2=N2・SINθ2
NA3=N3・SINθ3
ただし、
SINθ2:前記第2光学領域の最周辺を通過した前記第2光束のマージナル光線の、前記対物レンズ最終面からの、光軸を基準として測った出射角θ2(deg)の絶対値の正弦
SINθ3:前記第1光学領域の最周辺を通過した前記第3光束のマージナル光線の、前記対物レンズ最終面からの、光軸を基準として測った出射角θ3(deg)の絶対値の正弦
N2:前記対物レンズの像側空間の前記波長λ2における屈折率
N3:前記対物レンズの像側空間の前記波長λ3における屈折率
Further, using the first light beam, NA1 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens when information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium, and the second light beam is used. The third optical information is obtained by using NA2 (NA2 <NA1) as a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium, and using the third light flux. When the predetermined image-side numerical aperture of the objective lens when reproducing and / or recording information on the recording medium is NA3, it is preferable to satisfy the following expression.
NA2 = N2 · SINθ2
NA3 = N3 · SINθ3
However,
SINθ2: sine SINθ3 of the absolute value of the exit angle θ2 (deg) of the marginal ray of the second light beam that has passed through the outermost periphery of the second optical region, measured from the final surface of the objective lens with reference to the optical axis: The sine N2 of the absolute value of the exit angle θ3 (deg) of the marginal ray of the third light flux that has passed through the outermost periphery of the first optical region, measured from the final surface of the objective lens with reference to the optical axis: the objective Refractive index N3 at the wavelength λ2 of the image side space of the lens: Refractive index at the wavelength λ3 of the image side space of the objective lens

この場合、前記第1乃至第3光学領域のうち、少なくとも1つの光学領域には、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成されることが好ましい。   In this case, it is preferable that a diffraction structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed in at least one of the first to third optical regions.

また、前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni1、前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni2、としたとき、次式を満たすことが好ましい。
|ni1|>|ni2|(ただし、iは、1または2または3)
Further, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount among the diffracted lights of the first light flux generated when the first light flux is incident on the diffractive structure formed in the i-th optical region is denoted by ni1. , The diffraction order of the diffracted light having the largest amount of diffracted light among the diffracted lights of the second light flux generated when the second light flux is incident on the diffractive structure formed in the i-th optical region is denoted by ni2, It is preferable that the following formula is satisfied.
| Ni1 |> | ni2 | (where i is 1 or 2 or 3)

この場合、前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni1、前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第3光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni3、としたとき、次式を満たすことが好ましい。
|ni1|>|ni3|(ただし、iは、1または2または3)
In this case, the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light of the first light flux generated when the first light flux is incident on the diffractive structure formed in the i-th optical region. ni1, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights of the second light flux generated when the third light flux is incident on the diffractive structure formed in the i-th optical region is denoted by ni3 , It is preferable to satisfy the following formula.
| Ni1 |> | ni3 | (where i is 1 or 2 or 3)

また、前記第2及び第3光学領域には、それぞれ同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成され、前記第2光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn21、前記第3光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn31、としたとき、次式を満たすことが好ましい。
|n31|≠|n21|
In addition, each of the second and third optical regions is formed with a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones, and the first light flux is incident on the diffractive structure formed in the second optical region. When the first light flux is incident on the diffractive structure formed in the third optical region, the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light of the first light flux generated in this case is n21 When the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted lights of the first light flux generated at is n31, it is preferable that the following expression is satisfied.
| N31 | ≠ | n21 |

この場合、前記第2光学領域に形成された前記回折構造は、前記回折次数n21と波長λB2で最適化され、かつ、前記第3光学領域に形成された前記回折構造は、前記回折次数n31と波長λB3で最適化され、次式を満たすことが好ましい。
λB2≠λB3
In this case, the diffractive structure formed in the second optical region is optimized with the diffraction order n21 and the wavelength λB2, and the diffractive structure formed in the third optical region has the diffraction order n31. It is preferable to optimize the wavelength λB3 and satisfy the following formula.
λB2 ≠ λB3

また、上述の回折光学素子は次式を満たすことが好ましい。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
Moreover, it is preferable that the above-mentioned diffractive optical element satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm

また、本発明による更に別の光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置であって、上述のいずれかの光学素子を備えたことを特徴とする。また、この光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像を記録し、及び/または、音声及び/または画像を再生可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。   Further, another optical pickup device according to the present invention uses the first light flux from the first light source having the wavelength λ1 to reproduce information and / or reproduce information from the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1. Recording is performed and information is reproduced from the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) using the second light beam from the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2) and / or Alternatively, recording is performed and information is reproduced from the third optical information recording medium having the third protective substrate having the thickness t3 (t3 ≧ t2) using the third light flux from the third light source having the wavelength λ3 (λ2 <λ3). An optical pickup device that performs recording and uses a common objective lens for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, Optical elements And said that there were pictures. In addition, the recording / reproducing apparatus according to the present invention can be configured so as to be equipped with this optical pickup device, record audio and / or images, and / or reproduce audio and / or images.

本発明による更に別の光ピックアップ装置は、光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ピックアップ装置において、第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための波長λ1の光束を発生する第1光源と、第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための波長λ2(λ2>λ1)の光束を発生する第2光源と、第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための波長λ3(λ3>λ2)の光束を発生する第3光源と、入射光に対して所定の次数の回折光を発生する回折部と、前記第1乃至第3情報記録媒体の情報記録面に、前記第1乃至第3光源からの光束をそれぞれ集光させるために、前記第1乃至第3情報記録媒体に対向する位置に配置される対物レンズと、を有する集光光学系と、を具備し、前記波長λ1の光束が前記回折部を通過することで発生するn1次回折光の回折光量が、前記波長λ1の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きい場合に、前記波長λ2の光束が前記回折部を通過することで発生するn2次回折光の回折光量が、前記波長λ2の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、かつ、前記波長λ3の光束が前記回折部を通過することで発生するn3次回折光の回折光量が、前記波長λ3の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、さらに、前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことを特徴とする。
|n2|=INT(λ1・|n1│/λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3)
|n1|>|n2|≧|n3|
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・│n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。
According to another aspect of the present invention, there is provided an optical pickup device for reproducing and / or recording information on a first optical information recording medium in an optical pickup device for reproducing and / or recording information on an optical information recording medium. A first light source that generates a light beam of wavelength λ1, a second light source that generates a light beam of wavelength λ2 (λ2> λ1) for reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium, and a third light A third light source that generates a light beam having a wavelength λ3 (λ3> λ2) for reproducing and / or recording information on the information recording medium, a diffractive portion that generates diffracted light of a predetermined order with respect to incident light, In order to collect the light beams from the first to third light sources on the information recording surfaces of the first to third information recording media, they are arranged at positions facing the first to third information recording media. Objective And a condensing optical system having a wavelength of λ1, and the diffracted light quantity of the n1st-order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ1 passes through the diffractive portion is any other order of the light beam having the wavelength λ1. When the diffracted light amount of the second diffracted light is larger than the diffracted light amount of the second diffracted light, the diffracted light amount of the n2nd order diffracted light generated by the light beam having the wavelength λ2 passing through the diffracting unit The amount of diffracted light of the n-th order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ3 passes through the diffractive portion is larger than the amount of diffracted light of λ3. Further, the diffraction orders n1 to n3 satisfy the following expression.
| N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
| N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
| N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
However, n1 is an integer other than 0 and ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ2, and INT (λ1 · | n1 | / λ3) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ3.

上記光ピックアップ装置は次式を満たすことが好ましい。
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4
|INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・|n1|/λ3)|<0.4
The optical pickup device preferably satisfies the following formula.
| INT (λ1 · | n1 | / λ2) − (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
| INT (λ1 · | n1 | / λ3) − (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4

また、前記集光光学系は、前記第1の光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ビームとして、前記n1次回折光を前記第1の光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記第2の光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ビームとして、前記n2次回折光を前記第2の光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記第3の光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ビームとして、前記n3次回折光を前記第3の光情報記録媒体の情報記録面上に集光することが好ましい。   The condensing optical system uses the n1st-order diffracted light as an information recording surface of the first optical information recording medium as a light beam for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium. The n2nd-order diffracted light is collected on the information recording surface of the second optical information recording medium as a light beam for focusing and collecting information on the second optical information recording medium. And condensing the n-th order diffracted light on the information recording surface of the third optical information recording medium as a light beam for reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium. Is preferred.

また、前記回折部に入射する前記波長λ1の光束の光量をIIN(λ1)、該IIN(λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ1)、前記回折部に入射する前記波長λ2の光束の光量をIIN(λ2)、該IIN(λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ2)、前記回折部に入射する前記波長λ3の光束の光量をIIN(λ3)、該IIN(λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ3)としたとき、次式を満たすことが好ましい。
OUT(λ1)/IIN(λ1)>0.7
OUT(λ2)/IIN(λ2)>0.7
OUT(λ3)/IIN(λ3)>0.7
Further, the light amount of the light beam having the wavelength λ1 incident on the diffractive portion is defined as I IN (λ1), and the light amount after the light beam of the wavelength λ1 having the light amount of I IN (λ1) is passed through the diffractive portion as I OUT. (Λ1), the light amount of the light beam having the wavelength λ2 incident on the diffractive portion is I IN (λ2), and the light amount after the light beam of the wavelength λ2 having the light amount of I IN (λ2) is passed through the diffractive portion. I OUT (λ2), the amount of light of the wavelength λ3 incident on the diffractive part is I IN (λ3), and the light of wavelength λ3 having the amount of I IN (λ3) passes through the diffractive part When the light quantity is I OUT (λ3), it is preferable to satisfy the following formula.
I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7

また、前記第1情報記録媒体は、情報記録面の光束入射面側に所定の厚さt1を有する第1保護層を有し、前記第2情報記録媒体は、情報記録面の光束入射面側に所定の厚さt2(t2≧t1)を有する第2保護層を有し、前記第3情報記録媒体は、情報記録面の光束入射面側に所定の厚さt3(t3≧t2)を有する第3保護層を有し、前記集光光学系は、前記波長λ1の光束が前記回折部を通過することで発生する前記n1次回折光を、前記第1保護層を介して前記第1情報記録媒体の情報記録面に波面収差が0.07λ1rms以下の状態で集光し、前記波長λ2の光束が前記回折部を通過することで発生する前記n2次回折光を、前記第2保護層を介して前記第2情報記録媒体の情報記録面に波面収差が0.07λ2rms以下の状態で集光し、前記波長λ3の光束が前記回折部を通過することで発生する前記n3次回折光を、前記第3保護層を介して前記第3情報記録媒体の情報記録面に波面収差が0.07λ3rms以下の状態で集光することが好ましい。   The first information recording medium has a first protective layer having a predetermined thickness t1 on the light incident surface side of the information recording surface, and the second information recording medium has a light incident surface side of the information recording surface. And a second protective layer having a predetermined thickness t2 (t2 ≧ t1), and the third information recording medium has a predetermined thickness t3 (t3 ≧ t2) on the light incident surface side of the information recording surface. A third protective layer, wherein the condensing optical system transmits the n1st-order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ1 passes through the diffractive portion through the first protective layer. The n2nd order diffracted light generated when the light flux having the wavelength λ2 passes through the diffractive portion is condensed on the information recording surface of the medium with a wavefront aberration of 0.07λ1 rms or less through the second protective layer. The wavefront aberration is 0.07λ2 rms or less on the information recording surface of the second information recording medium The n3rd-order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ3 is condensed and passes through the diffraction section has a wavefront aberration of 0. 0 on the information recording surface of the third information recording medium via the third protective layer. It is preferable to collect light in a state of 07λ3rms or less.

また、前記回折部は、前記対物レンズの光束入射面側に配置されたことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said diffraction part is arrange | positioned at the light beam entrance plane side of the said objective lens.

また、前記回折部は、前記対物レンズの光学面上に形成されたことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said diffraction part was formed on the optical surface of the said objective lens.

また、上述の光ピックアップ装置を搭載し、音声及び/または画像の記録、及び/または、音声及び/または画像の再生が可能なように本発明による記録・再生装置を構成できる。   In addition, the recording / reproducing apparatus according to the present invention can be configured so as to be equipped with the above-described optical pickup device and to be able to record sound and / or images and / or reproduce sound and / or images.

本発明による光学素子は、第1光源からの波長λ1の光束を用いて第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、第2光源からの波長λ2(λ2>λ1)の光束を用いて第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、第3光源からの波長λ3(λ3>λ2)の光束を用いて第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、前記光学素子は、入射光に対して所定の次数の回折光を発生する回折部を有し、前記波長λ1の光束が前記回折部を通過することで発生するn1次回折光の回折光量が、前記波長λ1の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きい場合に、前記波長λ2の光束が前記回折部を通過することで発生するn2次回折光の回折光量が、前記波長λ2の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、かつ、前記波長λ3の光束が前記回折部を通過することで発生するn3次回折光の回折光量が、前記波長λ3の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、さらに、前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことを特徴とする。
|n2|=INT(λ1・|n1|/λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3)
│n1|>│n2|≧|n3│
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・|n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。
The optical element according to the present invention reproduces and / or records information on the first optical information recording medium using the light beam with the wavelength λ1 from the first light source, and the light beam with the wavelength λ2 (λ2> λ1) from the second light source. Is used to reproduce and / or record information on the second optical information recording medium, and to reproduce and / or record information on the third optical information recording medium using a light beam having a wavelength λ3 (λ3> λ2) from the third light source. An optical element for an optical pickup device that performs recording, the optical element having a diffractive portion that generates diffracted light of a predetermined order with respect to incident light, and a light beam having the wavelength λ1 passes through the diffractive portion. When the amount of diffracted light of the n1st order diffracted light generated is larger than the amount of diffracted light of any other order of diffracted light of wavelength λ1, the light beam of wavelength λ2 passes through the diffractive portion. N2nd order diffracted light generated The amount of folding light is larger than the amount of diffracted light of any other order of the light beam having the wavelength λ2, and the amount of diffracted light of the n-th order diffracted light generated when the light beam of the wavelength λ3 passes through the diffractive portion. It is larger than the diffracted light quantity of any other order of diffracted light with the wavelength λ3, and the diffraction orders n1 to n3 satisfy the following expression.
| N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
| N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
| N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
However, n1 is an integer other than 0 and ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ2, and INT (λ1 · | n1 | / λ3) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ3.

上記光学素子は次式を満たすことが好ましい。
│INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4
│INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・│n1|/λ3)|<0.4
The optical element preferably satisfies the following formula.
| INT (λ1 · | n1 | / λ2) − (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
| INT (λ1 · | n1 | / λ3) − (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4

また、前記回折部に入射する前記波長λ1の光束の光量をIIN(λ1)、該IIN(λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ1)、前記回折部に入射する前記波長λ2の光束の光量をIIN(λ2)、該IIN(λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ2)、前記回折部に入射する前記波長λ3の光束の光量をIIN(λ3)、該IIN(λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ3)としたとき、次式を満たすことが好ましい。
OUT(λ1)/IIN(λ1)>0.7
OUT(λ2)/IIN(λ2)>0.7
OUT(λ3)/IIN(λ3)>0.7
Further, the light amount of the light beam having the wavelength λ1 incident on the diffractive portion is defined as I IN (λ1), and the light amount after the light beam of the wavelength λ1 having the light amount of I IN (λ1) is passed through the diffractive portion as I OUT. (Λ1), the light amount of the light beam having the wavelength λ2 incident on the diffractive portion is I IN (λ2), and the light amount after the light beam of the wavelength λ2 having the light amount of I IN (λ2) is passed through the diffractive portion. I OUT (λ2), the amount of light of the wavelength λ3 incident on the diffractive part is I IN (λ3), and the light of wavelength λ3 having the amount of I IN (λ3) passes through the diffractive part When the light quantity is I OUT (λ3), it is preferable to satisfy the following formula.
I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7

また、前記光学素子は、前記第1乃至第3光情報記録媒体の情報記録面に、前記第1乃至第3光源からの光束をそれぞれ集光させるために、前記第1乃至第3光情報記録媒体に対向する位置に配置される対物レンズであることが好ましい。   The optical element is configured to record the light beams from the first to third light sources on the information recording surfaces of the first to third optical information recording media in order to collect the light beams from the first to third light sources, respectively. It is preferable that the objective lens is disposed at a position facing the medium.

本発明の光ピックアップ装置によれば、規格(記録密度)の異なる例えば高密度DVD、DVD、CDのような3種類の光ディスクの相互互換を共通の対物レンズを使用して達成できる光ピックアップ装置を提供できる。また、CDのような保護基板厚の厚い光ディスクに対する作動距離が十分に確保された光ピックアップ装置を提供できる。   According to the optical pickup device of the present invention, there is provided an optical pickup device that can achieve mutual compatibility of three types of optical disks such as high-density DVD, DVD, and CD having different standards (recording densities) by using a common objective lens. Can be provided. Further, it is possible to provide an optical pickup device in which a working distance is sufficiently secured for an optical disk having a thick protective substrate such as a CD.

また、規格(記録密度)の異なる例えば高密度DVD、DVD、CDのような3種類の光ディスクの相互互換を、回折光学素子と共通の対物レンズとを使用して達成し、それぞれの光ディスクの使用波長領域において十分な光量の利用効率が得られる光ピックアップ装置を提供できる。   In addition, mutual compatibility of three types of optical discs such as high-density DVD, DVD, and CD with different standards (recording densities) is achieved by using a diffractive optical element and a common objective lens, and the use of each optical disc. It is possible to provide an optical pickup device capable of obtaining a sufficient light amount utilization efficiency in the wavelength region.

また、規格(記録密度)の異なる例えば高密度DVD、DVD、CDのような3種類の光ディスクの相互互換を共通の対物レンズを使用して達成し、高密度DVDのような高記録密度の光ディスクを記録及び/または再生する場合に問題となる、光源の単色性の悪さに起因する色収差、温度変化や湿度変化等の環境変化に起因してプラスチックレンズで発生する球面収差、保護基板厚さの製造誤差に起因する球面収差を良好に補正でき、安定した高密度DVDのような高記録密度の光ディスクの記録及び/または再生が行える光ピックアップ装置を提供できる。   In addition, for example, high-density optical discs such as high-density DVDs are achieved by using a common objective lens to achieve interchangeability of three types of optical discs such as high-density DVDs, DVDs and CDs with different standards (recording densities) Of chromatic aberration due to poor monochromaticity of the light source, spherical aberration generated in the plastic lens due to environmental changes such as temperature changes and humidity changes, and the thickness of the protective substrate. It is possible to provide an optical pickup device that can satisfactorily correct spherical aberration caused by a manufacturing error and perform recording and / or reproduction of a high recording density optical disc such as a stable high-density DVD.

また、上述の光ピックアップ装置に用いることのできる対物レンズ、回折光学素子及び光学素子を提供できる。   In addition, an objective lens, a diffractive optical element, and an optical element that can be used in the above-described optical pickup device can be provided.

更に、上述の光ピックアップ装置を用いて規格(記録密度)の異なる3種類の光情報記録媒体について情報の記録及び/または再生を行うことのできる記録・再生装置を提供できる。   Furthermore, it is possible to provide a recording / reproducing apparatus capable of recording and / or reproducing information on three types of optical information recording media having different standards (recording densities) using the above-described optical pickup apparatus.

以下、本発明による第1〜第7の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, first to seventh embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〈第1の実施の形態〉   <First Embodiment>

図9は第1の実施の形態による第1の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。図9に示すように、第1の光ピックアップ装置は、保護基板厚さが小さい第1の光ディスクの記録/再生用の第1光源である半導体レーザ11と、保護基板厚さが大きい第2の光ディスク記録/再生用の第2光源である半導体レーザ12と、保護基板厚さがさらに大きい第3の光ディスク記録/再生用の第3光源である半導体レーザ13とを有している。   FIG. 9 schematically shows a first optical pickup device according to the first embodiment. As shown in FIG. 9, the first optical pickup device includes a semiconductor laser 11 that is a first light source for recording / reproduction of a first optical disk having a small protective substrate thickness, and a second optical substrate having a large protective substrate thickness. The semiconductor laser 12 is a second light source for optical disk recording / reproduction, and the semiconductor laser 13 is a third light source for third optical disk recording / reproduction having a larger protective substrate thickness.

第1の光ディスクとしては、例えば、0.1mmの保護基板(透明基板)を有するDVDをより高密度化した光ディスク(高密度DVD)を用いることができ、第2の光ディスクとしては、0.6mmの保護基板を有するDVD、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+RW等の各種DVDを用いることができ、第3の光ディスクとしては、1.2mmの保護基板を有するCD、CD−R、CD−RW、CD−Video、CD−ROM等の各種CDを用いることができる。   As the first optical disk, for example, an optical disk (high-density DVD) obtained by densifying a DVD having a 0.1 mm protective substrate (transparent substrate) can be used, and as the second optical disk, 0.6 mm Various DVDs such as DVDs, DVD-ROMs, DVD-RAMs, DVD-Rs, DVD-RWs, DVD + RWs, etc., having a protective substrate can be used, and the third optical disk is a CD having a protective substrate of 1.2 mm Various CDs such as CD-R, CD-RW, CD-Video, and CD-ROM can be used.

また、第1光源11としては、400nm程度の波長の光を発生するGaN系青紫色半導体レーザや青紫色SHGレーザ等を用いることができ、第2光源12としては、650nm程度の波長の光を発生する赤色半導体レーザを用いることができ、第3光源13としては、780nm程度の波長の光を発生する赤外半導体レーザを用いることができる。かかる第1乃至第3の光源11〜13は、情報の記録/再生を行う光ディスクの種類によって選択的に使用される。   The first light source 11 can be a GaN-based blue-violet semiconductor laser or blue-violet SHG laser that generates light having a wavelength of about 400 nm, and the second light source 12 can emit light having a wavelength of about 650 nm. A generated red semiconductor laser can be used, and as the third light source 13, an infrared semiconductor laser that generates light having a wavelength of about 780 nm can be used. The first to third light sources 11 to 13 are selectively used depending on the type of the optical disk on which information is recorded / reproduced.

第1の光ピックアップ装置は、所定の像側開口数内で回折限界内となるように、第1乃至第3の半導体レーザ11乃至13からの光束を、第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面91,92,93上に集光させることができる対物レンズ14を有する。   The first optical pickup device emits light beams from the first to third semiconductor lasers 11 to 13 to the respective first to third optical discs so as to be within the diffraction limit within a predetermined image-side numerical aperture. The objective lens 14 that can be condensed on the information recording surfaces 91, 92, 93 is provided.

対物レンズ14は第1乃至第3の半導体レーザ11〜13からの光束を第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面91,92,93上に集光させるための対物レンズとしての機能に加えて、基板厚差補正手段としての機能も有する。即ち対物レンズ14の光源側の面14a上には、同心円上の複数の輪帯からなる回折構造が形成されており、半導体レーザ11からの光束を、第1の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA1内で、回折限界内となる状態で保護基板を介して第1の光ディスクの情報記録面91上に集光させることができ、半導体レーザ12からの光束を、第2の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA2内で、回折限界内となる状態で保護基板を介して第2の光ディスクの情報記録面92上に集光させることができ、半導体レーザ13からの光束を、第3の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA3内で、回折限界内となる状態で保護基板を介して第3の光ディスクの情報記録面93上に集光させることができる。第1の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA1として例えば0.85程度、第2の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA2として、0.60程度、第3の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA3として、0.45程度とすることができる。   The objective lens 14 functions as an objective lens for condensing the light beams from the first to third semiconductor lasers 11 to 13 on the respective information recording surfaces 91, 92, and 93 of the first to third optical disks. In addition, it also has a function as a substrate thickness difference correcting means. That is, a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed on the light source side surface 14a of the objective lens 14, and the light flux from the semiconductor laser 11 is recorded / reproduced on the first optical disc. The light beam from the semiconductor laser 12 can be condensed on the information recording surface 91 of the first optical disc through the protective substrate in a state that is within the diffraction limit within the required image-side numerical aperture NA1. Can be condensed on the information recording surface 92 of the second optical disc through the protective substrate within the diffraction limit within the image-side numerical aperture NA2 required when recording / reproducing the optical disc On the information recording surface 93 of the third optical disc through the protective substrate, the light beam from the laser 13 is within the diffraction limit within the image-side numerical aperture NA3 required for recording / reproducing the third optical disc. Can be focused on . The image-side numerical aperture NA1 necessary for recording / reproducing the first optical disc is, for example, about 0.85, and the image-side numerical aperture NA2 required for recording / reproducing the second optical disc is about 0.60. The image-side numerical aperture NA3 required for recording / reproducing the third optical disk can be about 0.45.

また、第1の光ピックアップ装置は、半導体レーザ11のモードホッピング等の単色性の悪さに起因して、主に対物レンズ14で発生する色収差を補正するための色収差補正手段としての色収差補正用素子18を偏光ビームスプリッタ15と対物レンズ14との間に有する。高性能で簡易な構造の色収差補正素子として、複数の輪帯からなる回折構造を有する回折素子が知られているが、従来の回折素子を用いて、半導体レーザ11の波長(たとえば、400nm)近傍の光に対して、対物レンズ14で発生する色収差の補正を行った場合、半導体レーザ12の波長(たとえば、650nm)や半導体レーザ13の波長(たとえば、780nm)の光に対しては、色収差が補正過剰になり過ぎてしまうという問題があり、半導体レーザ11乃至13からの光束の共通の光路中に配置される色収差補正用素子としては好ましくない。   Further, the first optical pickup device is a chromatic aberration correcting element as a chromatic aberration correcting means for correcting chromatic aberration mainly generated in the objective lens 14 due to poor monochromaticity such as mode hopping of the semiconductor laser 11. 18 is provided between the polarizing beam splitter 15 and the objective lens 14. A diffractive element having a diffractive structure composed of a plurality of annular zones is known as a high-performance and simple structure chromatic aberration correcting element, but using a conventional diffractive element, near the wavelength of the semiconductor laser 11 (for example, 400 nm) When the chromatic aberration generated in the objective lens 14 is corrected with respect to the light of ## EQU1 ##, the chromatic aberration is caused for the light of the wavelength of the semiconductor laser 12 (for example, 650 nm) and the wavelength of the semiconductor laser 13 (for example, 780 nm). There is a problem that overcorrection occurs, which is not preferable as a chromatic aberration correction element arranged in a common optical path of the light beams from the semiconductor lasers 11 to 13.

そこで、本発明者らは、第1の光ピックアップ装置に用いて好ましい色収差補正用素子18として、図10に示すような多層回折素子を提案する。図10(a)の多層回折素子は、アッベ数の異なる2つの光学材料から形成された光学素子aと光学素子bとを貼り合わせた構造を有し、光学素子aと光学素子bの貼り合わせ面側には、複数の輪帯からなる回折構造が形成されている。光学素子a及び光学素子bの光学材料として、図10(b)に示すように、半導体レーザ12の波長(たとえば、650nm)から半導体レーザ13の波長(たとえば、780nm)にかけての波長領域においてはほとんど屈折率差がなく、半導体レーザ11の波長(たとえば、400nm)近傍の波長領域では、所定の屈折率差Δnを有するような屈折率−波長特性をもつ光学材料を選ぶとよい。これにより、半導体レーザ11の波長近傍の光のみが、光学素子aと光学素子bとの屈折率差Δnの影響により、貼り合わせ面の回折構造の作用を受けて回折するようにすることができるので、屈折率差Δnに対して、回折構造の形状を適切に設計することにより、半導体レーザ11の波長近傍のみの光に対して、対物レンズ14の色収差の補正を行うようにすればよく、半導体レーザ11から出射された光束は、色収差補正用素子18を経ることによってほとんど色収差なく第1の光ディスクの情報記録面91上に集光される。   Therefore, the present inventors propose a multilayer diffractive element as shown in FIG. 10 as a chromatic aberration correcting element 18 preferable for use in the first optical pickup device. The multilayer diffractive element in FIG. 10A has a structure in which an optical element a and an optical element b formed from two optical materials having different Abbe numbers are bonded, and the optical element a and the optical element b are bonded. A diffractive structure composed of a plurality of annular zones is formed on the surface side. As an optical material of the optical element a and the optical element b, as shown in FIG. 10B, almost in the wavelength region from the wavelength of the semiconductor laser 12 (for example, 650 nm) to the wavelength of the semiconductor laser 13 (for example, 780 nm). In the wavelength region near the wavelength (for example, 400 nm) of the semiconductor laser 11 with no refractive index difference, an optical material having a refractive index-wavelength characteristic that has a predetermined refractive index difference Δn may be selected. As a result, only light in the vicinity of the wavelength of the semiconductor laser 11 can be diffracted by the effect of the diffraction structure of the bonded surface due to the refractive index difference Δn between the optical element a and the optical element b. Therefore, by appropriately designing the shape of the diffractive structure with respect to the refractive index difference Δn, the chromatic aberration of the objective lens 14 may be corrected for light only in the vicinity of the wavelength of the semiconductor laser 11. The light beam emitted from the semiconductor laser 11 is condensed on the information recording surface 91 of the first optical disk through the chromatic aberration correction element 18 with almost no chromatic aberration.

さらに、第1の光ピックアップ装置は、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズ14等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段としての球面収差補正素子として、1軸アクチュエータ21によって光軸方向に変移されるコリメータ16を偏光ビームスプリッタ15と対物レンズ14との間に有する。   Further, when recording / reproducing information with respect to the first optical disc, the first optical pickup device is a manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disc, and an optical element constituting a condensing optical system such as the objective lens 14. Correction of the change in wavelength due to the manufacturing error of the semiconductor laser 11, the change in wavelength due to the manufacturing error of the semiconductor laser 11, and the change in spherical aberration due to the change in the shape and refractive index of the optical element constituting the condensing optical system such as the objective lens As a spherical aberration correction element as a substrate thickness error correction means, a collimator 16 that is displaced in the optical axis direction by a uniaxial actuator 21 is provided between the polarization beam splitter 15 and the objective lens 14.

第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットの球面収差の変化が図示しない光検出器によって検出された場合は、1軸アクチュエータ21によりコリメータ16を所定量変移させて、対物レンズ14に入射する光束の発散角を変化させることで、かかる球面収差の変化を補正する。集光スポットの球面収差が補正過剰(オーバー)方向に変化した場合は、コリメータ16を対物レンズ14から離れる方向に変移させ、集光スポットの球面収差が補正不足(アンダー)方向に変化した場合は、コリメータ16を対物レンズ14に近づく方向に変移させる。これにより、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。   When a change in spherical aberration of the condensing spot on the information recording surface 91 of the first optical disc is detected by a photodetector (not shown), the collimator 16 is displaced by a predetermined amount by the uniaxial actuator 21, and the objective lens 14 is moved. The change of the spherical aberration is corrected by changing the divergence angle of the incident light beam. When the spherical aberration of the focused spot changes in the overcorrected (over) direction, the collimator 16 is moved away from the objective lens 14, and when the spherical aberration of the focused spot changes in the undercorrected (under) direction The collimator 16 is shifted in a direction approaching the objective lens 14. Thereby, the condensing spot on the information recording surface 91 of the first optical disc can always maintain a state in which the spherical aberration is corrected well.

第1の光ディスクを記録/再生する場合、半導体レーザ11からビームを出射し、出射された光束は、半導体レーザ11乃至13からの出射光の合成手段である偏光ビームスプリッタ15、コリメータ16、色収差補正用素子18を透過し、対物レンズ14により第1の光ディスクの保護基板を介して情報記録面91に集光される。このとき、対物レンズ14は、像側開口数NA1内で回折限界内となるように、半導体レーザ11からの光束を集光させるので、高密度な次世代の光ディスクである第1の光ディスクを記録/再生することができる。   When recording / reproducing the first optical disk, a beam is emitted from the semiconductor laser 11, and the emitted light beam is a polarization beam splitter 15, a collimator 16, which is a means for synthesizing emitted light from the semiconductor lasers 11 to 13, and chromatic aberration correction The light is transmitted through the optical element 18 and is condensed by the objective lens 14 onto the information recording surface 91 through the protective substrate of the first optical disk. At this time, since the objective lens 14 condenses the light flux from the semiconductor laser 11 so as to be within the diffraction limit within the image-side numerical aperture NA1, the first optical disk which is a high-density next-generation optical disk is recorded. / Can play.

そして、情報記録面91で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ14、色収差補正用素子18、コリメータ16を透過して図示しない光検出系に向かう。光検出系の光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2軸アクチュエータ22が半導体レーザ11からの光束を第1の光ディスクの情報記録面91上に結像するように対物レンズ14を光軸方向に変移させると共に、半導体レーザ11からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ14を光軸に垂直な方向に変移させる。   Then, the light beam modulated and reflected by the information bit on the information recording surface 91 is transmitted again through the objective lens 14, the chromatic aberration correcting element 18, and the collimator 16, and goes to a light detection system (not shown). Focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector in the light detection system. Based on this detection, the biaxial actuator 22 shifts the objective lens 14 in the direction of the optical axis so that the light beam from the semiconductor laser 11 forms an image on the information recording surface 91 of the first optical disc. The objective lens 14 is shifted in a direction perpendicular to the optical axis so that the light beam is focused on a predetermined track.

また、第2の光ディスクを記録/再生する場合、半導体レーザ12からビームを出射し、出射された光束は、半導体レーザ12及び13からの出射光の合成手段である偏光ビームスプリッタ17及び偏光ビームスプリッタ15で反射され、さらに、上記半導体レーザ11からの光束と同様、コリメータ16、色収差補正用素子18を透過し、対物レンズ14により第2の光ディスクの保護基板を介して情報記録面92に集光される。このとき、対物レンズ14は、像側開口数NA2内で回折限界内となるように、半導体レーザ12からの光束を集光させるので、第2の光ディスクを記録/再生することができる。   When recording / reproducing the second optical disk, a beam is emitted from the semiconductor laser 12, and the emitted light beam is a polarization beam splitter 17 and a polarization beam splitter which are means for synthesizing the emitted light from the semiconductor lasers 12 and 13. 15, and is transmitted through the collimator 16 and the chromatic aberration correction element 18 and focused on the information recording surface 92 by the objective lens 14 through the protective substrate of the second optical disk, similarly to the light beam from the semiconductor laser 11. Is done. At this time, the objective lens 14 condenses the light flux from the semiconductor laser 12 so as to be within the diffraction limit within the image-side numerical aperture NA2, so that the second optical disk can be recorded / reproduced.

そして、情報記録面92で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ14、色収差補正用素子18、コリメータ16を透過して図示しない光検出系に向かう。第1の光ディスクの場合と同様、光検出系の光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2軸アクチュエータ22が半導体レーザ12からの光束を第2の光ディスクの情報記録面92上に結像するように対物レンズ14を光軸方向に変移させると共に、半導体レーザ12からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ14を光軸に垂直な方向に変移させる。   Then, the light beam modulated and reflected by the information bit on the information recording surface 92 is transmitted again through the objective lens 14, the chromatic aberration correcting element 18, and the collimator 16, and goes to a light detection system (not shown). As in the case of the first optical disc, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the light amount due to a change in the shape of the spot and a change in position on the photodetector of the light detection system. Based on this detection, the biaxial actuator 22 shifts the objective lens 14 in the optical axis direction so that the light beam from the semiconductor laser 12 forms an image on the information recording surface 92 of the second optical disk, and also from the semiconductor laser 12. The objective lens 14 is shifted in a direction perpendicular to the optical axis so that the light beam is focused on a predetermined track.

また、第3の光ディスクを記録/再生する場合、半導体レーザ13からビームを出射し、出射された光束は、偏光ビームスプリッタ17を透過し、偏光ビームスプリッタ15で反射され、さらに、上記半導体レーザ11からの光束と同様、コリメータ16、色収差補正用素子18を透過し、対物レンズ14により第3の光ディスクの保護基板を介して情報記録面93に集光される。このとき、対物レンズ14は、像側開口数NA3内で回折限界内となるように、半導体レーザ13からの光束を集光させるので、第3の光ディスクを記録/再生することができる。   When recording / reproducing the third optical disk, a beam is emitted from the semiconductor laser 13, and the emitted light beam is transmitted through the polarization beam splitter 17, reflected by the polarization beam splitter 15, and further, the semiconductor laser 11. Similarly to the light beam from, the light passes through the collimator 16 and the chromatic aberration correction element 18 and is focused on the information recording surface 93 by the objective lens 14 via the protective substrate of the third optical disk. At this time, the objective lens 14 condenses the light flux from the semiconductor laser 13 so as to be within the diffraction limit within the image-side numerical aperture NA3, so that the third optical disk can be recorded / reproduced.

そして、情報記録面93で情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ14、色収差補正用素子18、コリメータ16を透過して図示しない光検出系に向かう。第1の光ディスクの場合と同様、光検出系の光検出器上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2軸アクチュエータ22が半導体レーザ13からの光束を第3の光ディスクの情報記録面93上に結像するように対物レンズ14を光軸方向に変移させると共に、半導体レーザ13からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ14を光軸に垂直な方向に変移させる。   Then, the light beam modulated and reflected by the information bit on the information recording surface 93 is transmitted again through the objective lens 14, the chromatic aberration correcting element 18, and the collimator 16, and goes to a light detection system (not shown). As in the case of the first optical disc, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the light amount due to a change in the shape of the spot and a change in position on the photodetector of the light detection system. Based on this detection, the biaxial actuator 22 shifts the objective lens 14 in the direction of the optical axis so that the light beam from the semiconductor laser 13 forms an image on the information recording surface 93 of the third optical disc. The objective lens 14 is shifted in a direction perpendicular to the optical axis so that the light beam is focused on a predetermined track.

なお、本実施の形態の光ピックアップ装置では、光源と対物レンズとの間の光路中に配置される1/4波長板は省略されているが、実際の光ピックアップ装置では、1/4波長板が光源と対物レンズとの間の光路中に配置される場合がある。以降の実施の形態の光ピックアップ装置でも、1/4波長板は省略する。   In the optical pickup device of the present embodiment, the quarter wavelength plate disposed in the optical path between the light source and the objective lens is omitted, but in the actual optical pickup device, the quarter wavelength plate is omitted. May be placed in the optical path between the light source and the objective lens. In the optical pickup devices of the following embodiments, the quarter wavelength plate is omitted.

本実施の形態の対物レンズ14において、第2の光ディスクを記録/再生する場合に、像側開口数NA2からNA1の領域を通過した半導体レーザ12からの光束が、第2の光ディスクの情報記録面92上でフレアとなるように回折構造14aと、回折構造14aが形成される光学面の非球面形状とを決定すると、NA1とNA2との開口切替を自動的に行うことができ、特別な開口切替手段を設ける必要がないのでコスト上有利である。   In the objective lens 14 of the present embodiment, when the second optical disk is recorded / reproduced, the light flux from the semiconductor laser 12 that has passed through the region of the image-side numerical aperture NA2 to NA1 is the information recording surface of the second optical disk. When the diffractive structure 14a and the aspherical shape of the optical surface on which the diffractive structure 14a is formed are determined so as to be flare on 92, the aperture switching between NA1 and NA2 can be automatically performed, and a special aperture There is no need to provide switching means, which is advantageous in terms of cost.

さらに、第3の光ディスクを記録/再生する場合に、像側開口数NA3からNA1の領域を通過した半導体レーザ13からの光束が、第3の光ディスクの情報記録面93上でフレアとなるように回折構造14aと、回折構造14aが形成される光学面の非球面形状とを決定すると、NA1とNA2とNA3との開口切替を自動的に行うことができるのでより好ましい。かかる場合には、回折構造14aは基板厚差補正手段としての機能と、開口切替手段としての機能を備えることになる。   Further, when recording / reproducing the third optical disc, the light flux from the semiconductor laser 13 that has passed through the region of the image-side numerical aperture NA3 to NA1 is flare on the information recording surface 93 of the third optical disc. It is more preferable to determine the diffractive structure 14a and the aspherical shape of the optical surface on which the diffractive structure 14a is formed, because it is possible to automatically perform aperture switching between NA1, NA2, and NA3. In such a case, the diffractive structure 14a has a function as a substrate thickness difference correcting unit and a function as an aperture switching unit.

このように、像側開口数NA2からNA1の領域を通過した半導体レーザ12からの光束と、像側開口数NA3からNA1の領域を通過した半導体レーザ13からの光束とが、それぞれ第2の光ディスクの情報記録面92上、第3の光ディスクの情報記録面93上でフレアとなるようにする場合、像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した波長λ2の光束は、像側開口数NA1内で、第2の光ディスクの情報記録面上において、波面収差が0.20λ2rmsより大きい状態であり、かつ、像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した波長λ3の光束は、像側開口数NA1内で、第3の光ディスクの情報記録面上において、波面収差が0.20λ3rmsより大きい状態となるように回折構造14aが決定される。これにより、必要な像側開口数内の領域を通過した光束のスポットと、必要な像側開口数内より外側を通過した光束のフレアとが十分に分離され、光検出器の受光部における良好な信号検出特性が得られる。   In this way, the light beam from the semiconductor laser 12 that has passed through the region of the image side numerical aperture NA2 to NA1 and the light beam from the semiconductor laser 13 that has passed through the region of the image side numerical aperture NA3 to NA1 are respectively the second optical disk. When the flare is formed on the information recording surface 92 of the third optical disc and the information recording surface 93 of the third optical disc, the light flux having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to NA1 from the image-side numerical aperture NA2 In NA1, on the information recording surface of the second optical disc, the wavefront aberration is larger than 0.20λ2 rms, and the light flux having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to NA1 from the image-side numerical aperture NA3 is The diffraction structure 14a is determined so that the wavefront aberration is larger than 0.20λ3 rms on the information recording surface of the third optical disk within the side numerical aperture NA1. As a result, the spot of the light beam that has passed through the area within the required image-side numerical aperture and the flare of the light beam that has passed outside the required image-side numerical aperture are sufficiently separated, and the light receiving portion of the photodetector is excellent. Signal detection characteristics can be obtained.

また、上述のように、対物レンズ14において、第2及び第3の光ディスクを記録/再生する場合に必要な像側開口数以上の光束をフレア成分としない場合には、本実施の形態の光ピックアップ装置は、上述した形態とは別の形態の開口切替手段を有することが好ましい。このような開口切替手段として、後述の図17,図18のような輪帯フィルタを用いることができる。また、NA1とNA2とNA3とに対応した絞りをそれぞれ、第1の光ディスク、第2の光ディスク、第3の光ディスクを記録/再生する際に機械的に切り替えるようにしてもよい。   Further, as described above, in the objective lens 14, when the light flux exceeding the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing the second and third optical disks is not used as the flare component, the light of the present embodiment is used. It is preferable that the pickup device has an opening switching unit having a form different from the form described above. As such an opening switching means, an annular filter as shown in FIGS. 17 and 18 described later can be used. The apertures corresponding to NA1, NA2, and NA3 may be mechanically switched when recording / reproducing the first optical disc, the second optical disc, and the third optical disc, respectively.

また、このような開口切替手段として、互いに対向する透明電極との間に配置された液晶層と1/4波長板とを備え、透明電極のうち少なくとも一方が光軸を中心とする複数の輪帯状の電圧印加部に分割されており、かかる電圧印加部のうち少なくとも1つの電圧印加部に電圧を印加することで、液晶層の液晶分子の配向状態を輪帯状に変化させることのできる素子を用いてもよい。かかる素子を用いると、対物レンズ14のNA2からNA1の領域とNA2内の領域に対応する光束の偏光面をそれぞれ独立に変化させたり、対物レンズ14のNA3からNA1の領域とNA3内の領域に対応する光束の偏光面をそれぞれ独立に変化させることができるので、第1乃至第3の光ディスクに対する開口切替手段として機能させることができる。   Further, as such an aperture switching means, a liquid crystal layer and a quarter-wave plate disposed between transparent electrodes facing each other are provided, and at least one of the transparent electrodes has a plurality of rings centered on the optical axis. An element which is divided into band-shaped voltage application units and can change the alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer into a ring-shaped band by applying a voltage to at least one of the voltage application units. It may be used. When such an element is used, the polarization planes of the light beams corresponding to the NA2 to NA1 region and the NA2 region of the objective lens 14 are independently changed, or the NA3 to NA1 region and the NA3 region of the objective lens 14 are changed. Since the polarization plane of the corresponding light beam can be changed independently, it can function as aperture switching means for the first to third optical disks.

また、本実施の形態では、対物レンズ14の少なくとも1つの面14a上に形成した、同心円上の複数の輪帯からなる基板厚差補正手段としての回折構造の作用により、所定の像側開口数内で回折限界内となるように、半導体レーザ11乃至13からの光束を、第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面91乃至93上に集光させることができるようにしたが、上記の回折構造は、対物レンズとは別に配設された光学素子の光学面上に設けてもよい。   Further, in the present embodiment, a predetermined image-side numerical aperture is obtained by the action of the diffractive structure as a substrate thickness difference correcting unit formed of a plurality of concentric annular zones formed on at least one surface 14a of the objective lens 14. The light beams from the semiconductor lasers 11 to 13 can be condensed on the respective information recording surfaces 91 to 93 of the first to third optical discs so as to be within the diffraction limit. The diffractive structure may be provided on the optical surface of an optical element arranged separately from the objective lens.

上述のように、対物レンズとは別に配設された光学素子の光学面上に基板厚差補正手段としての回折構造を設ける場合において、第2及び第3の光ディスクを記録/再生する場合に必要な像側開口数以上の光束をフレア成分として、かかる回折構造に開口切替手段としての機能も持たせる場合には、かかる回折構造が設けられた光学素子と対物レンズとが一体となってトッラキング駆動されることが好ましい。これにより良好なトラッキング特性を得ることができる。   As described above, it is necessary to record / reproduce the second and third optical disks when providing a diffractive structure as a substrate thickness difference correcting unit on the optical surface of an optical element arranged separately from the objective lens. When a light beam with a numerical aperture greater than the image side is used as a flare component and the diffractive structure also functions as an aperture switching means, the optical element provided with the diffractive structure and the objective lens are integrated as a tracking drive. It is preferred that Thereby, good tracking characteristics can be obtained.

また、所定の像側開口数内で回折限界内となるように、波長の異なる複数の光源からの光束を、保護基板の厚さの異なる複数の光ディスクの情報記録面上に集光させることができる対物レンズとして本出願人による特開平11−96585公報や特開2001−229567公報に記載の対物レンズを用いてもよい。   In addition, light beams from a plurality of light sources having different wavelengths can be condensed on information recording surfaces of a plurality of optical discs having different thicknesses of the protective substrate so that they are within the diffraction limit within a predetermined image-side numerical aperture. An objective lens described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-96585 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-229567 by the present applicant may be used as the objective lens that can be used.

また、第1の光ピックアップ装置では、対物レンズ14の少なくとも1つの面14a上に形成した回折構造の回折作用によって所定の像側開口数内で回折限界内となるように、半導体レーザ11乃至13からの光束を、第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面91乃至93上に集光できるようにしたが、以下に、本実施の形態に用いることのできる、別の形態の対物レンズの例を説明する。   In the first optical pickup device, the semiconductor lasers 11 to 13 are within the diffraction limit within a predetermined image-side numerical aperture by the diffractive action of the diffractive structure formed on the at least one surface 14a of the objective lens 14. Can be condensed on the respective information recording surfaces 91 to 93 of the first to third optical discs. However, another objective lens that can be used in the present embodiment will be described below. An example will be described.

即ち、対物レンズの少なくとも1つの面上に形成した回折構造の回折作用によって、半導体レーザ11及び12からの光束を、それぞれ、第1の光ディスク及び第2の光ディスクの情報記録面92上に、それぞれ,開口数NA1及びNA2内で回折限界内となるように集光できるようにし、第3の光ディスクに対しては、対物レンズに半導体レーザ13からの発散光束を入射させることで、保護基板厚さの違いに起因する球面収差の変化を、開口数NA3内で回折限界内となるように補正する。この場合、光ピックアップ装置は、第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際の開口切替手段を有することが好ましく、このような開口切替手段として後述の図17,図19のような輪帯フィルタを用いることができる。   That is, by the diffractive action of the diffractive structure formed on at least one surface of the objective lens, the light beams from the semiconductor lasers 11 and 12 are respectively placed on the information recording surfaces 92 of the first optical disc and the second optical disc. The thickness of the protective substrate can be reduced by allowing the light beam to be focused within the diffraction limit within the numerical apertures NA1 and NA2 and allowing the divergent light beam from the semiconductor laser 13 to enter the third optical disk. The change in spherical aberration due to the difference is corrected so as to be within the diffraction limit within the numerical aperture NA3. In this case, the optical pickup device preferably has an aperture switching means for recording / reproducing information with respect to the third optical disk. As such aperture switching means, as shown in FIGS. An annular filter can be used.

また、球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として、後述される屈折率分布可変材料層を有し、電場または磁場または温度を印加することにより屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることのできる素子や、構成レンズの少なくとも1つが光軸方向に変移可能とされたビームエキスパンダを用いてもよい。   In addition, as a substrate thickness error correction means for correcting a change in spherical aberration, it has a refractive index distribution variable material layer, which will be described later, and the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer can be obtained by applying an electric field, magnetic field or temperature. An element that can be changed or a beam expander in which at least one of the constituent lenses can be shifted in the optical axis direction may be used.

また、本実施の形態の基板厚誤差補正手段としてのコリメータ16は、1群構成としたが、複数のレンズから構成されるようにしてもよい。このように複数のレンズから構成された基板厚誤差補正手段としてのコリメータとして、本出願人による特願2000−392333号にあるようなコリメータがある。   Further, although the collimator 16 as the substrate thickness error correcting unit of the present embodiment has a one-group configuration, it may be configured by a plurality of lenses. As such a collimator as a substrate thickness error correcting means composed of a plurality of lenses, there is a collimator as disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-392333 by the present applicant.

また、本実施の形態では、偏光ビームスプリッタ15から対物レンズ14にいたる半導体レーザ12からの光束の経路は省略している。同様に、偏光ビームスプリッタ15から対物レンズ14にいたる半導体レーザ13からの光束の経路は省略している。以降の実施の形態でも同様である。   In the present embodiment, the path of the light beam from the semiconductor laser 12 from the polarization beam splitter 15 to the objective lens 14 is omitted. Similarly, the path of the light beam from the semiconductor laser 13 from the polarization beam splitter 15 to the objective lens 14 is omitted. The same applies to the following embodiments.

また、本実施の形態では、対物レンズのフォーカシング誤差及び/またはトラッキング誤差を検出するための光検出手段、及び、情報記録面91上の集光スポットの球面収差の変化を検出するための光検出手段は省略されているが、実際の光ピックアップ装置は、かかる光検出手段を有する。以降の実施の形態例においても同様に光検出手段は省略する。   In the present embodiment, the light detection means for detecting the focusing error and / or tracking error of the objective lens, and the light detection for detecting the change of the spherical aberration of the focused spot on the information recording surface 91 are performed. Although the means is omitted, the actual optical pickup device has such light detection means. Similarly in the following embodiments, the light detection means is omitted.

次に、図11により図9の光ピックアップ装置の変形例である第2の光ピックアップ装置を説明する。図11に示すように、第2の光ピックアップ装置は、図9における基板厚誤差補正手段としてのコリメータと色収差補正手段とが一体化された一体化素子20を有し、この一体化素子20は図9と同様に1軸アクチュエータ21により光軸方向に変移されるようになっている。さらに同一の基板上に形成された半導体レーザ12と半導体レーザ13が同一のケース19内に収納されてユニット化されている。図11の構成によれば、一体化素子20及びユニット化された半導体レーザにより光ピックアップ装置の部品点数を低減することができるので、よりコストダウンを図ることができる。   Next, a second optical pickup device which is a modification of the optical pickup device of FIG. 9 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11, the second optical pickup device has an integrated element 20 in which a collimator as a substrate thickness error correcting unit and a chromatic aberration correcting unit in FIG. 9 are integrated. Similarly to FIG. 9, it is shifted in the optical axis direction by the single-axis actuator 21. Further, the semiconductor laser 12 and the semiconductor laser 13 formed on the same substrate are housed in the same case 19 and unitized. According to the configuration of FIG. 11, the number of parts of the optical pickup device can be reduced by the integrated element 20 and the unitized semiconductor laser, so that the cost can be further reduced.

なお、図11の第2の光ピックアップ装置では、半導体レーザ12と半導体レーザ13がユニット化されているが、半導体レーザ11と半導体レーザ12をユニット化してもよく、半導体レーザ11と半導体レーザ13をユニット化してもよい。また、半導体レーザ11と半導体レーザ12と半導体レーザ13をユニット化することでよりいっそうのコストダウン及び省スペース化が図れる。   In the second optical pickup device of FIG. 11, the semiconductor laser 12 and the semiconductor laser 13 are unitized. However, the semiconductor laser 11 and the semiconductor laser 12 may be unitized. It may be unitized. Further, the semiconductor laser 11, the semiconductor laser 12, and the semiconductor laser 13 are unitized, so that further cost reduction and space saving can be achieved.

〈第2の実施の形態〉   <Second Embodiment>

図12は第2の実施の形態による第3の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。図12に示すように、第3の光ピックアップ装置は、図9の第1の光ピックアップ装置と同様に、3種類の記録密度の異なる光ディスクに対して情報の記録/再生が可能な光ピックアップ装置である。   FIG. 12 is a diagram schematically showing a third optical pickup device according to the second embodiment. As shown in FIG. 12, the third optical pickup device is capable of recording / reproducing information with respect to three types of optical disks having different recording densities, like the first optical pickup device of FIG. It is.

第3の光ピックアップ装置は、所定の像側開口数内で回折限界内となるように、半導体レーザ11乃至13からの各光束を第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面上に集光させることができる対物レンズ14を有する。対物レンズ14としては、第1の光ピックアップ装置に用いた対物レンズと同様の対物レンズを用いることができるので、詳細な説明は割愛する。   The third optical pickup device collects the light beams from the semiconductor lasers 11 to 13 on the information recording surfaces of the first to third optical discs so that they are within the diffraction limit within a predetermined image-side numerical aperture. It has the objective lens 14 which can be made to light. As the objective lens 14, an objective lens similar to the objective lens used in the first optical pickup device can be used, and a detailed description thereof will be omitted.

また、第3の光ピックアップ装置は、半導体レーザ11と、半導体レーザ11乃至13からの光束の光路合成手段である偏光ビームスプリッタ15との間の光路中に、半導体レーザ11のモードホッピング等の単色性の悪さに起因して、主に対物レンズ14で発生する色収差を補正するための色収差補正手段としてのコリメータ29を有する。コリメータ29の少なくとも1つの面上には同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成されており、半導体レーザ11から射出される光の波長が、長くなる方向に変化した場合に、コリメータ29のバックフォーカスが短くなる方向に変化するような波長特性を有する。さらに、コリメータ29の波長変化に対する焦点距離の二乗で規格化したバックフォーカスの変化量の絶対値は、同じ量の波長変化に対する対物レンズ14の焦点距離の二乗で規格化したバックフォーカスの変化量の絶対値と略一致するので、半導体レーザ11から出射された光束は、コリメータ29と対物レンズ14を経ることによってほとんど色収差なく第1の光ディスクの情報記録面91上に集光される。このような波長特性を有するコリメータとして、本出願人による特願2001−248819号にあるようなコリメータを用いることができる。   In addition, the third optical pickup device has a single color such as mode hopping of the semiconductor laser 11 in the optical path between the semiconductor laser 11 and the polarization beam splitter 15 which is an optical path synthesizing unit of the light beams from the semiconductor lasers 11 to 13. A collimator 29 is provided as a chromatic aberration correcting means for correcting chromatic aberration mainly occurring in the objective lens 14 due to the poorness of the property. A diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed on at least one surface of the collimator 29, and the collimator 29 is changed when the wavelength of light emitted from the semiconductor laser 11 changes in the longer direction. Has a wavelength characteristic such that the back focus changes in the direction of shortening. Further, the absolute value of the back focus change amount normalized by the square of the focal length with respect to the wavelength change of the collimator 29 is the back focus change amount normalized by the square of the focal length of the objective lens 14 with respect to the same amount of wavelength change. Since it almost coincides with the absolute value, the light beam emitted from the semiconductor laser 11 passes through the collimator 29 and the objective lens 14 and is condensed on the information recording surface 91 of the first optical disk with almost no chromatic aberration. As a collimator having such wavelength characteristics, a collimator as disclosed in Japanese Patent Application No. 2001-248819 by the present applicant can be used.

また、第3の光ピックアップ装置に用いるのに好ましい色収差補正手段としてのコリメータ29として、相対的にアッベ数の大きい正レンズと、相対的にアッベ数の小さい負レンズとを貼り合わせたコリメータを用いることができる。このようなダブレット構造を有するコリメータとして、本出願人による特願2000−262372号にあるようなコリメータを用いることができる。   Further, as a collimator 29 as chromatic aberration correcting means preferable for use in the third optical pickup device, a collimator obtained by bonding a positive lens having a relatively large Abbe number and a negative lens having a relatively small Abbe number is used. be able to. As a collimator having such a doublet structure, a collimator as disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-262372 by the present applicant can be used.

また、第3の光ピックアップ装置では、コリメータに回折構造を形成して対物レンズ14で発生する色収差を補正したが、半導体レーザ11と偏光ビームスプリッタ15との間に、コリメータとは別に配置された、少なくとも1面に回折構造が形成された色収差補正手段としての色収差補正素子を用いてもよい。平行光中に配置することのできる色収差補正素子として、本出願人による特願2001−210659号にあるような色収差補正素子を用いることができる。半導体レーザ11から射出される楕円状の光束の整形するためのビーム整形プリズムペアを光路中に配置する場合は、かかる平行光中に配置することのできる色収差補正素子を用いるのが好ましい。   In the third optical pickup device, a diffractive structure is formed in the collimator to correct chromatic aberration generated in the objective lens 14. However, the collimator is disposed separately from the collimator between the semiconductor laser 11 and the polarization beam splitter 15. A chromatic aberration correcting element as chromatic aberration correcting means having a diffractive structure formed on at least one surface may be used. As a chromatic aberration correcting element that can be arranged in parallel light, a chromatic aberration correcting element as disclosed in Japanese Patent Application No. 2001-210659 by the present applicant can be used. When a beam shaping prism pair for shaping an elliptical light beam emitted from the semiconductor laser 11 is arranged in the optical path, it is preferable to use a chromatic aberration correction element that can be arranged in such parallel light.

