JPH1196585A - Recording/reproducing method of optical information recording medium, optical pickup device, condenser optical system, objective lens and method for designing objective lens - Google Patents
Recording/reproducing method of optical information recording medium, optical pickup device, condenser optical system, objective lens and method for designing objective lensInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光源から出射した
光束を集光光学系で情報記録面に集光させ、再生する光
情報記録媒体上に情報を記録又は情報記録面上の情報を
再生する光情報記録媒体の記録/再生方法、光ピックア
ップ装置、これらに用いられる集光光学系、対物レン
ズ、及び対物レンズの設計方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light beam emitted from a light source, which is condensed on an information recording surface by a condensing optical system, and records information on an optical information recording medium to be reproduced or reproduces information on the information recording surface. The present invention relates to a recording / reproducing method for an optical information recording medium, an optical pickup device, a condensing optical system, an objective lens, and a method for designing an objective lens used for these.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、短波長赤色半導体レーザ実用化に
伴い、従来の光情報記録媒体(光ディスクともいう)で
あるCD(コンパクトディスク)と同程度の大きさで大
容量化させた高密度の光情報記録媒体であるDVD(デ
ジタルビデオディスク、あるいは、デジタルバーサタイ
トディスクともいう)の開発が進んできている。このD
VDでは、635nmの短波長半導体レーザを使用した
ときの対物レンズの光ディスク側の開口数NAを0.6
としている。なお、DVDは、トラックピッチ0.74
μm、最短ピット長0.4μmであり、CDのトラック
ピッチ1.6μm、最短ピット長0.83μmに対して
半分以下に高密度化されている。また、上述したCD、
DVDの他に、種々の規格の光ディスク、例えば、CD
−R(追記型コンパクトディスク)、LD(レーザディ
スク)、MD(ミニディスク)、MO(光磁気ディス
ク)なども商品化されて普及している。表1に種々の光
ディスクの透明基板の厚さと、必要開口数を示す。2. Description of the Related Art In recent years, with the practical use of a short-wavelength red semiconductor laser, a high-density optical disk having the same size and large capacity as a CD (compact disk), which is a conventional optical information recording medium (also referred to as an optical disk), has been developed. The development of DVDs (also referred to as digital video discs or digital versatite discs) as optical information recording media has been progressing. This D
In VD, the numerical aperture NA of the objective lens on the optical disk side when using a short-wavelength semiconductor laser of 635 nm is 0.6.
And DVD has a track pitch of 0.74.
μm, the shortest pit length is 0.4 μm, and the density is reduced to less than half of the CD track pitch of 1.6 μm and the shortest pit length of 0.83 μm. Also, the CD mentioned above,
In addition to DVD, optical disks of various standards, for example, CD
-R (write-once compact disc), LD (laser disc), MD (mini disc), MO (magneto-optical disc), and the like have also been commercialized and spread. Table 1 shows the thicknesses of the transparent substrates of the various optical disks and the required numerical apertures.
【0003】[0003]
【表1】 [Table 1]
【0004】なお、CD−Rについては光源波長λ=7
80(nm)である必要があるが、他の光ディスクにお
いては、表1に記載した光源波長以外の波長の光源を使
用することができ、この場合、使用する光源波長λに応
じて必要開口数NAがかわる。例えば、CDの場合は必
要開口数NA=λ(μm)/1.73、DVDの場合は
必要開口数NA=λ(μm)/1.06で近似される。[0004] For CD-R, the light source wavelength λ = 7
It must be 80 (nm), but in other optical discs, a light source having a wavelength other than the light source wavelength described in Table 1 can be used. In this case, the required numerical aperture depends on the used light source wavelength λ. NA changes. For example, in the case of a CD, the required numerical aperture is approximated by NA = λ (μm) /1.73, and in the case of a DVD, the required numerical aperture is approximated by NA = λ (μm) /1.06.
【0005】なお、本明細書でいう開口数(例えば、以
下NA1、NA2、NAL、NAH、NA3、NA4な
どとして称される)は、透明基板側から見た集光光学系
の開口数のことである。The numerical aperture (for example, hereinafter referred to as NA1, NA2, NAL, NAH, NA3, NA4, etc.) referred to in the present specification is the numerical aperture of the condensing optical system viewed from the transparent substrate side. It is.