また、第3の光ピックアップ装置は、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として屈折率分布可変素子23を偏光ビームスプリッタ15と対物レンズ14との間に配置している。   In addition, the third optical pickup device has a manufacturing error in the thickness of the protective substrate of the optical disc and an optical element constituting the condensing optical system such as an objective lens when information is recorded / reproduced with respect to the first optical disc. A substrate for correcting a change in wavelength due to a manufacturing error, a manufacturing error of the semiconductor laser 11, and a change in spherical aberration due to a shape change or refractive index change of an optical element constituting a condensing optical system such as an objective lens due to a temperature change or a humidity change A refractive index distribution variable element 23 is arranged between the polarizing beam splitter 15 and the objective lens 14 as a thickness error correcting means.

屈折率分布可変素子23は、一対のガラス基板24a、24bに保持された互いに対向する一対の透明電極25a、25bとの間に配置された液晶層26を有し、透明電極25a、25bに駆動電源27から電圧を印加することで液晶層26の液晶分子の配向状態を電気的に制御し、液晶層26内の屈折率分布を変化させることができるように構成されている。   The refractive index distribution variable element 23 includes a liquid crystal layer 26 disposed between a pair of transparent electrodes 25a and 25b opposed to each other and held by a pair of glass substrates 24a and 24b, and is driven by the transparent electrodes 25a and 25b. By applying a voltage from the power source 27, the alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 26 is electrically controlled, and the refractive index distribution in the liquid crystal layer 26 can be changed.

透明電極25a、25bの少なくとも一方は光軸を中心とした複数の輪帯状の電圧印加部に分割されており、これら複数の輪帯状の電圧印加部の少なくとも1つに所定の電圧を印加することで、液晶層26の屈折率分布を光軸を中心として輪帯状に変化させることができる。第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットの球面収差の変化が図示しない光検出器によって検出された場合は、電源27により、電圧印加部に所定の電圧を印加することで、液晶層26の屈折率分布を光軸を中心とする輪帯状に変化させ、屈折率分布可変素子23を透過する波面に対し所定の光路差を付加し、かかる球面収差の変化を補正する。これにより、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。   At least one of the transparent electrodes 25a and 25b is divided into a plurality of ring-shaped voltage application units centered on the optical axis, and a predetermined voltage is applied to at least one of the plurality of ring-shaped voltage application units. Thus, the refractive index distribution of the liquid crystal layer 26 can be changed in a ring shape around the optical axis. When a change in spherical aberration of the condensing spot on the information recording surface 91 of the first optical disc is detected by a photodetector (not shown), a predetermined voltage is applied to the voltage application unit by the power source 27 to thereby display the liquid crystal. The refractive index distribution of the layer 26 is changed to an annular shape centering on the optical axis, a predetermined optical path difference is added to the wavefront transmitted through the refractive index distribution variable element 23, and the change of the spherical aberration is corrected. Thereby, the condensing spot on the information recording surface 91 of the first optical disc can always maintain a state in which the spherical aberration is corrected well.

上述の説明では、屈折率分布可変素子23として上述したような形態の屈折率分布可変素子を用いたが、本実施の形態の光ピックアップ装置に用いることのできる屈折率分布可変素子は、光軸を中心として回転対称状に屈折率分布を変化させることのできるものであればよく、上述の形態に限るものではない。   In the above description, the refractive index distribution variable element having the above-described form is used as the refractive index distribution variable element 23. However, the refractive index distribution variable element that can be used in the optical pickup device of the present embodiment is an optical axis. As long as the refractive index distribution can be changed in a rotationally symmetrical manner with respect to the center, the present invention is not limited to the above-described embodiment.

また、第3の光ピックアップ装置に用いることのできる基板厚誤差補正手段として、構成レンズの少なくとも1つが光軸方向に変移可能とされたビームエキスパンダを用いてもよい。   Further, as a substrate thickness error correction unit that can be used in the third optical pickup device, a beam expander in which at least one of the constituent lenses can be shifted in the optical axis direction may be used.

次に、図13により図12の光ピックアップ装置の変形例である第4の光ピックアップ装置を説明する。図13に示すように、第4の光ピックアップ装置においては、半導体レーザ12と半導体レーザ13が図11と同様にユニット化されているので、光ピックアップ装置の部品点数の低減によりコストダウンが図れる。   Next, a fourth optical pickup device which is a modification of the optical pickup device of FIG. 12 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 13, in the fourth optical pickup device, since the semiconductor laser 12 and the semiconductor laser 13 are unitized as in FIG. 11, the cost can be reduced by reducing the number of parts of the optical pickup device.

第4の光ピックアップ装置は、開口数NA1内で回折限界内となるように、半導体レーザ11の光束を、第1の光ディスクの情報記録面91上に集光させることができる対物レンズ34を有する。第1の光ディスク専用の対物レンズである対物レンズ34を用いて、半導体レーザ12からの光を用いて第2の光ディスクを記録/再生しようとすると、保護基板厚さの違いにより補正過剰(オーバー)方向に球面収差が変化するが、第4の光ピックアップ装置では、補正過剰方向に変化した球面収差を、基板厚差補正手段としての機能も備えた屈折率分布可変素子23により、開口数NA2内で回折限界内となるように補正することで第2の光ディスクに対する記録/再生を可能としている。   The fourth optical pickup device has an objective lens 34 capable of condensing the light beam of the semiconductor laser 11 on the information recording surface 91 of the first optical disc so as to be within the diffraction limit within the numerical aperture NA1. . When the objective lens 34, which is an objective lens dedicated to the first optical disc, is used to record / reproduce the second optical disc using light from the semiconductor laser 12, overcorrection occurs due to the difference in the thickness of the protective substrate. Although the spherical aberration changes in the direction, in the fourth optical pickup device, the spherical aberration changed in the overcorrection direction is converted into the numerical aperture NA2 by the refractive index distribution variable element 23 also having a function as a substrate thickness difference correcting unit. Thus, recording / reproduction with respect to the second optical disk is made possible by correcting so as to be within the diffraction limit.

更に、半導体レーザ13からの光を用いて第3の光ディスクを記録/再生する場合も同様に、保護基板厚さの違いにより補正過剰(オーバー)方向に変化した球面収差を、屈折率分布可変素子23により、開口数NA3内で回折限界内となるように補正する。   Further, when the third optical disk is recorded / reproduced using the light from the semiconductor laser 13, the spherical aberration changed in the overcorrection (over) direction due to the difference in the thickness of the protective substrate is similarly applied to the variable refractive index distribution element. 23, correction is made so as to be within the diffraction limit within the numerical aperture NA3.

また、第4の光ピックアップ装置は、NA1とNA2とNA3との開口切替手段として、図13の対物レンズ34の光源側の光学面34aに波長選択性のある後述の図17、図18のような輪帯フィルタを形成している。これにより、自動的に開口をNA1とNA2とNA3とに切り替えることができる。かかる波長選択性のある輪帯フィルタにより、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合は、必要開口数以上の光束を遮断することで光ディスクの情報記録面上で所望のスポット径を得ることができる。   Further, the fourth optical pickup device serves as an aperture switching means for NA1, NA2 and NA3 as shown in FIGS. 17 and 18, which will be described later, in which the optical surface 34a on the light source side of the objective lens 34 in FIG. A simple annular filter is formed. Thereby, the opening can be automatically switched to NA1, NA2, and NA3. When recording / reproducing information with respect to the second optical disk and the third optical disk with such a wavelength-selective annular filter, a light beam having a numerical aperture greater than the required numerical aperture is blocked on the information recording surface of the optical disk. The spot diameter can be obtained.

また、開口切替手段として、NA1とNA2とNA3とに対応した絞りをそれぞれ、第1の光ディスク、第2の光ディスク、第3の光ディスクを再生する際に機械的に切り替える手段を用いてよく、更に、第1の実施の形態で説明したような液晶を用いた開口切替素子を用いてもよい。   Further, as the aperture switching means, means for mechanically switching the apertures corresponding to NA1, NA2 and NA3 respectively when reproducing the first optical disk, the second optical disk and the third optical disk may be used. An aperture switching element using liquid crystal as described in the first embodiment may be used.

また、かかる開口切替手段は、対物レンズ34と一体となってトラッキングを行うのが好ましく、これにより良好なトラッキング特性が得られる。図13では、対物レンズ34の光学面34aに設けているので、このトラックキング特性が向上する。   In addition, it is preferable that the aperture switching unit performs tracking integrally with the objective lens 34, thereby obtaining good tracking characteristics. In FIG. 13, since it is provided on the optical surface 34a of the objective lens 34, this track king characteristic is improved.

また、図13の光ピックアップ装置において、対物レンズ34は、1つのレンズ群から構成された単レンズであって、波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、対物レンズ14に入射する波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合の作動距離をfB1(mm)としたとき、
0.7<d/f1<1.5 (2)
2.8<Φ1<5.8 (3)
fB1>0.5 (4)
を満足するように構成されている。
In the optical pickup device of FIG. 13, the objective lens 34 is a single lens composed of one lens group, the focal length at the wavelength λ1 is f1 (mm), the center thickness is d (mm), the objective is When the diameter of the light beam having the wavelength λ1 incident on the lens 14 is Φ1 (mm) and the working distance when recording / reproducing information on the first optical disk is fB1 (mm),
0.7 <d / f1 <1.5 (2)
2.8 <Φ1 <5.8 (3)
fB1> 0.5 (4)
It is configured to satisfy.

高密度DVD用の高NA対物レンズとして、特開平10−123410号公報にあるような2つのレンズ群から構成される対物レンズが提案されているが、保護基板厚に1.1mmの違いがある、高密度DVDとCDとの相互互換を共通の対物レンズで行う場合には、対物レンズを、作動距離が確保しやすい単レンズ構成とするのが好ましい。このとき、上記(2)乃至(4)式を満たすことが特に好ましく、これにより、CDの作動距離を十分に確保することができる。この結果、DVDや高密度DVDのように、光ディスクの保護基板厚さの製造公差が比較的厳しく抑えられておらず、保護基板厚さの個体差によるばらつきが大きいCDを記録/再生する場合でもCDと対物レンズとの衝突の可能性を十分小さくすることができる。   As a high NA objective lens for high density DVD, an objective lens composed of two lens groups as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-123410 has been proposed, but there is a difference of 1.1 mm in the thickness of the protective substrate. In the case where the high-density DVD and the CD are interchangeable with a common objective lens, it is preferable that the objective lens has a single lens configuration in which a working distance can be easily secured. At this time, it is particularly preferable to satisfy the above expressions (2) to (4), whereby a sufficient working distance of the CD can be ensured. As a result, unlike DVD and high-density DVD, the manufacturing tolerance of the protective substrate thickness of the optical disc is not relatively strictly controlled, and even when recording / reproducing a CD having a large variation due to individual differences in the protective substrate thickness. The possibility of collision between the CD and the objective lens can be sufficiently reduced.

〈第3の実施の形態〉   <Third Embodiment>

図14は第3の実施の形態による第5の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。図14に示すように、第5の光ピックアップ装置は、図9の第1の光ピックアップ装置と同様に、3種類の記録密度の異なる光ディスクに対して情報の記録/再生が可能な光ピックアップ装置である。   FIG. 14 is a diagram schematically showing a fifth optical pickup device according to the third embodiment. As shown in FIG. 14, the fifth optical pickup device is capable of recording / reproducing information with respect to three types of optical disks having different recording densities, like the first optical pickup device of FIG. It is.

第5の光ピックアップ装置は、所定の像側開口数内で回折限界内となるように、半導体レーザ11乃至13からの光束を、第1乃至第3の光ディスクのそれぞれの情報記録面91乃至93上に集光させることができる対物レンズ14を有する。対物レンズ14としては、第1の光ピックアップ装置に用いた対物レンズと同様の対物レンズを用いることができるので、詳細な説明は割愛する。   The fifth optical pickup device directs the light beams from the semiconductor lasers 11 to 13 to the information recording surfaces 91 to 93 of the first to third optical discs so as to be within the diffraction limit within a predetermined image-side numerical aperture. It has the objective lens 14 which can be condensed on the top. As the objective lens 14, an objective lens similar to the objective lens used in the first optical pickup device can be used, and a detailed description thereof will be omitted.

さらに、第5の光ピックアップ装置は、半導体レーザ11と、半導体レーザ11乃至13からの光束の光路合成手段である偏光ビームスプリッタ15との間の光路中に、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化、による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段としてビームエキスパンダ33を配置している。   Further, the fifth optical pickup device transmits information to the first optical disk in the optical path between the semiconductor laser 11 and the polarization beam splitter 15 which is an optical path combining unit for the light beams from the semiconductor lasers 11 to 13. When recording / reproducing, a manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disc, a manufacturing error of an optical element constituting a condensing optical system such as an objective lens, a change in wavelength due to a manufacturing error of the semiconductor laser 11, and a change in temperature or humidity A beam expander 33 is disposed as a substrate thickness error correction unit that corrects a change in spherical aberration due to a change in shape or refractive index of an optical element constituting a condensing optical system such as an objective lens due to the change.

このビームエキスパンダ33は、負レンズ32と正レンズ31とから構成され、負レンズ32が1軸アクチュエータ21によって光軸方向に変移されるようになっている。負レンズ32には半導体レーザ11からの光束がコリメータ30で平行にされて入射する。   The beam expander 33 includes a negative lens 32 and a positive lens 31, and the negative lens 32 is shifted in the optical axis direction by the uniaxial actuator 21. The light beam from the semiconductor laser 11 is collimated by the collimator 30 and enters the negative lens 32.

第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットの球面収差の変化が図示しない光検出器によって検出された場合は、1軸アクチュエータ21により負レンズ32を所定量変移させて、対物レンズ14に入射する光束の発散角を変化させることで、かかる球面収差の変化を補正する。集光スポットの球面収差が補正過剰(オーバー)方向に変化した場合は、負レンズ32を正レンズ31に近づく方向に変移させ、集光スポットの球面収差が補正不足(アンダー)方向に変化した場合は、負レンズ32を正レンズ33から離れる方向に変移させる。これにより、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。   When a change in spherical aberration of the condensing spot on the information recording surface 91 of the first optical disc is detected by a photodetector (not shown), the negative lens 32 is displaced by a predetermined amount by the uniaxial actuator 21, and the objective lens 14 is moved. The change of the spherical aberration is corrected by changing the divergence angle of the light beam incident on. When the spherical aberration of the focused spot changes in the overcorrected (over) direction, the negative lens 32 is shifted in a direction approaching the positive lens 31, and the spherical aberration of the focused spot changes in the undercorrected (under) direction. Shifts the negative lens 32 away from the positive lens 33. Thereby, the condensing spot on the information recording surface 91 of the first optical disk can always maintain a state in which the spherical aberration is corrected well.

なお、第5の光ピックアップ装置では、負レンズ32を光軸方向に変移させるようにしたが、正レンズ31を光軸方向に変移させるようにしてもよく、また負レンズ32と正レンズ31の両方を光軸方向に変移させるようにしてもよい。   In the fifth optical pickup device, the negative lens 32 is shifted in the optical axis direction. However, the positive lens 31 may be shifted in the optical axis direction, and the negative lens 32 and the positive lens 31 may be shifted. Both may be shifted in the optical axis direction.

また、第5の光ピックアップ装置では、基板厚誤差補正手段として、負レンズ32を光軸方向に変移させるようにしたビームエキスパンダ33を用いたが、第1の光ピックアップ装置と同様に、光軸方向に変移させるようにしたコリメータを用いてもよいし、第3の光ピックアップ装置と同様に、屈折率分布可変素子を用いてもよい。いずれの場合でも、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。   Further, in the fifth optical pickup device, the beam expander 33 in which the negative lens 32 is shifted in the optical axis direction is used as the substrate thickness error correcting means. However, as in the first optical pickup device, A collimator that is shifted in the axial direction may be used, or a variable refractive index distribution element may be used as in the third optical pickup device. In any case, the focused spot on the information recording surface 91 of the first optical disk can always maintain a state in which the spherical aberration is well corrected.

さらに、第5の光ピックアップ装置では、ビームエキスパンダ33は基板厚誤差補正手段として機能に加えて、色収差補正手段としての機能も備える。すなわち、ビームエキスパンダ33の正レンズ31の光ディスク側の面31a上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成されており、半導体レーザ11から射出される光の波長が、長くなる方向に変化した場合に、ビームエキスパンダ33のパワーが大きくなるような波長特性を有するので、半導体レーザ11から出射された光束は、ビームエキスパンダ33と対物レンズ14を経ることによってほとんど色収差なく第1の光ディスクの情報記録面91上に集光される。   Further, in the fifth optical pickup device, the beam expander 33 has a function as a chromatic aberration correction unit in addition to a function as a substrate thickness error correction unit. That is, a diffraction structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed on the optical disk side surface 31a of the positive lens 31 of the beam expander 33, and the wavelength of light emitted from the semiconductor laser 11 becomes longer. Therefore, the light beam emitted from the semiconductor laser 11 passes through the beam expander 33 and the objective lens 14 and has almost no chromatic aberration. The light is condensed on the information recording surface 91 of the optical disc.

第5の光ピックアップ装置に用いるのが好ましいビームエキスパンダとして本出願人による特願2000−330009号にあるようなビームエキスパンダを用いることができる。   As a beam expander that is preferably used in the fifth optical pickup device, a beam expander as disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-330009 by the present applicant can be used.

第5の光ピックアップ装置では、ビームエキスパンダ33の正レンズ31の少なくとも1面上に回折構造を形成することで、対物レンズ14で発生する色収差を補償したが、負レンズ32の少なくとも1面上に回折構造を形成してもよく、負レンズ32と正レンズ31の両方に回折構造を形成してもよい。   In the fifth optical pickup device, a diffractive structure is formed on at least one surface of the positive lens 31 of the beam expander 33 to compensate for chromatic aberration generated in the objective lens 14, but on at least one surface of the negative lens 32. A diffractive structure may be formed on the negative lens 32 and the positive lens 31.

また、第5の光ピックアップ装置では、ビームエキスパンダ33の正レンズ31の少なくとも1面上に回折構造を形成することで、対物レンズ14で発生する色収差を補償したが、半導体レーザ11のモードホッピング等の単色性の悪さに起因して、主に対物レンズ14で発生する色収差を補正するための色収差補正手段として、特願2001−248819号や特願2000−262372号にあるようなコリメータを用いることができる。さらに、本出願人による特願2001−210659号にあるような色収差補正素子を用いることができる。   In the fifth optical pickup device, a diffractive structure is formed on at least one surface of the positive lens 31 of the beam expander 33 to compensate for chromatic aberration generated in the objective lens 14. However, mode hopping of the semiconductor laser 11 is performed. As a chromatic aberration correcting means mainly for correcting chromatic aberration generated in the objective lens 14 due to such poor monochromaticity, a collimator as described in Japanese Patent Application No. 2001-248819 and Japanese Patent Application No. 2000-262372 is used. be able to. Further, a chromatic aberration correcting element as disclosed in Japanese Patent Application No. 2001-210659 by the present applicant can be used.

次に、図15により図14の光ピックアップ装置の変形例である第6の光ピックアップ装置を説明する。図15に示すように、第6の光ピックアップ装置では、半導体レーザ11と、半導体レーザ11乃至13からの出射光の合成手段である偏光ビームスプリッタ15との間の光路中に、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として、1軸アクチュエータ21により光軸方向に変移されるようにしたコリメータ39を備える。これにより、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。   Next, a sixth optical pickup device which is a modification of the optical pickup device of FIG. 14 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 15, in the sixth optical pickup device, the first optical disk is in the optical path between the semiconductor laser 11 and the polarization beam splitter 15 which is a means for synthesizing the emitted light from the semiconductor lasers 11 to 13. When recording / reproducing information, the manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disc, the manufacturing error of the optical element constituting the condensing optical system such as the objective lens, the wavelength change due to the manufacturing error of the semiconductor laser 11, Further, as a substrate thickness error correction means for correcting a change in spherical aberration due to a change in the shape of an optical element constituting a condensing optical system such as an objective lens due to a temperature change or a humidity change, or a change in refractive index, a uniaxial actuator 21 performs the optical axis direction. A collimator 39 is provided. Thereby, the condensing spot on the information recording surface 91 of the first optical disc can always maintain a state in which the spherical aberration is corrected well.

また、第6の光ピックアップ装置では、コリメータ39は基板厚誤差補正手段としての機能に加えて、色収差補正手段としての機能も備える。即ち半導体レーザ11のモードホッピング等の単色性の悪さに起因して、主に対物レンズ14で発生する色収差を補正するためにコリメータ39の光ディスク側の面39a上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を形成した。これにより、コリメータ39は半導体レーザ11から射出される光の波長が、長くなる方向に変化した場合に、コリメータ39のバックフォーカスが短くなる方向に変化するような波長特性を有するので、半導体レーザ11から射出された光束は、コリメータ39及び対物レンズ14を透過することでほとんど色収差なく第1の光ディスクの情報記録面91上に集光される。   In the sixth optical pickup device, the collimator 39 also has a function as a chromatic aberration correction unit in addition to a function as a substrate thickness error correction unit. In other words, due to poor monochromaticity such as mode hopping of the semiconductor laser 11, a plurality of concentric annular zones are formed on the optical disc side surface 39 a of the collimator 39 in order to mainly correct chromatic aberration generated in the objective lens 14. A diffractive structure was formed. As a result, the collimator 39 has a wavelength characteristic such that when the wavelength of light emitted from the semiconductor laser 11 changes in the longer direction, the collimator 39 changes in the direction in which the back focus of the collimator 39 becomes shorter. The light beam emitted from the light beam passes through the collimator 39 and the objective lens 14 and is collected on the information recording surface 91 of the first optical disk with almost no chromatic aberration.

〈第4の実施の形態〉   <Fourth embodiment>

図16は第4の実施の形態による第7の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。図16に示すように、第5の光ピックアップ装置は、図9の第1の光ピックアップ装置と同様に、3種類の記録密度の異なる光ディスクに対して情報の記録/再生が可能な光ピックアップ装置である。   FIG. 16 is a diagram schematically showing a seventh optical pickup device according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 16, the fifth optical pickup device is capable of recording / reproducing information with respect to three types of optical disks having different recording densities, like the first optical pickup device of FIG. It is.

本実施の形態の第7の光ピックアップ装置は、開口数NA1内で回折限界内となるように、半導体レーザ11の光束を、第1の光ディスクの情報記録面91上に集光させることができる対物レンズ34を有する。   The seventh optical pickup device of the present embodiment can focus the light beam of the semiconductor laser 11 on the information recording surface 91 of the first optical disc so that it is within the diffraction limit within the numerical aperture NA1. An objective lens 34 is provided.

第7の光ピックアップ装置では、半導体レーザ11と、半導体レーザ11乃至13からの光束の光路合成手段である偏光ビームスプリッタ15との間の光路中に、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として、1軸アクチュエータ21により光軸方向に変移されるようにしたコリメータ39を備える。これにより、第1の光ディスクの情報記録面91上の集光スポットは、常に球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。   In the seventh optical pickup device, information is recorded / recorded on the first optical disk in the optical path between the semiconductor laser 11 and the polarization beam splitter 15 which is an optical path combining unit of the light beams from the semiconductor lasers 11 to 13. When reproducing, due to the manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disk, the manufacturing error of the optical element constituting the condensing optical system such as the objective lens, the change of the wavelength due to the manufacturing error of the semiconductor laser 11, the temperature change and the humidity change As a substrate thickness error correcting means for correcting a change in spherical aberration due to a change in the shape of an optical element constituting a condensing optical system such as an objective lens or a change in refractive index, the optical axis is shifted by a uniaxial actuator 21. A collimator 39 is provided. Thereby, the condensing spot on the information recording surface 91 of the first optical disc can always maintain a state in which the spherical aberration is corrected well.

また、第7の光ピックアップ装置では、コリメータ39は基板厚誤差補正手段としての機能に加えて、色収差補正手段としての機能も備える。すなわち半導体レーザ11のモードホッピング等の単色性の悪さに起因して、主に対物レンズ34で発生する色収差を補正するためにコリメータ39の光ディスク側の面39a上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を形成した。これにより、コリメータ39は半導体レーザ11から射出される光の波長が、長くなる方向に変化した場合に、コリメータ39のバックフォーカスが短くなる方向に変化するような波長特性を有するので、半導体レーザ11から射出された光束は、コリメータ39及び対物レンズ34を透過することでほとんど色収差なく第1の光ディスクの情報記録面91上に集光される。   In the seventh optical pickup device, the collimator 39 also has a function as a chromatic aberration correction unit in addition to a function as a substrate thickness error correction unit. That is, from a plurality of concentric annular zones on the optical disc side surface 39a of the collimator 39 in order to correct chromatic aberration mainly occurring in the objective lens 34 due to poor monochromaticity such as mode hopping of the semiconductor laser 11. A diffractive structure was formed. As a result, the collimator 39 has a wavelength characteristic such that when the wavelength of light emitted from the semiconductor laser 11 changes in the longer direction, the collimator 39 changes in the direction in which the back focus of the collimator 39 becomes shorter. The light beam emitted from the light passes through the collimator 39 and the objective lens 34 and is collected on the information recording surface 91 of the first optical disk with almost no chromatic aberration.

第7の光ピックアップ装置では、半導体レーザ12と偏光ビームスプリッタ15との間の光路中であって、半導体レーザ12からの光束と半導体レーザ13からの光束との共通光路中に、光ディスク側の面35a上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された基板厚差補正手段としての回折光学素子35を備える。   In the seventh optical pickup device, the surface on the optical disc side is in the optical path between the semiconductor laser 12 and the polarization beam splitter 15 and in the common optical path of the light flux from the semiconductor laser 12 and the light flux from the semiconductor laser 13. A diffractive optical element 35 is provided as a substrate thickness difference correcting means in which a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed on 35a.

第1の光ディスク専用の対物レンズである対物レンズ34を用いて、半導体レーザ12からの光を用いて第2の光ディスクを記録/再生しようとすると、保護基板厚さの違いにより補正過剰(オーバー)方向に球面収差が変化する。同様に、対物レンズ34を用いて、半導体レーザ13からの光を用いて第3の光ディスクを記録/再生しようとすると、保護基板厚さの違いにより補正過剰(オーバー)方向に球面収差が変化する。第7の光ピックアップ装置では、補正過剰方向に変化した球面収差を、回折光学素子35の回折作用によって、半導体レーザ12からの光束を、第2の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA2内で回折限界内となるように補正し、さらに半導体レーザ13からの光束を、第3の光ディスクを記録/再生する際に必要な像側開口数NA3内で回折限界内となるように補正するので、第1の光ディスク専用の対物レンズ34を用いて、保護基板厚さの異なる第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生が可能である。   When the objective lens 34, which is an objective lens dedicated to the first optical disc, is used to record / reproduce the second optical disc using light from the semiconductor laser 12, overcorrection occurs due to the difference in the thickness of the protective substrate. The spherical aberration changes in the direction. Similarly, when attempting to record / reproduce the third optical disk using the light from the semiconductor laser 13 using the objective lens 34, the spherical aberration changes in the overcorrection (over) direction due to the difference in the thickness of the protective substrate. . In the seventh optical pickup device, the spherical aberration changed in the overcorrected direction is converted into the light beam from the semiconductor laser 12 by the diffractive action of the diffractive optical element 35, and the image side required for recording / reproducing the second optical disk. Correction is made so as to be within the diffraction limit within the numerical aperture NA2, and furthermore, the light beam from the semiconductor laser 13 is within the diffraction limit within the image-side numerical aperture NA3 required when recording / reproducing the third optical disk. Therefore, it is possible to record / reproduce information with respect to the second optical disk and the third optical disk having different protective substrate thicknesses by using the objective lens 34 dedicated to the first optical disk.

図16の光ピックアップ装置において、回折光学素子35の回折構造35aは、半導体レーザ12からの波長λ2の光が入射したときに発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の次数n2と、半導体レーザ13からの波長λ3の光が入射したときに発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の次数n3とが同一となるように最適化され、その最適化波長は、λ2とλ3との中間の波長である。これにより、第2の光ディスクと第3の光ディスクの使用波長領域において、それぞれ高い回折効率を得ることができる。   In the optical pickup device of FIG. 16, the diffractive structure 35a of the diffractive optical element 35 has the order n2 of the diffracted light having the maximum diffracted light amount among the diffracted light generated when the light of wavelength λ2 from the semiconductor laser 12 is incident. And the order n3 of the diffracted light having the maximum diffracted light amount among the diffracted light generated when the light of wavelength λ3 from the semiconductor laser 13 is incident, and the optimized wavelength is , Λ2 and λ3. As a result, high diffraction efficiencies can be obtained in the used wavelength regions of the second optical disc and the third optical disc, respectively.

例えば、回折構造35aを、
680nm<λB<740nm
を満足する波長λBと回折次数1とで最適化すると、半導体レーザ12からの波長650nmの光と、半導体レーザ13からの波長780nmの光と、が回折構造35aに入射したときに発生する、それぞれの光の1次回折光の回折効率をともに95%以上とすることができる。
For example, the diffraction structure 35a is
680 nm <λB <740 nm
When the wavelength λB and the diffraction order 1 satisfying the above are optimized, light having a wavelength of 650 nm from the semiconductor laser 12 and light having a wavelength of 780 nm from the semiconductor laser 13 are incident on the diffraction structure 35a, respectively. Both the diffraction efficiencies of the first-order diffracted light can be 95% or more.

また、図16の光ピックアップ装置のように、基板厚差補正手段としての回折光学素子35を、半導体レーザ12及び13からの光束は通過するが、半導体レーザ11からの光束は通過しない光路に配置して、半導体レーザ12及び13からの光束の同一次数の回折光を、それぞれ、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対する記録/再生に使用するようにすると、半導体レーザ12からの光束の波長λ2と半導体レーザ13からの光束の波長λ3との中間の波長と、回折次数2で回折構造35aを最適化した場合でも、波長λ2の光と、波長λ3の光とで、ともに高い回折効率を確保できる。このように、回折次数2で回折構造35aを最適化することで、回折次数1で最適化する場合に比して、隣合う回折輪帯の間隔を2倍に広げることができるので、回折輪帯形状の製造誤差による回折効率の低下が小さい回折光学素子35を実現できる。   Further, as in the optical pickup device of FIG. 16, the diffractive optical element 35 as the substrate thickness difference correcting means is disposed in an optical path through which the light beams from the semiconductor lasers 12 and 13 pass but the light beam from the semiconductor laser 11 does not pass. Then, when the diffracted lights of the same order of the light beams from the semiconductor lasers 12 and 13 are used for recording / reproduction with respect to the second optical disk and the third optical disk, respectively, the wavelength λ2 of the light beams from the semiconductor laser 12 Even when the diffractive structure 35a is optimized with an intermediate wavelength between the laser beam and the wavelength λ3 of the light beam from the semiconductor laser 13 and the diffraction order 2, high diffraction efficiency is ensured for both the light with the wavelength λ2 and the light with the wavelength λ3. it can. Thus, by optimizing the diffraction structure 35a with the diffraction order 2, the interval between adjacent diffraction zones can be doubled as compared with the case where the diffraction structure 35a is optimized. It is possible to realize the diffractive optical element 35 in which the reduction in diffraction efficiency due to the manufacturing error of the band shape is small.

例えば、n2=n3=1、λB=710nmで回折構造35aを最適化した場合、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率は、
第2の光ディスク(DVD、波長650nm) :97.2%
第3の光ディスク(CD、波長780nm) :97.3%
であるのに対し、n2=n3=2、λB=710nmで回折構造35aを最適化した場合でも、
第2の光ディスク(DVD、波長650nm) :89.3%
第3の光ディスク(CD、波長780nm) :89.8%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域で十分な回折効率を確保できる。
For example, when the diffraction structure 35a is optimized with n2 = n3 = 1 and λB = 710 nm, the diffraction efficiency in the used wavelength region of each optical disk is
Second optical disc (DVD, wavelength 650 nm): 97.2%
Third optical disk (CD, wavelength 780 nm): 97.3%
In contrast, even when the diffraction structure 35a is optimized with n2 = n3 = 2 and λB = 710 nm,
Second optical disk (DVD, wavelength 650 nm): 89.3%
Third optical disc (CD, wavelength 780 nm): 89.8%
And sufficient diffraction efficiency is securable in the use wavelength range of each optical disk.

また、第7の光ピックアップ装置では、NA1とNA2とNA3との開口切替手段として、対物レンズ34の光源側の光学面34aに後述の図17,図18のような輪帯フィルタが形成されている。また、開口切替手段として、NA1とNA2とNA3とに対応した絞りをそれぞれ、第1の光ディスク、第2の光ディスク、第3の光ディスクを再生する際に機械的に切り替えるようにしてもよい。また、開口切替手段として第1の実施の形態で説明したような液晶を用いた開口切替素子を用いることができる。   In the seventh optical pickup device, an annular filter as shown in FIGS. 17 and 18 to be described later is formed on the optical surface 34a on the light source side of the objective lens 34 as an aperture switching means for NA1, NA2 and NA3. Yes. Further, as aperture switching means, the apertures corresponding to NA1, NA2, and NA3 may be mechanically switched when reproducing the first optical disc, the second optical disc, and the third optical disc, respectively. Moreover, the aperture switching element using the liquid crystal as described in the first embodiment can be used as the aperture switching means.

また、図16の光ピックアップ装置において、対物レンズ34は、1つのレンズ群から構成された単レンズであって、波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、対物レンズ14に入射する波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合の作動距離をfB1(mm)としたとき、
0.7<d/f1<1.5 (2)
2.8<Φ1<5.8 (3)
fB3>0.5 (4)
を満足するように構成されている。
In the optical pickup device of FIG. 16, the objective lens 34 is a single lens composed of one lens group, the focal length at the wavelength λ1 is f1 (mm), the center thickness is d (mm), the objective When the diameter of the light beam having the wavelength λ1 incident on the lens 14 is Φ1 (mm) and the working distance when recording / reproducing information on the first optical disk is fB1 (mm),
0.7 <d / f1 <1.5 (2)
2.8 <Φ1 <5.8 (3)
fB3> 0.5 (4)
It is configured to satisfy.

高密度DVD用の高NA対物レンズとして、特開平10−123410にあるような2つのレンズ群から構成される対物レンズが提案されているが、保護基板厚に1.1mmの違いがある、高密度DVDとCDとの相互互換を共通の対物レンズで行う場合には、対物レンズを、作動距離が確保しやすい単レンズ構成とするのが好ましい。このとき、上記(2)乃至(4)式を満たすことが特に好ましく、これにより、CDの作動距離を十分に確保することができる。この結果、DVDや高密度DVDのように、光ディスクの保護基板厚さの製造公差が比較的厳しく抑えられておらず、保護基板厚さの個体差によるばらつきが大きいCDを記録/再生する場合でもCDと対物レンズとの衝突の可能性を十分小さくすることができる。   As a high NA objective lens for high density DVD, an objective lens composed of two lens groups as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-123410 has been proposed, but there is a difference of 1.1 mm in the thickness of the protective substrate. When the mutual compatibility between the density DVD and the CD is performed using a common objective lens, it is preferable that the objective lens has a single lens configuration in which a working distance is easily secured. At this time, it is particularly preferable to satisfy the above expressions (2) to (4), whereby a sufficient working distance of the CD can be ensured. As a result, unlike DVD and high-density DVD, the manufacturing tolerance of the protective substrate thickness of the optical disc is not relatively strictly controlled, and even when recording / reproducing a CD having a large variation due to individual differences in the protective substrate thickness. The possibility of collision between the CD and the objective lens can be sufficiently reduced.

図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置において、対物レンズ14の回折構造14aは、
340nm<λB<440nm (A)
を満足する波長(以下、λBを最適化波長、または製造波長、またはブレーズ化波長とよぶ)と、回折次数2で最適化されているので、半導体レーザ11からの波長400nmの光が入射した場合には、2次回折光が他のいずれの次数の回折光よりも大きな光量を有するよう発生し、対物レンズ14は、その2次回折光を第1の光ディスクの情報記録面上に集光する。
In the optical pickup devices of FIGS. 9, 11, 12, 14, and 15, the diffractive structure 14a of the objective lens 14 is
340 nm <λB <440 nm (A)
When the light having a wavelength of 400 nm from the semiconductor laser 11 is incident because it is optimized with the diffraction order 2 (hereinafter referred to as λB is referred to as the optimized wavelength, the manufacturing wavelength, or the blazed wavelength). The second-order diffracted light is generated so as to have a larger light quantity than any other order of diffracted light, and the objective lens 14 condenses the second-order diffracted light on the information recording surface of the first optical disc.

このとき、対物レンズ14の回折構造14aに、半導体レーザ12からの波長650nmの光が入射した場合に、1次回折光が他のいずれの次数の回折光よりも大きな光量を有するように発生し、対物レンズ14は、その1次回折光を第2の光ディスクの情報記録面上に集光するとともに、対物レンズ14の回折構造14aに、半導体レーザ13からの波長780nmの光が入射した場合に、1次回折光が他のいずれの次数の回折光よりも大きな光量を有するように発生し、対物レンズ14は、その1次回折光を第3の光ディスクの情報記録面上に集光する。   At this time, when light having a wavelength of 650 nm from the semiconductor laser 12 is incident on the diffractive structure 14a of the objective lens 14, the first-order diffracted light is generated so as to have a larger light quantity than any other order of diffracted light, The objective lens 14 condenses the first-order diffracted light on the information recording surface of the second optical disk, and when light having a wavelength of 780 nm from the semiconductor laser 13 enters the diffractive structure 14a of the objective lens 14, The next-order diffracted light is generated so as to have a larger light quantity than any other order of diffracted light, and the objective lens 14 condenses the first-order diffracted light on the information recording surface of the third optical disc.

このように、(A)式を満足する波長と回折次数2で、回折構造14aを最適化することで、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数と、第2の光ディスク、及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数とを異なるようにし、かつ、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数が、第2の光ディスク、及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数よりも大きくなるようにすると、それぞれの光ディスクの使用波長領域において、それぞれ高い回折効率を得ることができる。   Thus, by optimizing the diffractive structure 14a with a wavelength satisfying the formula (A) and a diffraction order 2, the order of the diffracted light used for recording / reproducing information with respect to the first optical disc, The order of the diffracted light used for recording / reproducing information on the first optical disc is different from the order of the diffracted light used for recording / reproducing information on the optical disc and the third optical disc. If the order of diffraction light used for recording / reproducing information with respect to the optical disc and the third optical disc is made larger, high diffraction efficiencies can be obtained in the used wavelength regions of the respective optical discs.

対物レンズ14の回折構造14aを決定する場合には、少なくとも、回折構造14aで発生する半導体レーザ11からの光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する次数の回折光の回折効率が70%より大きくなるように、回折構造14aを最適化するのが好ましい。より好ましくは、回折構造14aで発生する半導体レーザ11乃至13からのそれぞれの光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する次数の回折光の回折効率がすべて70%より大きくなるように、回折構造14aが最適化されることである。   When determining the diffractive structure 14a of the objective lens 14, the diffraction efficiency of the diffracted light of the order having the maximum diffracted light quantity is at least 70% among the diffracted light of the light beam from the semiconductor laser 11 generated by the diffractive structure 14a. It is preferable to optimize the diffractive structure 14a to be larger. More preferably, among the diffracted lights of the respective light beams from the semiconductor lasers 11 to 13 generated in the diffractive structure 14a, the diffraction is performed so that the diffraction efficiency of the diffracted light of the order having the maximum diffracted light amount is greater than 70%. The structure 14a is to be optimized.

以下に具体例を示す。ある製造波長λB、回折次数nで最適化された理想的なブレーズ構造が形成された回折レンズを考えると、この回折レンズのある波長λでの回折効率η(λ)は、波長λBにおけるレンズ材料の屈折率と、波長λにおけるレンズ材料の屈折率がほとんど変わらないと仮定すると、次式数1で表される。   Specific examples are shown below. Considering a diffractive lens formed with an ideal blazed structure optimized at a certain manufacturing wavelength λB and diffraction order n, the diffraction efficiency η (λ) at a certain wavelength λ of this diffractive lens is a lens material at the wavelength λB. Assuming that the refractive index of the lens material and the refractive index of the lens material at the wavelength λ hardly change, the following equation 1 is obtained.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

図60は、ある製造波長λB、回折次数1で最適化されたブレーズ構造で発生する、波長405nmの光の1次回折光と、波長650nmの光の1次回折光と、波長780nmの光の1次回折光との回折効率の製造波長に対する依存性を表す図である。   FIG. 60 shows the first-order diffracted light having a wavelength of 405 nm, the first-order diffracted light having a wavelength of 650 nm, and the first-order light having a wavelength of 780 nm, which are generated in a blazed structure optimized at a certain manufacturing wavelength λB and diffraction order 1. It is a figure showing the dependence with respect to the manufacturing wavelength of the diffraction efficiency with folding light.

図60から、特開2001−195769公報に記載の光ピックアップ装置のように、対物レンズ14の回折構造14aで発生する半導体レーザ11乃至13からの光の同一次数の回折光を、それぞれの光ディスクへの記録/再生再生に使用する場合には、それぞれの光ディスクの使用波長領域で高い回折効率を得ることはできないことがわかる。   From FIG. 60, as in the optical pickup device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-195769, diffracted light of the same order from the semiconductor lasers 11 to 13 generated in the diffractive structure 14a of the objective lens 14 is applied to each optical disc. It can be seen that when the optical disc is used for recording / reproduction / reproduction, high diffraction efficiency cannot be obtained in the used wavelength region of each optical disc.

図61は、340nm≦λB≦450nmを満足する製造波長と、回折次数2で最適化されたブレーズ構造で発生する波長405nmの光の2次回折光と、波長650nmの光の1次回折光と、波長780nmの光の1次回折光との回折効率の製造波長に対する依存性を表す図である。   FIG. 61 shows a manufacturing wavelength satisfying 340 nm ≦ λB ≦ 450 nm, a second-order diffracted light having a wavelength of 405 nm generated by a blazed structure optimized with a diffraction order of 2, a first-order diffracted light having a wavelength of 650 nm, and a wavelength It is a figure showing the dependence with respect to the manufacturing wavelength of the diffraction efficiency with the 1st-order diffracted light of the light of 780 nm.

図61から、第1の光ディスクへの記録/再生に半導体レーザ11からの光の2次回折光を、第2及び第3の光ディスクへの記録/再生に、それぞれ半導体レーザ12及び半導体レーザ13からの光の1次回折光を利用する場合には、350nmから420nmの間の波長を製造波長に設定した場合に、それぞれの光ディスクの使用波長領域で高い回折効率を得ることができることがわかる。特に、360nmから400nmの間の波長を製造波長に設定すると、それぞれの光ディスクの使用波長領域で80%以上という高い回折効率を得ることができるので好ましい。   From FIG. 61, the second-order diffracted light from the semiconductor laser 11 is recorded / reproduced on the first optical disc, and the second- and third-optic discs are recorded / reproduced from the semiconductor laser 12 and the semiconductor laser 13, respectively. In the case where the first-order diffracted light of light is used, it is understood that high diffraction efficiency can be obtained in the used wavelength region of each optical disc when the wavelength between 350 nm and 420 nm is set as the manufacturing wavelength. In particular, it is preferable to set the wavelength between 360 nm and 400 nm as the manufacturing wavelength because a high diffraction efficiency of 80% or more can be obtained in the wavelength range used for each optical disk.

次に、対物レンズ14の回折構造14aのブレーズ構造の最適化の方法として好ましい別の例を説明する。   Next, another example preferable as a method for optimizing the blaze structure of the diffractive structure 14a of the objective lens 14 will be described.

図62は、390nm≦λB≦440nmを満足する製造波長と、回折次数6で最適化されたブレーズ構造で発生する波長405nmの光の6次回折光と、波長650nmの光の4次回折光と、波長780nmの光の3次回折光との回折効率の製造波長に対する依存性を表す図である。   FIG. 62 shows a manufacturing wavelength satisfying 390 nm ≦ λB ≦ 440 nm, a sixth-order diffracted light with a wavelength of 405 nm generated in a blazed structure optimized with a diffraction order of 6, a fourth-order diffracted light with a wavelength of 650 nm, and a wavelength It is a figure showing the dependence with respect to the manufacturing wavelength of the diffraction efficiency with the 3rd order diffracted light of the light of 780 nm.

図62から、第1の光ディスクへの記録/再生に半導体レーザ11からの光の6次回折光を、第2の光ディスクへの記録/再生に半導体レーザ12からの光の4次回折光を、第3の光ディスクへの記録/再生に半導体レーザ13からの光の3次回折光を利用する場合には、405nmから425nmの間の波長を製造波長に設定した場合に、それぞれの光ディスクの使用波長領域で高い回折効率を得ることができることがわかる。特に、410nmから420nmの間の波長を製造波長に設定すると、それぞれの光ディスクの使用波長領域で80%以上という高い回折効率を得ることができるので好ましい。   62, the sixth-order diffracted light from the semiconductor laser 11 is used for recording / reproduction on the first optical disc, and the fourth-order diffracted light from the semiconductor laser 12 is used for recording / reproduction on the second optical disc. When the third-order diffracted light of the light from the semiconductor laser 13 is used for recording / reproduction of the optical disk, when the wavelength between 405 nm and 425 nm is set as the production wavelength, the wavelength is high in the used wavelength region of each optical disk. It can be seen that diffraction efficiency can be obtained. In particular, it is preferable to set the wavelength between 410 nm and 420 nm as the manufacturing wavelength because a high diffraction efficiency of 80% or more can be obtained in the wavelength range of use of each optical disc.

なお、上述した、それぞれの光ディスクの使用波長領域で高い回折効率を得るために好ましい製造波長の範囲は、半導体レーザ11乃至13から発振される光の波長がそれぞれ、
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
を満たす場合に適用可能である。
In addition, in order to obtain a high diffraction efficiency in the use wavelength region of each optical disk described above, the preferable range of the manufacturing wavelength is the wavelength of light oscillated from the semiconductor lasers 11 to 13, respectively.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
Applicable when meeting

半導体レーザ11乃至13からの光束のすべての光束が通過する共通の光路に、基板厚差補正手段を配置すると、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置のように、対物レンズと、基板厚差補正手段としての回折構造とを一体化できるので、光ピックアップ光学系の光学素子の数を削減でき、コストの観点上好ましい。   When the substrate thickness difference correcting means is arranged in a common optical path through which all the light beams from the semiconductor lasers 11 to 13 pass, the objective lens and the optical pickup device shown in FIGS. Since the diffractive structure as the substrate thickness difference correcting means can be integrated, the number of optical elements of the optical pickup optical system can be reduced, which is preferable from the viewpoint of cost.

さらに、上述したように、開口数NA2より外側の領域を通過する半導体レーザ12からの光束と、開口数NA3より外側の領域を通過する半導体レーザ13からの光束と、がフレアとなるように、対物レンズの光学面上に形成した基板厚差補正手段としての回折構造を決定することで、この回折構造に開口切替手段としての機能も持たせることができるので、光ピックアップ光学系の光学素子の数をさらに、削減でき、コストの観点上より好ましい。   Further, as described above, the light flux from the semiconductor laser 12 that passes through the region outside the numerical aperture NA2 and the light flux from the semiconductor laser 13 that passes through the region outside the numerical aperture NA3 are flare. By determining the diffractive structure as the substrate thickness difference correcting means formed on the optical surface of the objective lens, the diffractive structure can also have a function as an aperture switching means, so that the optical element of the optical pickup optical system The number can be further reduced, which is more preferable from the viewpoint of cost.

また、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置において、対物レンズ14は、1つのレンズ群から構成された単レンズであって、波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、対物レンズ14に入射する波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合の作動距離をfB3(mm)としたとき、
0.7<d/f1<1.5 (2)
2.8<Φ1<5.8 (3)
fB3>0.2 (4)
を満足するように構成されている。
9, 11, 12, 14 and 15, the objective lens 14 is a single lens composed of one lens group, and the focal length at the wavelength λ1 is f1 (mm) and the center thickness. When the thickness is d (mm), the diameter of the light beam of wavelength λ1 incident on the objective lens 14 is Φ1 (mm), and the working distance when recording / reproducing information on the third optical disk is fB3 (mm),
0.7 <d / f1 <1.5 (2)
2.8 <Φ1 <5.8 (3)
fB3> 0.2 (4)
It is configured to satisfy.

高密度DVD用の高NA対物レンズとして、特開平10−123410にあるような2つのレンズ群から構成される対物レンズが提案されているが、保護基板厚に1.1mmの違いがある、高密度DVDとCDとの相互互換を共通の対物レンズで行う場合には、対物レンズを、作動距離が確保しやすい単レンズ構成とするのが好ましい。このとき、上記(2)、(3)式を満たすことが特に好ましく、これにより、CDの作動距離を(4)式を満たすように十分に確保することができる。CDの作動距離が(4)式を満たしていれば、DVDや高密度DVDのように、光ディスクの保護基板厚さの製造公差が比較的厳しく抑えられておらず、保護基板厚さの個体差によるばらつきが大きいCDを記録/再生する場合でもCDと対物レンズとの衝突の可能性を十分小さくすることができる。   As a high NA objective lens for high density DVD, an objective lens composed of two lens groups as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-123410 has been proposed, but there is a difference of 1.1 mm in the thickness of the protective substrate. When the mutual compatibility between the density DVD and the CD is performed using a common objective lens, it is preferable that the objective lens has a single lens configuration in which a working distance is easily secured. At this time, it is particularly preferable to satisfy the above expressions (2) and (3), whereby the working distance of the CD can be sufficiently ensured to satisfy the expression (4). If the working distance of the CD satisfies the equation (4), the manufacturing tolerance of the protective substrate thickness of the optical disc is not controlled comparatively strictly like DVD and high-density DVD, and individual differences in protective substrate thickness Even when recording / reproducing a CD having a large variation due to the above, the possibility of collision between the CD and the objective lens can be sufficiently reduced.

また、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置において、対物レンズ14は、さらに、第3の光ディスクに対する情報の再生及び/または記録を行う場合の結像倍率m3が
m3<0 (5)
を満たすように構成されている。これにより、CDの作動距離の確保が容易になる。
このとき、
−0.25<m3<−0.05 (6)
を満たすのが特に好ましく、CDの作動距離を十分に確保しつつ、第1乃至第3の光ディスクの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差補正を良好に行うことができる。
Further, in the optical pickup apparatus shown in FIGS. 9, 11, 12, 14, and 15, the objective lens 14 further has an imaging magnification m3 of m3 <0 when information is reproduced and / or recorded on the third optical disk. 5)
It is configured to satisfy. This facilitates securing the working distance of the CD.
At this time,
−0.25 <m3 <−0.05 (6)
It is particularly preferable to satisfy the above, and it is possible to satisfactorily correct the spherical aberration that changes due to the difference in the thickness of the protective substrate of the first to third optical disks while sufficiently securing the working distance of the CD.

図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置において、対物レンズ14は、さらに、第2の光ディスクに対する情報の再生及び/または記録を行う場合の結像倍率m2が
m2<0 (7)
を満たすように構成されている。これにより、DVDの作動距離の確保も容易になる。
このとき、
−0.20<m2<−0.02 (8)
を満たすのが特に好ましく、DVDの作動距離を十分に確保しつつ、第1乃至第3の光ディスクの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差補正を良好に行うことができる。
In the optical pickup devices of FIGS. 9, 11, 12, 14, and 15, the objective lens 14 further has an imaging magnification m2 when reproducing and / or recording information on the second optical disk, m2 <0 (7)
It is configured to satisfy. This facilitates securing the working distance of the DVD.
At this time,
−0.20 <m2 <−0.02 (8)
It is particularly preferable to satisfy the above, and it is possible to satisfactorily correct the spherical aberration that changes due to the difference in the thickness of the protective substrate of the first to third optical discs while ensuring a sufficient working distance of the DVD.

次に、第3の実施の形態による第8の光ピックアップ装置について説明する。図63は第3の実施の形態による第8の光ピックアップ装置を概略的に示す図であって、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置における対物レンズ14の基板厚差補正手段としての機能と、光ディスクの情報記録面上に光源からの光束を集光させるための集光レンズとしての機能を、それぞれ独立した光学素子に分離している。   Next, an eighth optical pickup device according to the third embodiment will be described. FIG. 63 is a diagram schematically showing an eighth optical pickup device according to the third embodiment, and means for correcting the substrate thickness difference of the objective lens 14 in the optical pickup devices of FIGS. 9, 11, 12, 14, and 15. And the function as a condensing lens for condensing the light beam from the light source on the information recording surface of the optical disc are separated into independent optical elements.

第8の光ピックアップ装置の対物レンズ100は、半導体レーザ11乃至13からの光束を、それぞれ、第1乃至第3の光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光レンズとしての機能を有する屈折型レンズ100aと、屈折型レンズ100aの光束入射面側に配置された、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有する基板厚差補正手段としての機能を有する回折光学素子100bとを組合わせた複合型対物レンズである。屈折型レンズ100aと回折光学素子100bとは、フランジ部100cによって光軸と同軸に一体化され、2次元アクチュエータ22によって、一体となってトラッキング駆動やフォーカシング駆動される。   The objective lens 100 of the eighth optical pickup device has a function as a condensing lens for condensing the light beams from the semiconductor lasers 11 to 13 on the information recording surfaces of the first to third optical disks, respectively. A refractive lens 100a and a diffractive optical element 100b having a function as a substrate thickness difference correcting unit having a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones disposed on the light incident surface side of the refractive lens 100a are assembled. A combined objective lens. The refractive lens 100a and the diffractive optical element 100b are integrated coaxially with the optical axis by the flange portion 100c and are integrally driven by the two-dimensional actuator 22 for tracking driving or focusing driving.

屈折型レンズ100aは、1つのレンズ群から構成された単レンズであって、波長λ1における複合型対物レンズ100の焦点距離をf1(mm)、波長λ1における屈折型レンズ100aの中心厚さをd(mm)、複合型対物レンズ100に入射する波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合の作動距離をfB3(mm)としたとき、
0.7<d/f1<1.5 (9)
2.8<Φ1<5.8 (10)
fB3>0.2 (11)
を満足するように構成されている。
The refractive lens 100a is a single lens composed of one lens group, and the focal length of the compound objective lens 100 at the wavelength λ1 is f1 (mm), and the center thickness of the refractive lens 100a at the wavelength λ1 is d. (Mm), when the diameter of the light beam of wavelength λ1 incident on the composite objective lens 100 is Φ1 (mm), and the working distance when recording / reproducing information with respect to the third optical disk is fB3 (mm),
0.7 <d / f1 <1.5 (9)
2.8 <Φ1 <5.8 (10)
fB3> 0.2 (11)
It is configured to satisfy.

屈折型レンズ100aとして、少なくとも波長λ1の領域で収差が補正された非球面レンズを用いることができる。   As the refractive lens 100a, an aspherical lens whose aberration is corrected at least in the region of the wavelength λ1 can be used.

また、回折光学素子100bの回折構造100dは、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数と、第2の光ディスク、及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数とを異なるようにし、かつ、第1の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数が、第2の光ディスク、及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生に使用する回折光の次数よりも大きくなるように決定されている。   The diffractive structure 100d of the diffractive optical element 100b is used for the order of diffracted light used for recording / reproducing information on the first optical disc, and for recording / reproducing information on the second optical disc and the third optical disc. The order of the diffracted light is different from the order of the diffracted light, and the order of the diffracted light used for recording / reproducing information on the first optical disc is used for recording / reproducing information on the second optical disc and the third optical disc. It is determined to be larger than the order of the diffracted light.

回折光学素子100bの回折構造100dの最適化の方法は、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置における対物レンズ14の回折構造14aのブレーズ構造の最適化の方法と同様なので、説明は割愛する。   The method for optimizing the diffractive structure 100d of the diffractive optical element 100b is the same as the method for optimizing the blazed structure of the diffractive structure 14a of the objective lens 14 in the optical pickup device of FIGS. 9, 11, 12, 14, and 15. Will be omitted.

さらに、回折光学素子100bの回折構造100dは、波長λB、前記回折次数n1で最適化された複数の輪帯の各位置を、
Φb=n1・(b2・h2+b4・h4+b6・h6+・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b2、b4、b6、・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)、n1は回折構造100dに半導体レーザ11からの波長λ1の光束が入射した場合に発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数である)、
PD=Σ(−2・n1・b2
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が
0.5×10-2<PD<5.0×10-2
を満たすような正のパワーを有するのが好ましく、これにより半導体レーザ11のモードホップによる屈折型レンズ100aの結像位置の移動が小さく抑えることができる。すなわち、回折光学素子100bは、基板厚差補正手段としての機能に加えて、色収差補正手段としての機能も備えている。
Further, the diffractive structure 100d of the diffractive optical element 100b is configured so that each position of the plurality of annular zones optimized by the wavelength λB and the diffraction order n1 is
Φ b = n1 · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ...)
(Where h is the height from the optical axis (mm), b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, sixth-order, The optical path difference function coefficient (also referred to as a diffraction surface coefficient) of n is a diffraction having the maximum amount of diffracted light among the diffracted lights generated when the light beam having the wavelength λ1 from the semiconductor laser 11 enters the diffractive structure 100d. The diffraction order of light),
PD = Σ (−2 · n1 · b 2 )
The power (mm −1 ) of only the diffractive structure defined by is 0.5 × 10 −2 <PD <5.0 × 10 −2
It is preferable to have a positive power that satisfies the above condition, whereby the movement of the imaging position of the refractive lens 100a due to the mode hop of the semiconductor laser 11 can be suppressed to be small. That is, the diffractive optical element 100b also has a function as a chromatic aberration correction unit in addition to a function as a substrate thickness difference correction unit.

第8の光ピックアップ装置の対物レンズ100のように、対物レンズにおける基板厚差補正手段としての機能と、集光レンズとしての機能を、それぞれ独立した光学素子に分離することで、図9、11、12、14、15の光ピックアップ装置における対物レンズ14のように、屈折レンズの光学面上に、回折構造を一体形成する場合に比べ、回折光学素子100bとを作りやすくすることができる。   Like the objective lens 100 of the eighth optical pickup device, the function as the substrate thickness difference correcting means and the function as the condenser lens in the objective lens are separated into independent optical elements, respectively, so that FIGS. As in the objective lens 14 in the optical pickup devices of No. 12, 14, 15 and 15, the diffractive optical element 100b can be made easier than the case where the diffractive structure is integrally formed on the optical surface of the refractive lens.

具体的には、回折光学素子100bの回折構造100dは、平面上あるいは、曲率半径の大きい面上に形成されたブレーズ構造とすると良い。ブレーズ構造を平面上あるいは、曲率半径の大きい面上に形成することで、電子ビーム描画法により高精度にブレーズ構造を作製できるので、ブレーズ構造の形状誤差による回折効率の低下の小さい回折光学素子が得られる。この場合、ブレーズ構造が形成された面とは反対側の光学面を非球面とすると、さらに高性能な回折光学素子を得ることができる。   Specifically, the diffractive structure 100d of the diffractive optical element 100b is preferably a blazed structure formed on a flat surface or a surface having a large curvature radius. By forming the blazed structure on a flat surface or a surface with a large radius of curvature, the blazed structure can be produced with high accuracy by the electron beam drawing method. can get. In this case, if the optical surface opposite to the surface on which the blaze structure is formed is an aspherical surface, a higher performance diffractive optical element can be obtained.

さらに、第8の光ピックアップ装置は、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの透明基板厚さの製造誤差、対物レンズ100等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化、による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として、1軸アクチュエータ21によって光軸方向に変移されるコリメータ16を有する。   Further, the eighth optical pickup device, when information is recorded / reproduced with respect to the first optical disc, is a manufacturing error of the thickness of the transparent substrate of the optical disc, and an optical element constituting the condensing optical system such as the objective lens 100 Variation in spherical aberration due to a change in wavelength or a change in refractive index of an optical element constituting a condensing optical system such as an objective lens due to a change in temperature or a humidity. As the substrate thickness error correction means, the collimator 16 is moved in the optical axis direction by the uniaxial actuator 21.

〈第5の実施の形態〉   <Fifth embodiment>

図64は第5の実施の形態による第9の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。第9の光ピックアップ装置における、対物レンズ34は、半導体レーザ11の波長領域で収差最小となるように設計された、第1の光ディスク専用の非球面対物レンズである。   FIG. 64 is a diagram schematically showing a ninth optical pickup device according to the fifth embodiment. In the ninth optical pickup device, the objective lens 34 is an aspheric objective lens dedicated to the first optical disc designed to minimize the aberration in the wavelength region of the semiconductor laser 11.

対物レンズ34を使用して、半導体レーザ12により第2の光ディスクを記録/再生しようとすると、保護基板厚さの違いにより補正過剰方向に球面収差が変化するが、第9の光ピックアップ装置では、半導体レーザ12からの光だけが通過する光路である、半導体レーザ12と偏光ビームスプリッタ15との間の光路中に、上述の補正過剰方向に変化した球面収差を良好に補正し、対物レンズ34を使用して、半導体レーザ12により第2の光ディスクを記録/再生できるようにするための第1基板厚差補正手段である、カップリングレンズ110を備える。   When the second optical disk is recorded / reproduced by the semiconductor laser 12 using the objective lens 34, the spherical aberration changes in the overcorrection direction due to the difference in the thickness of the protective substrate. In the ninth optical pickup device, In the optical path between the semiconductor laser 12 and the polarization beam splitter 15, which is an optical path through which only the light from the semiconductor laser 12 passes, the spherical aberration changed in the overcorrection direction is corrected well, and the objective lens 34 is A coupling lens 110 is provided which is a first substrate thickness difference correction unit that is used so that the second optical disk can be recorded / reproduced by the semiconductor laser 12.

カップリングレンズ110の光学面上には、同芯円状の複数の輪帯からなる回折構造110aが形成されており、この回折構造は、入射する光の波長が長くなる方向に変化した場合に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差特性を有する。   On the optical surface of the coupling lens 110, a diffractive structure 110a composed of a plurality of concentric annular zones is formed, and this diffractive structure is formed when the wavelength of incident light changes in the increasing direction. Spherical aberration characteristics such that the spherical aberration changes in the direction of insufficient correction.

さらに、回折構造110aは、半導体レーザ12の波長に一致する波長で最適化されているので、良好な回折効率を得ることができる。   Furthermore, since the diffractive structure 110a is optimized at a wavelength that matches the wavelength of the semiconductor laser 12, good diffraction efficiency can be obtained.

同様に、対物レンズ34を使用して、半導体レーザ13により第3の光ディスクを記録/再生しようとすると、保護基板厚さの違いにより補正過剰方向に球面収差が変化するが、第9の光ピックアップ装置では、半導体レーザ13からの光だけが通過する光路である、半導体レーザ13と偏光ビームスプリッタ17との間の光路中に、上述の補正過剰方向に変化した球面収差を良好に補正し、対物レンズ34を使用して、半導体レーザ13により第3の光ディスクを記録/再生できるようにするための第2基板厚差補正手段である、カップリングレンズ111を備える。   Similarly, when the objective lens 34 is used to record / reproduce the third optical disk by the semiconductor laser 13, the spherical aberration changes in the overcorrection direction due to the difference in the thickness of the protective substrate. The apparatus satisfactorily corrects the spherical aberration changed in the overcorrection direction in the optical path between the semiconductor laser 13 and the polarization beam splitter 17, which is an optical path through which only the light from the semiconductor laser 13 passes. A coupling lens 111, which is a second substrate thickness difference correcting means for enabling the third optical disk to be recorded / reproduced by the semiconductor laser 13 using the lens 34, is provided.

カップリングレンズ111の光学面上には、同芯円状の複数の輪帯からなる回折構造111aが形成されており、この回折構造は、入射する光の波長が長くなる方向に変化した場合に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差特性を有する。   On the optical surface of the coupling lens 111, a diffractive structure 111a composed of a plurality of concentric annular zones is formed, and this diffractive structure is formed when the wavelength of incident light changes in a longer direction. Spherical aberration characteristics such that the spherical aberration changes in the direction of insufficient correction.

さらに、回折構造111aは、半導体レーザ13の波長に一致する波長で最適化されているので、良好な回折効率を得ることができる。   Furthermore, since the diffractive structure 111a is optimized at a wavelength that matches the wavelength of the semiconductor laser 13, good diffraction efficiency can be obtained.

また、第9の光ピックアップ装置では、対物レンズ34の光学面上には、NA1とNA2とNA3との開口切替手段として、図17に示すような輪帯フィルタが形成されており、この輪帯フィルタは、図18にあるような波長特性を有するので、情報の記録/再生を行う光ディスクの種類に応じて自動的に開口が切替わるので、光ピックアップ装置の構造を簡略化でき、コストを大幅に低減することができる。   In the ninth optical pickup device, an annular filter as shown in FIG. 17 is formed on the optical surface of the objective lens 34 as aperture switching means for NA1, NA2, and NA3. Since the filter has the wavelength characteristics as shown in FIG. 18, the aperture is automatically switched according to the type of the optical disc on which information is recorded / reproduced, so that the structure of the optical pickup device can be simplified and the cost is greatly increased. Can be reduced.

さらに、第9の光ピックアップ装置は、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの透明基板厚さの製造誤差、対物レンズ34等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、半導体レーザ11の製造誤差による波長の変化、温度変化や湿度変化による対物レンズ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化、による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段として、1軸アクチュエータ21によって光軸方向に変移されるコリメータ39を有する。   Further, the ninth optical pickup device, when information is recorded / reproduced with respect to the first optical disc, is a manufacturing error of the thickness of the transparent substrate of the optical disc, and an optical element constituting the condensing optical system such as the objective lens 34. Variation in spherical aberration due to a change in wavelength or a change in refractive index of an optical element constituting a condensing optical system such as an objective lens due to a change in temperature or a humidity. As a substrate thickness error correcting means, a collimator 39 that is displaced in the optical axis direction by a uniaxial actuator 21 is provided.

また、コリメータ39は基板厚誤差補正手段としての機能に加えて、色収差補正手段としての機能も備える。すなわち、コリメータ39の光学面上には、同芯円状の複数の輪帯からなる回折構造39aが形成されており、回折構造39aは入射する光の波長が長くなる方向に変化した場合に、コリメータ39のバックフォーカスが短くなる方向に変化するような波長特性を有するので、コリメータ39と対物レンズ34を通過した、半導体レーザ11からの光束は、第1の光ディスクの情報記録面91上にほとんど色収差なく集光される。   The collimator 39 also has a function as a chromatic aberration correction unit in addition to a function as a substrate thickness error correction unit. That is, on the optical surface of the collimator 39, a diffractive structure 39a composed of a plurality of concentric annular zones is formed. When the diffractive structure 39a changes in a direction in which the wavelength of incident light increases, Since the collimator 39 has such a wavelength characteristic that the back focus changes in the direction of shortening, the light flux from the semiconductor laser 11 that has passed through the collimator 39 and the objective lens 34 is almost on the information recording surface 91 of the first optical disk. Condensed without chromatic aberration.

〈第6の実施の形態〉   <Sixth embodiment>

図91は、本実施の形態の対物レンズOBJ1を示す概略図であり、図91(A)は正面図、(B)は側面図、(C)は側面を一部拡大した図である。この対物レンズOBJ1は、例えば、青紫色半導体レーザのような短波長光源を使用する高密度DVD等の高密度光ディスクと、赤色半導体レーザを使用するDVD、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+RW等のDVD規格の光ディスクと、赤外半導体レーザを使用するCD、CD−R、CD−RW、CD−Video、CD−ROM等のCD規格の光ディスクとに対して共通の対物レンズでコンパチブルに記録/再生するための光ピックアップ装置に適用され、光源から発したレーザ光を光ディスクの情報記録面上に集光させる機能を有している。   FIG. 91 is a schematic diagram showing the objective lens OBJ1 of the present embodiment, in which FIG. 91 (A) is a front view, FIG. 91 (B) is a side view, and FIG. The objective lens OBJ1 includes, for example, a high-density optical disk such as a high-density DVD using a short wavelength light source such as a blue-violet semiconductor laser, and a DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R using a red semiconductor laser. Common to DVD standard optical disks such as DVD-RW and DVD + RW and CD standard optical disks such as CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, and CD-ROM using an infrared semiconductor laser It is applied to an optical pickup device for recording / reproducing in a compatible manner with an objective lens, and has a function of condensing laser light emitted from a light source on an information recording surface of an optical disk.

対物レンズOBJ1は、非球面である2つの光学面S1、S2を有する単レンズであり、一方の光学面S1上に図91(A)に示したように光軸を中心とした輪帯状の回折構造が形成されている。この回折構造は、図91(C)に示したように、フレネルレンズのように各輪帯の境界に光軸方向に段差Δを持つ。輪帯に入射したレーザ光は、その輪帯の光軸に垂直な方向の幅(本明細書では、かかる輪帯の光軸に垂直な方向の幅を「輪帯ピッチ」と呼ぶ。)と、その輪帯の光軸方向の段差量とによって決定される方向に回折する。   The objective lens OBJ1 is a single lens having two optical surfaces S1 and S2 which are aspherical surfaces. As shown in FIG. 91 (A), an annular diffraction pattern centering on the optical axis is provided on one optical surface S1. A structure is formed. As shown in FIG. 91C, this diffractive structure has a step Δ in the optical axis direction at the boundary of each annular zone like a Fresnel lens. The laser light incident on the annular zone has a width in a direction perpendicular to the optical axis of the annular zone (in this specification, the width in the direction perpendicular to the optical axis of the annular zone is referred to as “annular pitch”). Diffracts in a direction determined by the step amount in the optical axis direction of the annular zone.

対物レンズOBJ1をプラスチックレンズとすると、軽量にすることができるので対物レンズOBJ1を駆動するアクチュエータへの負担を軽減でき、フォーカスエラーやトッラキングエラーに対する対物レンズOBJ1の追従を高速に行うことができる。   When the objective lens OBJ1 is a plastic lens, the weight can be reduced, so the burden on the actuator that drives the objective lens OBJ1 can be reduced, and the objective lens OBJ1 can follow the focus error and the tracking error at high speed.

さらに、プラスチックレンズは、所望の金型を精度良く製作することで、射出成形により高精度に量産することが可能であるので、対物レンズOBJ1の高性能化や低コスト化を図ることが可能となる。また、プラスチック材料は粘性が低いので、微細な構造である回折構造を高精度に転写することができ、形状誤差による回折効率の低下の小さい対物レンズを得ることができる。   Furthermore, since the plastic lens can be mass-produced with high accuracy by injection molding by accurately manufacturing a desired mold, the objective lens OBJ1 can be improved in performance and cost. Become. In addition, since the plastic material has low viscosity, a diffractive structure, which is a fine structure, can be transferred with high accuracy, and an objective lens with a small decrease in diffraction efficiency due to a shape error can be obtained.

一方、対物レンズOBJ1をガラスレンズとすると、温度変化による屈折率変化の影響を受けにくくなるので、高密度光ディスクに対して記録/再生中にアクチュエータから放熱等によりピックアップ装置の温度が上昇しても、その集光性能が劣化することはない。また、ガラス材料は、一般的に400nm程度の短波長のレーザ光に対して透過率や耐光性が高いので、高密度光ディスク用の対物レンズとして信頼性の高いレンズを得ることができる。対物レンズOBJ1をガラスレンズとする場合には、ガラス転移点Tgが400℃以下であるガラス材料を使用して、金型を用いた成型法で作製するのが好ましい。これにより、通常のガラス材料よりも低い温度での成形が可能となるので、成形時間の短縮や金型の長寿命化等に関して有利となり、結果として対物レンズ1の低コスト化を実現できる。このようなガラス材料として、住田光学ガラス社製のPG375(商品名)やPG325(商品名)等がある。   On the other hand, if the objective lens OBJ1 is a glass lens, it is less susceptible to changes in the refractive index due to temperature changes. Therefore, even if the temperature of the pickup device rises due to heat radiation from the actuator during recording / reproduction of a high-density optical disc. The light collecting performance does not deteriorate. In addition, since the glass material generally has high transmittance and light resistance with respect to laser light having a short wavelength of about 400 nm, a highly reliable lens can be obtained as an objective lens for a high-density optical disk. In the case where the objective lens OBJ1 is a glass lens, it is preferable to use a glass material having a glass transition point Tg of 400 ° C. or lower and a molding method using a mold. As a result, molding can be performed at a temperature lower than that of a normal glass material, which is advantageous in terms of shortening the molding time and extending the life of the mold. As a result, the cost of the objective lens 1 can be reduced. Examples of such a glass material include PG375 (trade name) and PG325 (trade name) manufactured by Sumita Optical Glass.

図92は、この対物レンズOBJ1を使用した光ピックアッフ装置PU1を示す概略図である。透明基板の厚さの異なる3種類の光ディスクは、透明基板が最も薄く記録密度が最も大きい、高密度DVDである第1光ディスクD1と、透明基板が0.6mmであるDVD規格の第2の光ディスクD2と、透明基板が1.2mmであるCD規格の第3の光ディスクD3である。   FIG. 92 is a schematic view showing an optical pick-up device PU1 using the objective lens OBJ1. The three types of optical discs with different thicknesses of the transparent substrate are the first optical disc D1 which is a high-density DVD having the thinnest transparent substrate and the highest recording density, and the second optical disc of DVD standard having a transparent substrate of 0.6 mm. D2 and the third optical disc D3 of the CD standard having a transparent substrate of 1.2 mm.

光ピックアップ装置PU1は、第1の光ディスクD1の記録/再生用の光を発生する第1の光源である半導体レーザLD1と、第2の光ディスクD2の記録・再生用の光を発生する第2の光源である半導体レーザLD2と、第3の光ディスクD3の記録・再生用の光を発生する第3の光源である半導体レーザLD3、の3種類の半導体レーザを備えており、これらの半導体レーザは、情報を記録/再生する光ディスクに応じて選択的に発光される。   The optical pickup device PU1 is a semiconductor laser LD1 that is a first light source that generates recording / reproducing light for the first optical disc D1, and a second that generates recording / reproducing light for the second optical disc D2. The semiconductor laser LD2 that is a light source and the semiconductor laser LD3 that is a third light source that generates light for recording / reproduction of the third optical disk D3 are provided. Light is selectively emitted according to the optical disk on which information is recorded / reproduced.

半導体レーザLD1は、波長400nm程度のレーザ光を発生するGaN系青紫色レーザである。また、波長400nm程度のレーザ光を発生する光源として、上記のGaN系青紫色レーザのほかに、2次高調波を利用したSHG青紫色レーザを使用してもよい。半導体レーザLD2は、波長650nm程度のレーザ光を発生する赤色半導体レーザであり、半導体レーザLD3は、波長780nm程度のレーザ光を射出する赤外半導体レーザである。   The semiconductor laser LD1 is a GaN blue-violet laser that generates laser light having a wavelength of about 400 nm. In addition to the GaN blue-violet laser, a SHG blue-violet laser using a second harmonic may be used as a light source that generates laser light having a wavelength of about 400 nm. The semiconductor laser LD2 is a red semiconductor laser that generates laser light having a wavelength of about 650 nm, and the semiconductor laser LD3 is an infrared semiconductor laser that emits laser light having a wavelength of about 780 nm.

対物レンズOBJ1は、半導体レーザLD1から射出されコリメートレンズCLを介した平行光束を第1の光ディスクD1の透明基板を介して情報記録面Dr1上に、第1の開口数(NA1)内で回折限界内となるように集光し、半導体レーザLD2から射出された発散光束を第2の光ディスクD2の透明基板を介して情報記録面Dr2上に、第2の開口数(NA2)内で回折限界内となるように集光し、半導体レーザLD3から射出された発散光束を第3の光ディスクD3の透明基板を介して情報記録面Dr3上に、第3の開口数(NA3)内で回折限界内となるように集光するレンズであって、NA1は0.80以上とされ、NA2は0.60乃至0.70とされ、NA3は0.45乃至0.55とされている。   The objective lens OBJ1 has a diffraction limit within the first numerical aperture (NA1) of the parallel light beam emitted from the semiconductor laser LD1 and passing through the collimator lens CL on the information recording surface Dr1 via the transparent substrate of the first optical disc D1. The divergent light beam emitted from the semiconductor laser LD2 is within the diffraction limit within the second numerical aperture (NA2) on the information recording surface Dr2 via the transparent substrate of the second optical disk D2. The divergent light beam emitted from the semiconductor laser LD3 is focused on the information recording surface Dr3 via the transparent substrate of the third optical disk D3 within the diffraction limit within the third numerical aperture (NA3). The NA1 is set to 0.80 or more, NA2 is set to 0.60 to 0.70, and NA3 is set to 0.45 to 0.55.

このように、第2の光ディスクD2及び第3の光ディスクD3に対して情報の記録/再生を行う際に、対物レンズ1に対して、半導体レーザLD2及び半導体レーザLD3から射出された発散光束を入射するようにすると、透明基板の厚い第2の光ディスクD2及び第3の光ディスクD3に対して十分な作動距離を確保できる。   In this way, when information is recorded / reproduced on the second optical disk D2 and the third optical disk D3, divergent light beams emitted from the semiconductor laser LD2 and the semiconductor laser LD3 are incident on the objective lens 1. By doing so, it is possible to secure a sufficient working distance for the second optical disc D2 and the third optical disc D3 having a thick transparent substrate.

対物レンズOBJ1の光源側の光学面2上に形成された回折構造は、図91(A)に示すように、光軸から周辺に向かって第1の光ディスクD1乃至第3の光ディスクD3のすべての光ディスクに対して記録/再生を行うのに使用されるNA3内に対応した共通領域と、第1の光ディスクD1及び第2の光ディスクD2に対して記録/再生を行うのに使用されるNA3〜NA2に対応した第1の周辺領域と、第1の光ディスクD1に対して記録/再生を行うのに使用されるNA2〜NA1に対応した第2の周辺領域とに分割されている。   As shown in FIG. 91A, the diffractive structure formed on the optical surface 2 on the light source side of the objective lens OBJ1 has all of the first optical disc D1 to the third optical disc D3 from the optical axis toward the periphery. A common area corresponding to NA3 used for recording / reproducing with respect to the optical disc, and NA3 to NA2 used for recording / reproducing with respect to the first optical disc D1 and the second optical disc D2. Are divided into a first peripheral area corresponding to NA2 and a second peripheral area corresponding to NA2 to NA1 used for recording / reproducing with respect to the first optical disc D1.

共通領域に形成された回折構造は、
350nm<λB<420nm
を満たす波長λBの光が入射した場合に、2次回折光が理論上100%の回折効率で発生するように最適化されている。このように決定された回折構造に、半導体レーザLD1から射出された光束が入射した場合、2次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、対物レンズ1はこの2次回折光を、第1の光ディスクD1の記録/再生用のビームとしてその情報記録面Dr1上に集光する。また、半導体レーザLD2から射出された光束が入射した場合、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、対物レンズ1はこの1次回折光を、第2の光ディスクD2の記録/再生用のビームとしてその情報記録面Dr2上に集光する。また、半導体レーザLD3から射出された光束が入射した場合、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、対物レンズ1はこの1次回折光を、第3の光ディスクD3の記録/再生用のビームとしてその情報記録面Dr3上に集光する。
The diffractive structure formed in the common region is
350 nm <λB <420 nm
When light having a wavelength λB satisfying the above condition is incident, the second-order diffracted light is theoretically optimized so as to be generated with a diffraction efficiency of 100%. When the light beam emitted from the semiconductor laser LD1 enters the diffractive structure thus determined, the second-order diffracted light is generated so as to have the maximum diffracted light quantity, and the objective lens 1 generates the second-order diffracted light as the first diffracted light. The light is focused on the information recording surface Dr1 as a recording / reproducing beam of the optical disc D1. Further, when the light beam emitted from the semiconductor laser LD2 is incident, the first-order diffracted light is generated so as to have the maximum diffracted light amount, and the objective lens 1 uses this first-order diffracted light for recording / reproducing of the second optical disc D2. Is condensed on the information recording surface Dr2. Further, when the light beam emitted from the semiconductor laser LD3 is incident, the first-order diffracted light is generated so as to have the maximum diffracted light amount, and the objective lens 1 uses the first-order diffracted light for recording / reproducing of the third optical disc D3. Is condensed on the information recording surface Dr3.

このように、共通領域に形成された回折構造で発生する最大の回折光量を有する回折光の次数を、
|n2|=INT(λ1・|n1|/λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3)
|n1|>|n2|≧|n3|
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)│<0.4
|INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・|n1|/λ3)│<0.4
(ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・│n1│/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・|n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。)
を満たすように決定することで、半導体レーザLD1乃至LD3のレーザ光に対して、それぞれn1次回折光、n2次回折光、n3次回折光の回折効率を高いものとすることができる。
In this way, the order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light generated by the diffractive structure formed in the common region is
| N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
| N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
| N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
| INT (λ1 · | n1 | / λ2) − (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
| INT (λ1 · | n1 | / λ3) − (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4
(Where n1 is an integer other than 0 and ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ2 and INT (λ1 · | n1 | / Λ3) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ3.)
By determining so as to satisfy the above, the diffraction efficiencies of the n1-order diffracted light, the n2-order diffracted light, and the n3-order diffracted light can be increased with respect to the laser beams of the semiconductor lasers LD1 to LD3.

例えば、半導体レーザLD1、LD2、LD3の波長がそれぞれ405nm、650nm、780nmである場合、λBとして波長375nmを選択すると、それぞれの光ディスクの記録/再生用のビームの回折効率は、
405nmの2次回折光の回折効率:93.0%
650nmの1次回折光の回折効率:92.5%
780nmの1次回折光の回折効率:99.5%
となる。
For example, when the wavelengths of the semiconductor lasers LD1, LD2, and LD3 are 405 nm, 650 nm, and 780 nm, respectively, when the wavelength 375 nm is selected as λB, the diffraction efficiency of the recording / reproducing beam of each optical disk is
Diffraction efficiency of second-order diffracted light at 405 nm: 93.0%
Diffraction efficiency of first-order diffracted light at 650 nm: 92.5%
Diffraction efficiency of first-order diffracted light at 780 nm: 99.5%
It becomes.

NA3〜NA2に対応した第1の周辺領域に形成された回折構造も、共通領域に形成された回折構造と同様に、
350nm<λB<420nm
を満たす波長λBの光が入射した場合に、2次回折光が理論上100%の回折効率で発生するように最適化されている。
The diffractive structure formed in the first peripheral region corresponding to NA3 to NA2 is similar to the diffractive structure formed in the common region,
350 nm <λB <420 nm
When light having a wavelength λB satisfying the above condition is incident, the second-order diffracted light is theoretically optimized so as to be generated with a diffraction efficiency of 100%.

また、第2の周辺領域に形成された回折構造で発生する回折光は、第1の光ディスクD1に対して記録/再生を行うのに使用され、第2の光ディスクD2及び第3の光ディスクD3に対して記録/再生を行うのには使用されないので、第2の周辺領域においては、半導体レーザLD1から射出される光束の回折効率が重要となる。従って、第2の周辺領域に形成された回折構造に半導体レーザLD2と同じ波長の光が入射すると、2次回折光が理論上100%の回折効率で発生するように最適化した。   The diffracted light generated by the diffractive structure formed in the second peripheral region is used for recording / reproducing with respect to the first optical disc D1, and is applied to the second optical disc D2 and the third optical disc D3. On the other hand, since it is not used for recording / reproducing, the diffraction efficiency of the light beam emitted from the semiconductor laser LD1 is important in the second peripheral region. Therefore, when light having the same wavelength as that of the semiconductor laser LD2 is incident on the diffractive structure formed in the second peripheral region, the second-order diffracted light is theoretically generated with a diffraction efficiency of 100%.

また、共通領域に形成された回折構造は、
405nm<λB<425nm
を満たす波長λBの光が入射した場合に、6次回折光が理論上100%の回折効率で発生するように最適化しても良い。このように決定された回折構造に、半導体レーザLD1から射出された光束が入射した場合、6次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、半導体レーザLD2から射出された光束が入射した場合、4次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、半導体レーザLD3から射出された光束が入射した場合、3次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。
The diffractive structure formed in the common region is
405 nm <λB <425 nm
When light with a wavelength λB satisfying the above condition is incident, optimization may be performed so that sixth-order diffracted light is theoretically generated with a diffraction efficiency of 100%. When the light beam emitted from the semiconductor laser LD1 is incident on the diffractive structure thus determined, the sixth-order diffracted light is generated so as to have the maximum diffracted light amount, and the light beam emitted from the semiconductor laser LD2 is incident When the fourth-order diffracted light is generated to have the maximum amount of diffracted light, and the light beam emitted from the semiconductor laser LD3 is incident, the third-order diffracted light is generated to have the maximum amount of diffracted light.

例えば、半導体レーザLD1、LD2、LD3の波長がそれぞれ405nm、650nm、780nmである場合、λBとして波長415nmを選択すると、それぞれの光ディスクの記録/再生用のビームの回折効率は、
405nmの6次回折光の回折効率;93.0%
650nmの4次回折光の回折効率:90.9%
780nmの3次回折光の回折効率;88.4%
となる。
For example, when the wavelengths of the semiconductor lasers LD1, LD2, and LD3 are 405 nm, 650 nm, and 780 nm, respectively, when the wavelength 415 nm is selected as λB, the diffraction efficiency of the recording / reproducing beam of each optical disk is
Diffraction efficiency of 405 nm sixth-order diffracted light; 93.0%
Diffraction efficiency of 4th order diffracted light at 650 nm: 90.9%
Diffraction efficiency of third-order diffracted light at 780 nm; 88.4%
It becomes.

また、共通領域に形成された回折構造は、
390nm<λB<420nm
を満たす波長λBの光が入射した場合に、8次回折光が理論上100%の回折効率で発生するように最適化しても良い。このように決定された回折構造に、半導体レーザLD1から射出された光束が入射した場合、8次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、半導体レーザLD2から射出された光束が入射した場合、5次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、半導体レーザLD3から射出された光束が入射した場合、4次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。
The diffractive structure formed in the common region is
390 nm <λB <420 nm
When light with a wavelength λB satisfying the above condition is incident, optimization may be performed so that the eighth-order diffracted light is theoretically generated with a diffraction efficiency of 100%. When the light beam emitted from the semiconductor laser LD1 is incident on the diffractive structure thus determined, the eighth-order diffracted light is generated so as to have the maximum diffracted light amount, and the light beam emitted from the semiconductor laser LD2 is incident When the fifth-order diffracted light is generated so as to have the maximum amount of diffracted light and the light beam emitted from the semiconductor laser LD3 is incident, the fourth-order diffracted light is generated so as to have the maximum amount of diffracted light.

例えば、半導体レーザLD1、LD2、LD3の波長がそれぞれ405nm、650nm、780nmである場合、λBとして波長405nmを選択すると、それぞれの光ディスクの記録/再生用のビームの回折効率は、
405nmの8次回折光の回折効率:100%
650nmの5次回折光の回折効率:99.9%
780nmの4次回折光の回折効率:92.5%
となる。
For example, when the wavelengths of the semiconductor lasers LD1, LD2, and LD3 are 405 nm, 650 nm, and 780 nm, respectively, when the wavelength 405 nm is selected as λB, the diffraction efficiency of the recording / reproducing beam of each optical disk is
Diffraction efficiency of 405 nm 8th order diffracted light: 100%
Diffraction efficiency of 5th order diffracted light at 650 nm: 99.9%
Diffraction efficiency of 780 nm fourth-order diffracted light: 92.5%
It becomes.

また、第1及び第2の周辺領域に形成された回折構造は、第1及び第2の周辺領域を通過して第3の光ディスクD3の情報記録面Dr3上に到達する半導体レーザLD3から射出された光束に対して大きな球面収差が付加されるように決定されており、第1の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された光束は、第3の光ディスクD3の記録/再生に使用されるスポットの形成に寄与しないフレア成分となる。   The diffractive structures formed in the first and second peripheral regions are emitted from the semiconductor laser LD3 that passes through the first and second peripheral regions and reaches the information recording surface Dr3 of the third optical disc D3. The light beam emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region is used for recording / reproduction of the third optical disk D3. The flare component does not contribute to spot formation.

同様に、第2の周辺領域に形成された回折構造は、第2の周辺領域を通過して第2の光ディスクD2の情報記録面上に到達する半導体レーザLD2から射出された光束に対して大きな球面収差が付加されるように決定されており、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された光束は、第2の光ディスクD2の記録/再生に使用されるスポットの形成に寄与しないフレア成分となる。   Similarly, the diffractive structure formed in the second peripheral region is larger than the light beam emitted from the semiconductor laser LD2 that passes through the second peripheral region and reaches the information recording surface of the second optical disc D2. The spherical light beam is determined to be added, and the light beam emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region does not contribute to the formation of a spot used for recording / reproduction of the second optical disc D2. Flare component.

このように第2の光ディスクD2及び第3の光ディスクD3に対して記録/再生を行うのに使用される開口数より周辺の領域を通過する光束に対して、故意に大きな球面収差を付加してフレア成分とすると、自動的に開口切替が行われるので、NA2及びNA3に対応する絞りを別途設ける必要がなく光ピックアップ装置の構造が簡単になり好ましい。すなわち、対物レンズOBJ1の光学面S1上に形成された回折構造は、基板厚差補正手段としての機能と、開口切替手段としての機能を有している。   In this way, intentionally adding a large spherical aberration to the light beam passing through the peripheral area than the numerical aperture used for recording / reproducing with respect to the second optical disk D2 and the third optical disk D3. When the flare component is used, the aperture is automatically switched, so that it is not necessary to separately provide a diaphragm corresponding to NA2 and NA3, and the structure of the optical pickup device is simplified, which is preferable. That is, the diffractive structure formed on the optical surface S1 of the objective lens OBJ1 has a function as a substrate thickness difference correcting unit and a function as an aperture switching unit.

また、対物レンズOBJ1では、第1の光ディスクD1の記録/再生用のビームとして、共通領域、第1の周辺領域、及び第2の周辺領域のそれぞれの領域で互いに同じ次数の回折光を利用するようにしたが、それぞれの領域で互いに異なる次数の回折光を利用するようにしてもよい。   In the objective lens OBJ1, diffracted light of the same order is used as the recording / reproducing beam of the first optical disc D1 in each of the common area, the first peripheral area, and the second peripheral area. However, different orders of diffracted light may be used in each region.

例えば、共通領域と第1の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された光束に対して2次回折光が最大の回折光量を有するように、その回折構造を決定し、第2の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された光束に対して4次回折光が最大の回折光量を有するように、その回折構造を決定すると、2次回折光を利用する場合に比して、第2の周辺領域における回折構造の隣り合う輪帯の間隔を広げることができ、輪帯の形状誤差による回折効率の低下を防ぐことができる。このとき、第2の周辺領域に形成された回折構造の隣り合う輪帯どうしの光路差は、半導体レーザLD2から射出された光束に対しては、波長の2.5倍であるので、半導体レーザLD2から射出された光束が第2の周辺領域に形成された回折構造に入射する場合、2次回折光と、2次回折光よりも大きな角度で回折する3次回折光とが同程度の回折光量で発生する。従って、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された光束によるフレア成分が、2次回折光によるフレア成分と3次回折光によるフレア成分とに分離されるとともに、それぞれの次数の回折光によるフレア成分強度を小さくすることができるので、光検出器PD2での信号の検出エラーを抑えることが可能となる。   For example, in the common region and the first peripheral region, the diffraction structure is determined so that the second-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light with respect to the light beam emitted from the semiconductor laser LD1, and in the second peripheral region, When the diffraction structure is determined so that the fourth-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light with respect to the light beam emitted from the semiconductor laser LD1, the diffraction in the second peripheral region is compared with the case where the second-order diffracted light is used. The interval between adjacent annular zones in the structure can be widened, and a reduction in diffraction efficiency due to an annular shape error can be prevented. At this time, the optical path difference between adjacent annular zones of the diffractive structure formed in the second peripheral region is 2.5 times the wavelength with respect to the light beam emitted from the semiconductor laser LD2. When the light beam emitted from the LD 2 enters the diffractive structure formed in the second peripheral region, the second-order diffracted light and the third-order diffracted light diffracted at a larger angle than the second-order diffracted light are generated with the same amount of diffracted light. To do. Accordingly, the flare component due to the light beam emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region is separated into the flare component due to the second-order diffracted light and the flare component due to the third-order diffracted light, and the diffracted light of the respective orders. Since the flare component intensity can be reduced, signal detection errors in the photodetector PD2 can be suppressed.

また、共通領域と第1の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された光束に対して2次回折光が最大の回折光量を有するように、その回折構造を決定し、第2の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された光束に対して3次回折光が最大の回折光量を有するように、その回折構造を決定すると、第2の周辺領域に形成された回折構造の隣り合う輪帯どうしの光路差は、半導体レーザLD3から射出された光束に対しては、波長の1.5倍であるので、半導体レーザLD3から射出された光束が第2の周辺領域に形成された回折構造に入射する場合、1次回折光と、1次回折光よりも大きな角度で回折する2次回折光とが同程度の回折光量で発生する。従って、第2の周辺側域を通過する半導体レーザLD2から射出された光束によるフレア成分が、1次回折光によるフレア成分と2次回折
光によるフレア成分とに分離されるとともに、それぞれの次数の回折光によるフレア成分強度を小さくすることができるので、光検出器PD2での信号の検出エラーを抑えることが可能となる。
In the common region and the first peripheral region, the diffraction structure is determined so that the second-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light with respect to the light beam emitted from the semiconductor laser LD1, and in the second peripheral region, When the diffractive structure is determined so that the third-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light with respect to the light beam emitted from the semiconductor laser LD1, the optical paths between adjacent annular zones of the diffractive structure formed in the second peripheral region Since the difference is 1.5 times the wavelength of the light beam emitted from the semiconductor laser LD3, the light beam emitted from the semiconductor laser LD3 is incident on the diffractive structure formed in the second peripheral region. The first-order diffracted light and the second-order diffracted light diffracted at a larger angle than the first-order diffracted light are generated with the same amount of diffracted light. Accordingly, the flare component due to the light beam emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral side region is separated into the flare component due to the first-order diffracted light and the flare component due to the second-order diffracted light, and the diffracted light of the respective orders. Since the flare component intensity due to can be reduced, signal detection errors in the photodetector PD2 can be suppressed.

第1の光ディスクD1に対して情報/記録の再生を行う場合、半導体レーザLD1から出射された発散光束は、偏光ビームスプリッタBS1を透過した後、コリメートレンズCLによって平行光束とされ、偏光ビームスプリッタBS2、偏光ビームスプリッタBS3、および、図示しない絞りを通過した後、対物レンズOBJ1によって第1の光ディスクD1の透明基板を介して情報記録面Dr1上に集光されるスポットとなる。対物レンズ1は、その周辺に配置されたアクチュエータACによってフォーカス制御及びトラッキング制御される。   When information / recording reproduction is performed with respect to the first optical disc D1, the divergent light beam emitted from the semiconductor laser LD1 passes through the polarization beam splitter BS1 and is then converted into a parallel light beam by the collimator lens CL, and the polarization beam splitter BS2 After passing through the polarizing beam splitter BS3 and the stop (not shown), the spot is focused on the information recording surface Dr1 via the transparent substrate of the first optical disc D1 by the objective lens OBJ1. The objective lens 1 is subjected to focus control and tracking control by an actuator AC arranged around the objective lens 1.

そして、情報記録面Dr1で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ1、絞り、偏光ビームスプリッタBS3、偏光ビームスプリッタBS2、を通過した後、コリメートレンズCLによって収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタBS1によって反射され、シリンドリカルレンズCY1及び凹レンズN1を経ることによって非点収差が与えられ、光検出器PD1に収束する。そして、光検出器PD1の出力信号を用いて第1の光ディスクD1に対して情報の記録/再生を行うことができる。   Then, the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface Dr1 passes again through the objective lens OBJ1, the stop, the polarization beam splitter BS3, and the polarization beam splitter BS2, and then is converged by the collimator lens CL to be a polarized beam. Astigmatism is given by being reflected by the splitter BS1 and passing through the cylindrical lens CY1 and the concave lens N1, and converges on the photodetector PD1. Information can be recorded / reproduced with respect to the first optical disc D1 using the output signal of the photodetector PD1.

第2の光ディスクD2に対して情報の記録/再生を行う場合、半導体レーザLD2から出射された発散光束は、偏光ビームスプリッタBS4を透過した後、偏光ビームスプリッタBS2によって反射され、偏光ビームスプリッタBS3、および、図示しない絞りを通過した後、対物レンズOBJ1によって第2の光ディスクD2の透明基板を介して情報記録面Dr2上に集光されるスポットとなる。   When recording / reproducing information with respect to the second optical disc D2, the divergent light beam emitted from the semiconductor laser LD2 is transmitted through the polarization beam splitter BS4 and then reflected by the polarization beam splitter BS2, and the polarization beam splitter BS3, And after passing through the aperture stop which is not illustrated, it becomes a spot condensed on the information recording surface Dr2 by the objective lens OBJ1 through the transparent substrate of the second optical disk D2.

そして、情報記録面Dr2で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ1、絞り、偏光ビームスプリッタBS3、を通過した後、偏光ビームスプリッタBS2によって反射された後、偏光ビームスプリッタBS4によって反射され、シリンドリカルレンズCY2及び凹レンズN2を経ることによって非点収差が与えられ、光検出器PD2に収束する。そして、光検出器PD2の出力信号を用いて第2の光ディスクD2に対して情報の記録/再生を行うことができる。   Then, the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface Dr2 passes again through the objective lens OBJ1, the stop, and the polarization beam splitter BS3, is reflected by the polarization beam splitter BS2, and then reflected by the polarization beam splitter BS4. Then, astigmatism is given through the cylindrical lens CY2 and the concave lens N2, and converges to the photodetector PD2. Information can be recorded / reproduced with respect to the second optical disc D2 using the output signal of the photodetector PD2.

第3の光ディスクD3に対して情報の記録/再生を行う場合、半導体レーザLD3から出射された発散光束は、偏光ビームスプリッタBS5を透過した後、偏光ビームスプリッタBS3によって反射され、図示しない絞りを通過した後、対物レンズOBJ1によって第3の光ディスクD3の透明基板を介して情報記録面Dr3上に集光されるスポットとなる。   When recording / reproducing information with respect to the third optical disk D3, the divergent light beam emitted from the semiconductor laser LD3 passes through the polarization beam splitter BS5, is reflected by the polarization beam splitter BS3, and passes through a diaphragm (not shown). After that, the spot is condensed on the information recording surface Dr3 by the objective lens OBJ1 through the transparent substrate of the third optical disc D3.

そして、情報記録面Dr3で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ1、絞り、を通過した後、偏光ビームスプリッタBS3、および、偏光ビームスプリッタBS5によって反射された後、シリンドリカルレンズCY3及び凹レンズN3を経ることによって非点収差が与えられ、光検出器PD3に収束する。そして、光検出器PD3の出力信号を用いて第3の光ディスクD3に対して情報の記録/再生を行うことができる。   Then, the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface Dr3 passes through the objective lens OBJ1 and the stop again, and then is reflected by the polarizing beam splitter BS3 and the polarizing beam splitter BS5, and then the cylindrical lens CY3 and Astigmatism is given by passing through the concave lens N3 and converges on the photodetector PD3. Information can be recorded / reproduced with respect to the third optical disc D3 using the output signal of the photodetector PD3.

また、光ピックアップ装置PU1は、半導体レーザLD1と対物レンズOBJ1との間、半導体レーザLD2と対物レンズOBJ1との間、及び半導体レーザLD3と対物レンズOBJ1との間の、それぞれの光路中に図示しない1/4波長板を備える。   Further, the optical pickup device PU1 is not shown in the respective optical paths between the semiconductor laser LD1 and the objective lens OBJ1, between the semiconductor laser LD2 and the objective lens OBJ1, and between the semiconductor laser LD3 and the objective lens OBJ1. A quarter wave plate is provided.

〈第7の実施の形態〉   <Seventh embodiment>

図93は、本実施の形態の対物レンズOBJ2を示す概略図であり、図93(A)は正面図、(B)は側面図、(C)は側面を一部拡大した図である。この対物レンズOBJ1は、例えば、青紫色半導体レーザのような短波長光源を使用する高密度DVD等の高密度光ディスクと、赤色半導体レーザを使用するDVD、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+RW等のDVD規格の光ディスクと、赤外半導体レーザを使用するCD、CD−R、CD−RW、CD−Video、CD−ROM等のCD規格の光ディスクとに対して共通の対物レンズでコンパチブルに記録/再生するための光ピックアップ装置に適用され、光源から発したレーザ光を光ディスクの情報記録面上に集光させる機能を有している。   93 is a schematic diagram showing the objective lens OBJ2 of the present embodiment, in which FIG. 93A is a front view, FIG. 93B is a side view, and FIG. 93C is a partially enlarged side view. The objective lens OBJ1 includes, for example, a high-density optical disk such as a high-density DVD using a short wavelength light source such as a blue-violet semiconductor laser, and a DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R using a red semiconductor laser. Common to DVD standard optical disks such as DVD-RW and DVD + RW and CD standard optical disks such as CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, and CD-ROM using an infrared semiconductor laser It is applied to an optical pickup device for recording / reproducing in a compatible manner with an objective lens, and has a function of condensing laser light emitted from a light source on an information recording surface of an optical disk.

対物レンズOBJ2は、非球面である2つの光学面S3、S4を有する光源から発したレーザ光をそれぞれの光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光レンズとしての第1の光学素子L1と、2つの光学面S1、S2を有する基板厚差補正手段としての第2の光学素子L2とから構成された複合型対物レンズであり、非球面である第2の光学素子L2の光学面S1上に図93(A)に示したように光軸を中心とした輪帯状の回折構造が形成されている。この回折構造は、図93(C)に示したように、フレネルレンズのように各輪帯の境界に光軸方向に段差Δを持つ。輪帯に入射したレーザ光は、その輪帯ピッチと、その輪帯の光軸方向の段差量とによって決定される方向に回折する。   The objective lens OBJ2 is a first optical element L1 as a condensing lens for condensing laser light emitted from a light source having two optical surfaces S3 and S4 that are aspherical surfaces on the information recording surface of each optical disc. And an optical surface S1 of the second optical element L2 which is an aspherical surface, and is a composite objective lens composed of a second optical element L2 as a substrate thickness difference correcting means having two optical surfaces S1 and S2. As shown in FIG. 93 (A), an annular diffractive structure centered on the optical axis is formed. As shown in FIG. 93 (C), this diffractive structure has a step Δ in the optical axis direction at the boundary of each annular zone like a Fresnel lens. The laser light incident on the annular zone is diffracted in a direction determined by the annular zone pitch and the level difference in the optical axis direction of the annular zone.

第1の光学素子L1と第2の光学素子L2は当接部Mによって嵌合されている。当接部Mは金型を用いた成型法により光学面と一体成形されることで、その形状を高精度に作製することが可能であり、第1の光学素子L1と第2の光学素子L2との間の光軸に垂直な方向の位置決めや光軸方向の位置決めを高精度に行うことができる。   The first optical element L1 and the second optical element L2 are fitted by a contact portion M. The contact portion M is integrally formed with the optical surface by a molding method using a mold, so that the shape of the contact portion M can be manufactured with high accuracy. The first optical element L1 and the second optical element L2 are formed. Positioning in the direction perpendicular to the optical axis and positioning in the optical axis direction can be performed with high accuracy.

対物レンズOBJ2は、赤色半導体レーザから射出された発散光束をDVDの情報記録面上に集光し、赤外半導体レーザから射出された発散光束をCDの情報記録面上に集光する。このように対物レンズに対して発散光束が入射する場合、トッラキングエラーにより発生するコマ収差が問題となる。これは、トラッキングエラーにより半導体レーザの発光点に対して対物レンズが偏芯すると、発光点が対物レンズに対して軸外物点となるからである。従って、発散光束を入射させて使用する対物レンズの設計においては、良好なトラッキング特性を得るために、軸外特性(像高特性)のコマ収差を補正しておく必要がある。しかるに、対物レンズに対して発散光束が入射する場合には、平行光束を入射する場合に比して、軸外特性のコマ収差の発生量は大きくなる傾向がある。そこで、対物レンズOBJ2では、第1の光学素子L1と第2の光学素子L2とから構成される複合型対物レンズとすることで、設計自由度(光学面の数)を増やし、DVDやCDの軸外特性のコマ収差を良好に補正したので、DVDやCDの記録/再生時に良好なトラッキング特性を得ることができる。   The objective lens OBJ2 condenses the divergent light beam emitted from the red semiconductor laser on the information recording surface of the DVD, and condenses the divergent light beam emitted from the infrared semiconductor laser on the information recording surface of the CD. Thus, when a divergent light beam is incident on the objective lens, coma generated by a tracking error becomes a problem. This is because if the objective lens is decentered with respect to the emission point of the semiconductor laser due to a tracking error, the emission point becomes an off-axis object point with respect to the objective lens. Therefore, in the design of an objective lens that uses a divergent light beam, it is necessary to correct coma of off-axis characteristics (image height characteristics) in order to obtain good tracking characteristics. However, when a divergent light beam is incident on the objective lens, the amount of off-axis coma aberration generated tends to be larger than when a parallel light beam is incident. Therefore, the objective lens OBJ2 is a composite objective lens composed of the first optical element L1 and the second optical element L2, thereby increasing the degree of design freedom (the number of optical surfaces) and increasing the number of DVDs and CDs. Since the coma aberration of the off-axis characteristic is corrected well, a good tracking characteristic can be obtained when recording / reproducing a DVD or CD.

ところで、高密度光ディスクのように対物レンズの開口数が0.85程度に設定された場合、光学面(特に、光源側の光学面)の曲率半径が小さくなる。このような曲率半径の小さい光学面に輪帯構造を設けようとすると、輪帯ピッチが非常に小さくなってしまう(数μ程度。)   By the way, when the numerical aperture of the objective lens is set to about 0.85 as in a high-density optical disc, the radius of curvature of the optical surface (particularly, the optical surface on the light source side) becomes small. If an annular surface structure is provided on such an optical surface having a small radius of curvature, the annular zone pitch becomes very small (approximately several μ).

光学素子を成形するために用いられる金型は、SPDT(Single-Point Diamond Turning)と呼ばれる微小径のダイヤモンドバイトで切削する方法で作製されている。しかし、SPDTによる金型加工においては、光学面上にピッチが数μm程度の輪帯構造のごとき微細形状を形成する場合、ダイヤモンドバイトの先端形状が金型に転写されることで発生する位相不整合部分によるレーザ光の利用効率低下が問題となる。また、フォトリソグラフィとエッチングとを繰り返し適用するバイナリオプティクス作成技術や電子ビーム描画技術は、高精度に微細形状を形成するのに適した光学素子の作製法であるが、高密度光ディスク用の対物レンズのように、曲率半径が小さい光学面上に微細形状を有する光学素子を作製した例や、光学素子を射出成形するために用いる金型を作製した例は報告されていない。   A mold used for molding an optical element is manufactured by a method called SPDT (Single-Point Diamond Turning), which is a method of cutting with a small-diameter diamond tool. However, in die processing by SPDT, when a fine shape such as a ring structure having a pitch of about several μm is formed on the optical surface, a phase error caused by transferring the tip shape of the diamond bit to the die. There is a problem that the utilization efficiency of the laser beam is reduced by the matching portion. In addition, binary optics creation technology and electron beam lithography technology that repeatedly apply photolithography and etching are optical element fabrication methods suitable for forming fine shapes with high precision. As described above, no example has been reported in which an optical element having a fine shape on an optical surface with a small radius of curvature or a mold used for injection molding of the optical element is produced.

さらに、将来、SPDTによる金型加工において、位相不整合部分によるレーザビームの利用効率低下が問題とならない程度に、先端形状の小さいダイヤモンドバイトを使用することで、高精度に微細形状の作成が技術的に可能となったり、バイナリオプティクス作成技術や電子ビーム描画技術により、曲率半径が小さい光学面上に微細形状を有する光学素子の作製や、光学素子を射出成形するために用いる金型の作製が技術的に可能となった場合でも、曲率半径が小さい光学面上にピッチが数μ程度の輪帯構造を設けると、輪帯構造の段差部分による影の影響が大きくなるためにレーザ光の利用効率が低下するという課題が残る。   Furthermore, in the future, in die processing by SPDT, the use of a diamond tool with a small tip shape to the extent that reduction in the laser beam utilization efficiency due to the phase mismatched portion will not be a problem will enable the creation of fine shapes with high accuracy. It is possible to create optical elements that have a fine shape on an optical surface with a small radius of curvature, or molds that are used to injection mold optical elements, using binary optics creation technology or electron beam drawing technology. Even when technically possible, if an annular structure with a pitch of several μs is provided on an optical surface with a small radius of curvature, the effect of shadows due to the stepped portion of the annular structure will increase, so the use of laser light The problem of reduced efficiency remains.

そこで、対物レンズOBJ2では、第1の光学素子L1の近軸パワーP1(mm-1)と、第2の光学素子L2の近軸パワーP2(mm-1)とを、
|P1/P2|≦0.2
を満足するように設定している。光学面S1上に回折構造が形成された第2の光学素子L2の曲率半径を大きく設定することで、輪帯構造の段差部分での影の影響によるレーザ光の利用効率低下を小さくするとともに、第1の光学素子L1の第2の光学素子L2側の光学面S3の曲率半径を小さく設定することで、対物レンズOBJ2の高開口数化を図った。
Therefore, the objective lens OBJ2, and paraxial power P1 of the first optical element L1 (mm -1), the paraxial power of the second optical element L2 P2 and (mm -1),
| P1 / P2 | ≦ 0.2
Is set to satisfy. By setting the radius of curvature of the second optical element L2 having the diffractive structure formed on the optical surface S1 to be large, it is possible to reduce the use efficiency reduction of the laser light due to the influence of the shadow at the step portion of the annular structure, The numerical aperture of the objective lens OBJ2 was increased by setting the radius of curvature of the optical surface S3 on the second optical element L2 side of the first optical element L1 small.

さらに、第2の光学素子L2の近軸パワーに対する第1の光学素子L1の近軸パワーの比を大きく設定することで、光束の集光作用をもっぱら第1の光学素子L1に持たせたので、対物レンズOBJ2の光ディスク側の光学面S4をマージナル光線が通過する高さが大きく、対物レンズOBJ1のように、対物レンズを単レンズ構成とする場合と同程度の作動距離を確保している。   Furthermore, since the ratio of the paraxial power of the first optical element L1 to the paraxial power of the second optical element L2 is set to be large, the first optical element L1 has the light beam condensing function exclusively. The height at which the marginal ray passes through the optical surface S4 on the optical disk side of the objective lens OBJ2 is large, and a working distance similar to that when the objective lens is configured as a single lens as in the objective lens OBJ1 is secured.

さらに、第2の光学素子L2の近軸パワーP2は、第2の光学素子L2を透過して第1の光学素子L1に入射する光束のマージナル光線が収斂光線となるように決定されている。これにより、光学面3Sの有効径が小さくなるので第1の光学素子L1の外径を小さくすることができ、それに伴い第2の光学素子L2の外径も小さくできるので、対物レンズOBJ2の小型化に有利である。   Further, the paraxial power P2 of the second optical element L2 is determined so that the marginal ray of the light beam transmitted through the second optical element L2 and incident on the first optical element L1 becomes a convergent ray. Thereby, since the effective diameter of the optical surface 3S is reduced, the outer diameter of the first optical element L1 can be reduced, and accordingly, the outer diameter of the second optical element L2 can also be reduced, so that the objective lens OBJ2 can be reduced in size. It is advantageous to make.

光学面S1上に形成された回折構造は、対物レンズOBJ1の光学面S1上に形成された回折構造と同様の考え方により決定されているので、ここでは、その詳細な説明は省略する。   Since the diffractive structure formed on the optical surface S1 is determined based on the same concept as the diffractive structure formed on the optical surface S1 of the objective lens OBJ1, detailed description thereof is omitted here.

図94は、この対物レンズOBJ2を使用した光ピックアップ装置PU2を示す概略図である。光ピックアップ装置PU2は、対物レンズが複合型対物レンズである対物レンズOBJ2となっている以外は、光ピックアップ装置PU1と同様であるので、ここでは、光ピックアップ装置PU2に関する詳細な説明は省略する。   FIG. 94 is a schematic view showing an optical pickup device PU2 using the objective lens OBJ2. Since the optical pickup device PU2 is the same as the optical pickup device PU1 except that the objective lens is an objective lens OBJ2 that is a composite objective lens, detailed description of the optical pickup device PU2 is omitted here.

なお、本発明の実施の形態例に用いることのできる対物レンズとしては、1枚のレンズから構成される対物レンズのほかに、2枚以上の複数のレンズから構成される対物レンズも含まれる。   The objective lens that can be used in the embodiment of the present invention includes an objective lens composed of a plurality of two or more lenses in addition to an objective lens composed of a single lens.

次に、本発明を実施例1乃至実施例14により更に具体的に説明する。各実施例のレンズにおける非球面は光軸方向をX軸、光軸に垂直な方向の高さをh、屈折面の曲率半径をrとするとき次式の数2で表す。但し、κを円すい係数、A2iを非球面係数とする。 Next, the present invention will be described more specifically with reference to Examples 1 to 14. The aspherical surface in the lens of each embodiment is expressed by the following formula 2 when the optical axis direction is the X axis, the height perpendicular to the optical axis is h, and the curvature radius of the refractive surface is r. Here, κ is a cone coefficient, and A 2i is an aspheric coefficient.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

また、各実施例における回折面は光路差関数Φbとして次式の数3により表すことができる。ここで、hは光軸に垂直な高さであり、b2iは光路差関数の係数であり、nは回折面で発生する回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の次数である。 In addition, the diffractive surface in each embodiment can be expressed by the following equation (3) as an optical path difference function Φb. Here, h is the height perpendicular to the optical axis, b 2i is a coefficient of the optical path difference function, and n is the order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount among the diffracted light generated on the diffractive surface. .

Figure 2007207431
Figure 2007207431

なお、以下の表または図では、10のべき乗の表現にE(またはe)を用いて、例えば、E−02(=10-2)のように表す場合がある。 In the following table or figure, E (or e) may be used to express a power of 10, for example, E-02 (= 10 −2 ).

〈実施例1〉   <Example 1>

実施例1は、上述の図9,図11,図12,図14,図15の各光ピックアップ装置に適用することのできる対物レンズであって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して情報の記録/再生が可能である。実施例1の対物レンズ特性を得るに当たって、第1の光ディスク(高密度DVD)用の第1の光源の波長λ1を405nm、第2の光ディスク(DVD)用の第2の光源の波長λ2を650nm、第3の光ディスク用(CD)の第3の光源の波長λ3を780nmとし、第1の光ディスクの保護基板厚さt1は0.1mm、第2の光ディスクの保護基板厚さt2は0.6mm、第3の光ディスクの保護基板厚さt3は1.2mmとした。また、第1乃至第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3として、それぞれ0.85、0.65、0.50を想定している。   The first embodiment is an objective lens that can be applied to each of the optical pickup devices shown in FIGS. 9, 11, 12, 14, and 15 described above, and provides information on three types of optical disks having different recording densities. Can be recorded / reproduced. In obtaining the objective lens characteristics of Example 1, the wavelength λ1 of the first light source for the first optical disk (high density DVD) is 405 nm, and the wavelength λ2 of the second light source for the second optical disk (DVD) is 650 nm. The wavelength λ3 of the third light source for the third optical disc (CD) is 780 nm, the protective substrate thickness t1 of the first optical disc is 0.1 mm, the protective substrate thickness t2 of the second optical disc is 0.6 mm, The protective substrate thickness t3 of the optical disk 3 was 1.2 mm. Further, it is assumed that the image side numerical apertures NA1, NA2, and NA3 of the objective lens necessary for recording / reproducing information with respect to the first to third optical disks are 0.85, 0.65, and 0.50, respectively.