【0006】このように、市場にはサイズ、基板厚、記
録密度、使用波長などが種々異なる様々な光ディスクが
存在する時代となっており、様々な光ディスクに対応で
きる光ピックアップ装置が提案されている。As described above, the market is now in the age of various optical disks having different sizes, substrate thicknesses, recording densities, wavelengths to be used, etc., and optical pickup devices capable of supporting various optical disks have been proposed. .
【0007】その1つとして、異なる光ディスクそれぞ
れに対応した集光光学系を備え、再生する光ディスクに
より集光光学系を切り替える光ピックアップ装置が提案
されている。しかしながら、この光ピックアップ装置で
は、集光光学系が複数必要となりコスト高を招くばかり
でなく、集光光学系を切り替えるための駆動機構が必要
となり装置が複雑化し、その切り替え精度も要求され、
好ましくない。As one of them, there has been proposed an optical pickup device having a focusing optical system corresponding to each of different optical disks and switching the focusing optical system depending on the optical disk to be reproduced. However, in this optical pickup device, a plurality of condensing optical systems are required, which not only causes an increase in cost, but also requires a drive mechanism for switching the condensing optical systems, complicates the device, and requires a switching accuracy thereof,
Not preferred.
【0008】そこで、1つの集光光学系を用いて、複数
の光ディスクを再生する光ピックアップ装置が種々提案
されている。Therefore, various optical pickup devices for reproducing a plurality of optical disks by using one condensing optical system have been proposed.
【0009】その1つとして、特開平7−302437
号公報には、対物レンズの屈折面をリング状の複数領域
に分割し、各々の分割面が厚さの異なる光ディスクのう
ち1つにビームを結像させることにより再生する光ピッ
クアップ装置が記載されている。One of them is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-302439.
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-176,086 describes an optical pickup device that divides a refraction surface of an objective lens into a plurality of ring-shaped regions, and reproduces the image by forming a beam on one of optical disks having different thicknesses. ing.
【0010】他に、特開平7−57271号公報には、
透明基板の厚さt1の第1光ディスクのときには、集光
されるビームの有する波面収差が0.07λ以下となる
ように設計した対物レンズを用い、透明基板の厚さt2
の第2光ディスクのときには少しデフォーカスした状態
で集光スポットを形成する光ピックアップ装置が記載さ
れている。[0010] In addition, JP-A-7-57271 discloses that
In the case of the first optical disc having the transparent substrate thickness t1, an objective lens designed so that the wavefront aberration of the focused beam is 0.07λ or less is used, and the transparent substrate thickness t2 is used.
In the case of the second optical disc, an optical pickup device that forms a condensed spot in a slightly defocused state is described.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
7−302437号公報に記載された光ピックアップ装
置においては、1つの対物レンズで同時に2つの焦点に
入射光量を分割するため、レーザ出力を大きくする必要
があり、コスト高を招く。また、特開平7−57271
号公報に記載された光ピックアップ装置では、第2光デ
ィスク再生時にはサイドローブによるジッターの増加が
起こる。特に、第1の光ディスクで波面収差が0.07
λ以下とした対物レンズで、第2の光ディスクを無理矢
理再生しているために、第2の光ディスクの再生可能な
開口数には限界がある。However, in the optical pickup device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-302439, since the amount of incident light is simultaneously divided into two focal points by one objective lens, the laser output is increased. Required, resulting in high costs. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-57271
In the optical pickup device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-207, jitter increases due to side lobes during reproduction of the second optical disk. In particular, the wavefront aberration of the first optical disc is 0.07
Since the second optical disc is forcibly reproduced by the objective lens having a value of λ or less, the reproducible numerical aperture of the second optical disc is limited.
【0012】そこで、本発明は、1つの集光光学系で複
数の光情報記録媒体を記録又は再生でき、低コストかつ
複雑化しないで実現でき、さらに、高NAの光情報記録
媒体にも対応できることを目的とする。Therefore, the present invention can record or reproduce a plurality of optical information recording media with one condensing optical system, can be realized at low cost and without complication, and can be applied to a high NA optical information recording medium. The purpose is to be able to do it.
【0013】また、本出願人が特願平8−156831
号や特願平8−180586号において提案している、
球面収差を調整した光ピックアップ装置を、さらに、集
光特性を良好にすることを目的とする。Further, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. 8-156683.
And Japanese Patent Application No. 8-180586,
It is an object of the present invention to further improve the light-collecting characteristics of an optical pickup device in which spherical aberration is adjusted.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の構成
により解決できる。The above object can be attained by the following constitution.
【0015】(1) 透明基板の厚さがt1の第1光情
報記録媒体と透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t
1)の第2光情報記録媒体とに対して、光源から出射し
た光束を1つの集光光学系で透明基板を介して情報記録
面に集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録
面上の情報を再生する光情報記録媒体の記録/再生方法
において、光軸近傍の第1光束は第1光情報記録媒体の
記録又は再生及び第2光情報記録媒体の記録又は再生に
利用するとともに、前記第1光束より外側の第2光束は
主に第2光情報記録媒体の記録又は再生に利用し、前記
第2光束より外側の第3光束は主に第1光情報記録媒体
の記録又は再生に利用することを特徴とする光情報記録
媒体の記録/再生方法。(1) The first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1 and the transparent substrate having a thickness of t2 (where t2 ≠ t
With respect to the second optical information recording medium of 1), the light beam emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate by one condensing optical system, and the information is recorded or recorded on the information recording surface. In a recording / reproducing method for an optical information recording medium for reproducing information on a recording surface, a first light flux near an optical axis is used for recording or reproducing on a first optical information recording medium and recording or reproducing on a second optical information recording medium. At the same time, the second light beam outside the first light beam is mainly used for recording or reproduction of the second optical information recording medium, and the third light beam outside the second light beam is mainly used for the first optical information recording medium. A recording / reproducing method for an optical information recording medium, which is used for recording or reproduction.
【0016】(2) 透明基板の厚さがt1の第1光情
報記録媒体と透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t
1)の第2光情報記録媒体とに対して、光源から出射し
た光束を1つの集光光学系で透明基板を介して情報記録
面に集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録
面上の情報を再生する光ピックアップ装置において、前
記集光光学系は、光軸近傍の第1光束を第1光情報記録
媒体の記録又は再生及び第2光情報記録媒体の記録又は
再生に利用し、前記第1光束より外側の第2光束を主に
第2光情報記録媒体再生に利用し、前記第2光束より外
側の第3光束を主に第1光情報記録媒体の記録又は再生
に利用するような機能を有することを特徴とする光ピッ
クアップ装置。(2) The first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1 and the transparent substrate having a thickness of t2 (where t2 ≠ t
With respect to the second optical information recording medium of 1), the light beam emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate by one condensing optical system, and the information is recorded or recorded on the information recording surface. In an optical pickup device for reproducing information on a recording surface, the condensing optical system uses the first light flux near the optical axis for recording or reproducing on the first optical information recording medium and recording or reproducing on the second optical information recording medium. The second light beam outside the first light beam is mainly used for reproducing the second optical information recording medium, and the third light beam outside the second light beam is mainly used for recording or reproducing on the first optical information recording medium. An optical pickup device having a function to be used for optical pickup.
【0017】(3) 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、情報記録面上に情報を記録
する又は情報記録面上に記録された情報を再生する光ピ
ックアップ装置において、集光光学系を構成する少なく
とも1つの光学面を、光軸近傍の前記光学面の中央に位
置する第1分割面と、前記第1分割面との間に第2分割
面を挟んで位置する第3分割面とに分割された光学面で
構成し、透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体の
記録又は再生する際は、主に、前記第1分割面及び第3
分割面を通過した光束により、ビームスポットを形成
し、透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)の第
2光情報記録媒体の記録又は再生する際は、主に、前記
第1分割面及び第2分割面を通過した光束により、ビー
ムスポットを形成することを特徴とする光ピックアップ
装置。(3) An optical pickup device for condensing a light beam from a light source on an information recording surface of an optical information recording medium and recording information on the information recording surface or reproducing information recorded on the information recording surface. , At least one optical surface constituting the condensing optical system is formed by sandwiching a second division surface between the first division surface located at the center of the optical surface near the optical axis and the first division surface. When recording or reproducing on the first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1, the first divided surface and the third divided surface are mainly constituted by an optical surface divided into a third divided surface located thereon.