図20乃至図22に、実施例1の対物レンズのλ1=405nm、λ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。実施例1の対物レンズは、光源側の非球面上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有しているが、本明細書中の光路図においては、回折構造は省略されている。実施例1の対物レンズの回折構造及び非球面形状は、波長λ1乃至λ3の光束の1次回折光がそれぞれ第1乃至第3の光ディスクの情報記録面上に良好な波面を形成するように決定される。また、実施例1の対物レンズは、λ1=405nmでは無限仕様とし、λ2=650nm、及びλ3=780nmでは有限仕様とした。このように、λ2=650nm、及びλ3=780nmで有限仕様とし、第1の光ディスクに比して保護基板厚さの大きい第2、第3の光ディスクに対して発散光束を入射するようにすると、作動距離(対物レンズ最終面と、光ディスクの光束入射面との間隔)を十分に確保できるとともに、回折構造が補正しなくてはならない、異なる種類の光ディスクの保護基板厚さの違いに起因して発生する球面収差量を軽減することができるので、隣り合う輪帯の間隔を広げることができ、輪帯形状の製造誤差による回折効率の低下を緩和することができる。   20 to 22 show optical path diagrams of the objective lens of Example 1 at λ1 = 405 nm, λ2 = 650 nm, and λ3 = 780 nm. The objective lens of Example 1 has a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones on the aspherical surface on the light source side, but the diffractive structure is omitted in the optical path diagram in this specification. . The diffractive structure and the aspherical shape of the objective lens of Example 1 are determined so that the first-order diffracted light beams having the wavelengths λ1 to λ3 form good wavefronts on the information recording surfaces of the first to third optical disks, respectively. The Further, the objective lens of Example 1 has an infinite specification when λ1 = 405 nm, and a finite specification when λ2 = 650 nm and λ3 = 780 nm. As described above, when λ2 = 650 nm and λ3 = 780 nm, and a finite specification, the divergent light beam is incident on the second and third optical discs having a protective substrate thickness larger than that of the first optical disc. Due to the difference in the protective substrate thickness of different types of optical discs, the working distance (distance between the final surface of the objective lens and the light incident surface of the optical disc) can be sufficiently secured, and the diffraction structure must be corrected. Since the amount of generated spherical aberration can be reduced, the interval between adjacent annular zones can be widened, and the reduction in diffraction efficiency due to manufacturing errors in the annular zone shape can be mitigated.

図23に実施例1の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。また、図24にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。また、図25にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。図23乃至図25の球面収差図より明らかなように、回折構造の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの保護基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。なお、実施例1の対物レンズの波面収差は、
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.007λ1 rms
λ2=650nm、NA2 0.65、t2=0.6mmのとき、0.003λ2 rms
λ3=780nm、NA3 0.50、t3=1.2mmのとき、0.002λ3 rms
である。
FIG. 23 shows spherical aberration diagrams of the objective lens of Example 1 up to a numerical aperture of 0.85 with respect to λ1 = 405 nm. FIG. 24 shows a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 for λ2 = 650 nm. FIG. 25 shows a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.50 with respect to λ3 = 780 nm. As is apparent from the spherical aberration diagrams of FIGS. 23 to 25, the spherical aberration generated by the difference in the protective substrate thickness of the three types of optical discs can be obtained by utilizing the action of the diffractive structure and the difference in imaging magnification. Good correction is made within the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing information on each optical disc. The wavefront aberration of the objective lens of Example 1 is
When λ1 = 405nm, NA1 0.85, t1 = 0.1mm, 0.007λ1 rms
When λ2 = 650nm, NA2 0.65, t2 = 0.6mm, 0.003λ2 rms
When λ3 = 780nm, NA3 0.50, t3 = 1.2mm, 0.002λ3 rms
It is.

また、図26にλ2=650nmに対する別の球面収差図を示す。図26は、λ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の、実施例1の対物レンズの球面収差図である。図26の球面収差図から理解されるように、実施例1の対物レンズは、λ2=650nm、t2=0.6mmの組み合わせに対して、NA2 0.65までの光束をほぼ無収差で第2の光ディスクの情報記録面上に集光させ、NA2 0.65より外側を通過する光束は、大きな球面収差(以下、「フレア」と呼ぶ)を発生させることで、第2の光ディスクの情報記録面92上に集光しないようにしている。   FIG. 26 shows another spherical aberration diagram for λ2 = 650 nm. FIG. 26 is a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 1 when light of λ2 = 650 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 is incident. As can be understood from the spherical aberration diagram of FIG. 26, the objective lens of Example 1 has a light beam up to NA2 0.65 with almost no aberration for the combination of λ2 = 650 nm and t2 = 0.6 mm. A light beam condensed on the information recording surface and passing outside NA2 0.65 is condensed on the information recording surface 92 of the second optical disc by generating a large spherical aberration (hereinafter referred to as “flare”). I try not to.

また、図27にλ3=780nmに対する別の球面収差図を示す。図27は、λ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ3=780nmの光を入射させた場合の、実施例1の対物レンズの球面収差図である。図27の球面収差図から理解されるように、実施例1の対物レンズは、λ3=780nm、t3=1.2mmの組み合わせに対して、NA3 0.50までの光束をほぼ無収差で第3の光ディスクの情報記録面93上に集光させ、NA3 0.50より外側を通過する光束は、フレアを発生させることで、第3の光ディスクの情報記録面93上に集光しないようにしている。   FIG. 27 shows another spherical aberration diagram for λ3 = 780 nm. FIG. 27 is a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 1 when light of λ3 = 780 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 is incident. As can be understood from the spherical aberration diagram of FIG. 27, the objective lens of Example 1 has a light beam up to NA3 0.50 with almost no aberration for the combination of λ3 = 780 nm and t3 = 1.2 mm. A light beam condensed on the information recording surface 93 and passing outside NA3 0.50 is prevented from condensing on the information recording surface 93 of the third optical disc by generating a flare.

このように、第2及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際に、必要開口数より外側の領域を通過する光束をフレアとすると、光ディスクの情報記録面上のスポットが必要以上に小さくならないので、光ディスクの保護基板がが光軸に対して傾いた(以下、「ディスクスキュー」と呼ぶ)場合に発生するコマ収差を小さくすることができ、ディスクスキューに対するマージンを確保できる。さらに、記録密度の異なる光ディスクに対応した開口切替手段を設ける必要がないので、構造が簡単になり好ましい。   As described above, when recording / reproducing information with respect to the second and third optical disks, if the light flux passing through the area outside the necessary numerical aperture is flare, a spot on the information recording surface of the optical disk is necessary. Since it does not become smaller than that, coma aberration generated when the protective substrate of the optical disk is tilted with respect to the optical axis (hereinafter referred to as “disk skew”) can be reduced, and a margin for the disk skew can be ensured. Furthermore, it is not necessary to provide an aperture switching means corresponding to optical disks having different recording densities, which is preferable because the structure is simplified.

なお、実施例1の対物レンズでは、第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長を405nm、像側開口数を0.85と仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。   In the objective lens of Example 1, as the first optical disk (high-density DVD), the optical design proceeds assuming that the protective substrate thickness t1 is 0.1 mm, the light source wavelength is 405 nm, and the image-side numerical aperture is 0.85. However, the present invention can also be applied to optical discs having other specifications.

また、第2の光ディスク(DVD)に対する像側開口数を0.65、第3の光ディスク(CD)に対する像側開口数を0.50として光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。   The optical design was advanced with an image-side numerical aperture of 0.65 for the second optical disc (DVD) and an image-side numerical aperture of 0.50 for the third optical disc (CD), but for optical discs with other specifications. The present invention is applicable.

また、本明細書において、「球面収差を(良好に)補正する」、「波面収差を(良好に)補正する」とは、光源から射出された光束が、光ディスクの情報記録面上に、その光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの所定の像側開口数内で、波面収差が回折限界内(λを光源の波長としたとき、0.07λrms以下、より好ましくは0.05λrms以下、)の状態で集光するように収差を補正することを指す。   In this specification, “correcting spherical aberration (good)” and “correcting wavefront aberration (good)” mean that the light beam emitted from the light source is reflected on the information recording surface of the optical disc. Wavefront aberration is within the diffraction limit within a predetermined image-side numerical aperture of an objective lens necessary for recording / reproducing information on / from an optical disc (0.07λrms or less, more preferably when λ is the wavelength of the light source) Means correcting the aberration so that the light is condensed in a state of 0.05λrms or less).

表1に実施例1の対物レンズのレンズデータを示す。表中、f1、f2、f3はそれぞれ、波長λ1、λ2、λ3における対物レンズの焦点距離、m1、m2、m3はそれぞれ、波長λ1、λ2、λ3における対物レンズの結像倍率、r(mm)は曲率半径、d(mm)は面間隔、Nλ1、Nλ2、Nλ3はそれぞれ、波長λ1、λ2、λ3における屈折率、νdはd線におけるアッベ数を表すが、以降の実施例2乃至14のレンズデータにおいても同様である。   Table 1 shows lens data of the objective lens of Example 1. In the table, f1, f2, and f3 are the focal lengths of the objective lens at wavelengths λ1, λ2, and λ3, respectively, m1, m2, and m3 are the imaging magnifications of the objective lens at wavelengths λ1, λ2, and λ3, and r (mm), respectively. Is the radius of curvature, d (mm) is the surface separation, Nλ1, Nλ2, and Nλ3 are the refractive indexes at wavelengths λ1, λ2, and λ3, respectively, and νd is the Abbe number at the d-line. The same applies to the data.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

また、実施例1の対物レンズの光源側の非球面上に形成された回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されているが、波長λ1以外の波長や、1以外の回折次数で、この回折構造を最適化してもよい。いずれの場合でも、若干の設計変更で本発明の光ピックアップ装置に適用可能な対物レンズとすることができる。   The diffractive structure formed on the aspherical surface on the light source side of the objective lens of Example 1 is optimized with the wavelength λ1 and the diffraction order 1, but with a wavelength other than the wavelength λ1 and a diffraction order other than 1. This diffractive structure may be optimized. In either case, the objective lens applicable to the optical pickup device of the present invention can be obtained with a slight design change.

〈実施例2〉   <Example 2>

実施例2は、上述の図12の光ピックアップ装置に適用することのできる集光光学系であって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して、情報の記録/再生が可能である。第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長λ1を405nm、像側開口数NA1を0.85とし、第2の光ディスク(DVD)として、保護基板厚さt2を0.6mm、光源の波長λ2を650nm、像側開口数NA2を0.65とし、第3の光ディスク(CD)として、保護基板厚さt3を1.2mm、光源の波長λ3を780nm、像側開口数NA3を0.50とした。   The second embodiment is a condensing optical system that can be applied to the above-described optical pickup device of FIG. 12, and can record / reproduce information with respect to three types of optical disks having different recording densities. As the first optical disk (high density DVD), the protective substrate thickness t1 is 0.1 mm, the wavelength λ1 of the light source is 405 nm, the image side numerical aperture NA1 is 0.85, and the second optical disk (DVD) is the protective substrate thickness t2. Is 0.6 mm, the light source wavelength λ 2 is 650 nm, the image side numerical aperture NA 2 is 0.65, and the third optical disk (CD) has a protective substrate thickness t 3 of 1.2 mm, the light source wavelength λ 3 is 780 nm, and the image side numerical aperture NA 3. Was 0.50.

図28に実施例2の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図を示す。実施例2の集光光学系のコリメータ(図12のコリメータ29に対応する。)は、光ディスク側の非球面上に形成した同心円状の複数の輪帯からなる回折構造の作用により、第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合に、コリメータのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有する。第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合の、コリメータのバックフォーカスの変化量の符号を、同じ量の波長変化に対する対物レンズのバックフォーカスの変化量の符号と逆符合とし、さらに、コリメータの焦点距離の二乗で規格化したバックフォーカスの変化量の絶対値を、同じ量の波長変化に対する対物レンズの焦点距離の二乗で規格化したバックフォーカスの変化量の絶対値とほぼ同じとしたので、第1の光源から射出される光の波長が変化した場合の対物レンズの焦点位置の変化を補償することができる。   FIG. 28 shows an optical path diagram of the condensing optical system of Example 2 at λ1 = 405 nm. The collimator of the condensing optical system of Example 2 (corresponding to the collimator 29 in FIG. 12) is the first due to the action of the diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones formed on the aspheric surface on the optical disk side. When the wavelength of the light emitted from the light source is changed from 405 nm to the long wavelength side, the wavelength characteristic is such that the back focus of the collimator is shortened. The sign of the change amount of the back focus of the collimator when the wavelength of the light emitted from the first light source changes from 405 nm to the long wavelength side, and the sign of the change amount of the back focus of the objective lens for the same amount of wavelength change. Furthermore, the absolute value of the change in back focus normalized by the square of the collimator focal length is the absolute value of the change in back focus normalized by the square of the focal length of the objective lens for the same amount of wavelength change. Since it is almost the same as the absolute value, it is possible to compensate for the change in the focal position of the objective lens when the wavelength of the light emitted from the first light source changes.

図29に実施例2の集光光学系の対物レンズのλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。また、図30に実施例2の集光光学系のコリメータと対物レンズとの合成系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。図29の球面収差図に示すように、実施例2の対物レンズは基準波長405nmから+10nm波長が変化すると、近軸焦点位置が0.005mm変化するが、上述したような波長特性を有するコリメータと組み合わせることで、図30の球面収差図にあるように、基準波長405nmから+10nm波長が変化した場合の近軸焦点位置の変化量を0.002mmと小さくすることができる。   FIG. 29 is a spherical aberration diagram of the objective lens of the condensing optical system of Example 2 up to numerical aperture 0.85 with respect to λ1 = 405 nm ± 10 nm. FIG. 30 is a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.85 with respect to λ1 = 405 nm ± 10 nm of the combining system of the collimator of the condensing optical system and the objective lens in Example 2. As shown in the spherical aberration diagram of FIG. 29, the objective lens of Example 2 changes the paraxial focal point position by 0.005 mm when the reference wavelength changes from 405 nm to +10 nm, but is combined with the collimator having the wavelength characteristics as described above. Thus, as shown in the spherical aberration diagram of FIG. 30, the amount of change in the paraxial focal position when the wavelength of +10 nm is changed from the reference wavelength of 405 nm can be reduced to 0.002 mm.

なお、青紫色半導体レーザのモードホッピングによる波長変化量を+1nmと仮定すると、実施例2の対物レンズのみの系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.160λrmsと回折限界を超えてしまうが、実施例2の集光光学系のコリメータと対物レンズとの合成系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.001λrms以下であり、波長変化による対物レンズの最良像面位置の変化が良好に補償されていることがわかる。   Assuming that the wavelength variation due to the mode hopping of the blue-violet semiconductor laser is +1 nm, the defocus component of the wavefront aberration at the time of mode hopping in the system of only the objective lens of Example 2 is 0.160λrms, which exceeds the diffraction limit. However, the defocus component of the wavefront aberration at the time of mode hopping in the combining system of the collimator of the focusing optical system and the objective lens in Example 2 is 0.001λrms or less, and the best image plane position of the objective lens due to the wavelength change It can be seen that the change in is well compensated.

さらに、実施例2の集光光学系は、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚誤差補正手段としての屈折率分布可変素子(図12の屈折率分布可変素子23に対応する。)を有する。   Furthermore, the condensing optical system of Example 2 constitutes a condensing optical system such as a manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disc, an objective lens, and a collimator when information is recorded / reproduced with respect to the first optical disc. Changes in wavelength due to manufacturing errors of optical elements, light source manufacturing errors, and changes in spherical aberration due to changes in the shape and refractive index of the optical elements that make up the condensing optical system such as objective lenses and collimators due to temperature and humidity changes And a refractive index distribution variable element (corresponding to the refractive index distribution variable element 23 in FIG. 12) as a substrate thickness error correction means.

このような屈折率分布可変素子としては、屈折率分布可変材料層を有し、電場または磁場または温度を印加することにより屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることのできる素子があげられる。具体的には、屈折率分布可変材料層は液晶層であって、液晶層は互いに対向する透明電極との間に配置され、かかる透明電極に電圧を印加することで液晶層の液晶分子の配向状態を電気的に制御することで液晶層内の屈折率分布を変化させることができる素子や、屈折率分布可変材料層は電気光学材料層であって、電気光学材料層は互いに対向する透明電極との間に配置され、透明電極に電圧を印加することで電気光学材料層の屈折率を電気的に制御することで電気光学材料層内の屈折率分布を変化させることができる素子等がある。   Examples of such a refractive index distribution variable element include an element having a refractive index distribution variable material layer and capable of changing the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer by applying an electric field, a magnetic field, or temperature. It is done. Specifically, the refractive index distribution variable material layer is a liquid crystal layer, and the liquid crystal layer is disposed between transparent electrodes facing each other, and a voltage is applied to the transparent electrodes to align the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer. An element capable of changing the refractive index distribution in the liquid crystal layer by electrically controlling the state, or the refractive index distribution variable material layer is an electro-optic material layer, and the electro-optic material layers are transparent electrodes facing each other. And an element that can change the refractive index distribution in the electro-optic material layer by electrically controlling the refractive index of the electro-optic material layer by applying a voltage to the transparent electrode. .

実施例2では、このような屈折率分布可変材料層の光軸に垂直な方向に沿った屈折率分布N(λ,h)を、hを光軸からの高さ(mm)、N0(λ)を屈折率分布可変材料層の光軸上の波長λにおける屈折率、A2iを屈折率分布関数係数として、
N(λ,h)=N0(λ)+ΣA2i・h2i (B)
で表現される屈折率分布関数で表す。
In Example 2, the refractive index distribution N (λ, h) along the direction perpendicular to the optical axis of such a refractive index distribution variable material layer is represented by h as the height from the optical axis (mm), N 0 ( λ) is a refractive index at a wavelength λ on the optical axis of the refractive index distribution variable material layer, and A 2i is a refractive index distribution function coefficient.
N (λ, h) = N 0 (λ) + ΣA 2i · h 2i (B)
It is expressed by a refractive index distribution function expressed by

表2に、光源の製造誤差による基準波長(405nm)に対する±10nmの波長誤差、基準温度(25℃)に対する±30℃の温度変化によるプラスチックレンズの屈折率変化、第1の光ディスクの基準保護基板厚さ(0.1mm)に対する±0.02mmの製造誤差、により集光光学系で発生する球面収差の変化を、屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることで補正した結果を示す。プラスチックレンズはガラスレンズに比べて温度変化による屈折率変化が大きいので、温度変化時は、プラスチックレンズの屈折率変化のみを考慮し、その変化量は、-10×10-5/℃である。 Table 2 shows the wavelength error of ± 10 nm with respect to the reference wavelength (405 nm) due to the manufacturing error of the light source, the refractive index change of the plastic lens due to the temperature change of ± 30 ° C. with respect to the reference temperature (25 ° C.), and the reference protective substrate of the first optical disk. The result of correcting the change of the spherical aberration generated in the condensing optical system due to the manufacturing error of ± 0.02 mm with respect to the thickness (0.1 mm) by changing the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer is shown. Since the plastic lens has a larger refractive index change due to the temperature change than the glass lens, only the refractive index change of the plastic lens is considered at the time of the temperature change, and the change amount is −10 × 10 −5 / ° C.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

なお、実施例2の集光光学系において、プラスチックレンズはコリメータである。また、温度変化時の光源の波長変化量を+0.05nm/℃とした。表2から、いずれの場合も、良好に波面収差が補正されており、0.85という高い開口数を必要とする第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合でも常に集光状態の良好なスポットを得ることができる。   In the condensing optical system of Example 2, the plastic lens is a collimator. Further, the wavelength change amount of the light source at the time of temperature change was set to +0.05 nm / ° C. From Table 2, in any case, the wavefront aberration is corrected well, and even when information is recorded / reproduced with respect to the first optical disk that requires a high numerical aperture of 0.85, the light collecting state is always good. You can get a spot.

また、表2において、補正前の波面収差は、波長誤差、あるいは温度変化による波長変化及び屈折率変化、あるいは保護基板厚さの誤差を与えた場合に、屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させる前、すなわち屈折率分布可変材料層の屈折率が一様にN0(λ)であるときの集光光学系全系の波面収差を意味し、補正後の波面収差は、波長誤差、あるいは温度変化による波長変化及び屈折率変化、あるいは保護基板厚さの誤差を与えた場合に、屈折率分布可変材料層に、2次の屈折率分布関数係数A2とN0(λ)を用いて上記(B)式で表現される屈折率分布を与えたときの集光光学系全系の波面収差を意味する。 Also, in Table 2, the wavefront aberration before correction indicates the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer when a wavelength error, a wavelength change and a refractive index change due to a temperature change, or a protective substrate thickness error is given. , That is, the wavefront aberration of the entire focusing optical system when the refractive index distribution variable material layer has a uniform refractive index of N 0 (λ), and the corrected wavefront aberration is a wavelength error. Alternatively, when a wavelength change and a refractive index change due to a temperature change, or an error in the thickness of the protective substrate is given, the secondary refractive index distribution function coefficient A 2 and N 0 (λ) are applied to the refractive index distribution variable material layer. This means the wavefront aberration of the entire focusing optical system when the refractive index distribution expressed by the above equation (B) is used.

図31及び図32に実施例2の集光光学系の対物レンズのλ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。また、図33にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。また、図34にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。実施例2の集光光学系の対物レンズは、光源側の非球面上に同心円状の輪帯回折構造を有しており、この回折構造の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの保護基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。実施例2の集光光学系の対物レンズは実施例1の対物レンズと同じ対物レンズであるので、詳細な説明は割愛する。   31 and 32 show optical path diagrams of the objective lens of the condensing optical system of Example 2 at λ2 = 650 nm and λ3 = 780 nm. FIG. 33 shows a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.65 with respect to λ2 = 650 nm. FIG. 34 shows a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.50 with respect to λ3 = 780 nm. The objective lens of the condensing optical system of Example 2 has a concentric annular diffraction structure on the aspherical surface on the light source side. By utilizing the effect of this diffraction structure and the difference in imaging magnification, The spherical aberration caused by the difference in the thickness of the protective substrate of the three types of optical disks is corrected well within the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing information with respect to the respective optical disks. Since the objective lens of the condensing optical system of Example 2 is the same objective lens as the objective lens of Example 1, detailed description is omitted.

また、実施例2の集光光学系では、第1の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う場合にのみ、屈折率分布可変材料層の光軸に垂直な方向に沿った屈折率分布を変化させて球面収差の変化を補正したが、第2の光ディスクあるいは第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う場合においても、屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させて球面収差の変化を補正してもよい。   In the condensing optical system of Example 2, the refractive index distribution along the direction perpendicular to the optical axis of the refractive index distribution variable material layer is obtained only when information is recorded / reproduced with respect to the first optical disk. The change of the spherical aberration is corrected by changing the spherical aberration. However, when information is recorded / reproduced on the second optical disk or the third optical disk, the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer is changed to change the spherical surface. A change in aberration may be corrected.

また、実施例2の光路図では、実際の光ピックアップ装置において、光源と対物レンズとの間の光路中に配置される偏光ビームスプリッタは省略している。実施例2の集光光学系において、光源と対物レンズとの間の非平行光束中に偏光ビームスプリッタが配置されると球面収差が発生するが、光源の位置を光軸方向に所定量移動することで、発生した球面収差を補正することができる。以降の実施例においても同様に、光源と対物レンズとの間の光路中に配置される偏光ビームスプリッタは省略する。   In the optical path diagram of the second embodiment, in an actual optical pickup device, the polarization beam splitter disposed in the optical path between the light source and the objective lens is omitted. In the condensing optical system of Example 2, spherical aberration occurs when a polarizing beam splitter is arranged in the non-parallel light beam between the light source and the objective lens, but the position of the light source is moved by a predetermined amount in the optical axis direction. Thus, the generated spherical aberration can be corrected. Similarly, in the following embodiments, the polarization beam splitter disposed in the optical path between the light source and the objective lens is omitted.

表3に実施例2の集光光学系の、λ1=405nmに対するレンズデータを示す。実施例2の集光光学系のコリメータの光ディスク側の非球面上に形成した回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されている。   Table 3 shows lens data for λ1 = 405 nm of the condensing optical system of Example 2. The diffractive structure formed on the aspheric surface on the optical disc side of the collimator of the condensing optical system of Example 2 is optimized with the wavelength λ1 and the diffraction order 1.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

また、かかる回折構造を2次以上の回折次数で最適化すると、金型の加工時間の短縮やコリメータの透過光量の向上という点で有利となる。例えば、回折次数2で最適化すると回折輪帯数が1/2、隣り合う回折輪帯の間隔が2倍となる。この場合は、表3のレンズデータにおける第2面の回折面係数を1/2倍した値を用いて、前述の数3で表される光路差関数の値(ただしn=2)が最適化波長(この場合はλ1)の2倍かわる毎に回折輪帯を形成する。   Further, optimizing such a diffractive structure with a second or higher diffraction order is advantageous in terms of shortening the processing time of the mold and improving the amount of transmitted light of the collimator. For example, when optimization is performed with the diffraction order 2, the number of diffraction ring zones is halved and the interval between adjacent diffraction ring zones is doubled. In this case, the value of the optical path difference function (where n = 2) expressed by the above equation 3 is optimized by using a value obtained by doubling the diffraction surface coefficient of the second surface in the lens data in Table 3. A diffraction zone is formed every time the wavelength (in this case, λ1) is changed.

表4に実施例2の集光光学系の、λ2=650nm及びλ3=780nmに対するレンズデータを示す。   Table 4 shows lens data of the condensing optical system of Example 2 for λ2 = 650 nm and λ3 = 780 nm.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

〈実施例3〉   <Example 3>

実施例3は、図13の光ピックアップ装置に適用することのできる集光光学系であって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して、情報の記録/再生が可能である。第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長λ1を405nm、像側開口数NA1を0.85とし、第2の光ディスク(DVD)として、保護基板厚さt2を0.6mm、光源の波長λ2を650nm、像側開口数NA2を0.65とし、第3の光ディスク(CD)として、保護基板厚さt3を1.2mm、光源の波長λ3を780nm、像側開口数NA3を0.50とした。   The third embodiment is a condensing optical system that can be applied to the optical pickup device of FIG. 13, and can record / reproduce information with respect to three types of optical disks having different recording densities. As the first optical disk (high density DVD), the protective substrate thickness t1 is 0.1 mm, the wavelength λ1 of the light source is 405 nm, the image side numerical aperture NA1 is 0.85, and the second optical disk (DVD) is the protective substrate thickness t2. Is 0.6 mm, the light source wavelength λ 2 is 650 nm, the image side numerical aperture NA 2 is 0.65, and the third optical disk (CD) has a protective substrate thickness t 3 of 1.2 mm, the light source wavelength λ 3 is 780 nm, and the image side numerical aperture NA 3. Was 0.50.

図35に実施例3の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図を示す。また、図36に実施例3の集光光学系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。実施例3のコリメータは、実施例2の集光光学系のコリメータと同様に、光ディスク側の非球面上に形成した同心円状の複数の輪帯からなる回折構造の作用により、第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合に、コリメータのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有し、第1の光源から射出される光の波長が変化した場合の対物レンズの焦点位置の変化を補償している。実施例3の対物レンズのみの系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分が、0.201λrmsであるのに対し、実施例3の集光光学系のコリメータと対物レンズとの合成系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.003λrmsであり、波長変化による対物レンズの最良像面位置の変化が良好に補償されていることがわかる。   FIG. 35 shows an optical path diagram of the condensing optical system of Example 3 at λ1 = 405 nm. FIG. 36 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 with respect to λ1 = 405 nm ± 10 nm of the condensing optical system of Example 3. Similar to the collimator of the condensing optical system of Example 2, the collimator of Example 3 is separated from the first light source by the action of the diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones formed on the aspheric surface on the optical disk side. When the wavelength of the emitted light changes from 405 nm to the long wavelength side, the objective has a wavelength characteristic that shortens the back focus of the collimator, and the objective when the wavelength of the light emitted from the first light source changes It compensates for changes in the focal position of the lens. The defocus component of the wavefront aberration at the time of mode hopping in the objective lens-only system of the third embodiment is 0.201 λrms, whereas in the synthesis system of the collimator of the focusing optical system of the third embodiment and the objective lens The defocus component of the wavefront aberration during mode hopping is 0.003 λrms, and it can be seen that the change in the best image plane position of the objective lens due to the wavelength change is well compensated.

さらに、実施例3の集光光学系は、実施例2の集光光学系と同様に、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正する基板厚差補正手段としての屈折率分布可変素子を有する。   Further, in the same manner as the condensing optical system of Example 2, the condensing optical system of Example 3 has a manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disc when information is recorded / reproduced with respect to the first optical disc. Optical elements that make up the condensing optical system such as objective lenses and collimators due to manufacturing errors of optical elements that make up the condensing optical system such as objective lenses and collimators, changes in wavelength due to manufacturing errors of the light source, and changes in temperature and humidity And a refractive index distribution variable element as a substrate thickness difference correcting means for correcting a change in spherical aberration due to a change in shape and refractive index.

表5に、光源の製造誤差による基準波長(405nm)に対する±10nmの波長の変化、基準温度(25℃)に対する±30℃の温度変化によるプラスチックレンズの屈折率変化、第1の光ディスクの基準保護基板厚さ(0.1mm)に対する±0.02mmの製造誤差、により集光光学系で発生する球面収差の変化を、屈折率分布可変素子の屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることで補正した結果を示す。   Table 5 shows the change in the wavelength of ± 10 nm with respect to the reference wavelength (405 nm) due to the manufacturing error of the light source, the change in the refractive index of the plastic lens due to the change in temperature of ± 30 ° C with respect to the reference temperature (25 ° C), and the reference protection of the first optical disk. By changing the refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer of the refractive index distribution variable element, the change of the spherical aberration that occurs in the condensing optical system due to the manufacturing error of ± 0.02mm with respect to the substrate thickness (0.1mm) The corrected result is shown.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

実施例2と同様に、温度変化時は、プラスチックレンズの屈折率変化のみを考慮し、その変化量は、-10×10-5/℃である。なお、実施例3の集光光学系において、プラスチックレンズはコリメータと対物レンズである。また、温度変化時の光源の波長変化量を+0.05nm/℃とした。なお、屈折率分布可変材料層の光軸に垂直な方向に沿った屈折率分布は、実施例2と同様に(B)式で表される。表5から、いずれの場合も、良好に波面収差が補正されており、0.85という高い開口数を必要とする第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合でも常に集光状態の良好なスポットを得ることができる。 As in Example 2, when the temperature changes, only the refractive index change of the plastic lens is considered, and the change amount is −10 × 10 −5 / ° C. In the condensing optical system of Example 3, the plastic lenses are a collimator and an objective lens. Further, the wavelength change amount of the light source at the time of temperature change was set to +0.05 nm / ° C. Note that the refractive index distribution along the direction perpendicular to the optical axis of the refractive index distribution variable material layer is expressed by the equation (B) as in the second embodiment. From Table 5, in any case, the wavefront aberration is corrected well, and the light collecting state is always good even when information is recorded / reproduced with respect to the first optical disk requiring a high numerical aperture of 0.85. You can get a spot.

図37に実施例3の集光光学系のλ2=650nmにおける光路図を示す。また、図38に実施例3の集光光学系のλ3=780nmにおける光路図を示す。また、また、図39にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。また、図40にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。実施例3の集光光学系の対物レンズは、第1の光ディスク専用の対物レンズであって、λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mm、結像倍率m1=0の組み合わせで無収差となるように収差補正された屈折レンズである。   FIG. 37 shows an optical path diagram of the condensing optical system of Example 3 at λ2 = 650 nm. FIG. 38 shows an optical path diagram of the condensing optical system of Example 3 at λ3 = 780 nm. FIG. 39 shows a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.65 with respect to λ2 = 650 nm. FIG. 40 shows a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.50 with respect to λ3 = 780 nm. The objective lens of the condensing optical system of Example 3 is an objective lens dedicated to the first optical disc and has no aberration when λ1 = 405 nm, NA1 0.85, t1 = 0.1 mm, and imaging magnification m1 = 0. Thus, the refractive lens is corrected for aberration.

したがって、実施例3の集光光学系の対物レンズで、第1の光ディスクに比して保護基板厚さの大きい第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行おうとすると、補正過剰方向に球面収差が変化する。そこで、屈折率分布可変素子により補正過剰方向に変化した球面収差を補正することで、第1の光ディスク専用の対物レンズを用いて、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行えるようにした。   Therefore, when the objective lens of the condensing optical system of Example 3 is used to record / reproduce information with respect to the second optical disc and the third optical disc having a protective substrate thickness larger than that of the first optical disc. The spherical aberration changes in the overcorrection direction. Therefore, by correcting the spherical aberration changed in the overcorrection direction by the refractive index distribution variable element, information recording / recording on the second optical disc and the third optical disc is performed using an objective lens dedicated to the first optical disc. Added playback.

さらに、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際に、対物レンズに対し発散光束を入射させることで、十分な作動距離を確保した。表6に、保護基板厚さの違いにより変化した球面収差を補正した結果を示す。屈折率分布可変材料層の光軸に垂直な方向に沿った屈折率分布は、実施例2と同様に(B)式で表される。また、5次以上の高次球面収差を良好に補正するために、2次の屈折率分布係数に加えて4次の屈折率分布係数を使用した。   Furthermore, when recording / reproducing information with respect to the second optical disc and the third optical disc, a divergent light beam is incident on the objective lens to ensure a sufficient working distance. Table 6 shows the result of correcting the spherical aberration changed due to the difference in the thickness of the protective substrate. The refractive index distribution along the direction perpendicular to the optical axis of the refractive index distribution variable material layer is expressed by the equation (B) as in the second embodiment. In addition to the second-order refractive index distribution coefficient, a fourth-order refractive index distribution coefficient was used in order to satisfactorily correct fifth-order and higher-order spherical aberration.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

表6から、保護基板厚さの違いにより変化した球面収差は良好に補正され、第1の光ディスク専用の対物レンズを用いて、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生が可能であることがわかる。   From Table 6, the spherical aberration changed due to the difference in the thickness of the protective substrate is corrected well, and information can be recorded / reproduced on the second optical disc and the third optical disc using the objective lens dedicated to the first optical disc. It can be seen that it is.

また、対物レンズの光学面上には、開口切替手段として波長選択性のあるフィルタが形成されている。すなわち、図18に示すように、NA3内に対応する共通領域にはフィルタCが形成されており、NA3からNA2に対応する第1の周辺領域にはフィルタBが形成されており、NA2からNA1に対応する第2の周辺領域にはフィルタAが形成されている。かかる波長選択性のある輪帯フィルタにより、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合は、必要開口数以上の光束を遮断することにより、開口切り替えを自動的に行うことができる。   Further, a filter having wavelength selectivity is formed as an aperture switching unit on the optical surface of the objective lens. That is, as shown in FIG. 18, the filter C is formed in the common area corresponding to NA3, the filter B is formed in the first peripheral area corresponding to NA3 to NA2, and NA2 to NA1. A filter A is formed in the second peripheral region corresponding to. When recording / reproducing information with respect to the second optical disk and the third optical disk using such an annular filter having wavelength selectivity, aperture switching is automatically performed by blocking light beams exceeding a necessary numerical aperture. be able to.

表7に実施例3の集光光学系のλ1=405nmに対応するレンズデータを示す。実施例3の集光光学系のコリメータの光ディスク側の非球面上に形成した回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されている。   Table 7 shows lens data corresponding to λ1 = 405 nm of the condensing optical system of Example 3. The diffractive structure formed on the aspheric surface on the optical disc side of the collimator of the condensing optical system of Example 3 is optimized with the wavelength λ1 and the diffraction order 1.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

表8に実施例3の集光光学系の、λ2=650nm及びλ3=780nmに対するレンズデータを示す。   Table 8 shows lens data of the condensing optical system of Example 3 with respect to λ2 = 650 nm and λ3 = 780 nm.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

〈実施例4〉   <Example 4>

実施例4は、図14の光ピックアップ装置に適用することのできる集光光学系であって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して、情報の記録/再生が可能である。第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長λ1を405nm、像側開口数NA1を0.85とし、第2の光ディスク(DVD)として、保護基板厚さt2を0.6mm、光源の波長λ2を650nm、像側開口数NA2を0.65とし、第3の光ディスク(CD)として、保護基板厚さt3を1.2mm、光源の波長λ3を780nm、像側開口数NA3を0.50とした。   The fourth embodiment is a condensing optical system that can be applied to the optical pickup device of FIG. 14, and can record / reproduce information with respect to three types of optical disks having different recording densities. As the first optical disk (high density DVD), the protective substrate thickness t1 is 0.1 mm, the wavelength λ1 of the light source is 405 nm, the image side numerical aperture NA1 is 0.85, and the second optical disk (DVD) is the protective substrate thickness t2. Is 0.6 mm, the light source wavelength λ 2 is 650 nm, the image side numerical aperture NA 2 is 0.65, and the third optical disk (CD) has a protective substrate thickness t 3 of 1.2 mm, the light source wavelength λ 3 is 780 nm, and the image side numerical aperture NA 3. Was 0.50.

図41に実施例4の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図を示す。また、図42に実施例4の集光光学系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。実施例4の集光光学系では、ビームエキスパンダを構成する正レンズの両面上に形成した同心円状の複数の輪帯からなる回折構造の作用により、第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合に、ビームエキスパンダのパワーが大きくなるような波長特性をビームエキスパンダに持たせることで、第1の光源から射出される光の波長が変化した場合の対物レンズの焦点位置の変化を補償している。実施例4の対物レンズのみの系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分が、0.160λrmsであるのに対し、実施例4の集光光学系のビームエキスパンダと対物レンズとの合成系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.007λrmsであり、波長変化による対物レンズの最良像面位置の変化が良好に補償されていることがわかる。   FIG. 41 shows an optical path diagram of the condensing optical system of Example 4 at λ1 = 405 nm. FIG. 42 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 with respect to λ1 = 405 nm ± 10 nm of the condensing optical system of Example 4. In the condensing optical system of Example 4, the wavelength of the light emitted from the first light source by the action of the diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones formed on both surfaces of the positive lens constituting the beam expander. When the wavelength of the light emitted from the first light source is changed by giving the beam expander a wavelength characteristic that increases the power of the beam expander when the wavelength changes from 405 nm to the long wavelength side. It compensates for changes in the focal position of the objective lens. The defocus component of the wavefront aberration at the time of mode hopping in the objective lens only system of the fourth embodiment is 0.160 λ rms, whereas the combining system of the beam expander and the objective lens of the condensing optical system of the fourth embodiment The defocus component of the wavefront aberration at the time of mode hopping is 0.007λrms, and it can be seen that the change in the best image plane position of the objective lens due to the wavelength change is well compensated.

さらに、実施例4の集光光学系が具備するビームエキスパンダは、負レンズ(図14の負レンズ32に対応する。)が光軸方向に変位可能となっており、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、光源の製造誤差による波長の変化、温度変化や湿度変化による対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化、による球面収差の変化を補正するための基板厚誤差補正手段としての機能も備えている。負レンズを変移させるためのアクチュエータとしては、ボイスコイル型のアクチュエータやピエゾアクチュエータを用いることができる。また、実施例4では、ビームエキスパンダの負レンズを変移可能としたが、変移可能とするのは、正レンズでもよく、また、負レンズと正レンズの両方でもよい。   Further, in the beam expander included in the condensing optical system of Example 4, the negative lens (corresponding to the negative lens 32 in FIG. 14) is displaceable in the optical axis direction, and the first optical disk is compared with the first optical disk. When recording / reproducing information, the manufacturing error of the protective substrate thickness of the optical disc, the manufacturing error of the optical elements that constitute the condensing optical system such as the objective lens and collimator, the change in wavelength due to the manufacturing error of the light source, the temperature change It also has a function as a substrate thickness error correction means for correcting a change in spherical aberration due to a change in shape or refractive index of an optical element constituting a condensing optical system such as an objective lens or a collimator due to a change in humidity or humidity. As an actuator for shifting the negative lens, a voice coil type actuator or a piezoelectric actuator can be used. In the fourth embodiment, the negative lens of the beam expander can be shifted. However, it is possible to use a positive lens or both a negative lens and a positive lens.

表9に、光源の製造誤差による基準波長(405nm)に対する±10nmの波長の変化、基準温度(25℃)に対する±30℃の温度変化によるプラスチックレンズの屈折率変化、第1の光ディスクの基準保護基板厚さ(0.1mm)に対する±0.02mmの製造誤差、により集光光学系で発生する球面収差の変化を、ビームエキスパンダの負レンズを光軸方向に沿って変移させることで補正した結果を示す。   Table 9 shows the change in the wavelength of ± 10 nm relative to the reference wavelength (405 nm) due to the manufacturing error of the light source, the change in the refractive index of the plastic lens due to the temperature change of ± 30 ° C relative to the reference temperature (25 ° C), and the reference protection of the first optical disk. The result of correcting the change in spherical aberration that occurs in the focusing optical system due to the manufacturing error of ± 0.02mm with respect to the substrate thickness (0.1mm) by shifting the negative lens of the beam expander along the optical axis direction. Show.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

温度変化時は、プラスチックレンズ、及びコリメータの光ディスク側の面上に形成された樹脂層の屈折率変化のみを考慮し、その変化量は、-10×10-5/℃である。なお、実施例4の集光光学系において、プラスチックレンズはビームエキスパンダの負レンズと正レンズである。また、温度変化時の光源の波長変化量を+0.05nm/℃とした。表9から、いずれの場合も、良好に波面収差が補正されており、0.85という高い開口数を必要とする第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合でも常に集光状態の良好なスポットを得ることができる。 When the temperature changes, only the change in refractive index of the plastic lens and the resin layer formed on the optical disc side surface of the collimator is considered, and the amount of change is −10 × 10 −5 / ° C. In the condensing optical system of Example 4, the plastic lenses are a negative lens and a positive lens of a beam expander. Further, the wavelength change amount of the light source at the time of temperature change was set to +0.05 nm / ° C. From Table 9, in all cases, the wavefront aberration is corrected well, and even when information is recorded / reproduced with respect to the first optical disk that requires a high numerical aperture of 0.85, the light collection state is always good. You can get a spot.

なお、表9において、d5、d7は、それぞれ後述する表10における可変間隔d5、d7に相当する。d5及びd7の初期値は、それぞれ3.000mm、2.000mmである。   In Table 9, d5 and d7 correspond to variable intervals d5 and d7 in Table 10 described later, respectively. The initial values of d5 and d7 are 3.000 mm and 2.000 mm, respectively.

図43及び図44に実施例4の集光光学系の対物レンズのλ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。また、図45にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。また、図46にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。実施例4の集光光学系の対物レンズは、光源側の非球面上に同心円状の輪帯回折構造を有しており、この回折構造の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの保護基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。実施例4の集光光学系の対物レンズは実施例1の対物レンズと同じ対物レンズであるので、詳細な説明は割愛する。   FIGS. 43 and 44 show optical path diagrams of the objective lens of the condensing optical system of Example 4 at λ2 = 650 nm and λ3 = 780 nm. FIG. 45 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 for λ2 = 650 nm. FIG. 46 shows a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.50 with respect to λ3 = 780 nm. The objective lens of the condensing optical system of Example 4 has a concentric annular diffraction structure on the aspherical surface on the light source side. By utilizing the effect of this diffraction structure and the difference in imaging magnification, The spherical aberration caused by the difference in the thickness of the protective substrate of the three types of optical disks is corrected well within the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing information with respect to the respective optical disks. Since the objective lens of the condensing optical system of Example 4 is the same objective lens as that of Example 1, detailed description thereof is omitted.

表10に実施例4の集光光学系のλ1=405nmに対するレンズデータを示す。実施例4の集光光学系のビームエキスパンダの両面上に形成した回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されている。   Table 10 shows lens data for λ1 = 405 nm of the condensing optical system of Example 4. The diffractive structures formed on both surfaces of the beam expander of the condensing optical system of Example 4 are optimized with the wavelength λ1 and the diffraction order 1.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

表11に実施例4の集光光学系の、λ2=650nm及びλ3=780nmに対するレンズデータを示す。   Table 11 shows lens data of the condensing optical system of Example 4 with respect to λ2 = 650 nm and λ3 = 780 nm.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

〈実施例5〉   <Example 5>

実施例5は、図15の光ピックアップ装置に適用することのできる集光光学系であって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して、情報の記録/再生が可能である。第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長λ1を405nm、像側開口数NA1を0.85とし、第2の光ディスク(DVD)として、保護基板厚さt2を0.6mm、光源の波長λ2を650nm、像側開口数NA2を0.65とし、第3の光ディスク(CD)として、保護基板厚さt3を1.2mm、光源の波長λ3を780nm、像側開口数NA3を0.50とした。   Example 5 is a condensing optical system that can be applied to the optical pickup device of FIG. 15, and can record / reproduce information with respect to three types of optical disks having different recording densities. As the first optical disc (high density DVD), the protective substrate thickness t1 is 0.1 mm, the light source wavelength λ1 is 405 nm, the image-side numerical aperture NA1 is 0.85, and the second optical disc (DVD) is the protective substrate thickness t2. Is 0.6 mm, the light source wavelength λ 2 is 650 nm, the image side numerical aperture NA 2 is 0.65, and the third optical disk (CD) has a protective substrate thickness t 3 of 1.2 mm, the light source wavelength λ 3 is 780 nm, and the image side numerical aperture NA 3. Was 0.50.

図47乃至図49に実施例5の集光光学系のλ1=405nm、λ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図をそれぞれ示す。また、図50に実施例5の集光光学系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。また、図51にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。また、図52にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。また、図53にλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。   47 to 49 show optical path diagrams at λ1 = 405 nm, λ2 = 650 nm, and λ3 = 780 nm of the condensing optical system of Example 5, respectively. FIG. 50 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 with respect to λ1 = 405 nm ± 10 nm of the condensing optical system of Example 5. FIG. 51 shows a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.65 with respect to λ2 = 650 nm. FIG. 52 is a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.50 with respect to λ3 = 780 nm. FIG. 53 is a spherical aberration diagram in the case where light of λ2 = 650 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 is incident.

実施例5の集光光学系の対物レンズは光源側の非球面上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有しており、この回折構造の作用と結像倍率の違いとを利用することで、第1の光ディスクと第2の光ディスクの保護基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。また、実施例5の対物レンズの回折構造及び非球面形状は波長λ1乃至λ3の光束の1次回折光がそれぞれ第1乃至第3の光ディスクの情報記録面上に良好な波面を形成するように決定されている。   The objective lens of the condensing optical system of Example 5 has a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones on the aspherical surface on the light source side, and utilizes the action of this diffractive structure and the difference in imaging magnification. Thus, the spherical aberration caused by the difference in the protective substrate thickness between the first optical disc and the second optical disc can be reduced within the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing information on each optical disc. Corrected well. Further, the diffractive structure and the aspherical shape of the objective lens of Example 5 are determined so that the first-order diffracted light beams having the wavelengths λ1 to λ3 form good wavefronts on the information recording surfaces of the first to third optical disks, respectively. Has been.

また、図53の球面収差図からわかるように、第2の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際に、必要開口数より外側の領域を通過する光束をフレアとしているので、第2の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際の開口切替手段は不要である。   Further, as can be seen from the spherical aberration diagram of FIG. 53, when recording / reproducing information with respect to the second optical disk, the light flux passing through the region outside the necessary numerical aperture is used as the flare. No aperture switching means is required when recording / reproducing information on / from the optical disc.

また、実施例5の集光光学系では、λ3=780nmの発散光束を対物レンズに入射させ、像側開口数0.50以下における球面収差を補正することで、第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う。   In the condensing optical system of Example 5, a divergent light beam of λ3 = 780 nm is made incident on the objective lens, and spherical aberration at an image-side numerical aperture of 0.50 or less is corrected to record information on the third optical disk. / Play back.

さらに、実施例5の集光光学系対物レンズの光学面上には、第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行う際の開口切替手段である波長選択性のあるフィルタが形成されている。第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合は、必要開口数以上の光束を、波長選択性のある輪帯フィルタによって遮断する。これにより、開口切り替えを自動的に行うことができる。具体的には、波長選択性のある輪帯フィルタとして、図19に示すようにNA3内に対応する共通領域にはフィルタEが形成されており、NA3からNA2に対応する第1の周辺領域とNA2からNA1に対応する第2の周辺領域にはフィルタDが形成されている。   Further, on the optical surface of the condenser optical system objective lens of Example 5, a wavelength-selective filter is formed as an aperture switching unit for recording / reproducing information with respect to the third optical disk. Yes. When information is recorded / reproduced with respect to the third optical disk, a light beam having a numerical aperture greater than that is blocked by an annular filter having wavelength selectivity. Thereby, opening switching can be performed automatically. Specifically, as an annular filter having wavelength selectivity, a filter E is formed in a common region corresponding to NA3 as shown in FIG. 19, and a first peripheral region corresponding to NA3 to NA2 and A filter D is formed in the second peripheral region corresponding to NA2 to NA1.

なお、実施例5の集光光学系の対物レンズの波面収差は、
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.007λ1 rms
λ2=650nm、NA2 0.65、t2=0.6mmのとき、0.002λ2 rms
λ3=780nm、NA3 0.50、t3=1.2mmのとき、0.005λ3 rms
である。
In addition, the wavefront aberration of the objective lens of the condensing optical system of Example 5 is
When λ1 = 405nm, NA1 0.85, t1 = 0.1mm, 0.007λ1 rms
When λ2 = 650nm, NA2 0.65, t2 = 0.6mm, 0.002λ2 rms
When λ3 = 780nm, NA3 0.50, t3 = 1.2mm, 0.005λ3 rms
It is.

実施例5の集光光学系のコリメータは、実施例2の集光光学系のコリメータと同様に光ディスク側の非球面上に形成した同心円状の複数の輪帯からなる回折構造の作用により、第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合に、コリメータのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有し、第1の光源から射出される光の波長が変化した場合の対物レンズの焦点位置の変化を補償している。実施例5の対物レンズのみの系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分が、0.163λrmsであるのに対し、実施例5の集光光学系のコリメータと対物レンズとの合成系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.001λrmsであり、波長変化による対物レンズの最良像面位置の変化が良好に補償されていることがわかる。   The collimator of the condensing optical system of Example 5 is similar to the collimator of the condensing optical system of Example 2 because of the action of the diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones formed on the aspheric surface on the optical disk side. When the wavelength of light emitted from one light source changes from 405 nm to the longer wavelength side, the wavelength characteristic of the collimator shortens the back focus, and the wavelength of light emitted from the first light source changes. In this case, the change of the focal position of the objective lens is compensated. The defocus component of the wavefront aberration at the time of mode hopping in the objective lens only system of the fifth embodiment is 0.163 λrms, whereas in the synthesis system of the collimator of the focusing optical system of the fifth embodiment and the objective lens The defocus component of the wavefront aberration at the time of mode hopping is 0.001 λrms, and it can be seen that the change in the best image plane position of the objective lens due to the wavelength change is well compensated.

さらに、実施例5の集光光学系が具備するコリメータは光軸方向に変位可能となっており、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正するための基板厚誤差補正手段としての機能も備えている。コリメータを変移させるためのアクチュエータとしては、ボイスコイル型のアクチュエータやピエゾアクチュエータを用いることができる。   Further, the collimator included in the condensing optical system of Example 5 can be displaced in the direction of the optical axis, and when the information is recorded / reproduced with respect to the first optical disk, the thickness of the protective substrate of the optical disk is manufactured. Construct a condensing optical system such as an error lens, a manufacturing error of an optical element constituting a condensing optical system such as an objective lens or a collimator, a wavelength change due to a manufacturing error of a light source, and an objective lens or a collimator due to a temperature change or humidity change It also has a function as a substrate thickness error correction means for correcting a change in spherical aberration due to a change in the shape or refractive index of the optical element. As an actuator for shifting the collimator, a voice coil type actuator or a piezo actuator can be used.

表12に、光源の製造誤差による基準波長(405nm)に対する±10nmの波長の変化、基準温度(25℃)に対する±30℃の温度変化によるプラスチックレンズの屈折率変化、第1の光ディスクの基準保護基板厚さ(0.1mm)に対する±0.02mmの製造誤差、により集光光学系で発生する球面収差の変化を、コリメータを光軸方向に沿って変移させることで補正した結果を示す。   Table 12 shows the change in the wavelength of ± 10 nm with respect to the reference wavelength (405 nm) due to the manufacturing error of the light source, the change in the refractive index of the plastic lens due to the temperature change of ± 30 ° C. with respect to the reference temperature (25 ° C.), and the reference protection of the first optical disk. The result of correcting the change of the spherical aberration generated in the condensing optical system due to the manufacturing error of ± 0.02 mm with respect to the substrate thickness (0.1 mm) by shifting the collimator along the optical axis direction is shown.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

温度変化時は、プラスチックレンズの屈折率変化のみを考慮し、その変化量は、-10×10-5/℃である。なお、実施例5の集光光学系において、プラスチックレンズはコリメータである。また、温度変化時の光源の波長変化量を+0.05nm/℃とした。表12から、いずれの場合も、良好に波面収差が補正されており、0.85という高い開口数を必要とする第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合でも常に集光状態の良好なスポットを得ることができる。 When the temperature changes, only the refractive index change of the plastic lens is considered, and the change amount is −10 × 10 −5 / ° C. In the condensing optical system of Example 5, the plastic lens is a collimator. Further, the wavelength change amount of the light source at the time of temperature change was set to +0.05 nm / ° C. From Table 12, in any case, the wavefront aberration is corrected well, and even when information is recorded / reproduced with respect to the first optical disk that requires a high numerical aperture of 0.85, the light collecting state is always good. You can get a spot.

なお、表12において、d0、d2は、それぞれ後述する表13における可変間隔d0、d2に相当する。d0及びd2の初期値は、それぞれ9.847mm、15.000mmである。   In Table 12, d0 and d2 correspond to variable intervals d0 and d2 in Table 13, which will be described later. The initial values of d0 and d2 are 9.847 mm and 15.000 mm, respectively.

表13に実施例5の対物レンズのλ1=405nmに対するレンズデータを示す。実施例5の集光光学系のコリメータの光ディスク側の非球面上に形成した回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されている。   Table 13 shows lens data of the objective lens of Example 5 with respect to λ1 = 405 nm. The diffractive structure formed on the aspherical surface on the optical disc side of the collimator of the condensing optical system of Example 5 is optimized with the wavelength λ1 and the diffraction order 1.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

表14に実施例5の集光光学系の、λ2=650nm及びλ3=780nmに対するレンズデータを示す。   Table 14 shows lens data of the condensing optical system of Example 5 with respect to λ2 = 650 nm and λ3 = 780 nm.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

実施例5の対物レンズの光源側の非球面上に形成した回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されているが、波長λ1以外の波長や1以外の回折次数でこの回折構造を最適化してもよい。いずれの場合でも、若干の設計変更で本発明の光ピックアップ装置に適用可能な集光光学系を構成することができる。   The diffractive structure formed on the aspherical surface on the light source side of the objective lens of Example 5 is optimized with the wavelength λ1 and the diffraction order 1, but this diffractive structure is applied with a wavelength other than the wavelength λ1 and a diffraction order other than 1. You may optimize. In either case, a condensing optical system applicable to the optical pickup device of the present invention can be configured with a slight design change.

〈実施例6〉   <Example 6>

実施例6は、図16の光ピックアップ装置に適用することのできる集光光学系であって、記録密度の異なる3種類の光ディスクに対して、情報の記録/再生が可能である。第1の光ディスク(高密度DVD)として、保護基板厚さt1を0.1mm、光源の波長λ1を405nm、像側開口数NA1を0.85とし、第2の光ディスク(DVD)として、保護基板厚さt2を0.6mm、光源の波長λ2を650nm、像側開口数NA2を0.65とし、第3の光ディスク(CD)として、保護基板厚さt3を1.2mm、光源の波長λ3を780nm、像側開口数NA3を0.50とした。   Example 6 is a condensing optical system that can be applied to the optical pickup device of FIG. 16, and can record / reproduce information with respect to three types of optical disks having different recording densities. As the first optical disk (high density DVD), the protective substrate thickness t1 is 0.1 mm, the wavelength λ1 of the light source is 405 nm, the image side numerical aperture NA1 is 0.85, and the second optical disk (DVD) is the protective substrate thickness t2. Is 0.6 mm, the light source wavelength λ 2 is 650 nm, the image side numerical aperture NA 2 is 0.65, and the third optical disk (CD) has a protective substrate thickness t 3 of 1.2 mm, the light source wavelength λ 3 is 780 nm, and the image side numerical aperture NA 3. Was 0.50.

図54に実施例6の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図を示す。また、図55に実施例6の集光光学系の対物レンズのλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。   FIG. 54 shows an optical path diagram of the condensing optical system of Example 6 at λ1 = 405 nm. FIG. 55 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 with respect to λ1 = 405 nm ± 10 nm of the objective lens of the condensing optical system of Example 6.

実施例6のコリメータは、実施例2の集光光学系のコリメータと同様に、光ディスク側の非球面上に形成した同心円状の複数の輪帯からなる回折構造の作用により、第1の光源から射出される光の波長が405nmから長波長側に変化した場合に、コリメータのバックフォーカスが短くなるような波長特性を有し、第1の光源から射出される光の波長が変化した場合の対物レンズの焦点位置の変化を補償している。   Similar to the collimator of the condensing optical system of Example 2, the collimator of Example 6 is separated from the first light source by the action of the diffractive structure composed of a plurality of concentric ring zones formed on the aspheric surface on the optical disk side. When the wavelength of the emitted light changes from 405 nm to the long wavelength side, the objective has a wavelength characteristic that shortens the back focus of the collimator, and the objective when the wavelength of the light emitted from the first light source changes It compensates for changes in the focal position of the lens.

実施例6の対物レンズのみの系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分が、0.201λrmsであるのに対し、実施例6の集光光学系のコリメータと対物レンズとの合成系でのモードホッピング時の波面収差のデフォーカス成分は、0.003λrmsであり、波長変化による対物レンズの最良像面位置の変化が良好に補償されていることがわかる。   The defocus component of the wavefront aberration at the time of mode hopping in the objective lens only system of the sixth embodiment is 0.201 λrms, whereas the defocus component of the collimator of the focusing optical system of the sixth embodiment and the objective lens is used. The defocus component of the wavefront aberration during mode hopping is 0.003 λrms, and it can be seen that the change in the best image plane position of the objective lens due to the wavelength change is well compensated.

さらに、実施例6の集光光学系が具備するコリメータは光軸方向に変位可能となっており、第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合に、光ディスクの保護基板厚さの製造誤差、対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の製造誤差、光源の製造誤差による波長の変化、及び温度変化や湿度変化による対物レンズやコリメータ等の集光光学系を構成する光学素子の形状変化や屈折率変化による球面収差の変化を補正するための基板厚誤差補正手段としての機能も備える。コリメータを変移させるためのアクチュエータとしては、ボイスコイル型のアクチュエータやピエゾアクチュエータを用いることができる。   Furthermore, the collimator included in the condensing optical system of Example 6 can be displaced in the optical axis direction, and when the information is recorded / reproduced with respect to the first optical disk, the thickness of the protective substrate of the optical disk is manufactured. Construct a condensing optical system such as an error lens, a manufacturing error of an optical element constituting a condensing optical system such as an objective lens or a collimator, a wavelength change due to a manufacturing error of a light source, and an objective lens or a collimator due to a temperature change or humidity change It also has a function as a substrate thickness error correction means for correcting a change in spherical aberration due to a change in the shape of the optical element or a change in refractive index. As an actuator for shifting the collimator, a voice coil type actuator or a piezo actuator can be used.

表15に、光源の製造誤差による基準波長(405nm)に対する±10nmの波長の変化、基準温度(25℃)に対する±30℃の温度変化によるプラスチックレンズの屈折率変化、第1の光ディスクの基準保護基板厚さ(0.1mm)に対する±0.02mmの製造誤差、により集光光学系で発生する球面収差の変化を、コリメータを光軸方向に沿って変移させることで補正した結果を示す。   Table 15 shows the change in the wavelength of ± 10 nm with respect to the reference wavelength (405 nm) due to the manufacturing error of the light source, the change in the refractive index of the plastic lens due to the temperature change of ± 30 ° C with respect to the reference temperature (25 ° C), and the reference protection of the first optical disk. The result of correcting the change of the spherical aberration generated in the condensing optical system due to the manufacturing error of ± 0.02 mm with respect to the substrate thickness (0.1 mm) by shifting the collimator along the optical axis direction is shown.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

温度変化時は、プラスチックレンズの屈折率変化のみを考慮し、その変化量は、-10×10-5/℃である。なお、実施例6の集光光学系において、プラスチックレンズはコリメータ及び対物レンズである。また、温度変化時の光源の波長変化量を+0.05nm/℃とした。表15から、いずれの場合も、良好に波面収差が補正されていることが分かり、0.85という高い開口数を必要とする第1の光ディスクに対して情報を記録/再生する場合でも常に集光状態の良好なスポットを得ることができる。 When the temperature changes, only the refractive index change of the plastic lens is considered, and the change amount is −10 × 10 −5 / ° C. In the condensing optical system of Example 6, the plastic lenses are a collimator and an objective lens. Further, the wavelength change amount of the light source at the time of temperature change was set to +0.05 nm / ° C. From Table 15, it can be seen that in all cases, the wavefront aberration is corrected well, and even when information is recorded / reproduced with respect to the first optical disk requiring a high numerical aperture of 0.85, the light is always condensed. A good spot can be obtained.

なお、表15において、d0、d2は、それぞれ後述する表16における可変間隔d0、d2に相当する。d0及びd2の初期値は、それぞれ16.185mm、13.000mmである。   In Table 15, d0 and d2 correspond to variable intervals d0 and d2 in Table 16 described later, respectively. The initial values of d0 and d2 are 16.185 mm and 13.000 mm, respectively.

図56に実施例6の集光光学系のλ2=650nmにおける光路図を示す。また、図57に実施例6の集光光学系のλ3=780nmにおける光路図を示す。また、図58にλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図を示す。また、図59にλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図を示す。   FIG. 56 shows an optical path diagram of the condensing optical system of Example 6 at λ2 = 650 nm. FIG. 57 shows an optical path diagram of the condensing optical system of Example 6 at λ3 = 780 nm. FIG. 58 shows a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.65 with respect to λ2 = 650 nm. FIG. 59 shows a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.50 with respect to λ3 = 780 nm.

実施例6の集光光学系の対物レンズは、第1の光ディスク専用の対物レンズであって、λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mm、結像倍率m=0の組み合わせで無収差となるように収差補正された屈折レンズである。したがって、実施例6の集光光学系の対物レンズで、第1の光ディスクに比して保護基板厚さの大きい第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行おうとすると、補正過剰方向に球面収差が変化する。そこで、カップリングレンズの光ディスク側の非球面上に同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を形成し、回折構造の作用によって、補正過剰方向に変化した球面収差を第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正することで、第1の光ディスク専用の対物レンズを用いて、第2の光ディスク及び第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行えるようにした。   The objective lens of the condensing optical system of Example 6 is an objective lens dedicated to the first optical disc, and has no aberration when λ1 = 405 nm, NA1 0.85, t1 = 0.1 mm, and imaging magnification m = 0. Thus, the refractive lens is corrected for aberration. Therefore, when the objective lens of the condensing optical system of Example 6 is used to record / reproduce information with respect to the second optical disk and the third optical disk having a protective substrate thickness larger than that of the first optical disk. The spherical aberration changes in the overcorrection direction. Therefore, a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed on the aspherical surface of the coupling lens on the optical disk side, and the spherical aberration changed in the overcorrected direction due to the action of the diffractive structure is reflected on the second optical disk and the third optical disk. The second optical disk and the third optical disk can be corrected using the objective lens dedicated to the first optical disk by making good correction within the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing information with respect to the optical disk. Can now record / playback information.

また、対物レンズの光学面上には、開口切替手段である波長選択性のあるフィルタが形成されている。第2、及び第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合は、必要開口数以上の光束を、波長選択性のある輪帯フィルタによって遮断する。これにより、開口切り替えを自動的に行うことができる。波長選択性のある輪帯フィルタとしては実施例3と同様の輪帯フィルタを用いることができる。   Further, a wavelength selective filter as an aperture switching unit is formed on the optical surface of the objective lens. When recording / reproducing information with respect to the second and third optical discs, a light beam having a required numerical aperture or more is blocked by an annular filter having wavelength selectivity. Thereby, opening switching can be performed automatically. As an annular filter having wavelength selectivity, the same annular filter as in the third embodiment can be used.

表16に実施例6の集光光学系のλ1=405nmに対するレンズデータを示す。実施例6の集光光学系のコリメータの光ディスク側の非球面上に形成された回折構造は、波長λ1、回折次数1で最適化されている。   Table 16 shows lens data for λ1 = 405 nm of the condensing optical system of Example 6. The diffractive structure formed on the aspherical surface on the optical disc side of the collimator of the condensing optical system of Example 6 is optimized with the wavelength λ1 and the diffraction order 1.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

表17に実施例6の集光光学系の、λ2=650nm及びλ3=780nmに対するレンズデータを示す。   Table 17 shows lens data of the condensing optical system of Example 6 with respect to λ2 = 650 nm and λ3 = 780 nm.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

また、本実施例の集光光学系において、カップリングレンズの光ディスク側の面(表17で第2面)の非球面上に、表18で示すような、輪帯状の回折構造が形成されている。表18において、「始点高さ」は、その輪帯の始点の光軸からの距離、「終点高さ」は、その輪帯の終点の光軸からの距離を表し、有効径内での輪帯数は36本である。   Further, in the condensing optical system of this example, an annular diffraction structure as shown in Table 18 is formed on the aspherical surface of the coupling lens on the optical disk side (the second surface in Table 17). Yes. In Table 18, “starting point height” represents the distance from the optical axis of the starting point of the annular zone, and “end point height” represents the distance from the optical axis of the ending point of the annular zone. The number of bands is 36.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

表18の回折輪帯構造は、波長730nm、回折次数1で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。この回折構造に、第2の光ディスクの使用波長である波長650nmの光が入射した場合と、第3の光ディスクの使用波長である波長780nmの光が入射した場合に、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。   The diffraction zone structure shown in Table 18 is optimized so that the diffraction efficiency is theoretically 100% at a wavelength of 730 nm and a diffraction order of 1. When light having a wavelength of 650 nm, which is the use wavelength of the second optical disk, is incident on this diffraction structure, and when light having a wavelength of 780 nm, which is the use wavelength of the third optical disk, is incident, the first-order diffracted light is diffracted to the maximum. Generated to have a light quantity.

波長730nm、回折次数1で回折構造を最適化することにより、
DVD(波長650nm) : 95.1%
CD(波長780nm) : 96.7%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率を得ることができる。
By optimizing the diffractive structure with a wavelength of 730 nm and a diffraction order of 1,
DVD (wavelength 650 nm): 95.1%
CD (wavelength 780 nm): 96.7%
And the diffraction efficiency in the use wavelength range of each optical disk can be obtained.

〈実施例7〉   <Example 7>

本実施例の対物レンズは、上述した第6の実施の形態における対物レンズOBJ1として好適なプラスチック単レンズである。本実施例の対物レンズ特性を得るに当たって、第1の光ディスク(高密度DVD)用の第1光源の波長λ1を405nm、第2の光ディスク(DVD)用の第2光源の波長をλ2を650nm、第3光ディスク用(CD)の第3光源の波長λ3を780nmとし、第1の光ディスクの透明基板厚さt1は0.1mm、第2の光ディスクの透明基板厚さt2は0.6mm、第3の光ディスクの透明基板厚さt3は1.2mmとした。また、第1乃至第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3として、それぞれ0.85、0.65、0.50を想定している。   The objective lens of this example is a plastic single lens suitable as the objective lens OBJ1 in the sixth embodiment described above. In obtaining the objective lens characteristics of this example, the wavelength λ1 of the first light source for the first optical disk (high density DVD) is 405 nm, the wavelength of the second light source for the second optical disk (DVD) is 650 nm, The wavelength λ3 of the third light source for the third optical disc (CD) is 780 nm, the transparent substrate thickness t1 of the first optical disc is 0.1 mm, the transparent substrate thickness t2 of the second optical disc is 0.6 mm, The thickness t3 of the transparent substrate of the optical disc was 1.2 mm. Further, the image side numerical apertures NA1, NA2, and NA3 of the objective lens necessary for recording / reproducing information on the first to third optical disks are 0.85, 0.65, and 0.50, respectively. Assumed.

図65乃至図67に、本実施例の対物レンズのλ1=405nm、λ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。また、図68に本実施例の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。また、図69にλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。さらに、図70にλ1=405nmとNA2 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ3=780nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。   FIGS. 65 to 67 show optical path diagrams at λ1 = 405 nm, λ2 = 650 nm, and λ3 = 780 nm of the objective lens of this example. FIG. 68 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 with respect to λ1 = 405 nm of the objective lens of the present example. In addition, FIG. 69 shows a spherical aberration diagram in the case where light of λ2 = 650 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 is incident. Further, FIG. 70 shows a spherical aberration diagram in the case where light of λ3 = 780 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA2 0.85 is incident.

本実施例の対物レンズでは、光源側の非球面(S1)上に形成した回折構造(図示せず)の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの透明基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。なお、本実施例の対物レンズの、所定の像側開口数内における波面収差は、
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.008λ1rms
λ2=650nm、NA2 0.65、t2=0.6mmのとき、0.003λ2rms
λ3=780nm、NA3 0.50、t3=1.2mmのとき、0.005λ3rms
である。
In the objective lens of the present embodiment, the thickness of the transparent substrate of three types of optical disks is utilized by utilizing the action of the diffraction structure (not shown) formed on the aspherical surface (S1) on the light source side and the difference in imaging magnification. Spherical aberration generated due to the difference is satisfactorily corrected within the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing information on each optical disc. The wavefront aberration within the predetermined image-side numerical aperture of the objective lens of this example is
When λ1 = 405 nm, NA1 0.85, t1 = 0.1 mm, 0.008λ1 rms
When λ2 = 650 nm, NA2 0.65, t2 = 0.6 mm, 0.003λ2 rms
When λ3 = 780 nm, NA3 0.50, t3 = 1.2 mm, 0.005λ3 rms
It is.

また、本実施例の対物レンズでは、NA2 0.65より外側を通過する、波長650nmの光束を第2の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとし、さらに、NA3 0.50より外側を通過する光束を第3の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとしているので、スポットが必要以上に絞られることがなく、第2及び第3の光ディスクのディスクスキューに対する十分なマージンを確保でき、さらに、それぞれの光ディスクに対応して、自動的に開口切り替えが行われるので、別途、開口切替手段を設ける必要がなく、光ピックアップの構造を簡単にすることができる。   Further, in the objective lens of this example, a light beam having a wavelength of 650 nm that passes outside NA2 0.65 is made flare so as not to be condensed on the information recording surface of the second optical disk, and further, NA3 0.50. Since the flare is set so that the light beam passing outside does not converge on the information recording surface of the third optical disk, the spot is not narrowed more than necessary and sufficient for the disk skew of the second and third optical disks. A margin can be secured, and the aperture is automatically switched corresponding to each optical disc. Therefore, it is not necessary to separately provide an aperture switching means, and the structure of the optical pickup can be simplified.

なお、本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスク(高密度DVD)として、透明基板厚さt1を0.1mm、光源の波長を405nm、像側開口数を0.85と仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。   In the objective lens of this example, the first optical disk (high-density DVD) is optically assumed on the assumption that the transparent substrate thickness t1 is 0.1 mm, the wavelength of the light source is 405 nm, and the image-side numerical aperture is 0.85. Although the design has been advanced, the present invention can be applied to optical discs having other specifications.

また、第2の光ディスク(DVD)に対する像側開口数を0.65、第3の光ディスク(CD)に対する像側開口数を0.50として光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。   The optical design was advanced with the image-side numerical aperture for the second optical disc (DVD) set to 0.65 and the image-side numerical aperture for the third optical disc (CD) set to 0.50. However, the present invention can also be applied.

表19に本実施例の対物レンズのレンズデータを示す。   Table 19 shows lens data of the objective lens of this example.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

本実施例の対物レンズは、光源側の非球面(表19で第1面)上に、表20で示すような、輪帯状の回折構造が形成されている。表20において、「始点高さ」は、その輪帯の始点の光軸からの距離、「終点高さ」は、その輪帯の終点の光軸からの距離を表し、有効径内での輪帯数は83本である。   In the objective lens of this example, an annular diffraction structure as shown in Table 20 is formed on the aspheric surface (first surface in Table 19) on the light source side. In Table 20, “starting point height” is the distance from the optical axis at the starting point of the annular zone, and “end point height” is the distance from the optical axis at the ending point of the annular zone. The number of bands is 83.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

表20の回折輪帯構造は、波長380nm、回折次数2で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。この回折構造に、第1の光ディスク(高密度DVD)の使用波長である波長405nmの光が入射した場合、2次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第2の光ディスク(DVD)の使用波長である波長650nmの光が入射した場合と、第3の光ディスク(CD)の使用波長である波長780nmの光が入射した場合には、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。   The diffraction zone structure in Table 20 is optimized so that the diffraction efficiency is theoretically 100% at a wavelength of 380 nm and a diffraction order of 2. When light having a wavelength of 405 nm, which is the use wavelength of the first optical disk (high density DVD), is incident on the diffractive structure, the second-order diffracted light is generated so as to have the maximum diffracted light amount, and the second optical disk (DVD). When light having a wavelength of 650 nm, which is the use wavelength of the optical disk, is incident, and when light having a wavelength of 780 nm, which is the use wavelength of the third optical disc (CD), is incident, the first-order diffracted light has the maximum diffracted light amount. appear.

波長380nm、回折次数2で回折構造を最適化することにより、
高密度DVD(波長405nm) : 95.1%
DVD(波長650nm) : 90.9%
CD(波長780nm) : 99.8%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率を得ることができる。
By optimizing the diffraction structure with a wavelength of 380 nm and a diffraction order of 2,
High-density DVD (wavelength 405 nm): 95.1%
DVD (wavelength 650 nm): 90.9%
CD (wavelength 780 nm): 99.8%
And the diffraction efficiency in the use wavelength range of each optical disk can be obtained.

〈実施例8〉   <Example 8>

本実施例の対物レンズは、上述した第6の実施の形態における対物レンズOBJ1として好適なガラス単レンズである。本実施例の対物レンズ特性を得るに当たって、第1の光ディスク(高密度DVD)用の第1光源の波長λ1を405nm、第2の光ディスク(DVD)用の第2光源の波長をλ2を650nm、第3光ディスク用(CD)の第3光源の波長λ3を780nmとし、第1の光ディスクの透明基板厚さt1は0.1mm、第2の光ディスクの透明基板厚さt2は0.6mm、第3の光ディスクの透明基板厚さt3は1.2mmとした。また、第1乃至第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3として、それぞれ0.85、0.65、0.50を想定している。   The objective lens of this example is a single glass lens suitable as the objective lens OBJ1 in the sixth embodiment described above. In obtaining the objective lens characteristics of this example, the wavelength λ1 of the first light source for the first optical disk (high density DVD) is 405 nm, the wavelength of the second light source for the second optical disk (DVD) is 650 nm, The wavelength λ3 of the third light source for the third optical disc (CD) is 780 nm, the transparent substrate thickness t1 of the first optical disc is 0.1 mm, the transparent substrate thickness t2 of the second optical disc is 0.6 mm, The thickness t3 of the transparent substrate of the optical disc was 1.2 mm. Further, the image side numerical apertures NA1, NA2, and NA3 of the objective lens necessary for recording / reproducing information on the first to third optical disks are 0.85, 0.65, and 0.50, respectively. Assumed.

図71乃至図73に、本実施例の対物レンズのλ1=405nm、λ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。また、図74に本実施例の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。また、図75にλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。さらに、図76にλ1=405nmとNA2 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ3=780nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。   71 to 73 show optical path diagrams of the objective lens of the present embodiment at λ1 = 405 nm, λ2 = 650 nm, and λ3 = 780 nm. FIG. 74 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 with respect to λ1 = 405 nm of the objective lens of the present example. FIG. 75 is a spherical aberration diagram in the case where light of λ2 = 650 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 is incident. Further, FIG. 76 shows a spherical aberration diagram in the case where light of λ3 = 780 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA2 0.85 is incident.

本実施例の対物レンズでは、光源側の非球面(S1)上に形成した回折構造(図示せず)の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの透明基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。なお、本実施例の対物レンズの、所定の像側開口数内における波面収差は、
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.008λ1rms
λ2=650nm、NA2 0.65、t2=0.6mmのとき、0.005λ2rms
λ3=780nm、NA3 0.50、t3=1.2mmのとき、0.005λ3rms
である。
In the objective lens of the present embodiment, the thickness of the transparent substrate of three types of optical disks is utilized by utilizing the action of the diffraction structure (not shown) formed on the aspherical surface (S1) on the light source side and the difference in imaging magnification. Spherical aberration generated due to the difference is satisfactorily corrected within the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing information on each optical disc. The wavefront aberration within the predetermined image-side numerical aperture of the objective lens of this example is
When λ1 = 405 nm, NA1 0.85, t1 = 0.1 mm, 0.008λ1 rms
When λ2 = 650 nm, NA2 0.65, t2 = 0.6 mm, 0.005λ2 rms
When λ3 = 780 nm, NA3 0.50, t3 = 1.2 mm, 0.005λ3 rms
It is.

また、本実施例の対物レンズでは、NA2 0.65より外側を通過する、波長650nmの光束を第2の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとし、さらに、NA3 0.50より外側を通過する光束を第3の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとしているので、スポットが必要以上に絞られることがなく、第2及び第3の光ディスクのディスクスキューに対する十分なマージンを確保でき、さらに、それぞれの光ディスクに対応して、自動的に開口が切り替えが行われるので、別途、開口切替手段を設ける必要がなく、光ピックアップの構造を簡単にすることができる。   Further, in the objective lens of this example, a light beam having a wavelength of 650 nm that passes outside NA2 0.65 is made flare so as not to be condensed on the information recording surface of the second optical disk, and further, NA3 0.50. Since the flare is set so that the light beam passing outside does not converge on the information recording surface of the third optical disk, the spot is not narrowed more than necessary and sufficient for the disk skew of the second and third optical disks. A margin can be secured, and furthermore, the aperture is automatically switched corresponding to each optical disc. Therefore, it is not necessary to separately provide an aperture switching means, and the structure of the optical pickup can be simplified.

なお、本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスク(高密度DVD)として、透明基板厚さt1を0.1mm、光源の波長を405nm、像側開口数を0.85と仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。   In the objective lens of this example, the first optical disk (high-density DVD) is optically assumed on the assumption that the transparent substrate thickness t1 is 0.1 mm, the wavelength of the light source is 405 nm, and the image-side numerical aperture is 0.85. Although the design has been advanced, the present invention can be applied to optical discs having other specifications.

また、第2の光ディスク(DVD)に対する像側開口数を0.65、第3の光ディスク(CD)に対する像側開口数を0.50として光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。   The optical design was advanced with the image-side numerical aperture for the second optical disc (DVD) set to 0.65 and the image-side numerical aperture for the third optical disc (CD) set to 0.50. However, the present invention can also be applied.

表21に本実施例の対物レンズのレンズデータを示す。   Table 21 shows lens data of the objective lens of this example.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

本実施例の対物レンズは、光源側の非球面(表21で第1面)上に、表22で示すような、輪帯状の回折構造が形成されている。表22において、「始点高さ」は、その輪帯の始点の光軸からの距離、「終点高さ」は、その輪帯の終点の光軸からの距離を表し、有効径内での輪帯数は30本である。   In the objective lens of the present example, an annular diffraction structure as shown in Table 22 is formed on the aspherical surface (first surface in Table 21) on the light source side. In Table 22, “starting point height” represents the distance from the optical axis of the starting point of the annular zone, and “end point height” represents the distance from the optical axis of the ending point of the annular zone. The number of bands is 30.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

表22の回折輪帯構造は、波長415nm、回折次数6で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。この回折構造に、第1の光ディスク(高密度DVD)の使用波長である波長405nmの光が入射した場合には、6次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第2の光ディスク(DVD)の使用波長である波長650nmの光が入射した場合には、4次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第3の光ディスク(CD)の使用波長である波長780nmの光が入射した場合には、3次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。   The diffraction zone structure shown in Table 22 is optimized so that the diffraction efficiency is theoretically 100% at a wavelength of 415 nm and a diffraction order of 6. When light having a wavelength of 405 nm, which is the use wavelength of the first optical disk (high-density DVD), enters the diffractive structure, the sixth-order diffracted light is generated so as to have the maximum diffracted light amount, and the second optical disk ( When light having a wavelength of 650 nm, which is a use wavelength of a DVD, is incident, the fourth-order diffracted light is generated so as to have the maximum diffracted light amount, and light having a wavelength of 780 nm, which is a use wavelength of the third optical disc (CD), is generated. When incident, the third-order diffracted light is generated so as to have the maximum amount of diffracted light.

波長415nm、回折次数6で回折構造を最適化することにより、
高密度DVD(波長405nm) : 93.0%
DVD(波長650nm) : 90.9%
CD(波長780nm) : 88.4%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率を得ることができる。
By optimizing the diffraction structure with a wavelength of 415 nm and a diffraction order of 6,
High-density DVD (wavelength 405 nm): 93.0%
DVD (wavelength 650 nm): 90.9%
CD (wavelength 780 nm): 88.4%
And the diffraction efficiency in the use wavelength range of each optical disk can be obtained.

〈実施例9〉   <Example 9>

本実施例の対物レンズは、上述した第7の実施の形態における対物レンズOBJ2として好適な対物レンズである。本実施例の対物レンズ特性を得るに当たって、第1の光ディスク(高密度DVD)用の第1光源の波長λ1を405nm、第2の光ディスク(DVD)用の第2光源の波長をλ2を650nm、第3光ディスク用(CD)の第3光源の波長λ3を780nmとし、第1の光ディスクの透明基板厚さt1は0.1mm、第2の光ディスクの透明基板厚さt2は0.6mm、第3の光ディスクの透明基板厚さt3は1.2mmとした。また、第1乃至第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3として、それぞれ0.85、0.60、0.50を想定している。   The objective lens of the present example is an objective lens suitable as the objective lens OBJ2 in the seventh embodiment described above. In obtaining the objective lens characteristics of this example, the wavelength λ1 of the first light source for the first optical disk (high density DVD) is 405 nm, the wavelength of the second light source for the second optical disk (DVD) is 650 nm, The wavelength λ3 of the third light source for the third optical disc (CD) is 780 nm, the transparent substrate thickness t1 of the first optical disc is 0.1 mm, the transparent substrate thickness t2 of the second optical disc is 0.6 mm, The thickness t3 of the transparent substrate of the optical disc was 1.2 mm. Further, the image side numerical apertures NA1, NA2 and NA3 of the objective lens necessary for recording / reproducing information with respect to the first to third optical disks are 0.85, 0.60 and 0.50, respectively. Assumed.

図77乃至図79に、本実施例の対物レンズのλ1=405nm、λ2=650nm、λ3=780nmにおける光路図を示す。また、図80に本実施例の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。また、図81にλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。さらに、図82にλ1=405nmとNA2 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ3=780nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。   77 to 79 show optical path diagrams at λ1 = 405 nm, λ2 = 650 nm, and λ3 = 780 nm of the objective lens of the present example. FIG. 80 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 with respect to λ1 = 405 nm of the objective lens of the present example. FIG. 81 is a spherical aberration diagram in the case where light of λ2 = 650 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 is incident. Further, FIG. 82 shows a spherical aberration diagram in the case where light of λ3 = 780 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA2 0.85 is incident.

本実施例の対物レンズは、両面が非球面とされた第1の光学素子L1としてのプラスチックレンズと、このプラスチックレンズの光束入射面側に配置された第2の光学素子L2としてのプラスチックレンズとから構成される複合型対物レンズであって、第2の光学素子L2の第1の光学素子L1側の光学面上に形成した回折構造(図示せず)の作用と結像倍率の違いとを利用することで、3種類の光ディスクの透明基板厚さの違いにより発生する球面収差を、それぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。なお、本実施例の対物レンズの、所定の像側開口数内における波面収差は、
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.004λ1 rms
λ2=650nm、NA2 0.60、t2=0.6mmのとき、0.001λ2 rms
λ3=780nm、NA3 0.50、t3=1.2mmのとき、0.002λ3 rms
である。
The objective lens of the present embodiment includes a plastic lens as the first optical element L1 whose both surfaces are aspherical surfaces, and a plastic lens as the second optical element L2 disposed on the light beam incident surface side of the plastic lens. And a difference in imaging magnification between the action of a diffraction structure (not shown) formed on the optical surface of the second optical element L2 on the first optical element L1 side. By using this, spherical aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrates of the three types of optical disks can be corrected well within the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing information on each optical disk. ing. The wavefront aberration within the predetermined image-side numerical aperture of the objective lens of this example is
When λ1 = 405 nm, NA1 0.85, t1 = 0.1 mm, 0.004λ1 rms
When λ2 = 650 nm, NA2 0.60, t2 = 0.6 mm, 0.001λ2 rms
When λ3 = 780 nm, NA3 0.50, t3 = 1.2 mm, 0.002λ3 rms
It is.

また、本実施例の対物レンズの第2の光学素子L2は、基板厚差補正手段としての機能に加えて開口切替手段としての機能も有する。すなわち、NA2 0.65より外側を通過する、波長650nmの光束を第2の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとし、さらに、NA3 0.50より外側を通過する光束を第3の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとしているので、スポットが必要以上に絞られることがなく、第2及び第3の光ディスクのディスクスキューに対する十分なマージンを確保でき、さらに、それぞれの光ディスクに対応して、自動的に開口切り替えが行われるので、別途、開口切替手段を設ける必要がなく、光ピックアップの構造を簡単にすることができる。   Further, the second optical element L2 of the objective lens of the present embodiment has a function as an aperture switching unit in addition to a function as a substrate thickness difference correcting unit. That is, the light beam having a wavelength of 650 nm that passes outside NA2 0.65 is flare so as not to be condensed on the information recording surface of the second optical disk, and the light beam that passes outside NA3 0.50 is third. Since the flare is made so as not to condense on the information recording surface of the optical disc, the spot is not narrowed more than necessary, and a sufficient margin for the disc skew of the second and third optical discs can be secured. Since the aperture is automatically switched in correspondence with the optical disc, it is not necessary to separately provide aperture switching means, and the structure of the optical pickup can be simplified.

なお、本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスク(高密度DVD)として、透明基板厚さt1を0.1mm、光源の波長を405nm、像側開口数を0.85と仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。   In the objective lens of this example, the first optical disk (high density DVD) is optically assumed on the assumption that the transparent substrate thickness t1 is 0.1 mm, the light source wavelength is 405 nm, and the image-side numerical aperture is 0.85. Although the design has been advanced, the present invention can be applied to optical discs having other specifications.

また、第2の光ディスク(DVD)に対する像側開口数を0.65、第3の光ディスク(CD)に対する像側開口数を0.50として光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。   The optical design was advanced with the image-side numerical aperture for the second optical disc (DVD) set to 0.65 and the image-side numerical aperture for the third optical disc (CD) set to 0.50. However, the present invention can also be applied.

表23に本実施例の対物レンズのレンズデータを示す。   Table 23 shows lens data of the objective lens of this example.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

本実施例の対物レンズは、第2の光学素子L2の光ディスク側の平面(表23で第2面)上に、表24で示すような、輪帯状の回折構造が形成されている。表24において、「始点高さ」は、その輪帯の始点の光軸からの距離、「終点高さ」は、その輪帯の終点の光軸からの距離を表し、有効径内での輪帯数は130本である。   In the objective lens of the present example, an annular diffraction structure as shown in Table 24 is formed on the optical disc side plane (the second surface in Table 23) of the second optical element L2. In Table 24, “start point height” represents the distance from the optical axis at the start point of the annular zone, and “end point height” represents the distance from the optical axis at the end point of the annular zone. The number of bands is 130.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

表24の回折輪帯構造は、波長375nm、回折次数2で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。この回折構造に、第1の光ディスク(高密度DVD)の使用波長である波長405nmの光が入射した場合、2次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第2の光ディスク(DVD)の使用波長である波長650nmの光が入射した場合と、第3の光ディスク(CD)の使用波長である波長780nmの光が入射した場合には、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。   The diffraction zone structure in Table 24 is optimized so that the diffraction efficiency is theoretically 100% at a wavelength of 375 nm and a diffraction order of 2. When light having a wavelength of 405 nm, which is the use wavelength of the first optical disk (high density DVD), is incident on the diffractive structure, the second-order diffracted light is generated so as to have the maximum diffracted light amount, and the second optical disk (DVD). When light having a wavelength of 650 nm, which is the use wavelength of the optical disk, is incident, and when light having a wavelength of 780 nm, which is the use wavelength of the third optical disc (CD), is incident, the first-order diffracted light has the maximum diffracted light amount. appear.

波長375nm、回折次数2で回折構造を最適化することにより、
高密度DVD(波長405nm) : 93.0%
DVD(波長650nm) : 92.5%
CD(波長780nm) : 99.5%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率を得ることができる。
By optimizing the diffractive structure with a wavelength of 375 nm and a diffraction order of 2,
High-density DVD (wavelength 405 nm): 93.0%
DVD (wavelength 650 nm): 92.5%
CD (wavelength 780 nm): 99.5%
And the diffraction efficiency in the use wavelength range of each optical disk can be obtained.

また、回折構造を形成する光学面が平面なので、本実施例の対物レンズの第2の光学素子L2の回折構造は、電子ビーム描画法による作製が可能であり、隣り合う輪帯間隔の最小値が、6ミクロンと小さい回折構造であっても高精度に作製でき、回折構造の形状誤差による回折効率の低下の小さい素子を実現できる。電子ビーム描画法による微細な回折構造の作製法に関しては、「OPTICS DESIGN 光設計研究グループ機関誌 No.20 2000.2.25 p26−p31」に記載されている。   In addition, since the optical surface forming the diffractive structure is a flat surface, the diffractive structure of the second optical element L2 of the objective lens of this embodiment can be manufactured by the electron beam drawing method, and the minimum value of the interval between adjacent annular zones. However, even a diffractive structure as small as 6 microns can be manufactured with high accuracy, and an element with a small decrease in diffraction efficiency due to a diffractive structure shape error can be realized. The method for producing a fine diffractive structure by the electron beam drawing method is described in “OPTICS DESIGN Optical Design Research Group Journal No. 20 2000.2.25 p26-p31”.

〈実施例10〉   <Example 10>

本実施例の対物レンズは、上述した第6の実施の形態における対物レンズOBJ1として好適なプラスチック単レンズである。本実施例の対物レンズ特性を得るに当たって、第1の光ディスク(高密度DVD)用の第1光源の波長λ1を405nm、第2の光ディスク(DVD)用の第2光源の波長をλ2を655nm、第3光ディスク用(CD)の第3光源の波長λ3を785nmとし、第1の光ディスクの透明基板厚さt1は0.1mm、第2の光ディスクの透明基板厚さt2は0.6mm、第3の光ディスクの透明基板厚さt3は1.2mmとした。また、第1乃至第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3として、それぞれ0.85、0.60、0.45を想定している。   The objective lens of this example is a plastic single lens suitable as the objective lens OBJ1 in the sixth embodiment described above. In obtaining the objective lens characteristics of the present embodiment, the wavelength λ1 of the first light source for the first optical disc (high density DVD) is 405 nm, the wavelength of the second light source for the second optical disc (DVD) is 655 nm, The wavelength λ3 of the third light source for the third optical disc (CD) is 785 nm, the transparent substrate thickness t1 of the first optical disc is 0.1 mm, the transparent substrate thickness t2 of the second optical disc is 0.6 mm, and the third The transparent substrate thickness t3 of the optical disk was 1.2 mm. Further, the image side numerical apertures NA1, NA2, and NA3 of the objective lens necessary for recording / reproducing information with respect to the first to third optical disks are 0.85, 0.60, and 0.45, respectively. Assumed.

図83乃至図85に、本実施例の対物レンズのλ1=405nm、λ2=655nm、λ3=785nmにおける光路図を示す。また、図86に本実施例の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図を示す。また、図87にλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=655nmの光を入射させた場合の球面収差図を示す。さらに、図88にλ3=785nmに対する開口数0.45までの球面収差図を示す。   83 to 85 show optical path diagrams at λ1 = 405 nm, λ2 = 655 nm, and λ3 = 785 nm of the objective lens of the present example. FIG. 86 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 with respect to λ1 = 405 nm of the objective lens of the present example. FIG. 87 shows a spherical aberration diagram in the case where light of λ2 = 655 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 is incident. Further, FIG. 88 shows a spherical aberration diagram up to a numerical aperture of 0.45 with respect to λ3 = 785 nm.

本実施例の対物レンズでは、光源側の非球面(S1)上に形成した回折構造(図示せず)の作用により、第1の光ディスクと第2の光ディスクの透明基板厚さの違いにより発生する球面収差を、第1の光ディスクと第2の光ディスクとのそれぞれの光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。また、第3の光ディスク似対しては、発散光である波長λ3の光束を対物レンズに入射させることで、第1光ディスクと第3の光ディスクとの透明基板厚さの違いにより発生する球面収差を、第3の光ディスクに対して情報の記録/再生を行うのに必要な像側開口数内で良好に補正している。なお、本実施例の対物レンズの、所定の像側開口数内における波面収差は、
λ1=405nm、NA1 0.85、t1=0.1mmのとき、0.004λ1 rms
λ2=655nm、NA2 0.60、t2=0.6mmのとき、0.007λ2 rms
λ3=785nm、NA3 0.45、t3=1.2mmのとき、0.005λ3 rms
である。
In the objective lens of the present embodiment, it occurs due to the difference in the transparent substrate thickness between the first optical disc and the second optical disc due to the action of the diffraction structure (not shown) formed on the aspherical surface (S1) on the light source side. The spherical aberration is satisfactorily corrected within the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing information with respect to each of the first optical disc and the second optical disc. Also, for the third optical disk, spherical aberration generated due to the difference in the thickness of the transparent substrate between the first optical disk and the third optical disk is caused by making a light beam having a wavelength λ3, which is divergent light, enter the objective lens. Thus, the correction is satisfactorily corrected within the image-side numerical aperture necessary for recording / reproducing information with respect to the third optical disk. The wavefront aberration within the predetermined image-side numerical aperture of the objective lens of this example is
When λ1 = 405 nm, NA1 0.85, t1 = 0.1 mm, 0.004λ1 rms
When λ2 = 655 nm, NA2 0.60, t2 = 0.6 mm, 0.007λ2 rms
When λ3 = 785 nm, NA3 0.45, t3 = 1.2 mm, 0.005λ3 rms
It is.

また、本実施例の対物レンズでは、NA2 0.60より外側を通過する、波長655nmの光束を第2の光ディスクの情報記録面上に集光しないようにフレアとしているので、スポットが必要以上に絞られることがなく、第2の光ディスクのディスクスキューに対する十分なマージンを確保でき、さらに、第2の光ディスクに対応して、自動的に開口切り替えが行われるので、別途、開口切替手段を設ける必要がなく、光ピックアップの構造を簡単にすることができる。   Further, in the objective lens of this embodiment, since the light flux having a wavelength of 655 nm that passes outside NA2 0.60 is flare not to be condensed on the information recording surface of the second optical disk, the spot is more than necessary. A sufficient margin for the disc skew of the second optical disc can be secured without being narrowed, and the aperture is automatically switched corresponding to the second optical disc, so that it is necessary to provide an aperture switching means separately. Therefore, the structure of the optical pickup can be simplified.

そして、対物レンズの光学面上には、第3の光ディスクに対し情報の記録/再生を行う際に必要な開口切替手段である波長選択性のあるフィルタが形成されている。第3の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合は、必要開口数以上の光束を、波長選択性のある輪帯フィルタによって遮断する。これにより、自動的に開口切り替えを行うことができる。波長選択性のある輪帯フィルタとして、図17に示す対物レンズにおいて、反射率が図89に示すような波長依存性を有するフィルタを対物レンズの光学面上に輪帯状に形成したものがあげられる。   On the optical surface of the objective lens, a wavelength-selective filter that is an aperture switching means necessary for recording / reproducing information with respect to the third optical disk is formed. When information is recorded / reproduced with respect to the third optical disk, a light beam having a numerical aperture greater than that is blocked by an annular filter having wavelength selectivity. Thereby, opening switching can be performed automatically. As an annular filter having wavelength selectivity, in the objective lens shown in FIG. 17, a filter having a wavelength dependency as shown in FIG. 89 having a reflectance is formed in an annular shape on the optical surface of the objective lens. .

なお、本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスク(高密度DVD)として、透明基板厚さt1を0.1mm、光源の波長を405nm、像側開口数を0.85と仮定して光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。   In the objective lens of this example, the first optical disk (high density DVD) is optically assumed on the assumption that the transparent substrate thickness t1 is 0.1 mm, the light source wavelength is 405 nm, and the image-side numerical aperture is 0.85. Although the design has been advanced, the present invention can be applied to optical discs having other specifications.

また、第2の光ディスク(DVD)に対する像側開口数を0.60、第3の光ディスク(CD)に対する像側開口数を0.45として光学設計を進めたが、これ以外の仕様である光ディスクに対しても本発明は適用が可能である。   The optical design was advanced with the image-side numerical aperture for the second optical disc (DVD) set to 0.60 and the image-side numerical aperture for the third optical disc (CD) set to 0.45. However, the present invention can also be applied.

表25に本実施例の対物レンズのレンズデータを示す。   Table 25 shows lens data of the objective lens of this example.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

本実施例の対物レンズは、光源側の非球面(S1)上に、表26で示すような、輪帯状の回折構造が形成されている。表26において、「始点高さ」は、その輪帯の始点の光軸からの距離、「終点高さ」は、その輪帯の終点の光軸からの距離を表し、有効径内での輪帯数は101本である。   In the objective lens of this example, an annular diffraction structure as shown in Table 26 is formed on the aspherical surface (S1) on the light source side. In Table 26, “starting point height” is the distance from the optical axis at the starting point of the annular zone, and “end point height” is the distance from the optical axis at the ending point of the annular zone. The number of bands is 101.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

表26の回折輪帯構造は、hを光軸からの高さを表すとしたときに、0≦h≦1.59を満たす領域の回折構造(表26において、輪帯番号1〜63)は、波長380nm、回折次数2で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。この回折構造に、第1の光ディスク(高密度DVD)の使用波長である波長405nmの光が入射した場合には、2次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第2の光ディスク(DVD)の使用波長である波長655nmの光が入射した場合と、第3の光ディスク(CD)の使用波長である波長785nmの光が入射した場合には、1次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。   The diffraction ring zone structure in Table 26 is a diffraction structure in a region satisfying 0 ≦ h ≦ 1.59 (in Table 26, zone numbers 1 to 63), where h is the height from the optical axis. , The wavelength is 380 nm, the diffraction order is 2, and the diffraction efficiency is theoretically optimized to be 100%. When light having a wavelength of 405 nm, which is the use wavelength of the first optical disk (high-density DVD), is incident on the diffractive structure, the second-order diffracted light is generated so as to have the maximum amount of diffracted light, and the second optical disk ( When light with a wavelength of 655 nm, which is the use wavelength of DVD, is incident, and when light with a wavelength of 785 nm, which is the use wavelength of the third optical disc (CD), is incident, the first-order diffracted light has the maximum amount of diffracted light. To occur.

一方、h>1.59を満たす領域の回折構造(表26において、輪帯番号64〜101)は、波長405nm、回折次数3で回折効率が理論的に100%となるように最適化されている。この回折構造に、第1の光ディスク(高密度DVD)の使用波長である波長405nmの光が入射した場合には、3次回折光が最大の回折光量を有するように発生し、第2の光ディスク(DVD)の使用波長である波長655nmの光が入射した場合には、2次回折光が最大の回折光量を有するように発生する。   On the other hand, the diffractive structure in the region satisfying h> 1.59 (in Table 26, the annular numbers 64 to 101) is optimized so that the diffraction efficiency is theoretically 100% at a wavelength of 405 nm and a diffraction order of 3. Yes. When light having a wavelength of 405 nm, which is the use wavelength of the first optical disk (high-density DVD), is incident on the diffractive structure, the third-order diffracted light is generated so as to have the maximum diffracted light amount, and the second optical disk ( When light having a wavelength of 655 nm, which is a use wavelength of DVD, is incident, the second-order diffracted light is generated so as to have the maximum diffracted light amount.

上記のように、回折構造の最適化波長と回折次数を設定することにより、
0≦h≦1.59の領域では、
高密度DVD(波長405nm) : 95.1%
DVD(波長655nm) : 93.3%
CD(波長785nm) : 99.7%
h>1.59の領域では、
高密度DVD(波長405nm) : 100 %
DVD(波長655nm) : 91.8%
と、それぞれの光ディスクの使用波長領域での回折効率を得ることができる。
As described above, by setting the optimized wavelength and diffraction order of the diffractive structure,
In the region of 0 ≦ h ≦ 1.59,
High-density DVD (wavelength 405 nm): 95.1%
DVD (wavelength 655 nm): 93.3%
CD (wavelength 785 nm): 99.7%
In the region of h> 1.59,
High-density DVD (wavelength 405 nm): 100%
DVD (wavelength 655 nm): 91.8%
And the diffraction efficiency in the use wavelength range of each optical disk can be obtained.

また、上記のように、h>1.59を満たす領域の回折構造を、波長405nm、回折次数3で最適化することで、第2の光ディスクに対する情報の記録/再生を行う場合に、NA2より外側(すなわち、光源側の非球面のh>1.59を満たす領域)を通過した光束の球面収差の最大値が約70μmと、フレアの外径を大きくすることができたので、光検出器の受光部における良好な信号検出特性が得られる。   Further, as described above, by optimizing the diffractive structure in a region satisfying h> 1.59 with a wavelength of 405 nm and a diffraction order of 3, when recording / reproducing information with respect to the second optical disk, NA2 Since the maximum value of the spherical aberration of the light beam that has passed through the outside (that is, the region satisfying h> 1.59 of the aspherical surface on the light source side) is about 70 μm, the outer diameter of the flare can be increased. Good signal detection characteristics in the light receiving section can be obtained.

〈実施例11〉   <Example 11>

表27にレンズデータを示す実施例11は、上述した第6の実施の形態における対物レンズOBJ1として好適なプラスチック単レンズであり、第1面(S1)上に輪帯状の回折構造が形成されている。   Example 11 whose lens data is shown in Table 27 is a plastic single lens suitable as the objective lens OBJ1 in the sixth embodiment described above, and an annular diffractive structure is formed on the first surface (S1). Yes.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスクD1、第2の光ディスクD2、第3の光ディスクD3に対する仕様をそれぞれ
NA1=0.85、λ1=405nm、t1=0.1mm、m1=0
NA2=0.65、λ2=650nm、t2≡0.6mm、m2=−0.03
NA3=0.50、λ3=780nm、t3=1.2mm、m3=−0.14
と想定している。
In the objective lens of this example, the specifications for the first optical disc D1, the second optical disc D2, and the third optical disc D3 are NA1 = 0.85, λ1 = 405 nm, t1 = 0.1 mm, and m1 = 0.
NA2 = 0.65, λ2 = 650 nm, t2≡0.6 mm, m2 = −0.03
NA3 = 0.50, λ3 = 780 nm, t3 = 1.2 mm, m3 = −0.14
Is assumed.

NA3内に対応する共通領域及びNA3〜NA2内に対応する第1の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=415nm、nB=6であり、NA2〜NA1内に対応する第2の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=405nm、nB=8である。   The optimized wavelength λB and the optimized order nB of the diffractive structures formed in the common region corresponding to NA3 and the first peripheral region corresponding to NA3 to NA2 are λB = 415 nm and nB = 6, respectively. The optimized wavelength λB and the optimized order nB of the diffractive structure formed in the second peripheral region corresponding to within NA1 are λB = 405 nm and nB = 8, respectively.

従って、共通領域及び第1の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して6次回折光、半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光に対して4次回折光、半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光に対して3次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生し、第2の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して8次回折光、半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光に対して5次回折光、半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光に対して4次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生する。   Therefore, in the common region and the first peripheral region, the 6th-order diffracted light is emitted from the semiconductor laser LD1 to the 405 nm laser light, the 4th-order diffracted light is emitted from the semiconductor laser LD2, and the semiconductor laser is emitted from the semiconductor laser LD2. The third-order diffracted light is generated so as to have the maximum amount of diffracted light with respect to the 780 nm laser light emitted from the LD 3. In the second peripheral region, the third diffracted light is 8 with respect to the 405 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD 1. Next-order diffracted light, fifth-order diffracted light with respect to 650 nm laser light emitted from semiconductor laser LD2, and fourth-order diffracted light with respect to 780 nm laser light emitted from semiconductor laser LD3 are generated so as to have the maximum diffracted light amount. .

このように決定された回折構造に対して、λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射すると図95(A)に示す球面収差図(色収差図)からわかるように、本実施例の対物レンズの球面収差は補正不足方向に変化する。そこで本実施例の対物レンズでは、入射する光束の波長が長くなるとバックフォーカスが長くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を持たせることで、λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射した際のバックフォーカスの変化量ΔCAと、前記波長λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射した際のNA1に対応するマージナル光線の変化量ΔSAとが
−1<ΔCA/ΔSA<0
なる関係を満たすようにしたので、半導体レーザLD1がモードホップを起こしても最良像点位置の変化を小さく抑えられたレンズとなっている。ここで、バックフォーカスの変化量ΔCAは、図95(A)の405nm、410nmのグラフの下端の移動幅で示され、マージナル光線の変化量ΔSAは、405nmのグラフをその下端が410nmのグラフの下端に重なる位置まで平行移動させた際のグラフの上端と、410nmのグラフの上端との幅により示される。
When a laser beam having a wavelength of 410 nm, which is 5 nm longer than λ1, is incident on the diffractive structure thus determined, as can be seen from the spherical aberration diagram (chromatic aberration diagram) shown in FIG. The spherical aberration changes in the direction of insufficient correction. Therefore, in the objective lens of this embodiment, the wavelength dependence of the longitudinal chromatic aberration that changes in the direction in which the back focus becomes longer as the wavelength of the incident light beam becomes longer is provided, so that the laser light having a wavelength of 410 nm that is longer than λ1 by 5 nm. -1 <ΔCA / ΔSA <0 between the change amount ΔCA of the back focus when the laser beam enters and the change amount ΔSA of the marginal ray corresponding to NA1 when the laser beam having a wavelength 410 nm longer than the wavelength λ1 by 5 nm is incident.
Since this relationship is satisfied, even if the semiconductor laser LD1 causes a mode hop, the best image point position change is suppressed to a small size. Here, the change amount ΔCA of the back focus is indicated by the movement width at the lower end of the graph of 405 nm and 410 nm in FIG. 95A, and the change amount ΔSA of the marginal ray is the graph of 405 nm whose lower end is 410 nm. This is indicated by the width between the upper end of the graph when translated to a position overlapping the lower end and the upper end of the 410 nm graph.

ところで、対物レンズOBJ1において、回折構造の近軸パワーPDを大きく設定すると、波長λ1近傍の軸上色収差を良好に補正することができるので、半導体レーザLD1のモードホップに対して集光性能の劣化の少ないレンズとすることができるが、波長λ1近傍の軸上色収差を完全に補正してしまうと、波長λ2から波長λ3の波長領域の軸上色収差が補正過剰となりすぎてしまい、半導体レーザLD2や半導体レーザLD3のモードホップに対して集光性能の劣化が大きくなり、第2の光ディスクや第3の光ディスクに対する情報の記録が正確に行えなくなる恐れがある。   By the way, in the objective lens OBJ1, when the paraxial power PD of the diffractive structure is set large, the axial chromatic aberration in the vicinity of the wavelength λ1 can be corrected satisfactorily. However, if the axial chromatic aberration in the vicinity of the wavelength λ1 is completely corrected, the axial chromatic aberration in the wavelength region from the wavelength λ2 to the wavelength λ3 becomes excessively corrected, and the semiconductor laser LD2 or Degradation of the light condensing performance increases with respect to the mode hop of the semiconductor laser LD3, and there is a possibility that information cannot be accurately recorded on the second optical disk or the third optical disk.

そこで、本実施例の対物レンズでは、回折構造の近軸パワーPDを
−5.0×10-2<PD<2.0×10-2
を満たすように設定することで、半導体レーザLD2や半導体レーザLD3のモードホップに対して集光性能の劣化が大きくなりすぎないようにした。
Therefore, in the objective lens of this example, the paraxial power PD of the diffractive structure is −5.0 × 10 −2 <PD <2.0 × 10 −2.
By setting so as to satisfy the conditions, the degradation of the light collecting performance is prevented from becoming excessively large with respect to the mode hop of the semiconductor laser LD2 or the semiconductor laser LD3.

また、図95(B)、(C)に示す球面収差図からわかるように、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光は、第2の光ディスクD2の情報記録面上でフレア成分となり、第1の周辺領域及び第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光は、第3の光ディスクD3の情報記録面上でフレア成分となるので、NA2及びNA3に対する開口切り替えが自動的に行われる。   As can be seen from the spherical aberration diagrams shown in FIGS. 95B and 95C, the 650 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region is recorded on the information recording on the second optical disk D2. The 780 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region and the second peripheral region becomes a flare component on the information recording surface of the third optical disc D3. , NA2 and NA3 are automatically switched.

〈実施例12〉   <Example 12>

表28にレンズデータを示す実施例12は、上述した第6の実施の形態における対物レンズOBJ1として好適なプラスチック単レンズであり、第1面(S1)上に輪帯状の回折構造が形成されている。   Example 12 whose lens data is shown in Table 28 is a plastic single lens suitable as the objective lens OBJ1 in the sixth embodiment described above, and an annular diffraction structure is formed on the first surface (S1). Yes.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスクD1、第2の光ディスクD2、第3の光ディスクD3に対する仕様をそれぞれ
NA1=0.85、λ1=405nm、t1=0.1mm、m1=0
NA2=0.65、λ2=650nm、t2=0.6mm、m2=−0.02
NA3=0.50、λ3=780nm、t3=1.2mm、m3=−0.15
と想定している。
In the objective lens of this example, the specifications for the first optical disc D1, the second optical disc D2, and the third optical disc D3 are NA1 = 0.85, λ1 = 405 nm, t1 = 0.1 mm, and m1 = 0.
NA2 = 0.65, λ2 = 650 nm, t2 = 0.6 mm, m2 = −0.02
NA3 = 0.50, λ3 = 780 nm, t3 = 1.2 mm, m3 = −0.15
Is assumed.

NA3内に対応する共通領域及びNA3〜NA2内に対応する第1の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=380nm、nB=2であり、NA2〜NA1内に対応する第2の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=405nm、nB=2である。   The optimized wavelength λB and the optimized order nB of the diffractive structures formed in the common region corresponding to NA3 and the first peripheral region corresponding to NA3 to NA2 are λB = 380 nm and nB = 2, respectively. The optimized wavelength λB and the optimized order nB of the diffractive structure formed in the second peripheral region corresponding to within NA1 are λB = 405 nm and nB = 2, respectively.

従って、それぞれの領域に形成された回折構造では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して2次回折光、半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光に対して1次回折光、半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光に対して1次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生する。   Therefore, in the diffractive structures formed in the respective regions, the second-order diffracted light is emitted for the 405 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD1, the first-order diffracted light is emitted for the 650 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD2, and the semiconductor The first-order diffracted light is generated so as to have the maximum amount of diffracted light with respect to the 780 nm laser light emitted from the laser LD3.

上述の回折構造に対して、λ1より5nm長い波長410nm及び5nm短い波長410nmのレーザ光が入射したときの球面収差図(色収差図)を図96(A)に示す。   FIG. 96A shows a spherical aberration diagram (chromatic aberration diagram) when laser light having a wavelength of 410 nm longer than λ1 and a wavelength of 410 nm shorter than λ1 is incident on the above-described diffraction structure.

さらに、本実施例の対物レンズでは、回折構造の近軸パワーPDを
0.5×10-2<PD<5.0×10-2
を満たすように設定することで、半導体レーザLD2や半導体レーザLD3のモードホップに対して集光性能の劣化が大きくなりすぎないようにした。
Furthermore, in the objective lens of this example, the paraxial power PD of the diffractive structure is 0.5 × 10 −2 <PD <5.0 × 10 −2.
By setting so as to satisfy the conditions, the degradation of the light collecting performance is prevented from becoming excessively large with respect to the mode hop of the semiconductor laser LD2 or the semiconductor laser LD3.

また、図96(B)、(C)に示す球面収差図からわかるように、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光は、第2の光ディスクD2の情報記録面上でフレア成分となり、第1の周辺領域及び第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光は、第3の光ディスクD3の情報記録面上でフレア成分となるので、NA2及びNA3に対する開口切り替えが自動的に行われる。   Further, as can be seen from the spherical aberration diagrams shown in FIGS. 96B and 96C, the 650 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region is recorded on the information recording on the second optical disk D2. The 780 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region and the second peripheral region becomes a flare component on the information recording surface of the third optical disc D3. , NA2 and NA3 are automatically switched.

〈実施例13〉   <Example 13>

表29にレンズデータを示す実施例13は、上述した第7の実施の形態における対物レンズOBJ2として好適な複合型対物レンズであり、両方の光学面が非球面とされた第1の光学素子L1としてのガラスレンズと、非球面とされた光源側の光学面上に輪帯状の回折構造が形成された第2の光学素子L2としてのプラスチックレンズから構成されている。   Example 13 whose lens data is shown in Table 29 is a composite objective lens suitable as the objective lens OBJ2 in the seventh embodiment described above, and the first optical element L1 in which both optical surfaces are aspherical surfaces. And a plastic lens as the second optical element L2 in which an annular diffractive structure is formed on the optical surface on the light source side that is an aspherical surface.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスクD1、第2の光ディスクD2、第3の光ディスクD3に対する仕様をそれぞれ
NA1=0.85、λ1=405nm、t1=0.1mm、m1=0
NA2=0.65、λ2=655nm、t2=0.6mm、m2=−0.04
NA3=0.50、λ3=785nm、t3=1.2mm、m3=−0.14
と想定している。
In the objective lens of this example, the specifications for the first optical disc D1, the second optical disc D2, and the third optical disc D3 are NA1 = 0.85, λ1 = 405 nm, t1 = 0.1 mm, and m1 = 0.
NA2 = 0.65, λ2 = 655 nm, t2 = 0.6 mm, m2 = −0.04
NA3 = 0.50, λ3 = 785 nm, t3 = 1.2 mm, m3 = −0.14
Is assumed.