When a beam spot is formed by a light beam passing through the division surface and recording or reproduction is performed on the second optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t2 (where t2 ≠ t1), the first division is mainly performed. An optical pickup device, wherein a beam spot is formed by a light beam having passed through a surface and a second division surface.
【0018】(4) 少なくとも一方の面を光軸と同心
状に複数に分割された複数の分割面を有するとともに、
光軸近傍の第1分割面と前記第1分割面より外側の第3
分割面を通過する光束がほぼ同一の第1結像位置に結像
するように測定したとき、前記第1結像位置と、前記第
1分割面と第3分割面との間の第2分割面を通過する光
束が結像する第2結像位置との間の距離の絶対値が、4
μm以上40μm以下であることを特徴とする対物レン
ズ。(4) At least one surface has a plurality of divided surfaces concentrically with the optical axis and a plurality of divided surfaces.
A first dividing surface near the optical axis and a third dividing surface outside the first dividing surface;
When the light flux passing through the division plane is measured so as to form an image at substantially the same first imaging position, the second division between the first imaging position and the first division plane and the third division plane is measured. The absolute value of the distance from the second imaging position where the light flux passing through the surface forms an image is 4
An objective lens having a size of not less than μm and not more than 40 μm.
【0019】(5) 少なくとも一方の面を光軸と同心
状に複数に分割された複数の分割面を有するとともに、
光軸近傍の第1分割面と前記第1分割面より外側の第3
分割面を通過する光束がほぼ同一の第1結像位置に結像
するように測定したとき、前記第1分割面と第3分割面
との間の第2分割面を通過する光束が結像する第2結像
位置の方が、第1結像位置より対物レンズに近いことを
特徴とする対物レンズ。(5) At least one surface has a plurality of divided surfaces concentrically with the optical axis and has a plurality of divided surfaces.
A first dividing surface near the optical axis and a third dividing surface outside the first dividing surface;
When the light beam passing through the division surface is measured so as to form an image at substantially the same first imaging position, the light beam passing through the second division surface between the first division surface and the third division surface forms an image. An objective lens wherein the second image forming position is closer to the objective lens than the first image forming position.
【0020】(6) 前記第1位置と前記第2位置との
距離は、−40μm以上−4μm以下であることを特徴
とする(5)に記載の対物レンズ。(6) The objective lens according to (5), wherein a distance between the first position and the second position is not less than −40 μm and not more than −4 μm.
【0021】(7) 少なくとも一方の面を光軸と同心
状に複数に分割された複数の分割面を有するとともに、
所定の入射光束で所定の厚さの透明基板を介したとき、
光軸を含む第1分割面を通過する光束のうち、光軸近傍
を通過する光線が光軸と交わる位置と、光軸と直交する
方向で前記第1分割面の端部を通過する光線が光軸と交
わる位置との間に、前記第1分割面より外側の第2分割
面を通過する光線が光軸と交わるとともに、前記第2分
割面より外側の第3分割面を通過する光線は、光軸近傍
を通過する光線が光軸と交わる位置に対して、前記第1
分割面の端部を通過する光線が光軸と交わる位置よりも
離れた位置で、光軸と交わることを特徴とする対物レン
ズ。(7) At least one surface has a plurality of divided surfaces concentrically divided with the optical axis,
When passing through a transparent substrate of a predetermined thickness with a predetermined incident light beam,
Of the luminous flux passing through the first division plane including the optical axis, the position where the light ray passing near the optical axis intersects the optical axis and the light ray passing through the end of the first division plane in a direction orthogonal to the optical axis are Between the position intersecting with the optical axis, the light beam passing through the second division surface outside the first division surface intersects the optical axis, and the light beam passing through the third division surface outside the second division surface is The position of a ray passing near the optical axis intersecting the optical axis,
An objective lens, wherein a light beam passing through an end portion of the division surface intersects the optical axis at a position farther than a position intersecting the optical axis.