NA3内に対応する共通領域、NA3〜NA2内に対応する第1の周辺領域、及びNA2〜NA1内に対応する第2の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=380nm、nB=2である。   The optimized wavelength λB and the optimized order nB of the diffractive structures formed in the common region corresponding to NA3, the first peripheral region corresponding to NA3 to NA2, and the second peripheral region corresponding to NA2 to NA1 Are λB = 380 nm and nB = 2, respectively.

従って、それぞれの領域に形成された回折構造では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して2次回折光、半導体レーザLD2から射出された655nmのレーザ光に対して1次回折光、半導体レーザLD3から射出された785nmのレーザ光に対して1次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生する。   Therefore, in the diffractive structure formed in each region, the second-order diffracted light is emitted for the 405 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD1, the first-order diffracted light is emitted for the 655 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD2, and the semiconductor The first-order diffracted light is generated so as to have the maximum amount of diffracted light with respect to the 785 nm laser light emitted from the laser LD3.

このように決定された回折構造に対して、λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射すると図97(A)に示す球面収差図(色収差図)からわかるように、本実施例の対物レンズの球面収差は補正過剰方向に変化する。そこで本実施例の対物レンズでは入射する光束の波長が長くなるとバックフォーカスが短くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を持たせることで、λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射した際のバックフォーカスの変化量ΔCAと、前記波長λ1より5nm長い波長410nmのレーザ光が入射した際のNA1に対応するマージナル光線の変化量ΔSAとが
−1<ΔCA/ΔSA<0
なる関係を満たすようにしたので、半導体レーザLD1がモードホップを起こしても最良像点位置の変化を小さく抑えられたレンズとなっている。
When laser light having a wavelength of 410 nm, which is 5 nm longer than λ1, is incident on the diffractive structure thus determined, as can be seen from the spherical aberration diagram (chromatic aberration diagram) shown in FIG. The spherical aberration changes in the overcorrected direction. Therefore, in the objective lens of this embodiment, the wavelength dependence of the axial chromatic aberration that changes in the direction in which the back focus is shortened as the wavelength of the incident light beam becomes longer, so that the laser light having a wavelength of 410 nm longer than λ1 by 5 nm is obtained. The change amount ΔCA of the back focus upon incidence and the change amount ΔSA of the marginal ray corresponding to NA1 when the laser beam having a wavelength 410 nm longer than the wavelength λ1 is incident are −1 <ΔCA / ΔSA <0.
Since this relationship is satisfied, even if the semiconductor laser LD1 causes a mode hop, the best image point position change is suppressed to a small size.

さらに、本実施例の対物レンズでは、回折構造の近軸パワーPDを
0.5×10-2<PD<5.0×10-2
を満たすように設定することで、半導体レーザLD2や半導体レーザLD3のモードホップに対して集光性能の劣化が大きくなりすぎないようにした。
Furthermore, in the objective lens of this example, the paraxial power PD of the diffractive structure is 0.5 × 10 −2 <PD <5.0 × 10 −2.
By setting so as to satisfy the conditions, the degradation of the light collecting performance is prevented from becoming excessively large with respect to the mode hop of the semiconductor laser LD2 or the semiconductor laser LD3.

また、図97(B)、(C)に示す球面収差図からわかるように、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された655nmのレーザ光は、第2の光ディスクD2の情報記録面上でフレア成分となり、第1の周辺領域及び第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された785nmのレーザ光は、第3の光ディスクD3の情報記録面上でフレア成分となるので、NA2及びNA3に対する開口切り替えが自動的に行われる。   As can be seen from the spherical aberration diagrams shown in FIGS. 97B and 97C, the 655 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region is recorded on the information recording on the second optical disk D2. The 785 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region and the second peripheral region becomes a flare component on the information recording surface of the third optical disc D3. , NA2 and NA3 are automatically switched.

〈実施例14〉   <Example 14>

表30にレンズデータを示す実施例14は、上述した第7の実施の形態における対物レンズOBJ2として好適な複合型対物レンズであり、両方の光学面が非球面とされた第1の光学素子L1としてのプラスチックレンズと、非球面とされた両方の光学面上に輪帯状の回折構造が形成された第2の光学素子L2としてのプラスチックレンズから構成されている。   Example 14 showing lens data in Table 30 is a composite objective lens suitable as the objective lens OBJ2 in the seventh embodiment described above, and the first optical element L1 in which both optical surfaces are aspherical surfaces. And a plastic lens as the second optical element L2 in which an annular diffractive structure is formed on both aspherical optical surfaces.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスクD1、第2の光ディスクD2、第3の光ディスクD3に対する仕様をそれぞれ
NA1=0.85、λ1=405nm、t1=0.1mm、m1=0
NA2=0.65、λ2=650nm、t2=0.6mm、m2=−0.11
NA3=0.50、λ3=780nm、t3=1.2mm、m3=−0.20
と想定している。
In the objective lens of this example, the specifications for the first optical disc D1, the second optical disc D2, and the third optical disc D3 are NA1 = 0.85, λ1 = 405 nm, t1 = 0.1 mm, and m1 = 0.
NA2 = 0.65, λ2 = 650 nm, t2 = 0.6 mm, m2 = −0.11
NA3 = 0.50, λ3 = 780 nm, t3 = 1.2 mm, m3 = −0.20
Is assumed.

NA3内に対応する共通領域及びNA3〜NA2内に対応する第1の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=380nm、nB=2であり、NA2〜NA1内に対応する第2の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=405nm、nB=3である。   The optimized wavelength λB and the optimized order nB of the diffractive structures formed in the common region corresponding to NA3 and the first peripheral region corresponding to NA3 to NA2 are λB = 380 nm and nB = 2, respectively. The optimized wavelength λB and the optimized order nB of the diffractive structure formed in the second peripheral region corresponding to within NA1 are λB = 405 nm and nB = 3, respectively.

従って、共通領域及び第1の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して2次回折光、半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光に対して1次回折光、半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光に対して1次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生し、第2の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された405nmのレーザ光に対して3次回折光、半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光に対して2次回折光、半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光に対して2次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生する。   Accordingly, in the common region and the first peripheral region, the second-order diffracted light with respect to the 405 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD1, the first-order diffracted light with respect to the 650 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD2, and the semiconductor laser The first-order diffracted light is generated so as to have the maximum amount of diffracted light with respect to the 780 nm laser light emitted from the LD 3. In the second peripheral region, the first diffracted light is 3 with respect to the 405 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD 1. Second-order diffracted light, second-order diffracted light with respect to 650 nm laser light emitted from semiconductor laser LD2, and second-order diffracted light with respect to 780 nm laser light emitted from semiconductor laser LD3 are generated so as to have the maximum amount of diffracted light. .

上述の回折構造に対して、λ1、λ1より5nm長い波長410nm及び5nm短い波長400nmのレーザ光が入射したときの球面収差図(色収差図)を図98(A)に示す。   FIG. 98A shows a spherical aberration diagram (chromatic aberration diagram) when a laser beam having a wavelength 410 nm longer than λ1 and λ1 by 400 nm and a wavelength 400 nm shorter than λ1 is incident on the above-described diffraction structure.

さらに、本実施例の対物レンズでは、第2の光ディスクに対して記録/再生をする際の結像倍率m2、第3の光ディスクに対して記録/再生をする際の結像倍率m3に対して、回折構造の近軸パワーPDを
0.5×10-2<PD<5.0×10-2
を満たすように適切に設定することで、半導体レーザLD2や半導体レーザLD3のモードホップに対して集光性能の劣化が大きくなりすぎないようにした。
Furthermore, in the objective lens of the present embodiment, the imaging magnification m2 when recording / reproducing with respect to the second optical disc and the imaging magnification m3 when recording / reproducing with respect to the third optical disc are used. The paraxial power PD of the diffractive structure is 0.5 × 10 −2 <PD <5.0 × 10 −2
By appropriately setting so as to satisfy the above, deterioration of the light condensing performance is prevented from becoming excessively large with respect to the mode hop of the semiconductor laser LD2 or the semiconductor laser LD3.

また、本実施例の対物レンズの第2の光学素子L2は、基板厚差補正手段としての機能に加えて、開口切替手段としての機能も有する。すなわち、図98(B)、(C)に示す球面収差図からわかるように、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された650nmのレーザ光は、第2の光ディスクD2の情報記録面上でフレア成分となり、第1の周辺領域及び第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された780nmのレーザ光は、第3の光ディスクD3の情報記録面上でフレア成分となるので、NA2及びNA3に対する開口切り替えが自動的に行われる。   Further, the second optical element L2 of the objective lens of the present embodiment has a function as an aperture switching unit in addition to a function as a substrate thickness difference correcting unit. That is, as can be seen from the spherical aberration diagrams shown in FIGS. 98B and 98C, the 650-nm laser light emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region is recorded on the information recording on the second optical disk D2. The 780 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region and the second peripheral region becomes a flare component on the information recording surface of the third optical disc D3. , NA2 and NA3 are automatically switched.

ところで、光ピックアップ装置において、対物レンズはトラッキングエラーにより半導体レーザの発光点に対し0.2mm程度偏芯する。これは、対物レンズに発散光束を入射させる場合、発光点が対物レンズに対して0.2mmの物体高をもつ軸外物点となることに相当する。本実施例の対物レンズの0.2mmの物体高に対する波面収差は、第2の光ディスクに対しては、0.025λ2rms、第3の光ディスクに対しては、0.033λ3rmsであり、対物レンズ発散光束を入射させて使用する第2の光ディスクや第3の光ディスクに対して良好なトラッキング特性を得ることができる。   By the way, in the optical pickup device, the objective lens is decentered by about 0.2 mm from the emission point of the semiconductor laser due to a tracking error. This is equivalent to the fact that when the divergent light beam is incident on the objective lens, the emission point becomes an off-axis object point having an object height of 0.2 mm with respect to the objective lens. The wavefront aberration of the objective lens of the present example with respect to an object height of 0.2 mm is 0.025λ2 rms for the second optical disk and 0.033λ3 rms for the third optical disk. Good tracking characteristics can be obtained with respect to the second optical disk and the third optical disk that are used while being incident.

〈実施例15〉   <Example 15>

表31にレンズデータを示す実施例15は、上述した第7の実施の形態における対物レンズOBJ2として好適な複合型対物レンズであり、両方の光学面が非球面とされた第1の光学素子L1としてのプラスチックレンズと、両方の光学面が非球面とされ、光源側の非球面上に輪帯状の回折構造が形成された第2の光学素子L2としてのプラスチックレンズから構成されている。   Example 15 whose lens data is shown in Table 31 is a composite objective lens suitable as the objective lens OBJ2 in the seventh embodiment described above, and the first optical element L1 in which both optical surfaces are aspherical surfaces. And a plastic lens as the second optical element L2 in which both optical surfaces are aspherical surfaces and an annular diffractive structure is formed on the aspherical surface on the light source side.

Figure 2007207431
Figure 2007207431

本実施例の対物レンズでは、第1の光ディスクD1、第2の光ディスクD2、第3の光ディスクD3に対する仕様をそれぞれ
NA1=0.87、λ1=408nm、t1=0.1mm、m1=0
NA2=0.67、λ2=658nm、t2=0.6mm、m2=−0.12
NA3=0.51、λ3=785nm、t3=1.2mm、m3=−0.20
と想定している。
In the objective lens of this example, the specifications for the first optical disc D1, the second optical disc D2, and the third optical disc D3 are NA1 = 0.87, λ1 = 408 nm, t1 = 0.1 mm, and m1 = 0.
NA2 = 0.67, λ2 = 658 nm, t2 = 0.6 mm, m2 = −0.12
NA3 = 0.51, λ3 = 785 nm, t3 = 1.2 mm, m3 = −0.20
Is assumed.

NA3内に対応する共通領域及びNA3〜NA2内に対応する第1の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=408nm、nB=8であり、NA2〜NA1内に対応する第2の周辺領域に形成された回折構造の最適化波長λBと最適化次数nBは、それぞれλB=408nm、nB=6である。   The optimized wavelength λB and the optimized order nB of the diffractive structures formed in the common region corresponding to NA3 and the first peripheral region corresponding to NA3 to NA2 are λB = 408 nm and nB = 8, respectively. The optimized wavelength λB and the optimized order nB of the diffractive structure formed in the second peripheral region corresponding to within NA1 are λB = 408 nm and nB = 6, respectively.

従って、共通領域及び第1の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された408nmのレーザ光に対して8次回折光、半導体レーザLD2から射出された658nmのレーザ光に対して5次回折光、半導体レーザLD3から射出された785nmのレーザ光に対して4次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生し、第2の周辺領域では、半導体レーザLD1から射出された408nmのレーザ光に対して6次回折光、半導体レーザLD2から射出された658nmのレーザ光に対して4次回折光、半導体レーザLD3から射出された785nmのレーザ光に対して3次回折光がそれぞれ最大の回折光量を有するように発生する。   Therefore, in the common region and the first peripheral region, the eighth-order diffracted light with respect to the 408 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD1, the fifth-order diffracted light with respect to the 658 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD2, and the semiconductor laser The fourth-order diffracted light is generated so as to have the maximum amount of diffracted light with respect to the 785 nm laser light emitted from the LD 3, and in the second peripheral region, it is 6 with respect to the 408 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD 1. The fourth-order diffracted light is generated with respect to the diffracted light of 658 nm emitted from the semiconductor laser LD2 and the third-order diffracted light with respect to the 785-nm laser light emitted from the semiconductor laser LD3 so as to have the maximum diffracted light amount. .

図99(A)に403nm、408nm及び413nmの各レーザ光が入射したときの球面収差図(色収差図)を示す。また、本実施例の対物レンズの第2の光学素子L2は、基板厚差補正手段としての機能に加えて開口切替手段としての機能も有する。すなわち、図99(B)、(C)に示す球面収差図からわかるように、第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD2から射出された658nmのレーザ光は、第2の光ディスクD2の情報記録面上でフレア成分となり、第1の周辺領域及び第2の周辺領域を通過する半導体レーザLD3から射出された788nmのレーザ光は、第3の光ディスクD3の情報記録面上でフレア成分となるので、NA2及びNA3に対する開口切り替えが自動的に行われる。   FIG. 99A shows a spherical aberration diagram (chromatic aberration diagram) when laser beams of 403 nm, 408 nm, and 413 nm are incident. Further, the second optical element L2 of the objective lens of the present embodiment has a function as an aperture switching unit in addition to a function as a substrate thickness difference correcting unit. That is, as can be seen from the spherical aberration diagrams shown in FIGS. 99B and 99C, the laser light of 658 nm emitted from the semiconductor laser LD2 passing through the second peripheral region is recorded on the information recording on the second optical disk D2. The 788 nm laser light emitted from the semiconductor laser LD3 passing through the first peripheral region and the second peripheral region becomes a flare component on the information recording surface of the third optical disc D3. , NA2 and NA3 are automatically switched.

なお、本明細書において、回折構造が形成された面(回折面)とは、光学素子の表面に、レリーフを設けて、入射光束を回折させる作用を持たせる面のことをいい、同一光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合は、回折を生じる領域をいう。また、回折構造または回折パターンとは、この回折を生じる領域のことをいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心として略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば、各輪帯は鋸歯状(かかる場合に、レリーフを特に「ブレーズ」とよぶ。)、あるいは階段状のような形状が知られているが、そのような形状を含むものである。   In the present specification, the surface on which the diffractive structure is formed (diffractive surface) refers to a surface provided with a relief on the surface of the optical element so as to diffract the incident light beam, and is the same optical surface. When there is a region where diffraction occurs and a region where diffraction does not occur, the region where diffraction occurs. The diffraction structure or diffraction pattern refers to a region where this diffraction occurs. As the shape of the relief, for example, on the surface of the optical element, it is formed as a substantially concentric annular zone centering on the optical axis. In addition, the relief is called “blaze” in particular.) Or, a step-like shape is known, but includes such a shape.

一般に、回折面からは、0次回折光、±1次回折光、±2次回折光、・・・、と無数の次数の回折光が生じるが、例えば、上記のような子午断面が鋸歯状となるブレーズ、あるいは階段状の形状を持つ回折面の場合は、特定の次数の回折効率を他の次数の回折効率よりも高くしたり、場合によっては、特定の1つの次数(例えば、+1次回折光)の回折効率をほぼ100%とするように、このブレーズの形状または階段状の形状を設定することができる。本発明において、「回折構造が波長λB、回折次数nで最適化されている」とは、波長λBの光が入射したときに、回折次数nの回折光の回折効率が理論的に100%となるように、ブレーズの形状あるいは階段状の形状を設定することを指す(このとき、波長λBを製造波長または最適化波長とよび、回折次数nを最適化次数とよぶ)。別の言い方をすると、次のように説明することができる。「回折構造が波長λB、回折次数nで最適化されている」とは、実際に、光学素子上に形成されたブレーズあるいは階段状の回折構造において、輪帯の光軸方向の段差量を、Δd(μm)、回折構造に入射する光の波長のうち最も短い波長(すなわち、本明細書中において、第1光源が発生するλ1の光の波長)における、回折構造の屈折率をNλminとすると、Δd、Nλminと、最適化波長λB(nm)、回折次数nとの間に次の関係が成り立つことである。
λB(nm)=Δd×(Nλmin−1)/(n×10-3
上式において、nは、次式により算出される。
n=INT(Y)
Y=Δd×(Nλmin−1)/(λmin×10-3
ただし、INT(Y)は、Yを四捨五入して得られる整数である。
ここで、実際のブレーズまたは階段状の回折構造が製造誤差による形状誤差を有する場合には、図90のように、ブレーズまたは階段状の回折構造の理想形状を近似的に求めた場合の光軸方向の段差量をΔdとする。
In general, diffracted light of infinite order such as 0th order diffracted light, ± 1st order diffracted light, ± 2nd order diffracted light,... Is generated from the diffracting surface. In the case of a diffractive surface having a stepped shape, the diffraction efficiency of a specific order is made higher than the diffraction efficiency of other orders, or in some cases, a specific one order (for example, + 1st order diffracted light) This blaze shape or stepped shape can be set so that the diffraction efficiency is approximately 100%. In the present invention, “the diffraction structure is optimized at the wavelength λB and the diffraction order n” means that when light of the wavelength λB is incident, the diffraction efficiency of the diffracted light of the diffraction order n is theoretically 100%. In this case, it means setting a blaze shape or a stepped shape (where the wavelength λB is called a manufacturing wavelength or an optimized wavelength, and the diffraction order n is called an optimized order). In other words, it can be explained as follows. “The diffractive structure is optimized at the wavelength λB and the diffraction order n” means that in the blazed or stepped diffractive structure formed on the optical element, the step amount in the optical axis direction of the annular zone is actually Δd (μm), where the refractive index of the diffractive structure is Nλmin at the shortest wavelength among the wavelengths of light incident on the diffractive structure (that is, the wavelength of λ1 light generated by the first light source in this specification). , Δd, Nλmin, the optimized wavelength λB (nm), and the diffraction order n, the following relationship holds.
λB (nm) = Δd × (Nλmin−1) / (n × 10 −3 )
In the above formula, n is calculated by the following formula.
n = INT (Y)
Y = Δd × (Nλmin−1) / (λmin × 10 −3 )
However, INT (Y) is an integer obtained by rounding Y.
Here, when the actual blazed or stepped diffractive structure has a shape error due to a manufacturing error, the optical axis when the ideal shape of the blazed or stepped diffractive structure is approximately obtained as shown in FIG. Let the amount of step in the direction be Δd.

また、本明細書において、「対物レンズ」とは、光情報記録媒体(光ディスク)の情報記録面に情報の記録、及び/または、情報記録面の情報を再生するための光学系に含まれる光学素子うち、光情報記録媒体と対向する位置に配置され、光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための光学素子を指す。   Further, in this specification, the “objective lens” means an optical included in an optical system for recording information on an information recording surface of an optical information recording medium (optical disc) and / or reproducing information on the information recording surface. Among the elements, the optical element is disposed at a position facing the optical information recording medium and is used for condensing the light beam from the light source on the information recording surface of the optical information recording medium.

そして、「1つのレンズ群から構成される対物レンズ」とは、光情報記録媒体と対向する位置に配置された光学素子であって、1つの群(1枚の光学素子から構成される場合も、複数の光学素子が接合されている場合も含む)から構成された、光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための光学素子を指す。   The “objective lens composed of one lens group” is an optical element disposed at a position facing the optical information recording medium, and may be composed of one group (may be composed of one optical element). And an optical element for condensing a light beam from a light source on an information recording surface of an optical information recording medium, including a case where a plurality of optical elements are joined.

また、本明細書において、「光学素子」と「レンズ」は同義である。   In this specification, “optical element” and “lens” are synonymous.

また、対物レンズが複数の光学素子(あるいは、レンズ群)から構成される場合は、光情報記録媒体と対向する位置に配置された光学素子と、鏡枠やフランジ等で一体とされた複数の光学素子の集合を本明細書での定義による対物レンズと呼ぶ。   In addition, when the objective lens is composed of a plurality of optical elements (or lens groups), a plurality of optical elements arranged at positions facing the optical information recording medium, and a plurality of lenses integrated with a lens frame, a flange, or the like. A set of optical elements is called an objective lens as defined herein.

また、本明細書において、透明基板厚の異なる3種類の光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、1つのレンズ群から構成される「共通の対物レンズを用いる」とは、それぞれの光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、光情報記録媒体に対向する位置に配置され、光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための光学素子が、同一の光学素子であることを指し、この同一の光学素子を「共通の対物レンズ」と定義する。   Further, in this specification, “use of a common objective lens” composed of one lens group is used to reproduce and / or record information on three types of optical information recording media having different transparent substrate thicknesses. When reproducing and / or recording information with respect to an optical information recording medium, an optical system is arranged at a position facing the optical information recording medium and condenses the light beam from the light source on the information recording surface of the optical information recording medium. The elements are the same optical element, and the same optical element is defined as a “common objective lens”.

そして、ある特定の透明基板厚を有する光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合にのみ、光源と光情報記録媒体との間の光路中に挿入されたり、光学素子としての機能が働く光学素子は、上記の共通の対物レンズには含まれないものとする。   And only when information is reproduced and / or recorded on an optical information recording medium having a specific transparent substrate thickness, it is inserted into the optical path between the light source and the optical information recording medium, or functions as an optical element. It is assumed that the optical element that works is not included in the common objective lens.

また、本明細書において、「保護基板」、及び「透明基板」、及び「保護層」とは、光情報記録媒体の情報記録面を保護するために、情報記録面の光束入射面側に形成された光学的に透明な平行平板を指し、光源から射出された光束は、対物レンズによって、上記の平行平板を介して光情報記録媒体の情報記録面上に集光される。そして、本明細書において、「保護基板厚(さ)」とは、上記の平行平板の厚さを指し、DVD規格の光情報記録媒体では、保護基板厚は0.6mm、CD規格の光情報記録媒体では、保護基板厚は1.2mmであるが、本明細書において、高密度DVD(第1光情報記録媒体、または、第1(の)光ディスク)には、明細書中で一例としてあげた、0.1mmの保護基板厚を有する光情報記録媒体の他に、保護基板厚がゼロ、すなわち、平行平板を有さないものや、DVD規格の光情報記録媒体と同じ0.6mmの保護基板厚を有するものも含まれる。   Further, in this specification, “protective substrate”, “transparent substrate”, and “protective layer” are formed on the light incident surface side of the information recording surface in order to protect the information recording surface of the optical information recording medium. The light beam emitted from the light source is condensed on the information recording surface of the optical information recording medium via the parallel plate by the objective lens. In this specification, the “protective substrate thickness (thickness)” refers to the thickness of the parallel plate, and in the DVD standard optical information recording medium, the protective substrate thickness is 0.6 mm, and the CD standard optical information. In the recording medium, the protective substrate has a thickness of 1.2 mm. In this specification, the high-density DVD (the first optical information recording medium or the first optical disc) is given as an example in the specification. In addition to an optical information recording medium having a protective substrate thickness of 0.1 mm, the protective substrate thickness is zero, that is, a protective plate having a thickness of 0.6 mm, which is the same as that of an optical information recording medium of DVD standard, Those having a substrate thickness are also included.

また、本明細書において、光情報記録媒体が同一の光束入射面側に複数の情報記録層を有する、いわゆる、多層ディスクである場合、「保護基板」には、上記の複数の情報記録層のうち、最も光束入射面に近い情報記録層の光束入射面側に形成された平行平板の他に、上記の複数の情報記録層間に形成された、中間層も含まれる。   Further, in this specification, when the optical information recording medium is a so-called multi-layer disc having a plurality of information recording layers on the same light incident surface side, the “protective substrate” includes the plurality of information recording layers described above. Among these, in addition to the parallel flat plate formed on the light beam incident surface side of the information recording layer closest to the light beam incident surface, an intermediate layer formed between the plurality of information recording layers is also included.

また、本明細書において、「基板厚差補正手段」とは、情報を記録及び/または再生する光情報記録媒体を、異なる透明基板厚を有する光情報記録媒体に交換したときに(例えば、CDからDVDへの交換や、高密度DVDからCDへの交換等)、規格の異なる光情報記録媒体の保護基板厚の違いにより、情報記録面上でのスポットの波面収差の球面収差成分が変化して、0.07λrms(ただし、λは波長である)より大きくなってしまったのを、情報を記録及び/または再生できるように、その光情報記録媒体に対して情報の記録及び/または再生を行うのに必要な対物レンズの所定の像側開口数内で0.07λrms以下、より好ましくは、0.05λrms以下となるように、球面収差成分を補正することができる光学素子を指す。   In the present specification, “substrate thickness difference correcting means” refers to an optical information recording medium that records and / or reproduces information, when the optical information recording medium has a different transparent substrate thickness (for example, CD The spherical aberration component of the wavefront aberration of the spot on the information recording surface changes due to the difference in the thickness of the protective substrate of optical information recording media with different standards, such as switching from DVD to DVD or switching from high-density DVD to CD. Thus, recording and / or reproduction of information on the optical information recording medium is performed so that information can be recorded and / or reproduced when it is larger than 0.07λrms (where λ is a wavelength). An optical element that can correct the spherical aberration component so that it is 0.07λrms or less, more preferably 0.05λrms or less, within a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for performing.

また、本明細書において、「基板厚誤差補正手段」とは、ある特定の規格の光情報記録媒体において、光情報記録媒体の製造誤差により、保護基板の厚さが均一でなく、場所によって違いがあったり、製造メーカーや製造機器の違いにより、保護基板の厚さに、個体差があったりすることに起因して、球面収差が発生し、情報記録面上でのスポットの波面収差が、0.07λrms(ただし、λは波長である)より大きくなってしまったのを、情報を記録及び/または再生できるように、その光情報記録媒体に対して情報の記録及び/または再生を行うのに必要な対物レンズの所定の像側開口数内で0.07λrms以下、より好ましくは、0.05λrms以下となるように、球面収差成分を補正することができる光学素子を指す。   Further, in this specification, “substrate thickness error correction means” refers to an optical information recording medium of a specific standard, and the thickness of the protective substrate is not uniform due to manufacturing errors of the optical information recording medium, and differs depending on the location. Or due to differences in the thickness of the protective substrate due to differences in manufacturers and manufacturing equipment, spherical aberration occurs, and the wavefront aberration of the spot on the information recording surface Recording and / or reproduction of information on the optical information recording medium is performed so that information can be recorded and / or reproduced when it is larger than 0.07λrms (where λ is a wavelength). An optical element capable of correcting the spherical aberration component so that it becomes 0.07λrms or less, more preferably 0.05λrms or less, within a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens required for the above.

また、本明細書において、「色収差補正手段」とは、ある特定の規格の光情報記録媒体に対し情報の記録及び/または再生を行うのに使用する光源において、製造誤差や温度変化や湿度変化等の環境変化や、出力の変化等により、出射される光の波長の単色性が悪い場合に、対物レンズで発生する色収差を補正することのできる光学素子を指し、具体的には、前記光学素子が、光源と対物レンズとの間の光路中に配置されない場合の、±1nmの波長変化に対する対物レンズのピント移動量をA、前記光学素子が、光源と対物レンズとの間の光路中に配置された場合の、同じ量の波長変化に対する対物レンズのピント移動量をBとしたとき、
|A|>|B|
を満たすことのできる光学素子を指す。
In this specification, “chromatic aberration correcting means” refers to a manufacturing error, a temperature change, or a humidity change in a light source used for recording and / or reproducing information on an optical information recording medium of a specific standard. This refers to an optical element that can correct chromatic aberration generated in the objective lens when the monochromaticity of the wavelength of the emitted light is poor due to environmental changes such as changes in output, etc., specifically, the optical When the element is not arranged in the optical path between the light source and the objective lens, A is the focus movement amount of the objective lens with respect to a wavelength change of ± 1 nm, and the optical element is in the optical path between the light source and the objective lens. When the amount of focus movement of the objective lens with respect to the same amount of wavelength change when B is arranged is B,
| A | > | B |
The optical element which can satisfy | fill.

また、本明細書において、光情報記録媒体の情報記録面上に「良好な波面を形成する」とは、波長をλとした場合に、波面収差が0.07λ以下、より好ましくは、0.05λ以下の状態で集光することを指す。   Further, in this specification, “to form a good wavefront” on the information recording surface of an optical information recording medium means that the wavefront aberration is 0.07λ or less, more preferably, 0. Condensing in a state of 05λ or less.

また、本明細書における「フレア」は以下のように定義される。第i光情報記録媒体(i=1または2または3)に対し情報の記録及び/または再生を行う際の、波長をλi、対物レンズの像側開口数をNAiとする。第j光情報記録媒体(j=2または3)に対する情報の記録及び/または再生を行う際に、次の2つの条件のいずれか(より好ましくは両方)が満たされるときに、NAjより外側を通過し、第j光情報記録媒体の情報記録面に到達した光束を「フレア」とする。   Further, “flare” in the present specification is defined as follows. When recording and / or reproducing information on the i-th optical information recording medium (i = 1, 2 or 3), the wavelength is λi, and the image side numerical aperture of the objective lens is NAi. When recording and / or reproducing information with respect to the jth optical information recording medium (j = 2 or 3), when one (more preferably both) of the following two conditions is satisfied, outside of NAj A light beam that has passed through and has reached the information recording surface of the jth optical information recording medium is defined as “flare”.

第1の条件は、NA1とλ1から決定される絞りすべてを通過した波長λjの光束のうちNAjより外側を通過する光束の情報記録面上における球面収差の最大値が10μmより大きく、かつ、NAj内における球面収差が5μmより小さい場合、である。   The first condition is that the maximum value of spherical aberration on the information recording surface of a light beam having a wavelength λj that has passed through all the apertures determined from NA1 and λ1 and that passes outside NAj is greater than 10 μm, and NAj This is when the spherical aberration inside is smaller than 5 μm.

第2の条件は、NA1とλ1から決定される絞りすべてを通過した波長λjの光束の情報記録面上における波面収差が0.07λjより大きく、かつ、NAj以内で、情報記録面上における波面収差が0.07λjより小さい場合、である。   The second condition is that the wavefront aberration on the information recording surface of the light beam having the wavelength λj that has passed through all the apertures determined from NA1 and λ1 is larger than 0.07λj, and within NAj, the wavefront aberration on the information recording surface. Is less than 0.07λj.

上記第1の条件及び/または第2の条件において、球面収差は、NAjにおいて連続していても良いし、NAjにおいて不連続であっても良い。   In the first condition and / or the second condition, the spherical aberration may be continuous in NAj or discontinuous in NAj.

また、本明細書において、情報の記録および再生とは、上記のような光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上に記録された情報を再生することをいう。本発明の対物レンズ及び光ピックアップ装置及び集光光学系は、記録だけあるいは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、ある光情報記録媒体に対しては記録を行い、別の光情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、ある光情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の光情報記録媒体に対しては記録および再生を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。   In this specification, recording and reproducing information means recording information on the information recording surface of the optical information recording medium as described above, and reproducing information recorded on the information recording surface. . The objective lens, the optical pickup device, and the condensing optical system of the present invention may be used only for recording or reproduction, or used for both recording and reproduction. Also good. Further, it may be used for recording on a certain optical information recording medium and reproducing on another optical information recording medium, or may be used for recording on a certain optical information recording medium. Alternatively, it may be used for performing reproduction and recording and reproduction for another optical information recording medium. Note that reproduction here includes simply reading information.

また、本明細書において、第1保護基板厚乃至第3保種基板厚のすべてがすべて同じ値である場合、すなわち、第1光情報記録媒体乃至第3光情報記録媒体のすべてが同じ厚さの保護基板を有している場合は、本発明の課題がなく、本発明の技術的範囲には属さないものとする。   Further, in this specification, when all of the first protective substrate thickness to the third seed storage substrate thickness have the same value, that is, all of the first optical information recording medium to the third optical information recording medium have the same thickness. When the protective substrate is provided, there is no problem of the present invention and it does not belong to the technical scope of the present invention.

本発明による光ピックアップ装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the optical pick-up apparatus by this invention. 本発明による別の光ピックアップ装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally another optical pick-up apparatus by this invention. 本発明による更に別の光ピックアップ装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally another optical pick-up apparatus by this invention. 本発明による更に別の光ピックアップ装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally another optical pick-up apparatus by this invention. 本発明による更に別の光ピックアップ装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally another optical pick-up apparatus by this invention. 本発明による更に別の光ピックアップ装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally another optical pick-up apparatus by this invention. 本発明による更に別の光ピックアップ装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally another optical pick-up apparatus by this invention. 本発明による更に別の光ピックアップ装置を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally another optical pick-up apparatus by this invention. 第1の実施の形態による第1の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the 1st optical pick-up device by a 1st embodiment. 図9の第1の光ピックアップ装置に用いられる色収差補正用素子である多層回折素子の側断面図(a)及び多層回折素子の作用を説明するために波長と屈折率との関係を示す図(b)である。FIG. 9A is a side sectional view of a multilayer diffractive element that is a chromatic aberration correcting element used in the first optical pickup device of FIG. b). 第1の実施の形態による第2の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the 2nd optical pick-up apparatus by 1st Embodiment. 第2の実施の形態による第3の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the 3rd optical pick-up apparatus by 2nd Embodiment. 第2の実施の形態による第4の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the 4th optical pick-up apparatus by 2nd Embodiment. 第3の実施の形態による第5の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the 5th optical pick-up apparatus by 3rd Embodiment. 第3の実施の形態による第6の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the 6th optical pick-up apparatus by 3rd Embodiment. 第4の実施の形態による第7の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the 7th optical pick-up apparatus by 4th Embodiment. 各実施の形態及び各実施例で用いることのできる開口切替手段として対物レンズに設けた輪帯フィルタを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the annular filter provided in the objective lens as an aperture switching means which can be used by each embodiment and each Example. 図17の輪帯フィルタの作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an effect | action of the annular filter of FIG. 図17の別の輪帯フィルタの作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of another ring zone filter of FIG. 実施例1の対物レンズのλ1=405nmにおける光路図である。FIG. 4 is an optical path diagram at λ1 = 405 nm of the objective lens according to Example 1; 実施例1の対物レンズのλ2=650nmにおける光路図である。FIG. 2 is an optical path diagram at λ2 = 650 nm of the objective lens of Example 1. 実施例1の対物レンズのλ3=780nmにおける光路図である。FIG. 3 is an optical path diagram at λ3 = 780 nm of the objective lens in Example 1; 実施例1の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図である。FIG. 6 is a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 1 up to a numerical aperture of 0.85 with respect to λ1 = 405 nm. 実施例1の対物レンズのλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図である。FIG. 6 is a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 1 up to a numerical aperture of 0.65 with respect to λ2 = 650 nm. 実施例1の対物レンズのλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図である。FIG. 3 is a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 1 up to a numerical aperture of 0.50 with respect to λ3 = 780 nm. 実施例1の対物レンズのλ2=650nmに対する別の球面収差図である。FIG. 6 is another spherical aberration diagram with respect to λ2 = 650 nm of the objective lens in Example 1; 実施例1の対物レンズのλ3=780nmに対する別の球面収差図である。FIG. 6 is another spherical aberration diagram of the objective lens of Example 1 with respect to λ3 = 780 nm. 実施例2の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図である。6 is an optical path diagram at λ1 = 405 nm of the condensing optical system of Example 2. FIG. 実施例2の集光光学系の対物レンズのλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for λ1 = 405 nm ± 10 nm of the objective lens of the condensing optical system of Example 2. 実施例2の集光光学系のコリメータと対物レンズとの合成系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 with respect to λ1 = 405 nm ± 10 nm of the combining system of the collimator of the condensing optical system and the objective lens in Example 2; 実施例2の集光光学系の対物レンズのλ2=650nmにおける光路図である。6 is an optical path diagram at λ2 = 650 nm of the objective lens of the condensing optical system of Example 2. FIG. 実施例2の集光光学系の対物レンズのλ3=780nmにおける光路図である。6 is an optical path diagram at λ3 = 780 nm of the objective lens of the condensing optical system of Example 2. FIG. 実施例2の集光光学系の対物レンズのλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図である。FIG. 6 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 for λ2 = 650 nm of the objective lens of the condensing optical system of Example 2. 実施例2の集光光学系の対物レンズのλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.50 for λ3 = 780 nm of the objective lens of the condensing optical system of Example 2. 実施例3の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図である。FIG. 6 is an optical path diagram at λ1 = 405 nm of the condensing optical system of Example 3. 実施例3の集光光学系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図である。FIG. 6 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for λ1 = 405 nm ± 10 nm of the condensing optical system of Example 3. 実施例3の集光光学系のλ2=650nmにおける光路図である。6 is an optical path diagram at λ2 = 650 nm of the condensing optical system of Example 3. FIG. 実施例3の集光光学系のλ3=780nmにおける光路図である。FIG. 6 is an optical path diagram at λ3 = 780 nm of the condensing optical system of Example 3. 実施例3の集光光学系のλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図である。6 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 with respect to λ2 = 650 nm of the condensing optical system of Example 3. FIG. 実施例3の集光光学系のλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図である。6 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.50 with respect to λ3 = 780 nm of the condensing optical system of Example 3. FIG. 実施例4の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図である。6 is an optical path diagram at λ1 = 405 nm of the condensing optical system of Example 4. FIG. 実施例4の集光光学系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図である。FIG. 6 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for λ1 = 405 nm ± 10 nm of the condensing optical system of Example 4; 実施例4の集光光学系の対物レンズのλ2=650nmにおける光路図である。6 is an optical path diagram at λ2 = 650 nm of the objective lens of the condensing optical system of Example 4. FIG. 実施例4の集光光学系の対物レンズのλ3=780nmにおける光路図である。FIG. 6 is an optical path diagram at λ3 = 780 nm of the objective lens of the condensing optical system of Example 4. 実施例4の集光光学系のλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図である。FIG. 6 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 for λ2 = 650 nm in the condensing optical system of Example 4; 実施例4の集光光学系のλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図である。FIG. 6 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.50 for λ3 = 780 nm of the condensing optical system of Example 4; 実施例5の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図である。FIG. 10 is an optical path diagram at λ1 = 405 nm of the condensing optical system of Example 5. 実施例5の集光光学系のλ2=650nmにおける光路図である。FIG. 10 is an optical path diagram at λ2 = 650 nm of the condensing optical system of Example 5. 実施例5の集光光学系のλ3=780nmにおける光路図である。FIG. 12 is an optical path diagram at λ3 = 780 nm of the condensing optical system of Example 5. 実施例5の集光光学系のλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 with respect to λ1 = 405 nm ± 10 nm of the condensing optical system of Example 5. 実施例5の集光光学系のλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 with respect to λ2 = 650 nm of the condensing optical system of Example 5. 実施例5の集光光学系のλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.50 for λ3 = 780 nm in the condensing optical system of Example 5. 実施例5の集光光学系においてλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram in the case where light of λ2 = 650 nm having a light beam diameter equal to an aperture diameter determined by a combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 is incident in the condensing optical system of Example 5. 実施例6の集光光学系のλ1=405nmにおける光路図である。FIG. 12 is an optical path diagram at λ1 = 405 nm of the condensing optical system of Example 6. 実施例6の集光光学系の対物レンズのλ1=405nm±10nmに対する開口数0.85までの球面収差図である。FIG. 11 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.85 for λ1 = 405 nm ± 10 nm of the objective lens of the condensing optical system of Example 6. 実施例6の集光光学系のλ2=650nmにおける光路図である。FIG. 12 is an optical path diagram at λ2 = 650 nm of the condensing optical system of Example 6. 実施例6の集光光学系のλ3=780nmにおける光路図である。FIG. 12 is an optical path diagram at λ3 = 780 nm of the condensing optical system of Example 6. 実施例6の集光光学系のλ2=650nmに対する開口数0.65までの球面収差図である。FIG. 12 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.65 for λ2 = 650 nm in the condensing optical system of Example 6. 実施例6の集光光学系のλ3=780nmに対する開口数0.50までの球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram up to numerical aperture 0.50 for λ3 = 780 nm of the condensing optical system of Example 6. 製造波長λB、回折次数1で最適化されたブレーズ構造で発生する波長405nmの光の1次回折光と、波長650nmの光の1次回折光と、波長780nmの光の1次回折光との回折効率の製造波長に対する依存性を表す図である。The diffraction efficiency of the first-order diffracted light with a wavelength of 405 nm, the first-order diffracted light with a wavelength of 650 nm, and the first-order diffracted light with a wavelength of 780 nm generated in a blazed structure optimized with a manufacturing wavelength λB and a diffraction order of 1 It is a figure showing the dependence with respect to a manufacturing wavelength. 340nm≦λB≦450nmを満足する製造波長λBと回折次数2で最適化されたブレーズ構造で発生する波長405nmの光の2次回折光と、波長650nmの光の1次回折光と、波長780nmの光の1次回折光との回折効率の製造波長に対する依存性を表す図である。A second-order diffracted light having a wavelength of 405 nm, a first-order diffracted light having a wavelength of 650 nm, a first-order diffracted light having a wavelength of 650 nm, and a light having a wavelength of 780 nm, which are generated by a blazed structure optimized with a manufacturing wavelength λB satisfying 340 nm ≦ λB ≦ 450 nm. It is a figure showing the dependence with respect to the manufacturing wavelength of the diffraction efficiency with a 1st-order diffracted light. 390nm≦λB≦440nmを満足する製造波長λBと回折次数6で最適化されたブレーズ構造で発生する 波長405nmの光の6次回折光と、波長650nmの光の4次回折光と、波長780nmの光の3次回折光との回折効率の製造波長に対する依存性を表す図である。回折効率の製造波長に対する依存性を表す図である。A 6th-order diffracted light with a wavelength of 405 nm, a 4th-order diffracted light with a wavelength of 650 nm, a 4th-order diffracted light with a wavelength of 650 nm, and a light with a wavelength of 780 nm It is a figure showing the dependence with respect to the manufacturing wavelength of the diffraction efficiency with a 3rd-order diffracted light. It is a figure showing the dependence with respect to the manufacturing wavelength of diffraction efficiency. 第3の実施の形態による第8の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the 8th optical pick-up apparatus by 3rd Embodiment. 第5の実施の形態による第9の光ピックアップ装置を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the 9th optical pick-up apparatus by 5th Embodiment. 実施例7の対物レンズのλ1=405nmにおける光路図である。FIG. 12 is an optical path diagram at λ1 = 405 nm of the objective lens according to Example 7. 実施例7の対物レンズのλ2=650nmにおける光路図である。FIG. 11 is an optical path diagram at λ2 = 650 nm of the objective lens according to Example 7. 実施例7の対物レンズのλ3=780nmにおける光路図である。FIG. 11 is an optical path diagram at λ3 = 780 nm of the objective lens according to Example 7. 実施例7の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 7 up to a numerical aperture of 0.85 with respect to λ1 = 405 nm. 実施例7の対物レンズのλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram in the case where light of λ2 = 650 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 of the objective lens of Example 7 is incident. 実施例7の対物レンズのλ1=405nmとNA2 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ3=780nmの光を入射させた場合の球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram in the case where light of λ3 = 780 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA2 0.85 of the objective lens of Example 7 is incident. 実施例8の対物レンズのλ1=405nmにおける光路図である。FIG. 10 is an optical path diagram at λ1 = 405 nm of the objective lens in Example 8; 実施例8の対物レンズのλ2=650nmにおける光路図である。FIG. 11 is an optical path diagram at λ2 = 650 nm of the objective lens in Example 8; 実施例8の対物レンズのλ3=780nmにおける光路図である。FIG. 12 is an optical path diagram at λ3 = 780 nm of the objective lens according to Example 8; 実施例8の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 8 up to a numerical aperture of 0.85 with respect to λ1 = 405 nm. 実施例8の対物レンズのλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図である。FIG. 12 is a spherical aberration diagram in the case where light of λ2 = 650 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 of the objective lens of Example 8 is incident. 実施例8の対物レンズのλ1=405nmとNA2 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ3=780nmの光を入射させた場合の球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram in the case where light of λ3 = 780 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA2 0.85 of the objective lens of Example 8 is incident. 実施例9の対物レンズのλ1=405nmにおける光路図である。FIG. 12 is an optical path diagram at λ1 = 405 nm of the objective lens according to Example 9; 実施例9の対物レンズのλ2=650nmにおける光路図である。FIG. 12 is an optical path diagram at λ2 = 650 nm of the objective lens according to Example 9; 実施例9の対物レンズのλ3=780nmにおける光路図である。10 is an optical path diagram at λ3 = 780 nm of the objective lens according to Example 9. FIG. 実施例9の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 9 up to a numerical aperture of 0.85 with respect to λ1 = 405 nm. 実施例9の対物レンズのλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=650nmの光を入射させた場合の球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram in the case where light of λ2 = 650 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 of the objective lens of Example 9 is incident. 実施例9の対物レンズのλ1=405nmとNA2 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ3=780nmの光を入射させた場合の球面収差図である。FIG. 12 is a spherical aberration diagram in the case where light of λ3 = 780 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA2 0.85 of the objective lens of Example 9 is incident. 実施例10の対物レンズのλ1=405nmにおける光路図である。FIG. 12 is an optical path diagram at λ1 = 405 nm of the objective lens according to Example 10; 実施例10の対物レンズのλ2=655nmにおける光路図である。FIG. 11 is an optical path diagram at λ2 = 655 nm of the objective lens according to Example 10; 実施例10の対物レンズのλ3=785nmにおける光路図である。FIG. 12 is an optical path diagram at λ3 = 785 nm of the objective lens according to Example 10; 実施例10の対物レンズのλ1=405nmに対する開口数0.85までの球面収差図である。FIG. 12 is a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 10 up to a numerical aperture of 0.85 with respect to λ1 = 405 nm. 実施例10の対物レンズのλ1=405nmとNA1 0.85との組み合わせで決定される絞り径と等しい光束径のλ2=655nmの光を入射させた場合の球面収差図である。FIG. 18 is a spherical aberration diagram in the case where light of λ2 = 655 nm having a light beam diameter equal to the aperture diameter determined by the combination of λ1 = 405 nm and NA1 0.85 of the objective lens of Example 10 is incident. 実施例10の対物レンズのλ3=785nmに対する開口数0.45までの球面収差図である。FIG. 10 is a spherical aberration diagram of the objective lens of Example 10 up to a numerical aperture of 0.45 with respect to λ3 = 785 nm. 図17に示す対物レンズに形成した輪帯状フィルタの反射率と波長依存性を表す図である。It is a figure showing the reflectance and wavelength dependence of the annular filter formed in the objective lens shown in FIG. ブレーズの理想形状を近似的に求めた場合の光軸方向の段差量Δdを説明するための図である。It is a figure for demonstrating step amount (DELTA) d of the optical axis direction at the time of calculating | requiring the ideal shape of a blaze approximately. 第6の実施の形態における対物レンズOBJ1を示す概略図であり、(A)は正面図、(B)は側面図、(C)は側面を一部拡大した図である。It is the schematic which shows the objective lens OBJ1 in 6th Embodiment, (A) is a front view, (B) is a side view, (C) is the figure which expanded the side surface partially. 図91の対物レンズOBJ1を使用した第6の実施の形態による光ピックアッフ装置PU1を示す概略図である。FIG. 92 is a schematic diagram showing an optical pick-up device PU1 according to a sixth embodiment using the objective lens OBJ1 of FIG. 91. 第7の実施の形態における対物レンズOBJ2を示す概略図であり、(A)は正面図、(B)は側面図、(C)は側面を一部拡大した図である。It is the schematic which shows the objective lens OBJ2 in 7th Embodiment, (A) is a front view, (B) is a side view, (C) is the figure which expanded the side surface partially. 図93の対物レンズOBJ2を使用した第7の実施の形態による光ピックアッフ装置PU2を示す概略図である。FIG. 94 is a schematic diagram showing an optical pick-up device PU2 according to a seventh embodiment using the objective lens OBJ2 of FIG. 93. 実施例11における波長がそれぞれ405nm(A)、650nm(B)、780nm(C)の場合の球面収差図(色収差図)である。It is a spherical aberration figure (chromatic aberration figure) in case the wavelength in Example 11 is 405 nm (A), 650 nm (B), and 780 nm (C), respectively. 実施例12における波長がそれぞれ405nm(A)、650nm(B)、780nm(C)の場合の球面収差図(色収差図)である。It is a spherical aberration figure (chromatic aberration figure) in case the wavelength in Example 12 is 405 nm (A), 650 nm (B), and 780 nm (C), respectively. 実施例13における波長がそれぞれ405nm(A)、650nm(B)、780nm(C)の場合の球面収差図(色収差図)である。It is a spherical aberration figure (chromatic aberration figure) in case the wavelength in Example 13 is 405 nm (A), 650 nm (B), and 780 nm (C), respectively. 実施例14における波長がそれぞれ405nm(A)、650nm(B)、780nm(C)の場合の球面収差図(色収差図)である。It is a spherical aberration figure (chromatic aberration figure) in case the wavelength in Example 14 is 405 nm (A), 650 nm (B), and 780 nm (C), respectively. 実施例15における波長がそれぞれ408nm(A)、658nm(B)、785nm(C)の場合の球面収差図(色収差図)である。It is a spherical aberration figure (chromatic aberration figure) in case the wavelength in Example 15 is 408 nm (A), 658 nm (B), and 785 nm (C), respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1光源
2 第2光源
3 第3光源
5 色収差補正手段
6 基板厚誤差補正手段
7 基板厚差補正手段
8 対物レンズ
11 第1の半導体レーザ
12 第2の半導体レーザ
13 第3の半導体レーザ
14 対物レンズ
15,17 偏光ビームスプリッタ
16 コリメータ
18 色収差補正用素子、多層回折素子
19 第1の半導体レーザ11と第2の半導体レーザ12の筐体
20 多層回折素子とコリメータとを一体化した素子
21 1軸アクチュエータ
22 2軸アクチュエータ
23 屈折率分布可変素子
25a、25b 一対の透明電極
26 液晶層
27 駆動電源
29、35 コリメータ
31 正レンズ
32 負レンズ
33 ビームエキスパンダ
34 対物レンズ
41 NA3内に対応する共通領域
42 NA3からNA2に対応する第1の周辺領域
43 NA2からNA1に対応する第2の周辺領域
91 第1の光ディスクの情報記録面
92 第2の光ディスクの情報記録面
93 第3の光ディスクの情報記録面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st light source 2 2nd light source 3 3rd light source 5 Chromatic aberration correction means 6 Substrate thickness error correction means 7 Substrate thickness difference correction means 8 Objective lens 11 1st semiconductor laser 12 2nd semiconductor laser 13 3rd semiconductor laser 14 Objective lenses 15, 17 Polarizing beam splitter 16 Collimator 18 Chromatic aberration correction element, multilayer diffraction element 19 Housing 20 of first semiconductor laser 11 and second semiconductor laser 12 Element 21 1 in which multilayer diffraction element and collimator are integrated Axis actuator 22 Biaxial actuator 23 Refractive index distribution variable elements 25a, 25b A pair of transparent electrodes 26 Liquid crystal layer 27 Drive power supply 29, 35 Collimator 31 Positive lens 32 Negative lens 33 Beam expander 34 Objective lens 41 Common area corresponding to NA3 42 First peripheral area 43 corresponding to NA3 to NA2 NA2 to N The second peripheral area 91 the information recording surface 93 third information recording surface of the optical disk of the first optical disc information recording surface 92 second optical disc corresponding to 1

Claims (232)

波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2>t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3>t2)第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について1つのレンズ群から構成される共通の対物レンズを用い、
前記第1保護基板乃至第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the light beam from the first light source having the wavelength λ1, and the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2> t1) using the light beam from the third light source having the wavelength λ3 (λ2 <λ3). An optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate with a thickness t3 (t3> t2) using a luminous flux of
The optical pickup device uses a common objective lens composed of one lens group for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium to the third optical information recording medium,
An optical pickup apparatus comprising substrate thickness difference correcting means for correcting spherical aberration that changes due to a difference in thickness between the first protective substrate and the third protective substrate.
前記第1光源乃至第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路に前記基板厚差補正手段を配置することを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置。 2. The optical pickup device according to claim 1, wherein the substrate thickness difference correcting unit is arranged in a common optical path through which all the light beams from the first light source to the third light source pass. 前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をそれぞれNA1、NA2、NA3としたとき、前記第1光源の波長λ1、前記第2光源の波長λ2、前記第3光源の波長λ3、前記第1保護基板の厚さt1、前記第2保護基板の厚さt2、前記第3保護基板の厚さt3、及び、前記対物レンズの所定の像側開口数NA1、NA2、NA3が次式を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の光ピックアップ装置。
350nm<λ1<550nm
600nm<λ2<700nm
700nm<λ3<850nm
0.0mm≦t1<0.3mm
0.5mm<t2<0.7mm
1.0mm<t3<1.3mm
0.99>NA1≧0.80
0.80>NA2≧0.55
0.55>NA3≧0.40
When NA1, NA2, and NA3 are predetermined image-side numerical apertures of the objective lens necessary for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium to the third optical information recording medium, The wavelength λ1 of the first light source, the wavelength λ2 of the second light source, the wavelength λ3 of the third light source, the thickness t1 of the first protective substrate, the thickness t2 of the second protective substrate, the thickness of the third protective substrate 3. The optical pickup device according to claim 1, wherein the thickness t <b> 3 and the predetermined image-side numerical apertures NA <b> 1, NA <b> 2, NA <b> 3 of the objective lens satisfy the following expression.
350 nm <λ1 <550 nm
600 nm <λ2 <700 nm
700nm <λ3 <850nm
0.0mm ≦ t1 <0.3mm
0.5mm <t2 <0.7mm
1.0mm <t3 <1.3mm
0.99> NA1 ≧ 0.80
0.80> NA2 ≧ 0.55
0.55> NA3 ≧ 0.40
前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項3に記載の光ピックアップ装置。
0.7<d/f1<1.5
2.8<Φ1<5.8
fB3>0.2
The focal length of the objective lens at the wavelength λ1 is f1 (mm), the center thickness is d (mm), the diameter of the light beam having the wavelength λ1 incident on the objective lens is Φ1 (mm), and the third optical information recording is performed. 4. The optical pickup device according to claim 3, wherein when the working distance of the objective lens when reproducing and / or recording information on a medium is fB3 (mm), the following expression is satisfied.
0.7 <d / f1 <1.5
2.8 <Φ1 <5.8
fB3> 0.2
前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項3または4に記載の光ピックアップ装置。
−1<m3<0
5. The light according to claim 3, wherein the following expression is satisfied when an imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium is m3. Pickup device.
-1 <m3 <0
前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
−1<m2<0
The following expression is satisfied, where m2 is an imaging magnification of the objective lens when information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium. The optical pickup device according to Item.
-1 <m2 <0
前記対物レンズはプラスチック材料から形成されたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 1, wherein the objective lens is made of a plastic material. 前記対物レンズはガラス材料から形成されたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 1, wherein the objective lens is made of a glass material. 前記対物レンズはガラス転移点Tgが400℃以下のガラス材料から形成されたことを特徴とする請求項8に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 8, wherein the objective lens is made of a glass material having a glass transition point Tg of 400 ° C. or less. 前記基板厚差補正手段は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された少なくとも1つの回折面を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 10. The optical pickup according to claim 1, wherein the substrate thickness difference correcting unit has at least one diffractive surface on which a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed. apparatus. 前記回折構造は、入射する光束の波長が長くなる方向に変化した場合に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差特性を有することを特徴とする請求項10に記載の光ピックアップ装置。 11. The optical pickup device according to claim 10, wherein the diffractive structure has a spherical aberration characteristic that the spherical aberration changes in a direction of insufficient correction when the wavelength of the incident light beam is changed in a longer direction. . 前記回折構造は前記対物レンズの少なくとも1つの光学面上に形成されたことを特徴とする請求項10または11に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 10, wherein the diffractive structure is formed on at least one optical surface of the objective lens. 前記基板厚差補正手段は、光軸方向に変移することで、前記対物レンズに入射する光束のマージナル光線の傾角を変化させることができる少なくとも1つの可動光学素子と、前記可動光学素子を光軸方向に変移させるための駆動手段と、を備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 The substrate thickness difference correcting means shifts in the optical axis direction to change at least one movable optical element capable of changing the tilt angle of the marginal ray of the light beam incident on the objective lens, and the movable optical element is placed on the optical axis. The optical pickup device according to claim 1, further comprising: a driving unit that shifts in a direction. 前記基板厚差補正手段は、少なくとも1つの屈折率分布可変材料層と、電場または磁場または熱を印加するための印加手段と、を備え、前記屈折率分布可変材料層に前記印加手段により電場または磁場または熱を印加することにより前記屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 The substrate thickness difference correction means includes at least one refractive index distribution variable material layer and an application means for applying an electric field, a magnetic field, or heat, and the electric field or The optical pickup device according to claim 1, wherein a refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer is changed by applying a magnetic field or heat. 前記第1光情報記録媒体に情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm1、前記第2光情報記録媒体に情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2、前記第3光情報記録媒体に情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3としたとき、前記m1、m2、m3のうち少なくとも2つの結像倍率の値を異なるようにすることで、前記第1保護基板乃至第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 The imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium is m1, and the objective when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium. When the imaging magnification of the lens is m2, and the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium is m3, at least 2 of m1, m2, and m3 15. The spherical aberration that changes due to the difference in thickness of the first to third protective substrates is corrected by making the values of the two imaging magnifications different from each other. The optical pickup device according to any one of the above. 前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数NA1が0.8以上であって、
前記第1保護基板乃至第3保護基板のうち、前記第1保護基板の厚さ誤差に起因して変化する球面収差を補正するための基板厚誤差補正手段を、前記第1光源からの光束が通過する光路中に有することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
A predetermined image-side numerical aperture NA1 of the objective lens necessary for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium is 0.8 or more,
Among the first protective substrate to the third protective substrate, a substrate thickness error correcting means for correcting spherical aberration that changes due to a thickness error of the first protective substrate is used. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup device is provided in an optical path that passes therethrough.
前記第1光情報記録媒体は、同一光束入射面側に複数の情報記録層を有する構造を有し、
前記第1光情報記録媒体の各々の情報記録層の情報記録面に、前記第1光源からの光束を集光させる際に、前記第1光情報記録媒体の光束入射面から各々の情報記録面までの保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を、前記基板厚誤差補正手段で補正することを特徴とする請求項16に記載の光ピックアップ装置。
The first optical information recording medium has a structure having a plurality of information recording layers on the same light incident surface side,
When the light beam from the first light source is condensed on the information recording surface of each information recording layer of the first optical information recording medium, each information recording surface from the light beam incident surface of the first optical information recording medium. The optical pickup device according to claim 16, wherein spherical aberration that changes due to a difference in thickness of the protective substrate is corrected by the substrate thickness error correction unit.
前記基板厚誤差補正手段は、光軸方向に変移することで、前記対物レンズに入射する前記第1光源からの光束のマージナル光線の傾角を変化させることができる少なくとも1つの可動光学素子と、前記可動光学素子を光軸方向に変移させるための駆動手段と、を備えることを特徴とする請求項16または17に記載の光ピックアップ装置。 The substrate thickness error correction means is at least one movable optical element capable of changing a tilt angle of a marginal ray of a light beam from the first light source incident on the objective lens by shifting in an optical axis direction; 18. The optical pickup device according to claim 16, further comprising: a driving unit that shifts the movable optical element in the optical axis direction. 前記基板厚誤差補正手段は、前記第1光源からの発散光束の発散角を変化させるためのカップリングレンズであって、前記カップリングレンズを構成する光学素子のうち少なくとも1つが前記可動光学素子であることを特徴とする請求項18に記載の光ピックアップ装置。 The substrate thickness error correcting means is a coupling lens for changing a divergence angle of a divergent light beam from the first light source, and at least one of the optical elements constituting the coupling lens is the movable optical element. The optical pickup device according to claim 18, wherein the optical pickup device is provided. 前記基板厚誤差補正手段は、少なくとも1つの正レンズ群と、少なくとも1つの負レンズ群とから構成され、略平行光束である入射光束を略平行光束として射出することのできるビームエキスパンダ、及び/または、ビームシュリンカであって、前記正レンズ群、及び前記負レンズ群のうち少なくとも1つのレンズ群が前記可動光学素子であることを特徴とする請求項18に記載の光ピックアップ装置。 The substrate thickness error correcting means includes at least one positive lens group and at least one negative lens group, and is capable of emitting an incident light beam that is a substantially parallel light beam as a substantially parallel light beam, and / or The optical pickup device according to claim 18, wherein the optical pickup device is a beam shrinker, and at least one of the positive lens group and the negative lens group is the movable optical element. 前記基板厚差補正手段は、少なくとも1つの屈折率分布可変材料層と、電場または磁場または熱を印加するための印加手段と、を備え、前記屈折率分布可変材料層に前記印加手段により電場または磁場または熱を印加することにより前記屈折率分布可変材料層の屈折率分布を変化させることを特徴とする請求項16または17に記載の光ピックアップ装置。 The substrate thickness difference correction means includes at least one refractive index distribution variable material layer and an application means for applying an electric field, a magnetic field, or heat, and the electric field or 18. The optical pickup device according to claim 16, wherein a refractive index distribution of the refractive index distribution variable material layer is changed by applying a magnetic field or heat. 前記第1光源の波長λ1が550nmより短く、
前記第1光源の微少な波長変化に起因する前記対物レンズの色収差を補正するための色収差補正手段を、前記第1光源からの光束が通過する光路中に有することを特徴とする請求項1乃至21のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
The wavelength λ1 of the first light source is shorter than 550 nm,
The chromatic aberration correcting means for correcting chromatic aberration of the objective lens caused by a minute wavelength change of the first light source is provided in an optical path through which a light beam from the first light source passes. 21. The optical pickup device according to any one of 21.
前記第1光源乃至第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路に、前記色収差補正手段を配置したことを特徴とする請求項22に記載の光ピックアップ装置。 23. The optical pickup device according to claim 22, wherein the chromatic aberration correcting means is arranged in a common optical path through which all the light beams from the first to third light sources pass. 前記色収差補正手段は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された回折面を有する2つの光学素子が、前記回折面を互いに対向するように近接して配置された構造を有し、前記2つの光学素子の材料は前記波長λ1近傍の波長領域で所定の屈折率差を有するとともに、前記2つの光学素子の材料の前記波長λ2近傍の波長領域、及びλ3近傍の波長領域での屈折率差が略零であることを特徴とする請求項23に記載の光ピックアップ装置。 The chromatic aberration correcting means has a structure in which two optical elements having a diffractive surface on which a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed are arranged close to each other so that the diffractive surfaces face each other. The materials of the two optical elements have a predetermined refractive index difference in the wavelength region near the wavelength λ1, and the wavelength regions near the wavelength λ2 and the wavelength region near λ3 of the materials of the two optical elements. 24. The optical pickup device according to claim 23, wherein the refractive index difference is substantially zero. 前記色収差補正手段は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有し、前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3とするとき、
|n1|>|n2|≧|n3|
を満たすことを特徴とする請求項23に記載の光ピックアップ装置。
The chromatic aberration correcting means has a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones, and diffracts the first light beam generated when a first light beam having a wavelength λ1 from the first light source is incident on the diffractive structure. Among the light, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is n1, and the diffracted light of the second light flux generated when the second light flux of wavelength λ2 from the second light source is incident on the diffractive structure. The diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light is n2, and the largest of the diffracted lights of the third light flux generated when the third light flux of wavelength λ3 from the third light source is incident on the diffractive structure. When the diffraction order of diffracted light having a diffracted light amount is n3,
| N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
The optical pickup device according to claim 23, wherein:
前記回折構造は前記対物レンズの少なくとも1つの光学面上に形成されたことを特徴とする請求項25に記載の光ピックアップ装置。 26. The optical pickup device according to claim 25, wherein the diffractive structure is formed on at least one optical surface of the objective lens. 前記第1光源からの光束のみが通過し、かつ、前記第2光源及び前記第3光源からの光束は通過しない光路に、前記色収差補正手段を配置したことを特徴とする請求項22に記載の光ピックアップ装置。 23. The chromatic aberration correcting unit according to claim 22, wherein the chromatic aberration correcting unit is disposed in an optical path through which only the light beam from the first light source passes and the light beam from the second light source and the third light source does not pass. Optical pickup device. 前記色収差補正手段は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された少なくとも1つの回折面を有し、第i回折面の回折構造により透過波面に付加される光路差を、
Φbi=ni・(b2i・hi2+b4i・hi4+b6i・hi6+・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、niは、前記第i回折面の回折構造に前記波長λ1の光束が入射した場合に発生する、前記波長λ1の光束の回折光のうち最大の回折光量を有する回折光の回折次数、hiは光軸からの高さ(mm)、b2i、b4i、b6i、・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・ni・b2i
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことを特徴とする請求項27に記載の光ピックアップ装置。
1.50×10-2<PD<15.0×10-2
The chromatic aberration correction means has at least one diffractive surface in which a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed, and an optical path difference added to the transmitted wavefront by the diffractive structure of the i-th diffractive surface,
Φ bi = ni · (b 2i · hi 2 + b 4i · hi 4 + b 6i · hi 6 +...)
(Where ni is the diffracted light of the light beam having the wavelength λ1 that is generated when the light beam having the wavelength λ1 is incident on the diffractive structure of the i-th diffractive surface. The diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light, hi is the height (mm) from the optical axis, b 2i , b 4i , b 6i ,... Are second, fourth, sixth,. Optical path difference function coefficient (also referred to as diffraction plane coefficient)),
PD = Σ (−2 · ni · b 2i )
The optical pickup device according to claim 27, wherein the power (mm -1 ) of only the diffractive structure defined by
1.50 × 10 −2 <PD <15.0 × 10 −2
前記色収差補正手段は、相対的にアッベ数の大きい正レンズ群と相対的にアッベ数の小さい負レンズ群とから構成され、前記正レンズ群のアッベ数νdP及び前記負レンズ群のアッベ数νdNが次式を満たすことを特徴とする請求項27に記載の光ピックアップ装置。
νdP>55
νdN<35
The chromatic aberration correcting means includes a positive lens group having a relatively large Abbe number and a negative lens group having a relatively small Abbe number, and the Abbe number νdP of the positive lens group and the Abbe number νdN of the negative lens group are 28. The optical pickup device according to claim 27, wherein:
νdP> 55
νdN <35
前記第1光源の波長が+1nm変化した場合の、前記対物レンズと前記色収差補正手段とを合わせた光学系の近軸焦点位置の変化量ΔfBOBJ+CAが次式を満たすことを特徴とする請求項22乃至29のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
|ΔfBOBJ+CA・NA12|<0.15(μm)
The amount of change ΔfB OBJ + CA of the paraxial focal position of the optical system including the objective lens and the chromatic aberration correcting unit when the wavelength of the first light source changes by +1 nm satisfies the following expression. Item 30. The optical pickup device according to any one of Items 22 to 29.
| ΔfB OBJ + CA · NA1 2 | <0.15 (μm)
前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をそれぞれNA1、NA2、NA3としたとき、
NA1>NA2>NA3
を満たし、前記NA1とNA2とNA3との開口切替手段を備えることを特徴とする請求項1乃至30のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
When NA1, NA2, and NA3 are predetermined image-side numerical apertures of the objective lens necessary for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium to the third optical information recording medium,
NA1>NA2> NA3
The optical pickup device according to any one of claims 1 to 30, further comprising aperture switching means for NA1, NA2, and NA3.
前記開口切替手段は、前記第1光源乃至前記第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路に配置されることを特徴とする請求項31に記載の光ピックアップ装置。 32. The optical pickup device according to claim 31, wherein the aperture switching means is disposed in a common optical path through which all the light beams from the first light source to the third light source pass. 前記開口切替手段は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成された少なくとも1つの回折面を有し、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA2からNA1に対応する前記開口切替手段の領域を通過する波長λ2の光束をフレア成分とし、及び/または、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA3からNA1に対応する前記開口切替手段の領域を通過する波長λ3の光束をフレア成分とすることを特徴とする請求項31または32に記載の光ピックアップ装置。 The aperture switching means has at least one diffractive surface in which a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed, and when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium, A light flux of wavelength λ2 passing through the area of the aperture switching means corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is used as a flare component, and / or information is reproduced from the third optical information recording medium, and / or 33. The light beam having a wavelength [lambda] 3 that passes through the area of the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is used as a flare component when recording is performed. Optical pickup device. 前記開口切替手段と前記対物レンズとを合わせた光学系において、前記像側開口数NA2と前記第2保護基板の厚さt2と前記第2光源の波長λ2との組合せにおける波面収差が0.07λ2rmsより小さいとともに、前記像側開口数NA1と前記第2保護基板の厚さt2と前記第2光源の波長λ2との組合せにおける波面収差が0.07λ2rmsより大きく、及び/または、前記像側開口数NA3と前記第3保護基板の厚さt3と前記第3光源の波長λ3との組合せにおける波面収差が0.07λ3rmsより小さいとともに、前記像側開口数NA1と前記第3保護基板の厚さt3と前記第3光源の波長λ3との組合せにおける波面収差が0.07λ3rmsより大きいことを特徴とする請求項33に記載の光ピックアップ装置。 In the optical system combining the aperture switching means and the objective lens, the wavefront aberration in the combination of the image-side numerical aperture NA2, the thickness t2 of the second protective substrate, and the wavelength λ2 of the second light source is 0.07λ2 rms. And a wavefront aberration in a combination of the image side numerical aperture NA1, the thickness t2 of the second protective substrate, and the wavelength λ2 of the second light source is larger than 0.07λ2 rms and / or the image side numerical aperture. The wavefront aberration in the combination of NA3, the thickness t3 of the third protective substrate, and the wavelength λ3 of the third light source is smaller than 0.07λ3 rms, and the image-side numerical aperture NA1 and the thickness t3 of the third protective substrate The optical pickup device according to claim 33, wherein a wavefront aberration in combination with the wavelength λ3 of the third light source is larger than 0.07λ3rms. 前記開口切替手段は、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA2内に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ2の光束を透過するとともに、前記対物レンズの像側開口数NA2からNA1に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ2の光束を遮断し、及び/または、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記対物レンズの像側開口数NA3内に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ3の光束を透過するとともに、前記対物レンズの像側開口数NA3からNA1に対応する前記開口切替手段の領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有することを特徴とする請求項31または32に記載の光ピックアップ装置。 The aperture switching means, when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium, has a wavelength λ2 incident on the aperture switching means corresponding to the image-side numerical aperture NA2 of the objective lens. Of the objective lens, and blocks the light beam having the wavelength λ2 incident on the area of the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1, and / or for the third optical information recording medium When information is reproduced and / or recorded, the light beam having the wavelength λ3 incident on the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA3 of the objective lens is transmitted and the image-side aperture of the objective lens is transmitted. The wavelength selectivity that blocks a light beam having a wavelength of λ3 incident on an area of the aperture switching unit corresponding to a number NA3 to NA1 is provided. The optical pickup device according to. 前記開口切替手段は、前記対物レンズの少なくとも1つの光学面上に形成されたことを特徴とする請求項31乃至35のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 36. The optical pickup device according to any one of claims 31 to 35, wherein the aperture switching means is formed on at least one optical surface of the objective lens. 前記開口切替手段は、前記対物レンズの光束入射面側に配置されるとともに、前記対物レンズと一体となってトラッキングを行うことを特徴とする請求項32に記載の光ピックアップ装置。 33. The optical pickup device according to claim 32, wherein the aperture switching unit is disposed on a light incident surface side of the objective lens and performs tracking integrally with the objective lens. 前記対物レンズは、前記像側開口数NA1と前記第1保護基板の厚さt1と前記第1光源の波長λ1との組合せにおいて球面収差が最小となるように収差補正され、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記第2保護基板と前記第1保護基板との厚さの違いに起因して変化する球面収差を前記基板厚差補正手段で補正するとともに、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合に、前記第3保護基板と前記第1保護基板との厚さの違いに起因して変化する球面収差を前記基板厚差補正手段で補正することを特徴とする請求項1乃至37のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 The objective lens is aberration-corrected so that spherical aberration is minimized in a combination of the image-side numerical aperture NA1, the thickness t1 of the first protective substrate, and the wavelength λ1 of the first light source, and the second optical information When reproducing and / or recording information on the recording medium, the substrate thickness difference correcting unit corrects the spherical aberration that changes due to the difference in thickness between the second protective substrate and the first protective substrate. In addition, when reproducing and / or recording information with respect to the third optical information recording medium, spherical aberration that changes due to a difference in thickness between the third protective substrate and the first protective substrate is generated. The optical pickup device according to any one of claims 1 to 37, wherein correction is performed by a thickness difference correcting means. 前記第1光源乃至第3光源のうち少なくとも2つの光源はユニット化されたことを特徴とする請求項1乃至38のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 39. The optical pickup device according to claim 1, wherein at least two of the first light source to the third light source are unitized. 前記基板厚差補正手段と、前記基板厚誤差補正手段と、前記色収差補正手段と、前記開口切替手段のうち、少なくとも2つは一体化されたことを特徴とする請求項1乃至39のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 40. At least two of the substrate thickness difference correcting unit, the substrate thickness error correcting unit, the chromatic aberration correcting unit, and the aperture switching unit are integrated. 2. An optical pickup device according to item 1. 請求項1乃至40のいずれか1項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、音声、及び/または、画像の記録装置、及び/または、音声、及び/または、画像の再生装置。 41. A sound and / or image recording device and / or a sound and / or image reproducing device, wherein the optical pickup device according to any one of claims 1 to 40 is mounted. . 波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用い、
前記光ピックアップ装置は、前記第1光源乃至第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路中に配置された、前記第1保護基板乃至第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段を有し、
前記基板厚差補正手段は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有する回折光学素子であって、前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3とするとき、
|n1|>|n2|
かつ
|n1|>|n3|
を満たすとともに、
前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、
前記対物レンズは、前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA1内で、良好な波面を形成するように、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA2内で、良好な波面を形成するように、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA3内で、良好な波面を形成するように、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光できることを特徴とする光ピックアップ装置。
Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the light beam from the first light source having the wavelength λ1, and the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the light beam from the third light source from the wavelength λ3 (λ2 <λ3). An optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using
The optical pickup device uses a common objective lens for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium to the third optical information recording medium,
The optical pickup device is caused by a difference in thickness of the first protective substrate to the third protective substrate disposed in a common optical path through which all the light beams from the first light source to the third light source pass. Substrate thickness difference correction means for correcting the changing spherical aberration,
The substrate thickness difference correcting means is a diffractive optical element having a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones, and is generated when a first light flux having a wavelength λ1 from the first light source is incident on the diffractive structure. Of the diffracted light of the first light flux, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity is n1, and the second light flux having the wavelength λ2 from the second light source is incident on the diffractive structure. Of the two diffracted lights, the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light is n2, and the third light flux generated when the third light flux having the wavelength λ3 from the third light source enters the diffractive structure. When the diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted lights is n3,
| N1 |> | n2 |
And | n1 |> | n3 |
While satisfying
A predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium by the light beam having the wavelength λ1 is NA1, and the second light beam is obtained by the light beam having the wavelength λ2. Reproduction and / or recording is performed on the third optical information recording medium by NA2 having a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the information recording medium and a light beam having the wavelength λ3. When the predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for the purpose is NA3,
The objective lens forms a favorable wavefront within the numerical aperture NA1 in order to reproduce and / or record information on the first optical information recording medium with respect to the first-order diffracted light of the first light beam. In order to reproduce and / or record information on the second optical information recording medium, the second-order diffracted light of the second light beam can be condensed on the information recording surface of the first optical information recording medium. The light beam can be condensed on the information recording surface of the second optical information recording medium so as to form a good wavefront within a few NA2, and the n3rd-order diffracted light of the third light flux is used as information for the third optical information recording medium. An optical pickup device capable of condensing on the information recording surface of the third optical information recording medium so as to form a good wavefront within the numerical aperture NA3 in order to perform reproduction and / or recording .
前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項42に記載の光ピックアップ装置。
300nm<λB<500nm
43. The optical pickup device according to claim 42, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength [lambda] B and the diffraction order n1, and satisfies the following equation.
300nm <λB <500nm
次式を満たすことを特徴とする請求項43に記載の光ピックアップ装置。
|n1|≦10
44. The optical pickup device according to claim 43, wherein:
| N1 | ≦ 10
前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項42乃至44のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
340nm<λB<440nm
|n1|=2
|n2|=1
|n3|=1
45. The optical pickup device according to claim 42, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength [lambda] B and the diffraction order n1, and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
340 nm <λB <440 nm
| N1 | = 2
| N2 | = 1
| N3 | = 1
次式を満たすことを特徴とする請求項45に記載の光ピックアップ装置。
350nm<λB<420nm
The optical pickup device according to claim 45, wherein the following expression is satisfied.
350 nm <λB <420 nm
前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項42乃至44のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
400nm<λB<430nm
|n1|=6
|n2|=4
|n3|=3
45. The optical pickup device according to claim 42, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength [lambda] B and the diffraction order n1, and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
400nm <λB <430nm
| N1 | = 6
| N2 | = 4
| N3 | = 3
次式を満たすことを特徴とする請求項47に記載の光ピックアップ装置。
405nm<λB<425nm
48. The optical pickup device according to claim 47, wherein:
405 nm <λB <425 nm
前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項42乃至44のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=8
|n2|=5
|n3|=4
45. The optical pickup device according to claim 42, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength [lambda] B and the diffraction order n1, and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 8
| N2 | = 5
| N3 | = 4
次式を満たすことを特徴とする請求項49に記載の光ピックアップ装置。
395nm<λB<415nm
50. The optical pickup device according to claim 49, wherein:
395 nm <λB <415 nm
前記回折構造が波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項42乃至44のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=10
|n2|=6
|n3|=5
45. The optical pickup device according to claim 42, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength [lambda] B and the diffraction order n1, and satisfies the following formula.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 10
| N2 | = 6
| N3 | = 5
次式を満たすことを特徴とする請求項51に記載の光ピックアップ装置。
395nm<λB<412nm
52. The optical pickup device according to claim 51, wherein:
395 nm <λB <412 nm
前記回折構造は正のパワーを有することを特徴とする請求項42乃至52のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 53. The optical pickup device according to claim 42, wherein the diffractive structure has a positive power. 波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、
Φb=n1・(b2・h2+b4・h4+b6・h6+・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b2、b4、b6、・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・n1・b2
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことを特徴とする請求項53に記載の光ピックアップ装置。
0.5×10-2<PD<5.0×10-2
Each position of the plurality of annular zones of the diffractive structure optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1
Φ b = n1 · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ...)
(Where h is the height from the optical axis (mm), b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, sixth-order, Is an optical path difference function coefficient (also referred to as a diffractive surface coefficient)),
PD = Σ (−2 · n1 · b 2 )
54. The optical pickup device according to claim 53, wherein the power (mm −1 ) of only the diffractive structure defined by: satisfies the following formula.
0.5 × 10 −2 <PD <5.0 × 10 −2
前記対物レンズは屈折型対物レンズであって、前記屈折型対物レンズの光束入射側に前記回折光学素子が配置されることを特徴とする請求項42乃至54のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 55. The optical pickup according to claim 42, wherein the objective lens is a refractive objective lens, and the diffractive optical element is disposed on a light beam incident side of the refractive objective lens. apparatus. 前記回折構造は、平面上に形成されたことを特徴する請求項55に記載の光ピックアップ装置。 56. The optical pickup device according to claim 55, wherein the diffractive structure is formed on a plane. 前記回折構造は、非球面上に形成されたことを特徴する請求項55に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 55, wherein the diffractive structure is formed on an aspherical surface. 前記回折光学素子は、前記屈折型対物レンズと一体となってトラッキング駆動されることを特徴とする請求項55乃至57のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 58. The optical pickup device according to any one of claims 55 to 57, wherein the diffractive optical element is tracking-driven integrally with the refractive objective lens. 前記回折光学素子は、前記対物レンズと一体に形成され、前記回折構造は前記対物レンズの光源側の光学面を含む、少なくとも1つの光学面上に形成されたことを特徴とする請求項42乃至54のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 43. The diffractive optical element is formed integrally with the objective lens, and the diffractive structure is formed on at least one optical surface including an optical surface on the light source side of the objective lens. 54. The optical pickup device according to any one of 54. 前記像側開口数NA1乃至NA3は、
NA1>NA2>NA3
を満たすとともに、
前記光ピックアップ装置は、前記第1光源乃至第3光源からの各光束がすべて通過する共通の光路中に配置された、NA1とNA2とNA3との開口切替手段を有することを特徴とする請求項42乃至59のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
The image side numerical apertures NA1 to NA3 are:
NA1>NA2> NA3
While satisfying
The optical pickup device includes NA1, NA2, and NA3 aperture switching means arranged in a common optical path through which all the light beams from the first to third light sources pass. The optical pickup device according to any one of 42 to 59.
前記開口切替手段は、前記対物レンズと一体となってトラッキング駆動されることを特徴とする請求項60に記載の光ピックアップ装置。 61. The optical pickup device according to claim 60, wherein the aperture switching means is tracking driven integrally with the objective lens. 前記開口切替手段は、前記基板厚差補正手段と同一の回折光学素子であって、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより大きい状態であり、かつ前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより小さい状態であることを特徴とする請求項60または61に記載の光ピックアップ装置。 The aperture switching means is the same diffractive optical element as the substrate thickness difference correcting means, and the wavelength λ2 that has passed through the area of the aperture switching means corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens. Of the second optical information recording medium reaches the information recording surface of the second optical information recording medium, and the luminous flux of wavelength λ2 falls within the image-side numerical aperture NA1 on the information recording surface of the second optical information recording medium. The wavefront aberration is greater than 0.07λ2 rms, and the light beam having the wavelength λ2 has a wavefront aberration of 0.07λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA2. 62. The optical pickup device according to claim 60, wherein the optical pickup device is in a smaller state. 前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ2rmsより大きい状態であることを特徴とする請求項62に記載の光ピックアップ装置。 63. The light beam having the wavelength λ2 has a wavefront aberration larger than 0.20λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1. The optical pickup device described. 前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより大きい状態であり、かつ前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより小さい状態であることを特徴とする請求項62または63に記載の光ピックアップ装置。 The light beam having the wavelength λ3 that has passed through the area of the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens reaches the information recording surface of the third optical information recording medium, and The light beam having the wavelength λ3 has a wavefront aberration larger than 0.07λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1, and the light beam having the wavelength λ3 is 64. The optical pickup device according to claim 62, wherein a wavefront aberration is smaller than 0.07λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within an image-side numerical aperture NA3. 前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ3rmsより大きい状態であることを特徴とする請求項64に記載の光ピックアップ装置。 The light beam having the wavelength λ3 has a wavefront aberration larger than 0.20λ3rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1. The optical pickup device described. 前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ2の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ2の光束が前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能であることを特徴とする請求項60または61に記載の光ピックアップ装置。 The aperture switching unit blocks the light beam having the wavelength λ2 incident on the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens, and the image-side numerical aperture of the objective lens. It is possible to prevent the light beam having the wavelength λ2 incident on the aperture switching unit region corresponding to NA2 to NA1 from reaching the information recording surface of the second optical information recording medium. The optical pickup device according to claim 60 or 61. 前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ2の光束を遮断するような波長選択性を有することを特徴とする請求項66に記載の光ピックアップ装置。 The aperture switching means transmits a light flux of wavelength λ1 incident on the aperture switching means corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens, and the image side numerical aperture NA2 of the objective lens. 67. The optical pickup device according to claim 66, wherein the optical pickup device has a wavelength selectivity that blocks a light beam having a wavelength λ2 incident on the aperture switching means region corresponding to NA1 to NA1. 前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ3の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する前記波長λ3の光束が前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能であることを特徴とする請求項60、61、66、67のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 The aperture switching unit blocks the light beam having the wavelength λ3 incident on the aperture switching unit corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens, and the image-side numerical aperture of the objective lens. It is possible to prevent the light beam having the wavelength λ3 incident on the aperture switching unit region corresponding to NA3 to NA1 from reaching the information recording surface of the third optical information recording medium. The optical pickup device according to any one of claims 60, 61, 66, and 67. 前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する、前記開口切替手段の領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有することを特徴とする請求項68に記載の光ピックアップ装置。 The aperture switching means transmits a light flux of wavelength λ1 incident on the aperture switching means region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens, and the image side numerical aperture NA3 of the objective lens. 69. The optical pickup device according to claim 68, wherein the optical pickup device has wavelength selectivity so as to block a light beam having a wavelength λ3 incident on a region of the aperture switching unit corresponding to NA1 to NA1. 前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることを特徴とする請求項66乃至69のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 70. The optical pickup device according to claim 66, wherein the aperture switching unit is a wavelength selection filter formed on an optical surface of the objective lens. 前記対物レンズは、1つのレンズ群から構成されたことを特徴とする請求項42乃至70のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to any one of claims 42 to 70, wherein the objective lens includes one lens group. 前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項71に記載の光ピックアップ装置。
0.7<d/f1<1.5
2.8<Φ1<5.8
fB3>0.2
The focal length of the objective lens at the wavelength λ1 is f1 (mm), the center thickness is d (mm), the diameter of the light beam of the wavelength λ1 incident on the objective lens is Φ1 (mm), and the third optical information recording is performed. 72. The optical pickup device according to claim 71, wherein the following equation is satisfied when the working distance of the objective lens when reproducing and / or recording information on a medium is fB3 (mm).
0.7 <d / f1 <1.5
2.8 <Φ1 <5.8
fB3> 0.2
前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3とした場合に、次式を満たすことを特徴とする請求項72に記載の光ピックアップ装置。
m3<0
73. The optical pickup according to claim 72, wherein the following expression is satisfied when an imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium is m3. apparatus.
m3 <0
次式を満たすことを特徴とする請求項73に記載の光ピックアップ装置。
−0.25<m3<−0.05
74. The optical pickup device according to claim 73, wherein:
-0.25 <m3 <-0.05
前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2とした場合に、次式を満たすことを特徴とする請求項73または74に記載の光ピックアップ装置。
m2<0
75. The following expression is satisfied, wherein the following expression is satisfied when an imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium is m2. Optical pickup device.
m2 <0
次式を満たすことを特徴とする請求項75に記載の光ピックアップ装置。
−0.20<m2<−0.02
76. The optical pickup device according to claim 75, wherein:
−0.20 <m2 <−0.02
前記対物レンズは、プラスチック材料から形成されたことを特徴とする請求項42乃至76のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 77. The optical pickup device according to claim 42, wherein the objective lens is made of a plastic material. 前記対物レンズは、ガラス材料から形成されたことを特徴とする請求項42乃至76のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 77. The optical pickup device according to claim 42, wherein the objective lens is made of a glass material. 前記対物レンズはガラス転移点Tgが400℃以下であるガラス材料から形成されたことを特徴とする請求項78に記載の光ピックアップ装置。 79. The optical pickup device according to claim 78, wherein the objective lens is made of a glass material having a glass transition point Tg of 400 [deg.] C. or less. 次式を満たすことを特徴とする請求項42乃至79のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
0.0mm≦t1<0.3mm
0.5mm<t2<0.7mm
1.0mm<t3<1.3mm
0.99>NA1≧0.70
0.70>NA2≧0.55
0.55>NA3≧0.40
The optical pickup device according to any one of claims 42 to 79, wherein:
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
0.0mm ≦ t1 <0.3mm
0.5mm <t2 <0.7mm
1.0mm <t3 <1.3mm
0.99> NA1 ≧ 0.70
0.70> NA2 ≧ 0.55
0.55> NA3 ≧ 0.40
前記第1光源乃至第3光源のうち少なくとも2つの光源はユニット化されたことを特徴とする請求項42乃至80のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 81. The optical pickup device according to claim 42, wherein at least two of the first light source to the third light source are unitized. 請求項42乃至81のいずれか1項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、音声及び/または画像の記録装置、及び/または、音声及び/または画像の再生装置。 84. A sound and / or image recording device and / or a sound and / or image reproducing device, wherein the optical pickup device according to any one of claims 42 to 81 is mounted. 波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、
前記対物レンズは、少なくとも1つの光学面上に、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有し、
前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、
前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、
前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、
前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、
前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、
前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、
とするとき、
|n1|>|n2|
かつ
│n1│>│n3│
を満たすとともに、
前記対物レンズは、前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA1内で、良好な波面を形成するように、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA2内で、良好な波面を形成するように、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA3内で、良好な波面を形成するように、前記第3情報記録媒体の情報記録面上に集光できることを特徴とする対物レンズ。
Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the light beam from the first light source having the wavelength λ1, and the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the light beam from the third light source from the wavelength λ3 (λ2 <λ3). An objective lens for an optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using
The objective lens has a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones on at least one optical surface;
The diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights of the first light flux generated when the first light flux of wavelength λ1 from the first light source is incident on the diffractive structure is n1,
The diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights of the second light flux generated when the second light flux of wavelength λ2 from the second light source is incident on the diffractive structure is n2,
Of the diffracted light of the third light flux generated when the third light flux of wavelength λ3 from the third light source is incident on the diffractive structure, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount is n3,
NA1 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens required for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium with the light beam having the wavelength λ1.
NA2 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens that is necessary for reproducing and / or recording on the second optical information recording medium with the light beam having the wavelength λ2.
A predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the third optical information recording medium by the light beam having the wavelength λ3 is NA3,
And when
| N1 |> | n2 |
And │n1│> │n3│
While satisfying
The objective lens forms a favorable wavefront within the numerical aperture NA1 in order to reproduce and / or record information on the first optical information recording medium with respect to the first-order diffracted light of the first light beam. In order to reproduce and / or record information on the second optical information recording medium, the second-order diffracted light of the second light beam can be condensed on the information recording surface of the first optical information recording medium. The light beam can be condensed on the information recording surface of the second optical information recording medium so as to form a good wavefront within a few NA2, and the n3rd-order diffracted light of the third light flux is used as information for the third optical information recording medium. The objective lens is capable of focusing on the information recording surface of the third information recording medium so as to form a good wavefront within the numerical aperture NA3 in order to perform reproduction and / or recording.
波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、
前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、
前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、
前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、
とするとき、
前記対物レンズの少なくとも1つの光学面は、前記第1乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して再生及び/または記録を行うために用いられる前記開口数NA3内に対応する共通領域と、該共通領域よりも周辺側に位置し、少なくとも前記第1光情報記録媒体に対して再生及び/または記録を行うために用いられる周辺領域の、少なくとも2つの領域からなり、
前記共通領域には、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成され、
前記共通領域に形成された回折構造に光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、
前記共通領域に形成された回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、
前記共通領域に形成された回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、
とするとき、
|n1|>│n2|
かつ
│n1|>│n3│
を満たすとともに、
前記対物レンズは、前記共通領域で発生する前記第1の光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生び/又は記録を行うために前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする対物レンズ。
Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the light beam from the first light source having the wavelength λ1, and the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the light beam from the third light source from the wavelength λ3 (λ2 <λ3). An objective lens for an optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using
NA1 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens required for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium with the light beam having the wavelength λ1.
NA2 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens that is necessary for reproducing and / or recording on the second optical information recording medium with the light beam having the wavelength λ2.
A predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the third optical information recording medium by the light beam having the wavelength λ3 is NA3,
And when
At least one optical surface of the objective lens has a common area corresponding to the numerical aperture NA3 used for reproducing and / or recording on all of the first to third optical information recording media, and It is located on the peripheral side with respect to the common area, and comprises at least two areas of at least a peripheral area used for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium,
In the common region, a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed,
The diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights of the first light flux generated when the first light flux of wavelength λ1 from the light source is incident on the diffractive structure formed in the common region is n1,
Of the diffracted light of the second light flux generated when the second light flux of wavelength λ2 from the second light source is incident on the diffractive structure formed in the common region, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount. To n2,
Of the diffracted light of the third light beam generated when the third light beam having the wavelength λ3 from the third light source is incident on the diffractive structure formed in the common region, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount. N3,
And when
| N1 |> | n2 |
And | n1 |> | n3 |
While satisfying
The objective lens is configured to reproduce and / or record information on the first optical information recording medium with respect to the first optical information recording medium by using the first-order diffracted light of the first light beam generated in the common area. The second optical information recording medium is used for reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium by using the second-order diffracted light of the second light flux that is collected on the recording surface and generated in the common area. In order to reproduce and / or record the information on the third optical information recording medium, the third-order diffracted light of the third light beam generated on the information recording surface and generated in the common area is collected. An objective lens that focuses light on an information recording surface of a recording medium.
前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことを特徴とする請求項83または84に記載の対物レンズ。
|n2|=INT(λ1・|n1|/λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3)
|n1|>|n2|≧|n3|
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・|n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。
The objective lens according to claim 83 or 84, wherein the diffraction orders n1 to n3 satisfy the following expression.
| N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
| N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
| N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
However, n1 is an integer other than 0 and ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ2, and INT (λ1 · | n1 | / λ3) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ3.
次式を満たすことを特徴とする請求項85に記載の対物レンズ。
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4
|INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・|n1|/λ3)|<0.4
The objective lens according to claim 85, wherein the following expression is satisfied.
| INT (λ1 · | n1 | / λ2) − (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
| INT (λ1 · | n1 | / λ3) − (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4
前記回折構造に入射する前記波長λ1の光束の光量をIIN(λ1)、該IIN(λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ1)、前記回折構造に入射する前記波長λ2の光束の光量をIIN(λ2)、該IIN(λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ2)、前記回折構造に入射する前記波長λ3の光束の光量をIIN(λ3)、該IIN(λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ3)としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項83乃至86のいずれか1項に記載の対物レンズ。
OUT(λ1)/IIN(λ1)>0.7
OUT(λ2)/IIN(λ2)>0.7
OUT(λ3)/IIN(λ3)>0.7
The amount of light of the wavelength λ1 incident on the diffractive structure is defined as I IN (λ1), and the amount of light after the wavelength λ1 having the amount of I IN (λ1) passes through the diffractive structure is expressed as I OUT (λ1). ), The light quantity of the light beam having the wavelength λ2 incident on the diffractive structure is I IN (λ2), and the light quantity after the light beam of the wavelength λ2 having the light quantity of I IN (λ2) is passed through the diffractive structure is I OUT. (Λ2), the amount of light of the wavelength λ3 incident on the diffractive structure is I IN (λ3), and the amount of light after the light of wavelength λ3 having the amount of I IN (λ3) passes through the diffractive structure. The objective lens according to any one of claims 83 to 86, wherein I OUT (λ3) satisfies the following expression.
I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項83乃至87のいずれか1項に記載の対物レンズ。
300nm<λB<500nm
|n1|≦10
88. The objective lens according to claim 83, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1, and satisfies the following expression.
300 nm <λB <500 nm
| N1 | ≦ 10
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項83乃至88のいずれか1項に記載の対物レンズ。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
340nm<λB<440nm
|n1|=2
|n2|=1
|n3|=1
The objective lens according to any one of claims 83 to 88, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1, and satisfies the following expression.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
340 nm <λB <440 nm
| N1 | = 2
| N2 | = 1
| N3 | = 1
次式を満たすことを特徴とする請求項89に記載の対物レンズ。
350nm<λB<420nm
90. The objective lens according to claim 89, wherein:
350 nm <λB <420 nm
前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することを特徴とする請求項89または90に記載の対物レンズ。 The objective lens according to claim 89 or 90, wherein the objective lens has a wavelength dependency of a spherical aberration such that the spherical aberration changes in an overcorrected direction when light having a wavelength longer than the wavelength λ1 by 5 nm is incident. The objective lens described. 前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが短くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項91に記載の対物レンズ。
−1<ΔCA/ΔSA<0
The objective lens has a wavelength dependency of axial chromatic aberration that changes in a direction in which a back focus is shortened when light having a wavelength longer than the wavelength λ1 is incident, and has a wavelength longer than the wavelength λ1 by 5 nm. When the change amount of the back focus when light is incident is ΔCA, and the change amount of the marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident is ΔSA, the following equation is satisfied. 92. The objective lens according to claim 91, wherein:
-1 <ΔCA / ΔSA <0
波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、
Φb=│n1|・(b2・h2+b4・h4+b6・h6+・・・・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b2、b4、b6、・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・│n1|・b2
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことを特徴とする請求項89乃至92のいずれか1項に記載の対物レンズ。
0.5×10-2<PD<5.0×10-2
Each position of the plurality of annular zones of the diffractive structure optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1
Φ b = │n1 | ・ (b 2・ h 2 + b 4・ h 4 + b 6・ h 6 + ・ ・ ・ ・ ・ ・)
(Where h is the height from the optical axis (mm), b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, and sixth-order, respectively. Next, the optical path difference function coefficient (also called diffractive surface coefficient) of ...
PD = Σ (−2 · | n1 | · b 2 )
93. The objective lens according to claim 89, wherein the power (mm −1 ) of only the diffractive structure defined by: satisfies the following formula.
0.5 × 10 −2 <PD <5.0 × 10 −2
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項83乃至88のいずれか1項に記載の対物レンズ。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
400nm<λB<430nm
|n1│=6
|n2│=4
│n3|=3
The objective lens according to any one of claims 83 to 88, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1, and satisfies the following expression.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
400nm <λB <430nm
| N1 | = 6
| N2 | = 4
│n3 | = 3
次式を満たすことを特徴とする請求項94に記載の対物レンズ。
405nm<λB<425nm
95. The objective lens according to claim 94, wherein:
405 nm <λB <425 nm
前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することを特徴とする請求項94または95に記載の対物レンズ。 96. The objective lens according to claim 94, wherein the objective lens has a wavelength dependency of a spherical aberration such that the spherical aberration changes in a direction of insufficient correction when light having a wavelength longer than the wavelength λ1 by 5 nm is incident. The objective lens described. 前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが長くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項96に記載の対物レンズ。
−1<ΔCA/ΔSA<0
The objective lens has a wavelength dependency of longitudinal chromatic aberration that changes in a direction in which a back focus becomes longer when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident, and has a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1. When the change amount of the back focus when light is incident is ΔCA, and the change amount of the marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident is ΔSA, the following equation is satisfied. The objective lens according to claim 96, wherein
-1 <ΔCA / ΔSA <0
波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、
Φb=│n1│・(b2・h2+b4・h4+b6・h6+・・・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b2、b4、b6、・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・|n1|・b2
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことを特徴とする請求項94乃至97のいずれか1項に記載の対物レンズ。
−5.0×10-2<PD<2.0×10-2
Each position of the plurality of annular zones of the diffractive structure optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1
Φ b = │n1│ ・ (b 2・ h 2 + b 4・ h 4 + b 6・ h 6 + ・ ・ ・ ・ ・)
(Where h is the height from the optical axis (mm), b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, and sixth-order, respectively. Next, the optical path difference function coefficient (also referred to as a diffraction surface coefficient) of ......
PD = Σ (−2 · | n1 | · b 2 )
The objective lens according to any one of claims 94 to 97, wherein the power (mm -1 ) of only the diffractive structure defined by
−5.0 × 10 −2 <PD <2.0 × 10 −2
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項83乃至88のいずれか1項に記載の対物レンズ。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=8
|n2│=5
|n3|=4
The objective lens according to any one of claims 83 to 88, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1, and satisfies the following expression.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 8
| N2 | = 5
| N3 | = 4
次式を満たすことを特徴とする請求項99に記載の対物レンズ。
395nm<λB<415nm
The objective lens according to claim 99, wherein the following expression is satisfied:
395 nm <λB <415 nm
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項83乃至88のいずれか1項に記載の対物レンズ。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=10
|n2│=6
|n3|=5
The objective lens according to any one of claims 83 to 88, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1, and satisfies the following expression.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 10
| N2 | = 6
| N3 | = 5
次式を満たすことを特徴とする請求項101に記載の対物レンズ。
395nm<λB<412nm
102. The objective lens according to claim 101, wherein:
395 nm <λB <412 nm
前記対物レンズは、1つのレンズ群から構成されたことを特徴とする請求項83乃至102のいずれか1項に記載の対物レンズ。 103. The objective lens according to any one of claims 83 to 102, wherein the objective lens is composed of one lens group. 前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項103に記載の対物レンズ。
0.7<d/f1<1.5
2.8<Φ1<5.8
fB3>0.2
The focal length of the objective lens at the wavelength λ1 is f1 (mm), the center thickness is d (mm), the diameter of the light beam of the wavelength λ1 incident on the objective lens is Φ1 (mm), and the third optical information recording is performed. 104. The objective lens according to claim 103, wherein when the working distance of the objective lens when reproducing and / or recording information on a medium is fB3 (mm), the following expression is satisfied.
0.7 <d / f1 <1.5
2.8 <Φ1 <5.8
fB3> 0.2
前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3とした場合に、次式を満たすことを特徴とする請求項83乃至104のいずれか1項に記載の対物レンズ。
m3<0
105. Any one of claims 83 to 104, wherein the following expression is satisfied when an imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium is m3. The objective lens according to Item 1.
m3 <0
次式を満たすことを特徴とする請求項105に記載の対物レンズ。
−0.25<m3<−0.05
106. The objective lens according to claim 105, wherein:
-0.25 <m3 <-0.05
前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2とした場合に、次式を満たすことを特徴とする請求項105または106に記載の対物レンズ。
m2<0
107. The following expression is satisfied according to claim 105 or 106, wherein the following equation is satisfied when an imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium is m2. Objective lens.
m2 <0
次式を満たすことを特徴とする請求項107に記載の対物レンズ。
−0.20<m2<−0.02
108. The objective lens according to claim 107, wherein:
−0.20 <m2 <−0.02
前記像側開口数NA1及びNA2は、
NA1>NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより大きい状態であることを特徴とする請求項83乃至108のいずれか1項に記載の対物レンズ。
The image side numerical apertures NA1 and NA2 are:
NA1> NA2
And the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 of the objective lens is on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image side numerical aperture NA2. , And the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is a state in which the wavefront aberration is smaller than 0.07λ2 rms. While reaching the information recording surface, the light flux having the wavelength λ2 has a wavefront aberration larger than 0.07λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1. The objective lens according to any one of claims 83 to 108, wherein:
前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ2rmsより大きい状態であることを特徴とする請求項109に記載の対物レンズ。 The light beam having the wavelength λ2 has a wavefront aberration smaller than 0.05λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA2, and the image-side numerical aperture NA1. 110. The objective lens according to claim 109, wherein the wavefront aberration is greater than 0.20λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium. 前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA2において不連続であることを特徴とする請求項109または110に記載の対物レンズ。 The spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 of the objective lens, and the image-side aperture of the objective lens The spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the number NA2 to the number NA1 is discontinuous at the image-side numerical aperture NA2. The objective lens according to claim 109 or 110. 前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、
前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる次数で最適化されていることを特徴とする請求項109乃至111のいずれか1項に記載の対物レンズ。
When the first light flux having the wavelength λ1 from the first light source is incident on the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 on the optical surface of the objective lens on which the diffractive structure is formed. The first light source includes a diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light of the first light flux generated in the light beam and a diffractive structure formed in a region corresponding to the image-side numerical apertures NA2 to NA1. Among the diffracted lights of the first light flux generated when the first light flux of wavelength λ1 from the incident light, the diffraction orders of the diffracted light having the maximum diffracted light amount are different orders from each other,
The diffractive structure formed in the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 and the diffractive structure formed in the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 are optimized with different orders. The objective lens according to any one of claims 109 to 111, characterized in that:
前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることを特徴とする請求項109乃至112のいずれか1項に記載の対物レンズ。 In the optical surface of the objective lens on which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 is optimized with a wavelength λ1 and a predetermined diffraction order. 113. Objective lens according to any one of claims 109 to 112, characterized in that 前記対物レンズは、
NA1>NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束が前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することを特徴とする請求項83乃至108のいずれか1項に記載の対物レンズ。
The objective lens is
NA1> NA2
And the light beam having the wavelength λ2 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is blocked, and the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is blocked. 109. An aperture switching means capable of preventing an incident light beam having the wavelength [lambda] 2 from reaching the information recording surface of the second optical information recording medium. Objective lens described in 1.
前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ2の光束を遮断するような波長選択性を有することを特徴とする請求項114に記載の対物レンズ。 The aperture switching means transmits a light beam having a wavelength λ1 incident on a region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens, and a region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens. 115. The objective lens according to claim 114, wherein the objective lens has wavelength selectivity so as to block a light beam having a wavelength [lambda] 2 incident on the lens. 前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることを特徴とする請求項114または115に記載の対物レンズ。 116. The objective lens according to claim 114 or 115, wherein the aperture switching means is a wavelength selection filter formed on an optical surface of the objective lens. 前記対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3は、
NA1>NA2>NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより大きい状態であることを特徴とする請求項109乃至116のいずれか1項に記載の対物レンズ。
Image side numerical apertures NA1, NA2, and NA3 of the objective lens are
NA1>NA2> NA3
And the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens is on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image side numerical aperture NA3. , And the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is a state in which the wavefront aberration is smaller than 0.07λ3 rms. While reaching the information recording surface, the light flux having the wavelength λ3 has a wavefront aberration larger than 0.07λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1. The objective lens according to any one of claims 109 to 116, wherein:
前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ3rmsより大きい状態であることを特徴とする請求項117に記載の対物レンズ。 The light beam having the wavelength λ3 has a wavefront aberration smaller than 0.05λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA3, and the image-side numerical aperture NA1. 118. The objective lens according to claim 117, wherein a wavefront aberration is greater than 0.20λ3rms on the information recording surface of the third optical information recording medium. 前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA3において不連続であることを特徴とする請求項117または118に記載の対物レンズ。 The spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens, and the image side opening of the objective lens The spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the number NA3 to NA1 is discontinuous at the image-side numerical aperture NA3. The objective lens according to claim 117 or 118. 前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第1光源からの波長λ1の第2光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、
前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる次数で最適化されていることを特徴とする請求項117乃至119のいずれか1項に記載の対物レンズ。
When the first light flux of wavelength λ1 from the first light source is incident on the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 on the optical surface of the objective lens on which the diffractive structure is formed The first light source includes a diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light of the first light flux generated in the light beam and a diffractive structure formed in a region corresponding to the image-side numerical apertures NA3 to NA1. Among the diffracted lights of the first light flux generated when the second light flux of wavelength λ1 from the incident light, the diffraction orders of the diffracted light having the maximum diffracted light amount are orders different from each other,
The diffraction structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 and the diffraction structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 are optimized with different orders. 120. The objective lens according to any one of claims 117 to 119, wherein
前記回折構造が形成された前記対物レンズの光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることを特徴とする請求項117乃至120のいずれか1項に記載の対物レンズ。 In the optical surface of the objective lens on which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 is optimized with a wavelength λ1 and a predetermined diffraction order. 121. The objective lens according to any one of claims 117 to 120, characterized in that: 前記対物レンズは、
NA1>NA2>NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束が前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することを特徴とする請求項109乃至116のいずれか1項に記載の対物レンズ。
The objective lens is
NA1>NA2> NA3
And the light beam having the wavelength λ3 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is blocked, and the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is blocked. The aperture switching means capable of preventing the incident light beam having the wavelength λ3 from reaching the information recording surface of the third optical information recording medium. Objective lens described in 1.
前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束と波長λ2の光束とを透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有することを特徴とする請求項122に記載の対物レンズ。 The aperture switching means transmits a light beam having a wavelength λ1 and a light beam having a wavelength λ2 incident on a region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens, and the image side numerical aperture NA3 of the objective lens. 123. The objective lens according to claim 122, wherein the objective lens has wavelength selectivity so as to block a light beam having a wavelength λ3 incident on a region corresponding to NA1. 前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることを特徴とする請求項122または123に記載の対物レンズ。 The objective lens according to claim 122 or 123, wherein the aperture switching means is a wavelength selection filter formed on an optical surface of the objective lens. プラスチック材料から形成されたことを特徴とする請求項83乃至124のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 83 to 124, wherein the objective lens is made of a plastic material. ガラス材料から形成されたことを特徴とする請求項83乃至124のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 83 to 124, wherein the objective lens is made of a glass material. 前記ガラス材料は、ガラス転移点Tgが400℃以下であることを特徴とする請求項126に記載の対物レンズ。 127. The objective lens according to claim 126, wherein the glass material has a glass transition point Tg of 400 [deg.] C. or less. 次式を満たすことを特徴とする請求項83乃至127のいずれか1項に記載の対物レンズ。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
0.0≦t1<0.3
0.5≦t2<0.7
1.0≦t3<1.3
0.99>NA1≧0.70
0.70>NA2≧0.55
0.55>NA3≧0.40
128. The objective lens according to claim 83, wherein the following expression is satisfied.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
0.0 ≦ t1 <0.3
0.5 ≦ t2 <0.7
1.0 ≦ t3 <1.3
0.99> NA1 ≧ 0.70
0.70> NA2 ≧ 0.55
0.55> NA3 ≧ 0.40
波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、請求項83乃至128のいずれか1項に記載の対物レンズを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the light beam from the first light source having the wavelength λ1, and the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the light beam from the third light source from the wavelength λ3 (λ2 <λ3). 131. An optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a plurality of light beams. An optical pickup device comprising the objective lens according to claim 1. 請求項129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、音声、及び/または、画像の記録装置、及び/または、音声、及び/または、画像の再生装置。 130. A sound and / or image recording device and / or a sound and / or image reproducing device, wherein the optical pickup device according to claim 129 is mounted. 波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、
前記対物レンズは、屈折型レンズと、前記屈折型レンズの光束入射面側に配置され、少なくとも1つの光学面上に、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有する回折光学素子とから構成された複合型対物レンズであって、
前記回折構造に前記第1光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、
前記回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、
前記回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、
前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、
前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、
前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、
とするとき、
|n1|>|n2|
かつ
|n1|>|n3|
を満たすとともに、
前記対物レンズは、前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA1内で、良好な波面を形成するように、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA2内で、良好な波面を形成するように、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光でき、前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために、前記開口数NA3内で、良好な波面を形成するように、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光できることを特徴とする対物レンズ。
Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the light beam from the first light source having the wavelength λ1, and the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the light beam from the third light source from the wavelength λ3 (λ2 <λ3). An objective lens for an optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using
The objective lens includes a refractive lens and a diffractive optical element that is disposed on the light incident surface side of the refractive lens and has a diffractive structure including a plurality of concentric annular zones on at least one optical surface. A combined objective lens,
The diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights of the first light flux generated when the first light flux of wavelength λ1 from the first light source is incident on the diffractive structure is n1,
The diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights of the second light flux generated when the second light flux of wavelength λ2 from the second light source is incident on the diffractive structure is n2,
Of the diffracted light of the third light flux generated when the third light flux of wavelength λ3 from the third light source is incident on the diffractive structure, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount is n3,
NA1 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens required for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium with the light beam having the wavelength λ1.
NA2 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens that is necessary for reproducing and / or recording on the second optical information recording medium with the light beam having the wavelength λ2.
A predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the third optical information recording medium by the light beam having the wavelength λ3 is NA3,
And when
| N1 |> | n2 |
And | n1 |> | n3 |
While satisfying
The objective lens forms a favorable wavefront within the numerical aperture NA1 in order to reproduce and / or record information on the first optical information recording medium with respect to the first-order diffracted light of the first light beam. In order to reproduce and / or record information on the second optical information recording medium, the second-order diffracted light of the second light beam can be condensed on the information recording surface of the first optical information recording medium. The light beam can be condensed on the information recording surface of the second optical information recording medium so as to form a good wavefront within a few NA2, and the n3rd-order diffracted light of the third light flux is used as information for the third optical information recording medium. The objective lens is capable of focusing on the information recording surface of the third optical information recording medium so as to form a good wavefront within the numerical aperture NA3 in order to perform reproduction and / or recording.
波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、
前記対物レンズは、屈折型レンズと、前記屈折型レンズの光束入射面側に配置された回折光学素子とから構成された複合型対物レンズであって、
前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、
前記波長λ2の光束により、前記第2光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2、
前記波長λ3の光束により、前記第3光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、
とするとき、
前記回折光学素子の少なくとも1つの光学面は、前記第1乃至第3光情報記録媒体のすべてに対して再生及び/または記録を行うために用いられる前記開口数NA3内に対応する共通領域と、該共通領域よりも周辺側に位置し、少なくとも前記第1光情報記録媒体に対して再生及び/または記録を行うために用いられる周辺領域の、少なくとも2つの領域からなり、
前記共通領域には、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成され、
前記共通領域に形成された回折構造に光源からの波長λ1の第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn1、
前記共通領域に形成された回折構造に前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn2、
前記共通領域に形成された回折構造に前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn3、
とするとき、
|n1|>|n2|
かつ
|n1|>|n3|
を満たすとともに、
前記対物レンズは、前記共通領域で発生する前記第1光束のn1次回折光を、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第2光束のn2次回折光を、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記共通領域で発生する前記第3光束のn3次回折光を、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/又は記録を行うために前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする対物レンズ。
Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the light beam from the first light source having the wavelength λ1, and the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the light beam from the third light source from the wavelength λ3 (λ2 <λ3). An objective lens for an optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using
The objective lens is a composite objective lens composed of a refractive lens and a diffractive optical element arranged on the light incident surface side of the refractive lens,
NA1 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens required for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium with the light beam having the wavelength λ1.
NA2 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens that is necessary for reproducing and / or recording on the second optical information recording medium with the light beam having the wavelength λ2.
A predetermined image-side numerical aperture of the objective lens necessary for reproducing and / or recording on the third optical information recording medium by the light beam having the wavelength λ3 is NA3,
And when
At least one optical surface of the diffractive optical element has a common area corresponding to the numerical aperture NA3 used for reproducing and / or recording on all of the first to third optical information recording media; It is located on the peripheral side with respect to the common area and consists of at least two areas of at least a peripheral area used for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium,
In the common region, a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones is formed,
The diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light quantity among the diffracted lights of the first light flux generated when the first light flux of wavelength λ1 from the light source is incident on the diffractive structure formed in the common region is n1,
Of the diffracted light of the second light flux generated when the second light flux of wavelength λ2 from the second light source is incident on the diffractive structure formed in the common region, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount. To n2,
Of the diffracted light of the third light beam generated when the third light beam having the wavelength λ3 from the third light source is incident on the diffractive structure formed in the common region, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount. N3,
And when
| N1 |> | n2 |
And | n1 |> | n3 |
While satisfying
The objective lens records information on the first optical information recording medium in order to reproduce and / or record information on the first optical information recording medium by using the n1st-order diffracted light of the first light beam generated in the common area. In order to reproduce and / or record information on the second optical information recording medium, the second-order diffracted light of the second light flux collected on the surface and generated in the common area is recorded on the second optical information recording medium. The third optical information recording is performed in order to reproduce and / or record the information on the third optical information recording medium by using the third-order diffracted light of the third light flux generated on the information recording surface and generated in the common area. An objective lens characterized by focusing on an information recording surface of a medium.
前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことを特徴とする請求項131または132に記載の対物レンズ。
|n2|=INT(λ1・|n1|/λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3)
|n1|>|n2|≧|n3|
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・|n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。
The objective lens according to claim 131 or 132, wherein the diffraction orders n1 to n3 satisfy the following expression.
| N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
| N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
| N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
However, n1 is an integer other than 0 and ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ2, and INT (λ1 · | n1 | / λ3) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ3.
次式を満たすことを特徴とする請求項133に記載の対物レンズ。
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4
|INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・|n1|/λ3)|<0.4
The objective lens according to claim 133, wherein the following expression is satisfied.
| INT (λ1 · | n1 | / λ2) − (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
| INT (λ1 · | n1 | / λ3) − (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4
前記回折構造に入射する前記波長λ1の光束の光量をIIN(λ1)、該IIN(λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ1)、前記回折構造に入射する前記波長λ2の光束の光量をIIN(λ2)、該IIN(λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ2)、前記回折構造に入射する前記波長λ3の光束の光量をIIN(λ3)、該IIN(λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折構造を通過した後の光量をIOUT(λ3)としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項131乃至134のいずれか1項に記載の対物レンズ。
OUT(λ1)/IIN(λ1)>0.7
OUT(λ2)/IIN(λ2)>0.7
OUT(λ3)/IIN(λ3)>0.7
The amount of light of the wavelength λ1 incident on the diffractive structure is defined as I IN (λ1), and the amount of light after the wavelength λ1 having the amount of I IN (λ1) passes through the diffractive structure is expressed as I OUT (λ1). ), The light quantity of the light beam having the wavelength λ2 incident on the diffractive structure is I IN (λ2), and the light quantity after the light beam of the wavelength λ2 having the light quantity of I IN (λ2) is passed through the diffractive structure is I OUT. (Λ2), the amount of light of the wavelength λ3 incident on the diffractive structure is I IN (λ3), and the amount of light after the light of wavelength λ3 having the amount of I IN (λ3) passes through the diffractive structure. 135. The objective lens according to any one of claims 131 to 134, wherein I OUT (λ3) satisfies the following expression.
I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項131乃至135のいずれか1項に記載の対物レンズ。
300nm<λB<500nm
|n1│≦10
The objective lens according to any one of claims 131 to 135, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1, and satisfies the following formula.
300 nm <λB <500 nm
| N1 | ≦ 10
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項131乃至136のいずれか1項に記載の対物レンズ。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
340nm<λB<440nm
|n1│=2
|n2|=1
|n3|=1
The objective lens according to any one of claims 131 to 136, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1, and satisfies the following expression.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
340 nm <λB <440 nm
| N1 | = 2
| N2 | = 1
| N3 | = 1
次式を満たすことを特徴とする請求項137に記載の対物レンズ。
350nm<λB<420nm
138. The objective lens according to claim 137, wherein:
350 nm <λB <420 nm
前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正過剰方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することを特徴とする請求項137または138に記載の対物レンズ。 137. The objective lens according to claim 137 or 138, wherein the objective lens has a wavelength dependency of a spherical aberration such that the spherical aberration changes in an overcorrection direction when light having a wavelength longer than the wavelength λ1 by 5 nm is incident. The objective lens described. 前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが短くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項139に記載の対物レンズ。
−1<ΔCA/ΔSA<0
The objective lens has a wavelength dependency of axial chromatic aberration that changes in a direction in which a back focus is shortened when light having a wavelength longer than the wavelength λ1 is incident, and has a wavelength longer than the wavelength λ1 by 5 nm. When the change amount of the back focus when light is incident is ΔCA, and the change amount of the marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident is ΔSA, the following equation is satisfied. 140. The objective lens according to claim 139, wherein:
-1 <ΔCA / ΔSA <0
波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記復数の輪帯の各位置を、
Φb=|n1|・(b2・h2+b4・h4+b6・h6+・・・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b2、b4、b6、・・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・|n1|・b2
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことを特徴とする請求項137乃至140のいずれか1項に記載の対物レンズ。
0.5×10-2<PD<5.0×10-2
Each position of the recurrent annular zone of the diffractive structure optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1
Φ b = | n1 | · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ...)
(Where h is the height (mm) from the optical axis, b 2 , b 4 , b 6 ,... Are second-order, fourth-order, 6th order,... Optical path difference function coefficient (also called diffraction surface coefficient)),
PD = Σ (−2 · | n1 | · b 2 )
141. The objective lens according to claim 137, wherein the power (mm −1 ) of only the diffractive structure defined by
0.5 × 10 −2 <PD <5.0 × 10 −2
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項131乃至136のいずれか1項に記載の対物レンズ。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
400nm<λB<430nm
|n1|=6
|n2│=4
|n3|=3
The objective lens according to any one of claims 131 to 136, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1, and satisfies the following expression.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
400nm <λB <430nm
| N1 | = 6
| N2 | = 4
| N3 | = 3
次式を満たすことを特徴とする請求項142に記載の対物レンズ。
405nm<λB<425nm
143. The objective lens according to claim 142, wherein:
405 nm <λB <425 nm
前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、球面収差が補正不足方向に変化するような球面収差の波長依存性を有することを特徴とする請求項142または143に記載の対物レンズ。 144. The objective lens according to claim 142 or 143, wherein the objective lens has a wavelength dependency of a spherical aberration such that the spherical aberration changes in a direction of insufficient correction when light having a wavelength longer than the wavelength λ1 by 5 nm is incident. The objective lens described. 前記対物レンズは、前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際に、バックフォーカスが長くなる方向に変化するような軸上色収差の波長依存性を有し、
前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際のバックフォーカスの変化量をΔCA、
前記波長λ1より5nm長い波長の光が入射した際の前記開口数NA1に対応するマージナル光線の変化量をΔSAとしたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項144に記載の対物レンズ。
−1<ΔCA/ΔSA<0
The objective lens has wavelength dependency of longitudinal chromatic aberration that changes in a direction in which the back focus becomes longer when light having a wavelength longer than the wavelength λ1 by 5 nm is incident,
The amount of change in back focus when light having a wavelength 5 nm longer than the wavelength λ1 is incident is ΔCA,
145. The objective lens according to claim 144, wherein the following equation is satisfied, where ΔSA is a change amount of a marginal ray corresponding to the numerical aperture NA1 when light having a wavelength longer by 5 nm than the wavelength λ1 is incident.
-1 <ΔCA / ΔSA <0
波長λB、前記回折次数n1で最適化された前記回折構造の前記複数の輪帯の各位置を、
Φb=|n1|・(b2・h2+b4・h4+b6・h6+・・・・・)
により定義される光路差関数で表す場合に(ここで、hは光軸からの高さ(mm)、b2、b4、b6・・・・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・・・・の光路差関数係数(回折面係数ともいう)である)、
PD=Σ(−2・|n1|・b2
により定義される回折構造のみのパワー(mm-1)が次式を満たすことを特徴とする請求項142乃至145のいずれか1項に記載の対物レンズ。
−5.0×10-2<PD<2.0×10-2
Each position of the plurality of annular zones of the diffractive structure optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1
Φ b = | n1 | · (b 2 · h 2 + b 4 · h 4 + b 6 · h 6 + ...)
(Where h is the height from the optical axis (mm), b 2 , b 4 , b 6 ... Are second-order, fourth-order, and sixth-order, respectively. Next, the optical path difference function coefficient (also called diffractive surface coefficient) of ...
PD = Σ (−2 · | n1 | · b 2 )
146. The objective lens according to claim 142, wherein the power (mm −1 ) of only the diffractive structure defined by
−5.0 × 10 −2 <PD <2.0 × 10 −2
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項131乃至136のいずれか1項に記載の対物レンズ。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=8
|n2|=5
│n3|=4
The objective lens according to any one of claims 131 to 136, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1, and satisfies the following expression.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 8
| N2 | = 5
│n3 | = 4
次式を満たすことを特徴とする請求項147に記載の対物レンズ。
395nm<λB<415nm
148. The objective lens according to claim 147, wherein the following expression is satisfied.
395 nm <λB <415 nm
前記回折構造は、波長λB、前記回折次数n1で最適化されているとともに、次式を満たすことを特徴とする請求項131乃至136のいずれか1項に記載の対物レンズ。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
390nm<λB<420nm
|n1|=10
|n2|=6
│n3|=5
The objective lens according to any one of claims 131 to 136, wherein the diffractive structure is optimized at a wavelength λB and the diffraction order n1, and satisfies the following expression.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
390 nm <λB <420 nm
| N1 | = 10
| N2 | = 6
│n3 | = 5
次式を満たすことを特徴とする請求項149に記載の対物レンズ。
395nm<λB<412nm
150. The objective lens according to claim 149, wherein the following expression is satisfied.
395 nm <λB <412 nm
前記屈折型レンズの近軸パワーをP1(mm-1)、前記回折光学素子の近軸パワーをP2(mm-1)としたとき、次式
|P1/P2|≦0.2
を満たすことを特徴とする請求項131乃至150のいずれか1項に記載の対物レンズ。
When the paraxial power of the refractive lens is P1 (mm −1 ) and the paraxial power of the diffractive optical element is P2 (mm −1 ), the following expression | P1 / P2 | ≦ 0.2
150. The objective lens according to any one of claims 131 to 150, wherein:
前記回折光学素子を透過して前記屈折型レンズに入射する光束のマージナル光線が収斂光線であることを特徴とする請求項131乃至151のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 131 to 151, wherein a marginal ray of a light beam that passes through the diffractive optical element and enters the refractive lens is a convergent ray. 前記回折構造は、平面上に形成されたことを特徴する請求項131乃至152のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 131 to 152, wherein the diffractive structure is formed on a plane. 前記回折構造は、非球面上に形成されたことを特徴する請求項131乃至152のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 131 to 152, wherein the diffractive structure is formed on an aspherical surface. 少なくとも2つの光学面上に、前記回折構造が形成されたことを特徴とする請求項131乃至154のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 131 to 154, wherein the diffractive structure is formed on at least two optical surfaces. 前記回折光学素子はプラスチック材料から形成されたことを特徴する請求項131乃至155のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 131 to 155, wherein the diffractive optical element is made of a plastic material. 前記屈折型レンズは、プラスチック材料から形成されたことを特徴とする請求項131乃至156のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 131 to 156, wherein the refractive lens is made of a plastic material. 前記屈折型レンズは、ガラス材料から形成されたことを特徴とする請求項131乃至156のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 131 to 156, wherein the refractive lens is made of a glass material. 前記ガラス材料は、ガラス転移点Tgが400℃以下であることを特徴とする請求項158に記載の対物レンズ。 The objective lens according to claim 158, wherein the glass material has a glass transition point Tg of 400 ° C or lower. 光束を規制する絞りが、前記回折光学素子の前記屈折型レンズ側に位置する光学面と、前記屈折型レンズの前記回折光学素子側に位置する光学面との間に配置されたことを特徴とする請求項131乃至159のいずれか1項に記載の対物レンズ。 A diaphragm for restricting a light beam is disposed between an optical surface located on the refractive lens side of the diffractive optical element and an optical surface located on the diffractive optical element side of the refractive lens. The objective lens according to any one of claims 131 to 159. 前記屈折型レンズは、所定の結像倍率m、前記波長λ1、前記第1保護基板の厚さt1、前記像側開口数NA1の組合せに対してその波面収差が0.07λ1rms以下となるように収差補正されていることを特徴とする請求項131乃至160のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The refractive lens has a wavefront aberration of 0.07λ1 rms or less for a combination of a predetermined imaging magnification m, the wavelength λ1, the thickness of the first protective substrate t1, and the image-side numerical aperture NA1. The objective lens according to any one of claims 131 to 160, wherein aberration correction is performed. 前記回折光学素子は、前記屈折型レンズと一体となってトラッキング駆動されることを特徴とする請求項131乃至161のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 131 to 161, wherein the diffractive optical element is tracking-driven integrally with the refractive lens. 前記回折光学素子と前記屈折型レンズとはそれぞれ光学面と一体に成形されたフランジ部を有し、前記それぞれのフランジ部が嵌合されることで、前記回折光学素子と前記屈折型レンズとが一体化されることを特徴とする請求項162に記載の対物レンズ。 Each of the diffractive optical element and the refractive lens has a flange portion formed integrally with an optical surface, and the respective flange portions are fitted so that the diffractive optical element and the refractive lens are 163. The objective lens of claim 162, wherein the objective lens is integrated. 前記屈折型レンズは、1つのレンズ群から構成されたことを特徴とする請求項131乃至163のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 131 to 163, wherein the refractive lens is composed of one lens group. 前記屈折型レンズと前記回折光学素子とを合わせた前記対物レンズ全系の前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、前記屈折型レンズの中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB3(mm)としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項164に記載の対物レンズ。
0.7<d/f1<1.5
2.8<Φ1<5.8
fB3>0.2
The focal length at the wavelength λ1 of the entire objective lens system that combines the refractive lens and the diffractive optical element is f1 (mm), the center thickness of the refractive lens is d (mm), and is incident on the objective lens. When the diameter of the light beam having the wavelength λ1 is Φ1 (mm), and the working distance of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium is fB3 (mm), 167. The objective lens according to claim 164, wherein:
0.7 <d / f1 <1.5
2.8 <Φ1 <5.8
fB3> 0.2
前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm3とした場合に、次式を満たすことを特徴とする請求項131乃至165のいずれか1項に記載の対物レンズ。
m3<0
166. Any one of claims 131 to 165, wherein the following expression is satisfied when the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium is m3. The objective lens according to Item 1.
m3 <0
次式を満たすことを特徴とする請求項166に記載の対物レンズ。
−0.25<m3<−0.05
The objective lens according to claim 166, wherein the following expression is satisfied.
-0.25 <m3 <-0.05
前記対物レンズにより前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸上に配置された前記第3光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA3内で測定した際のコマ収差成分と、前記対物レンズにより前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸からその垂直方向に0.2mm離れた位置に配置された前記第3光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA3内で測定した際のコマ収差成分との差が、0.07λ3rmsより小さいことを特徴とする請求項166または167に記載の対物レンズ。 The wavefront aberration of the light beam from the third light source arranged on the optical axis and condensed on the information recording surface of the third optical information recording medium by the objective lens was measured within the image-side numerical aperture NA3. Coma aberration component and the third light source, which is condensed on the information recording surface of the third optical information recording medium by the objective lens and disposed at a position 0.2 mm away from the optical axis in the vertical direction. 168. The objective lens according to claim 166 or 167, wherein a difference from a coma aberration component when a wavefront aberration of a light beam from the light beam is measured within the image-side numerical aperture NA3 is smaller than 0.07λ3 rms. 前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm2とした場合に、次式を満たすことを特徴とする請求項166乃至168のいずれか1項に記載の対物レンズ。
m2<0
167. Any one of claims 166 to 168 satisfying the following expression when the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium is m2. The objective lens according to Item 1.
m2 <0
次式を満たすことを特徴とする請求項169に記載の対物レンズ。
−0.20<m2<−0.02
The objective lens according to claim 169, wherein the following expression is satisfied.
−0.20 <m2 <−0.02
前記対物レンズにより前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸上に配置された前記第2光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA2内で測定した際のコマ収差成分と、前記対物レンズにより前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光された、光軸からその垂直方向に0.2mm離れた位置に配置された前記第2光源からの光束の波面収差を前記像側開口数NA2内で測定した際のコマ収差成分との差が、0.07λ2rmsより小さいことを特徴とする請求項169または170に記載の対物レンズ。 The wavefront aberration of the light beam from the second light source arranged on the optical axis and condensed on the information recording surface of the second optical information recording medium by the objective lens was measured within the image-side numerical aperture NA2. Coma aberration component and the second light source, which is condensed on the information recording surface of the second optical information recording medium by the objective lens and disposed at a position 0.2 mm away from the optical axis in the vertical direction. 170. The objective lens according to claim 169 or 170, wherein a difference from a coma aberration component when a wavefront aberration of a light beam from the light beam is measured within the image-side numerical aperture NA2 is smaller than 0.07λ2 rms. 前記像側開口数NA1及びNA2は、
NA1>NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束は、前記第2光情報記録媒体の情報面上まで到達するとともに、前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ2rmsより大きい状態であることを特徴とする請求項131乃至171のいずれか1項に記載の対物レンズ。
The image side numerical apertures NA1 and NA2 are:
NA1> NA2
And the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 of the objective lens is on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image side numerical aperture NA2. , And the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is a state in which the wavefront aberration is smaller than 0.07λ2 rms. The light beam having the wavelength λ2 reaches the information surface and has a wavefront aberration larger than 0.07λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1. 172. The objective lens according to any one of claims 131 to 171.
前記波長λ2の光束は、前記像側開口数NA2内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ2rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ2rmsより大きい状態であることを特徴とする請求項172に記載の対物レンズ。 The light beam having the wavelength λ2 has a wavefront aberration smaller than 0.05λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA2, and the image-side numerical aperture NA1. 172. The objective lens according to claim 172, wherein the wavefront aberration is greater than 0.20λ2 rms on the information recording surface of the second optical information recording medium. 前記対物レンズの前記像側開口数NA2内に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ2の光束の前記第2光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA2において不連続であることを特徴とする請求項172または173に記載の対物レンズ。 The spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 of the objective lens, and the image-side aperture of the objective lens The spherical aberration on the information recording surface of the second optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ2 that has passed through the region corresponding to the number NA2 to the number NA1 is discontinuous at the image-side numerical aperture NA2. The objective lens according to claim 172 or 173. 前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第2光源からの波長λ2の第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、
前記像側開口数NA2内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる次数で最適化されていることを特徴とする請求項172乃至174のいずれか1項に記載の対物レンズ。
On the optical surface of the diffractive optical element on which the diffractive structure is formed, the second light flux having the wavelength λ2 from the second light source is incident on the diffractive structure formed in a region corresponding to the image-side numerical aperture NA2. The diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light of the second light flux generated in the case and the diffractive structure formed in the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 Of the diffracted light of the second light flux generated when the second light flux of wavelength λ2 from the light source is incident, the diffraction orders of the diffracted light having the maximum diffracted light amount are different orders from each other,
The diffractive structure formed in the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 and the diffractive structure formed in the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 are optimized with different orders. 175. Objective lens according to any one of claims 172 to 174, characterized in that:
前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることを特徴とする請求項172乃至175のいずれか1項に記載の対物レンズ。 On the optical surface of the diffractive optical element on which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 is optimized with a wavelength λ1 and a predetermined diffraction order. The objective lens according to any one of claims 172 to 175, wherein: 前記対物レンズは、
NA1>NA2
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ2の光束が前記第2光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することを特徴とする請求項131乃至171のいずれか1項に記載の対物レンズ。
The objective lens is
NA1> NA2
And the light beam having the wavelength λ2 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is blocked, and the region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens is blocked. 171. The apparatus according to claim 131, further comprising aperture switching means capable of preventing an incident light beam having the wavelength λ2 from reaching the information recording surface of the second optical information recording medium. Objective lens described in 1.
前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束を透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に入射する波長λ2の光束を遮断するような波長選択性を有することを特徴とする請求項177に記載の対物レンズ。 The aperture switching means transmits a light beam having a wavelength λ1 incident on a region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens, and a region corresponding to the image side numerical aperture NA2 to NA1 of the objective lens. 180. The objective lens according to claim 177, wherein the objective lens has wavelength selectivity that blocks a light beam having a wavelength [lambda] 2 incident on the lens. 前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることを特徴とする請求項177または178に記載の対物レンズ。 The objective lens according to claim 177 or 178, wherein the aperture switching means is a wavelength selection filter formed on an optical surface of the objective lens. 前記対物レンズの像側開口数NA1、NA2、NA3は、
NA1>NA2>NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達するとともに、前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.07λ3rmsより大きい状態であることを特徴とする請求項172乃至179のいずれか1項に記載の対物レンズ。
Image side numerical apertures NA1, NA2, and NA3 of the objective lens are
NA1>NA2> NA3
And the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens is on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image side numerical aperture NA3. , And the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is a state in which the wavefront aberration is smaller than 0.07λ3 rms. While reaching the information recording surface, the light flux having the wavelength λ3 has a wavefront aberration larger than 0.07λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA1. The objective lens according to any one of claims 172 to 179, wherein:
前記波長λ3の光束は、前記像側開口数NA3内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.05λ3rmsより小さい状態であり、かつ、前記像側開口数NA1内で、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上において、波面収差が0.20λ3rmsより大きい状態であることを特徴とする請求項180に記載の対物レンズ。 The light beam having the wavelength λ3 has a wavefront aberration smaller than 0.05λ3 rms on the information recording surface of the third optical information recording medium within the image-side numerical aperture NA3, and the image-side numerical aperture NA1. 180. The objective lens according to claim 180, wherein the wavefront aberration is greater than 0.20λ3rms on the information recording surface of the third optical information recording medium. 前記対物レンズの前記像側開口数NA3内に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差と、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域を通過した前記波長λ3の光束の前記第3光情報記録媒体の情報記録面上での球面収差は、前記像側開口数NA3において不連続であることを特徴とする請求項180または181に記載の対物レンズ。 The spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 of the objective lens, and the image side opening of the objective lens The spherical aberration on the information recording surface of the third optical information recording medium of the light beam having the wavelength λ3 that has passed through the region corresponding to the number NA3 to NA1 is discontinuous at the image-side numerical aperture NA3. The objective lens according to claim 180 or 181. 前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造に、前記第3光源からの波長λ3の第3光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造に、前記第3光源からの波長λ3の第2光束が入射した場合に発生する前記第3光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数は、互いに異なる次数であって、
前記像側開口数NA3内に対応する領域に形成された回折構造と、前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、互いに異なる次数で最適化されていることを特徴とする請求項180乃至182のいずれか1項に記載の対物レンズ。
On the optical surface of the diffractive optical element on which the diffractive structure is formed, a third light beam having a wavelength λ3 from the third light source is incident on the diffractive structure formed in a region corresponding to the image-side numerical aperture NA3. The diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted light of the third light flux generated in the case and the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 Of the diffracted light of the third light beam generated when the second light beam of wavelength λ3 from the light source is incident, the diffraction orders of the diffracted light having the maximum diffracted light amount are orders different from each other,
The diffraction structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 and the diffraction structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA3 to NA1 are optimized with different orders. 183. Objective lens according to any one of claims 180 to 182, characterized in that:
前記回折構造が形成された前記回折光学素子の光学面において、前記像側開口数NA2からNA1に対応する領域に形成された回折構造は、波長λ1、所定の回折次数で最適化されていることを特徴とする請求項180乃至183のいずれか1項に記載の対物レンズ。 On the optical surface of the diffractive optical element on which the diffractive structure is formed, the diffractive structure formed in the region corresponding to the image-side numerical aperture NA2 to NA1 is optimized with a wavelength λ1 and a predetermined diffraction order. The objective lens according to any one of claims 180 to 183, wherein: 前記対物レンズは、
NA1>NA2>NA3
を満たすとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束を遮断して、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する前記波長λ3の光束が前記第3光情報記録媒体の情報記録面上まで到達しないようにすることが可能な開口切替手段を有することを特徴とする請求項172乃至179のいずれか1項に記載の対物レンズ。
The objective lens is
NA1>NA2> NA3
And the light beam having the wavelength λ3 incident on the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is blocked, and the region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens is blocked. 179. The apparatus according to any one of claims 172 to 179, further comprising an aperture switching unit capable of preventing the incident light beam having the wavelength λ3 from reaching the information recording surface of the third optical information recording medium. Objective lens described in 1.
前記開口切替手段は、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ1の光束と波長λ2の光束とを透過するとともに、前記対物レンズの前記像側開口数NA3からNA1に対応する領域に入射する波長λ3の光束を遮断するような波長選択性を有することを特徴とする請求項185に記載の対物レンズ。 The aperture switching means transmits a light beam having a wavelength λ1 and a light beam having a wavelength λ2 incident on a region corresponding to the image side numerical aperture NA3 to NA1 of the objective lens, and the image side numerical aperture NA3 of the objective lens. 186. The objective lens according to claim 185, wherein the objective lens has wavelength selectivity so as to block a light beam having a wavelength λ3 incident on a region corresponding to NA1. 前記開口切替手段は、前記対物レンズの光学面上に形成された波長選択フィルタであることを特徴とする請求項185または186に記載の対物レンズ。 187. The objective lens according to claim 185 or 186, wherein the aperture switching means is a wavelength selection filter formed on the optical surface of the objective lens. 次式を満たすことを特徴とする請求項131乃至187のいずれか1項に記載の対物レンズ。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
0.0≦t1<0.3
0.5≦t2<0.7
1.0≦t3<1.3
0.99>NA1≧0.70
0.70>NA2≧0.55
1.55>NA3≧0.40
The objective lens according to any one of claims 131 to 187, wherein:
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
0.0 ≦ t1 <0.3
0.5 ≦ t2 <0.7
1.0 ≦ t3 <1.3
0.99> NA1 ≧ 0.70
0.70> NA2 ≧ 0.55
1.55> NA3 ≧ 0.40
請求項131乃至188のいずれか1項に記載の対物レンズに適用可能な回折光学素子。 191. A diffractive optical element applicable to the objective lens according to any one of claims 131 to 188. 波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、請求項131乃至188のいずれか1項に記載の対物レンズを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the light beam from the first light source having the wavelength λ1, and the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the light beam from the third light source from the wavelength λ3 (λ2 <λ3). 191. An optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using the light flux of any one of claims 131 to 188. An optical pickup device comprising the objective lens according to claim 1. 請求項190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、音声、及び/または、画像の記録装置、及び/または、音声、及び/または、画像の再生装置。 200. A sound and / or image recording device and / or a sound and / or image reproducing device, wherein the optical pickup device according to claim 190 is mounted. 波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであって、
前記光ピックアップ装置は、前記第1保護基板乃至第3保護基板の厚さの違いに起因して変化する球面収差を補正するための基板厚差補正手段を有し、
前記波長λ1の光束により、前記第1光情報記録媒体に再生及び/または記録を行うのに必要な前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、
前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの結像倍率をm1とした場合に、
前記対物レンズは、前記波長λ1、前記第1保護基板の厚さt1、前記像側開口数NA1、前記結像倍率m1の組み合わせにおいて、球面収差が最小にあるように最適化されたことを特徴とする対物レンズ。
Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the light beam from the first light source having the wavelength λ1, and the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the light beam from the third light source from the wavelength λ3 (λ2 <λ3). An objective lens for an optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using
The optical pickup device has substrate thickness difference correcting means for correcting spherical aberration that changes due to a difference in thickness of the first protective substrate to the third protective substrate,
NA1 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens required for reproducing and / or recording on the first optical information recording medium with the light beam having the wavelength λ1.
When the imaging magnification of the objective lens when reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium is m1,
The objective lens is optimized so that spherical aberration is minimized in the combination of the wavelength λ1, the thickness t1 of the first protective substrate, the image-side numerical aperture NA1, and the imaging magnification m1. Objective lens.
前記対物レンズは、屈折型レンズであることを特徴とする請求項192に記載の対物レンズ。 The objective lens according to claim 192, wherein the objective lens is a refractive lens. 前記対物レンズは、1つのレンズ群から構成されたことを特徴とする請求項192または193に記載の対物レンズ。 The objective lens according to claim 192 or 193, wherein the objective lens is configured by one lens group. 前記対物レンズの前記波長λ1における焦点距離をf1(mm)、中心厚さをd(mm)、前記対物レンズに入射する前記波長λ1の光束の径をΦ1(mm)、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う場合の前記対物レンズの作動距離をfB1(mm)としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項194に記載の対物レンズ。
0.7<d/f1<1.5
2.8<Φ1<5.8
fB1>0.5
The focal length of the objective lens at the wavelength λ1 is f1 (mm), the center thickness is d (mm), the diameter of the light beam having the wavelength λ1 incident on the objective lens is Φ1 (mm), and the first optical information recording is performed. 195. The objective lens according to claim 194, wherein the following expression is satisfied, where fB1 (mm) is the working distance of the objective lens when reproducing and / or recording information on a medium.
0.7 <d / f1 <1.5
2.8 <Φ1 <5.8
fB1> 0.5
プラスチック材料から形成されたことを特徴とする請求項192乃至195のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 192 to 195, wherein the objective lens is made of a plastic material. ガラス材料から形成されたことを特徴とする請求項192乃至195のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The objective lens according to any one of claims 192 to 195, wherein the objective lens is made of a glass material. 前記ガラス材料は、ガラス転移点Tgが400℃以下であることを特徴とする請求項197に記載の対物レンズ。 The objective lens according to claim 197, wherein the glass material has a glass transition point Tg of 400 ° C or lower. 次式を満たすことを特徴とする請求項192乃至198のいずれか1項に記載の対物レンズ。
380nm<λ1<420nm
0.0mm≦t1<0.3mm
0.99>NA1≧0.70
The objective lens according to any one of claims 192 to 198, wherein:
380 nm <λ1 <420 nm
0.0mm ≦ t1 <0.3mm
0.99> NA1 ≧ 0.70
波長λ1の第1光源からの光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置であって、請求項192乃至199のいずれか1項に記載の対物レンズを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the light beam from the first light source having the wavelength λ1, and the second light source having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). The information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the light beam from the third light source from the wavelength λ3 (λ2 <λ3). 200. An optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using the light flux of any one of claims 192 to 199. An optical pickup device comprising the objective lens according to claim 1. 請求項200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、音声及び/または画像の記録装置、及び/または、音声及び/または画像の再生装置。 200. A sound and / or image recording device and / or a sound and / or image reproducing device, wherein the optical pickup device according to claim 200 is mounted. 波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子の入射瞳面を、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光束領域、第2光束領域、第3光束領域、の輪帯状の3つの光束領域に分割した場合に、前記各光束領域に入射した光束が通過する前記光学素子の領域をそれぞれ、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光学領域、第2光学領域、第3光学領域、としたとき、
前記第1光学領域に入射した前記第1乃至第3光束は、それぞれ前記第1乃至第3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光し、
かつ、前記第2光学領域に入射した前記第1及び第2光束は、それぞれ前記第1及び第2光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第2光学領域に入射した前記第3光束は、前記第3光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成せず、
かつ、前記第3光学領域に入射した前記第1光束は、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第3光学領域に入射した前記第2及び第3光束は、それぞれ前記第2及び3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成しないことを特徴とする光学素子。
Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the first light flux from the first light source having the wavelength λ1, and the first light having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). Information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the second light flux from the two light sources, and the wavelength λ3 (λ2 <λ3). Information is reproduced and / or recorded on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a third light flux from a third light source, and the first optical information is recorded. An optical element for an optical pickup device using a common objective lens for reproducing and / or recording information on a recording medium or the third optical information recording medium,
When the entrance pupil plane of the optical element is divided into three annular light flux regions of a first light flux region, a second light flux region, and a third light flux region in order from the vicinity of the optical axis to the outside, When the regions of the optical element through which the light beam incident on the light beam region passes pass from the vicinity of the optical axis toward the outside, respectively, the first optical region, the second optical region, and the third optical region,
The first to third light beams incident on the first optical region are condensed so as to form a good wavefront on each information recording surface of the first to third optical information recording media, respectively.
In addition, the first and second light beams incident on the second optical region are condensed so as to form a good wavefront on the information recording surfaces of the first and second optical information recording media, respectively. The third light flux incident on the second optical region does not form a good wavefront on the information recording surface of the third optical information recording medium,
In addition, the first light beam incident on the third optical region is condensed so as to form a good wavefront on the information recording surface of the first optical information recording medium, but is incident on the third optical region. The optical element, wherein the second and third light beams do not form a good wavefront on each information recording surface of the second and third optical information recording media, respectively.
波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子の入射瞳面を、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光束領域、第2光束領域、第3光束領域、の輪帯状の3つの光束領域に分割した場合に、前記各光束領域に入射した光束が通過する前記光学素子の領域をそれぞれ、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光学領域、第2光学領域、第3光学領域、としたとき、
前記第1光学領域に入射した前記第1乃至第3光束は、それぞれ前記第1乃至第3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光し、
かつ、前記第2光学領域に入射した前記第1及び第2光束は、それぞれ前記第1及び第2光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第2光学領域に入射した前記第3光束は、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達せず、
かつ、前記第3光学領域に入射した前記第1光束は、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第3光学領域に入射した前記第2光束は、前記第2光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成しないとともに、前記第3光学領域に入射した前記第3光束は、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないことを特徴とする光学素子。
Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the first light flux from the first light source having the wavelength λ1, and the first light having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). Information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the second light flux from the two light sources, and the wavelength λ3 (λ2 <λ3). Information is reproduced and / or recorded on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a third light flux from a third light source, and the first optical information is recorded. An optical element for an optical pickup device using a common objective lens for reproducing and / or recording information on a recording medium or the third optical information recording medium,
When the entrance pupil plane of the optical element is divided into three annular light flux regions of a first light flux region, a second light flux region, and a third light flux region in order from the vicinity of the optical axis to the outside, When the regions of the optical element through which the light beam incident on the light beam region passes pass from the vicinity of the optical axis toward the outside, respectively, the first optical region, the second optical region, and the third optical region,
The first to third light beams incident on the first optical region are condensed so as to form a good wavefront on each information recording surface of the first to third optical information recording media, respectively.
In addition, the first and second light beams incident on the second optical region are condensed so as to form a good wavefront on the information recording surfaces of the first and second optical information recording media, respectively. The third light beam incident on the second optical region is blocked and does not reach the information recording surface of the third optical information recording medium,
In addition, the first light beam incident on the third optical region is condensed so as to form a good wavefront on the information recording surface of the first optical information recording medium, but is incident on the third optical region. The second light flux does not form a good wavefront on the information recording surface of the second optical information recording medium, and the third light flux incident on the third optical region is blocked and the third optical information recording medium An optical element that does not reach the information recording surface.
前記第2及び第3光学領域に入射した前記第3光束が、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないようにすることができる光束切替手段を有する光ピックアップ装置に用いられることを特徴とする請求項203に記載の光学素子。 The third light flux incident on the second and third optical areas is blocked and used in an optical pickup device having a light flux switching means that can prevent the third light information recording surface from reaching the information recording surface of the third optical information recording medium. 204. The optical element according to claim 203. 前記光束切替手段は、前記光学素子の光学面上に形成された波長選択フィルタであることを特徴とする請求項204に記載の光学素子。 205. The optical element according to claim 204, wherein the light flux switching means is a wavelength selection filter formed on an optical surface of the optical element. 波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子の入射瞳面を、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光束領域、第2光束領域、第3光束領域、の輪帯状の3つの光束領域に分割した場合に、前記各光束領域に入射した光束が通過する前記光学素子の領域をそれぞれ、光軸近傍から外側に向かって順に、第1光学領域、第2光学領域、第3光学領域、としたとき、
前記第1光学領域に入射した前記第1乃至第3光束は、それぞれ前記第1乃至第3光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光し、
かつ、前記第2光学領域に入射した前記第1及び第2光束は、それぞれ前記第1及び第2光情報記録媒体の各情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第2光学領域に入射した前記第3光束は、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達せず、
かつ、前記第3光学領域に入射した前記第1光束は、前記第1光情報記録媒体の情報記録面上に良好な波面を形成するように集光するが、前記第3光学領域に入射した前記第2及び第3光束は、ともに遮断されそれぞれ前記第2及び第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないことを特徴とする光学素子。
Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the first light flux from the first light source having the wavelength λ1, and the first light having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). Information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the second light flux from the two light sources, and the wavelength λ3 (λ2 <λ3). Information is reproduced and / or recorded on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a third light flux from a third light source, and the first optical information is recorded. An optical element for an optical pickup device using a common objective lens for reproducing and / or recording information on a recording medium or the third optical information recording medium,
When the entrance pupil plane of the optical element is divided into three annular light flux regions of a first light flux region, a second light flux region, and a third light flux region in order from the vicinity of the optical axis to the outside, When the regions of the optical element through which the light beam incident on the light beam region passes pass from the vicinity of the optical axis toward the outside, respectively, the first optical region, the second optical region, and the third optical region,
The first to third light beams incident on the first optical region are condensed so as to form a good wavefront on each information recording surface of the first to third optical information recording media, respectively.
In addition, the first and second light beams incident on the second optical region are condensed so as to form a good wavefront on the information recording surfaces of the first and second optical information recording media, respectively. The third light beam incident on the second optical region is blocked and does not reach the information recording surface of the third optical information recording medium,
In addition, the first light beam incident on the third optical region is condensed so as to form a good wavefront on the information recording surface of the first optical information recording medium, but is incident on the third optical region. The optical element, wherein the second and third light fluxes are both blocked and do not reach the information recording surfaces of the second and third optical information recording media, respectively.
前記第2及び第3光学領域に入射した前記第3光束が、遮断され前記第3光情報記録媒体の情報記録面に到達しないようにするとともに、前記第3光学領域に入射した前記第2光束が、遮断され前記第2光情報記録媒体の情報記録面に到達しないようにすることができる光束切替手段を有する光ピックアップ装置に用いられることを特徴とする請求項206に記載の光学素子。 The third light beam incident on the second and third optical regions is blocked and does not reach the information recording surface of the third optical information recording medium, and the second light beam incident on the third optical region. 206. The optical element according to claim 206, wherein the optical element is used in an optical pickup device having a light beam switching means that is blocked and does not reach the information recording surface of the second optical information recording medium. 前記光束切替手段は、前記光学素子の光学面上に形成された波長選択フィルタであることを特徴とする請求項207に記載の光学素子。 207. The optical element according to claim 207, wherein the light beam switching means is a wavelength selection filter formed on the optical surface of the optical element. 前記光学素子は、対物レンズであることを特徴とする請求項202乃至208のいずれか1項に記載の光学素子。 The optical element according to any one of claims 202 to 208, wherein the optical element is an objective lens. 前記光学素子は、前記対物レンズの光束入射面側に配置されたことを特徴とする請求項202乃至209のいずれか1項に記載の光学素子。 The optical element according to any one of claims 202 to 209, wherein the optical element is disposed on a light incident surface side of the objective lens. 前記光学素子は、前記対物レンズと一体になってトラッキング駆動されることを特徴とする請求項210に記載の光学素子。 The optical element according to claim 210, wherein the optical element is tracking-driven integrally with the objective lens. 前記第1光束を用いて、前記第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う際の前記対物レンズの所定の像側開口数をNA1、
前記第2光束を用いて、前記第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う際の前記対物レンズの所定の像側開口数をNA2(NA2<NA1)、
前記第3光束を用いて、前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う際の前記対物レンズの所定の像側開口数をNA3、とするとき、
次式を満たすことを特徴とする請求項202乃至211のいずれか1項に記載の光学素子。
NA2=N2・SINθ2
NA3=N3・SINθ3
ただし、
SINθ2:前記第2光学領域の最周辺を通過した前記第2光束のマージナル光線の、前記対物レンズ最終面からの、光軸を基準として測った出射角θ2(deg)の絶対値の正弦
SINθ3:前記第1光学領域の最周辺を通過した前記第3光束のマージナル光線の、前記対物レンズ最終面からの、光軸を基準として測った出射角θ3(deg)の絶対値の正弦
N2:前記対物レンズの像側空間の前記波長λ2における屈折率
N3:前記対物レンズの像側空間の前記波長λ3における屈折率
NA1 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens when reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium using the first light flux.
NA2 (NA2 <NA1), a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens when reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium using the second light flux.
When NA3 is a predetermined image-side numerical aperture of the objective lens when reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium using the third light flux,
The optical element according to any one of claims 202 to 211, wherein the following expression is satisfied.
NA2 = N2 · SINθ2
NA3 = N3 · SINθ3
However,
SINθ2: sine SINθ3 of the absolute value of the exit angle θ2 (deg) of the marginal ray of the second light beam that has passed through the outermost periphery of the second optical region, measured from the final surface of the objective lens with reference to the optical axis: The sine N2 of the absolute value of the exit angle θ3 (deg) of the marginal ray of the third light flux that has passed through the outermost periphery of the first optical region, measured from the final surface of the objective lens with reference to the optical axis: the objective Refractive index N3 at the wavelength λ2 of the image side space of the lens: Refractive index at the wavelength λ3 of the image side space of the objective lens
前記第1乃至第3光学領域のうち、少なくとも1つの光学領域には、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成されたことを特徴とする請求項202乃至212のいずれか1項に記載の光学素子。 The diffractive structure including a plurality of concentric annular zones is formed in at least one of the first to third optical regions, according to any one of claims 202 to 212. The optical element described. 前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni1、
前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第2光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni2、としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項213に記載の光学素子。
|ni1|>|ni2|(ただし、iは、1または2または3)
The diffraction order of diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted lights of the first light flux generated when the first light flux is incident on the diffractive structure formed in the i-th optical region is denoted by ni1,
The diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted lights of the second light flux generated when the second light flux is incident on the diffractive structure formed in the i-th optical region is denoted by ni2. 213, wherein the optical element according to claim 213 is satisfied.
| Ni1 |> | ni2 | (where i is 1 or 2 or 3)
前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni1、
前記第i光学領域に形成された前記回折構造に、前記第3光束が入射した場合に発生する前記第2光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をni3、としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項214に記載の光学素子。
|ni1|>|ni3|(ただし、iは、1または2または3)
The diffraction order of diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted lights of the first light flux generated when the first light flux is incident on the diffractive structure formed in the i-th optical region is denoted by ni1,
The diffraction order of the diffracted light having the maximum amount of diffracted light among the diffracted lights of the second light flux generated when the third light flux is incident on the diffractive structure formed in the i-th optical region is denoted by ni3. 215. The optical element according to claim 214, wherein:
| Ni1 |> | ni3 | (where i is 1 or 2 or 3)
前記第2及び第3光学領域には、それぞれ同心円状の複数の輪帯からなる回折構造が形成され、
前記第2光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn21、
前記第3光学領域に形成された前記回折構造に、前記第1光束が入射した場合に発生する前記第1光束の回折光のうち、最大の回折光量を有する回折光の回折次数をn31、としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項213乃至215のいずれか1項に記載の光学素子。
|n31|≠|n21|
Each of the second and third optical regions is formed with a diffractive structure composed of a plurality of concentric annular zones,
The diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount among the diffracted lights of the first light flux generated when the first light flux is incident on the diffractive structure formed in the second optical region is represented by n21,
Of the diffracted lights of the first light flux generated when the first light flux is incident on the diffractive structure formed in the third optical region, the diffraction order of the diffracted light having the maximum diffracted light amount is n31, and 220. The optical element according to claim 213, wherein the optical element satisfies the following expression.
| N31 | ≠ | n21 |
前記第2光学領域に形成された前記回折構造は、前記回折次数n21と波長λB2で最適化され、かつ、前記第3光学領域に形成された前記回折構造は、前記回折次数n31と波長λB3で最適化され、次式を満たすことを特徴とする請求項216に記載の光学素子。
λB2≠λB3
The diffractive structure formed in the second optical region is optimized with the diffraction order n21 and the wavelength λB2, and the diffractive structure formed in the third optical region is optimized with the diffraction order n31 and the wavelength λB3. 227. The optical element of claim 216, optimized and satisfying the following equation:
λB2 ≠ λB3
次式を満たすことを特徴とする請求項213乃至217のいずれか1項に記載の回折光学素子。
380nm<λ1<420nm
630nm<λ2<670nm
760nm<λ3<800nm
218. The diffractive optical element according to any one of claims 213 to 217, wherein the following expression is satisfied.
380 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <800 nm
波長λ1の第1光源からの第1光束を用いて厚さt1の第1保護基板を有する第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ2(λ1<λ2)の第2光源からの第2光束を用いて厚さt2(t2≧t1)の第2保護基板を有する第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源からの第3光束を用いて厚さt3(t3≧t2)の第3保護基板を有する第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、かつ、前記第1光情報記録媒体乃至前記第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録について、共通の対物レンズを用いる光ピックアップ装置であって、請求項202乃至218のいずれか1項に記載の光学素子を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 Information is reproduced and / or recorded on the first optical information recording medium having the first protective substrate having the thickness t1 by using the first light flux from the first light source having the wavelength λ1, and the first light having the wavelength λ2 (λ1 <λ2). Information is reproduced and / or recorded on the second optical information recording medium having the second protective substrate having the thickness t2 (t2 ≧ t1) by using the second light flux from the two light sources, and the wavelength λ3 (λ2 <λ3). Information is reproduced and / or recorded on a third optical information recording medium having a third protective substrate having a thickness t3 (t3 ≧ t2) using a third light flux from a third light source, and the first optical information is recorded. 219. An optical pickup device using a common objective lens for reproducing and / or recording information on a recording medium or the third optical information recording medium, comprising the optical element according to any one of claims 202 to 218. It is characterized by The optical pickup device. 請求項219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、音声及び/または画像の記録装置、及び/または、音声及び/または画像の再生装置。 220. An audio and / or image recording device and / or an audio and / or image reproducing device, comprising the optical pickup device according to claim 219. 光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ピックアップ装置において、
第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための波長λ1の光束を発生する第1光源と、
第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための波長λ2(λ2>λ1)の光束を発生する第2光源と、
第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための波長λ3(λ3>λ2)の光束を発生する第3光源と、
入射光に対して所定の次数の回折光を発生する回折部と、
前記第1乃至第3情報記録媒体の情報記録面に、前記第1乃至第3光源からの光束をそれぞれ集光させるために、前記第1乃至第3情報記録媒体に対向する位置に配置される対物レンズと、を有する集光光学系と、を具備し、
前記波長λ1の光束が前記回折部を通過することで発生するn1次回折光の回折光量が、前記波長λ1の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きい場合に、
前記波長λ2の光束が前記回折部を通過することで発生するn2次回折光の回折光量が、前記波長λ2の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、
かつ、
前記波長λ3の光束が前記回折部を通過することで発生するn3次回折光の回折光量が、前記波長λ3の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、
さらに、前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
|n2|=INT(λ1・|n1│/λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3)
|n1|>|n2|≧|n3|
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・│n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。
In an optical pickup device for reproducing and / or recording information on an optical information recording medium,
A first light source for generating a light beam having a wavelength λ1 for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium;
A second light source that generates a light beam having a wavelength λ2 (λ2> λ1) for reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium;
A third light source for generating a light beam having a wavelength λ3 (λ3> λ2) for reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium;
A diffractive portion that generates diffracted light of a predetermined order with respect to incident light;
In order to collect the light beams from the first to third light sources on the information recording surfaces of the first to third information recording media, they are arranged at positions facing the first to third information recording media. A condenser optical system having an objective lens,
When the amount of diffracted light of the n1st order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ1 passes through the diffraction section is larger than the amount of diffracted light of any other order of the light beam having the wavelength λ1,
The amount of diffracted light of the n2nd order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ2 passes through the diffraction unit is larger than the amount of diffracted light of any other order of the light beam having the wavelength λ2,
And,
The amount of diffracted light of the n-th order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ3 passes through the diffraction unit is larger than the amount of diffracted light of any other order of the light beam having the wavelength λ3,
Furthermore, the diffraction orders n1 to n3 satisfy the following expression.
| N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
| N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
| N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
However, n1 is an integer other than 0 and ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ2, and INT (λ1 · | n1 | / λ3) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ3.
次式を満たすことを特徴とする請求項221に記載の光ピックアップ装置。
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4
|INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・|n1|/λ3)|<0.4
223. The optical pickup device of claim 221, wherein:
| INT (λ1 · | n1 | / λ2) − (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
| INT (λ1 · | n1 | / λ3) − (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4
前記集光光学系は、前記第1の光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ビームとして、前記n1次回折光を前記第1の光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記第2の光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ビームとして、前記n2次回折光を前記第2の光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記第3の光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行うための光ビームとして、前記n3次回折光を前記第3の光情報記録媒体の情報記録面上に集光することを特徴とする請求項221または222に記載の光ピックアップ装置。 The condensing optical system applies the n1st-order diffracted light on the information recording surface of the first optical information recording medium as a light beam for reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium. The n-th order diffracted light is condensed on the information recording surface of the second optical information recording medium as a light beam for condensing and reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium. The n3rd-order diffracted light is condensed on the information recording surface of the third optical information recording medium as a light beam for reproducing and / or recording information on the third optical information recording medium. An optical pickup device according to claim 221 or 222. 前記回折部に入射する前記波長λ1の光束の光量をIIN(λ1)、該IIN(λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ1)、前記回折部に入射する前記波長λ2の光束の光量をIIN(λ2)、該IIN(λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ2)、前記回折部に入射する前記波長λ3の光束の光量をIIN(λ3)、該IIN(λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ3)としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項221乃至223のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
OUT(λ1)/IIN(λ1)>0.7
OUT(λ2)/IIN(λ2)>0.7
OUT(λ3)/IIN(λ3)>0.7
The light quantity of the light beam having the wavelength λ1 incident on the diffractive part is defined as I IN (λ1), and the light quantity after the light beam of the wavelength λ1 having the light quantity of I IN (λ1) is passed through the diffractive part is expressed as I OUT (λ1). ), The light quantity of the light beam having the wavelength λ2 incident on the diffraction part is I IN (λ2), and the light quantity after the light beam of the wavelength λ2 having the light quantity of I IN (λ2) passes through the diffraction part is I OUT. (Λ2), the amount of light of the wavelength λ3 incident on the diffractive portion is I IN (λ3), and the amount of light after the beam of wavelength λ3 having the amount of I IN (λ3) passes through the diffractive portion. 224. The optical pickup device according to claim 22, wherein I OUT (λ3) satisfies the following expression.
I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7
前記第1情報記録媒体は、情報記録面の光束入射面側に所定の厚さt1を有する第1保護層を有し、
前記第2情報記録媒体は、情報記録面の光束入射面側に所定の厚さt2(t2≧t1)を有する第2保護層を有し、
前記第3情報記録媒体は、情報記録面の光束入射面側に所定の厚さt3(t3≧t2)を有する第3保護層を有し、
前記集光光学系は、前記波長λ1の光束が前記回折部を通過することで発生する前記n1次回折光を、前記第1保護層を介して前記第1情報記録媒体の情報記録面に波面収差が0.07λ1rms以下の状態で集光し、
前記波長λ2の光束が前記回折部を通過することで発生する前記n2次回折光を、前記第2保護層を介して前記第2情報記録媒体の情報記録面に波面収差が0.07λ2rms以下の状態で集光し、
前記波長λ3の光束が前記回折部を通過することで発生する前記n3次回折光を、前記第3保護層を介して前記第3情報記録媒体の情報記録面に波面収差が0.07λ3rms以下の状態で集光することを特徴とする請求項221乃至224のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。
The first information recording medium has a first protective layer having a predetermined thickness t1 on the light incident surface side of the information recording surface,
The second information recording medium has a second protective layer having a predetermined thickness t2 (t2 ≧ t1) on the light incident surface side of the information recording surface,
The third information recording medium has a third protective layer having a predetermined thickness t3 (t3 ≧ t2) on the light incident surface side of the information recording surface,
The condensing optical system applies wavefront aberration to the information recording surface of the first information recording medium via the first protective layer, with respect to the n1st-order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ1 passes through the diffraction unit. Is collected in a state of 0.07λ1 rms or less,
A state in which the wavefront aberration is 0.07λ2 rms or less on the information recording surface of the second information recording medium through the second protective layer, with respect to the n2nd order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ2 passes through the diffraction section. Condensing in,
A state in which the wavefront aberration is 0.07λ3 rms or less on the information recording surface of the third information recording medium through the third protective layer with respect to the n3rd order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ3 passes through the diffraction part. 227. The optical pickup device according to any one of claims 221 to 224, wherein the optical pickup device collects the light.
前記回折部は、前記対物レンズの光束入射面側に配置されたことを特徴とする請求項221乃至225のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 227. The optical pickup device according to any one of claims 221 to 225, wherein the diffractive portion is disposed on a light incident surface side of the objective lens. 前記回折部は、前記対物レンズの光学面上に形成されたことを特徴とする請求項221乃至226のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 227. The optical pickup device according to any one of claims 221 to 226, wherein the diffractive portion is formed on an optical surface of the objective lens. 請求項221乃至227のいずれか1項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、音声、及び/または、画像の記録装置、及び/または、音声、及び/または、画像の再生装置。 An audio and / or image recording device and / or an audio and / or image reproducing device, wherein the optical pickup device according to any one of claims 221 to 227 is mounted. . 第1光源からの波長λ1の光束を用いて第1光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、
第2光源からの波長λ2(λ2>λ1)の光束を用いて第2光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行い、
第3光源からの波長λ3(λ3>λ2)の光束を用いて第3光情報記録媒体に対する情報の再生及び/または記録を行う光ピックアップ装置用の光学素子であって、
前記光学素子は、入射光に対して所定の次数の回折光を発生する回折部を有し、
前記波長λ1の光束が前記回折部を通過することで発生するn1次回折光の回折光量が、前記波長λ1の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きい場合に、
前記波長λ2の光束が前記回折部を通過することで発生するn2次回折光の回折光量が、前記波長λ2の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、
かつ、
前記波長λ3の光束が前記回折部を通過することで発生するn3次回折光の回折光量が、前記波長λ3の光束の他のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きく、
さらに、前記回折次数n1乃至n3は次式を満たすことを特徴とする光学素子。
|n2|=INT(λ1・|n1|/λ2)
|n3|=INT(λ1・|n1|/λ3)
│n1|>│n2|≧|n3│
ただし、n1は0、±1以外の整数であり、INT(λ1・|n1|/λ2)はλ1・|n1|/λ2を四捨五入して得られる整数であり、INT(λ1・|n1|/λ3)はλ1・|n1|/λ3を四捨五入して得られる整数である。
Reproducing and / or recording information on the first optical information recording medium using a light beam having a wavelength λ1 from the first light source,
Reproducing and / or recording information on the second optical information recording medium using a light beam having a wavelength λ2 (λ2> λ1) from the second light source,
An optical element for an optical pickup device that reproduces and / or records information on a third optical information recording medium using a light beam having a wavelength λ3 (λ3> λ2) from a third light source,
The optical element has a diffractive portion that generates diffracted light of a predetermined order with respect to incident light,
When the amount of diffracted light of the n1st order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ1 passes through the diffraction section is larger than the amount of diffracted light of any other order of the light beam having the wavelength λ1,
The amount of diffracted light of the n2nd order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ2 passes through the diffraction unit is larger than the amount of diffracted light of any other order of the light beam having the wavelength λ2,
And,
The amount of diffracted light of the n-th order diffracted light generated when the light beam having the wavelength λ3 passes through the diffraction unit is larger than the amount of diffracted light of any other order of the light beam having the wavelength λ3,
Furthermore, the diffraction orders n1 to n3 satisfy the following expression.
| N2 | = INT (λ1 · | n1 | / λ2)
| N3 | = INT (λ1 · | n1 | / λ3)
| N1 |> | n2 | ≧ | n3 |
However, n1 is an integer other than 0 and ± 1, INT (λ1 · | n1 | / λ2) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ2, and INT (λ1 · | n1 | / λ3) is an integer obtained by rounding λ1 · | n1 | / λ3.
次式を満たすことを特徴とする請求項229に記載の光学素子。
|INT(λ1・|n1|/λ2)−(λ1・|n1|/λ2)|<0.4
│INT(λ1・|n1|/λ3)−(λ1・│n1|/λ3)|<0.4
230. The optical element according to claim 229, wherein the following expression is satisfied.
| INT (λ1 · | n1 | / λ2) − (λ1 · | n1 | / λ2) | <0.4
| INT (λ1 · | n1 | / λ3) − (λ1 · | n1 | / λ3) | <0.4
前記回折部に入射する前記波長λ1の光束の光量をIIN(λ1)、該IIN(λ1)の光量を有する前記波長λ1の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ1)、前記回折部に入射する前記波長λ2の光束の光量をIIN(λ2)、該IIN(λ2)の光量を有する前記波長λ2の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ2)、前記回折部に入射する前記波長λ3の光束の光量をIIN(λ3)、該IIN(λ3)の光量を有する前記波長λ3の光束が前記回折部を通過した後の光量をIOUT(λ3)としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項229または230に記載の光学素子。
OUT(λ1)/IIN(λ1)>0.7
OUT(λ2)/IIN(λ2)>0.7
OUT(λ3)/IIN(λ3)>0.7
The light quantity of the light beam having the wavelength λ1 incident on the diffractive part is defined as I IN (λ1), and the light quantity after the light beam of the wavelength λ1 having the light quantity of I IN (λ1) is passed through the diffractive part is expressed as I OUT (λ1). ), The light quantity of the light beam having the wavelength λ2 incident on the diffraction part is I IN (λ2), and the light quantity after the light beam of the wavelength λ2 having the light quantity of I IN (λ2) passes through the diffraction part is I OUT. (Λ2), the amount of light of the wavelength λ3 incident on the diffractive portion is I IN (λ3), and the amount of light after the beam of wavelength λ3 having the amount of I IN (λ3) passes through the diffractive portion. 230. The optical element according to claim 229 or 230, wherein I OUT (λ3) satisfies the following expression.
I OUT (λ1) / I IN (λ1)> 0.7
I OUT (λ2) / I IN (λ2)> 0.7
I OUT (λ3) / I IN (λ3)> 0.7
前記光学素子は、前記第1乃至第3光情報記録媒体の情報記録面に、前記第1乃至第3光源からの光束をそれぞれ集光させるために、前記第1乃至第3光情報記録媒体に対向する位置に配置される対物レンズであることを特徴とする請求項229乃至231のいずれか1項に記載の光学素子。 The optical element is arranged on the first to third optical information recording media in order to collect the light beams from the first to third light sources on the information recording surfaces of the first to third optical information recording media, respectively. 231. The optical element according to any one of claims 229 to 231, wherein the optical element is an objective lens disposed at an opposing position.
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