【0022】さらに、光軸と直交する方向で前記第2分
割面のほぼ中央位置でみたとき、前記第2分割面の法線
と光軸とのなす角度と、前記第1分割面と、前記第2分
割面より外側の第3分割面とから内挿される面の法線と
光軸とのなす角度との差が、0.02°以上1°以下の
範囲であることを特徴とする(4)〜(7)のいずれか
1つに記載の対物レンズ(7−1)が好ましい。Further, when viewed at a substantially central position of the second division surface in a direction perpendicular to the optical axis, an angle between a normal line of the second division surface and the optical axis, the first division surface, and The difference between the normal line of the plane interpolated from the third division plane outside the second division plane and the angle between the optical axis and the optical axis is in the range of 0.02 ° to 1 °. The objective lens (7-1) according to any one of 4) to (7) is preferable.
【0023】さらに、光軸近傍の前記第1分割面と前記
第2分割面より外側の第3分割面を通過する光束がほぼ
同一の結像位置に結像するように測定したとき、前記第
1分割面と前記第3分割面とを通過する光束による最良
波面収差が0.05λrms以下(ただし、λは光源の
波長)であることを特徴とする(4)〜(7)、(7−
1)のうちいずれか1つに記載の対物レンズ(7−2)
が好ましい。Further, when the light beams passing through the first divided surface near the optical axis and the third divided surface outside the second divided surface are measured so as to form an image at substantially the same image forming position, (4) to (7), (7-), wherein the best wavefront aberration due to the light beam passing through the first division surface and the third division surface is 0.05λrms or less (where λ is the wavelength of the light source).
Objective lens (7-2) according to any one of 1)
Is preferred.
【0024】さらに、所定の入射光束で所定の厚さの透
明基板を介したとき、前記第1分割面を通過する光束に
よる最良波面収差が0.07λrms以下(ただし、λ
は光源の波長)であることを特徴とする(4)〜
(7)、(7−1)、(7−2)のうちいずれか1つに
記載の対物レンズ(7−3)が好ましい。Further, when a predetermined incident light beam passes through a transparent substrate having a predetermined thickness, the best wavefront aberration caused by the light beam passing through the first division surface is 0.07λrms or less (where λ
Is the wavelength of the light source).
The objective lens (7-3) according to any one of (7), (7-1), and (7-2) is preferable.
【0025】(8) 光源から出射した光束を集光光学
系で光情報記録媒体の透明基板を介して光情報記録媒体
の情報記録面上に光スポットとして集光させ、情報記録
面上に情報を記録する又は情報記録面上に記録された情
報を再生する光ピックアップ装置において、透明基板の
厚さがt1の第1光情報記録媒体の記録又は再生するた
めに必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開
口数をNA1、透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠
t1)の第2光情報記録媒体の記録又は再生するために
必要な前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数
をNA2(ただし、NA2<NA1)、としたとき、前
記集光光学系は、開口数がNA2近傍の少なくとも2つ
の開口位置で、球面収差が不連続に変化する機能を有す
ることを特徴とする光ピックアップ装置。(8) The light beam emitted from the light source is condensed as a light spot on the information recording surface of the optical information recording medium through the transparent substrate of the optical information recording medium by the condensing optical system, and the information is recorded on the information recording surface. In the optical pickup device for recording the information or reproducing the information recorded on the information recording surface, the light condensing optical system necessary for recording or reproducing the first optical information recording medium having the transparent substrate having a thickness of t1 is provided. The required numerical aperture on the optical information recording medium side is NA1, and the thickness of the transparent substrate is t2 (where t2 ≠
When the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system required for recording or reproducing the second optical information recording medium at t1) is NA2 (where NA2 <NA1), the light condensing is performed. An optical pickup device, wherein the optical system has a function of causing spherical aberration to change discontinuously at at least two aperture positions near NA2.
【0026】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとしたとき、t2>t1で、小さい開口数から大
きい開口数の方向へとみたとき、前記集光光学系は、開
口数NALでは、球面収差が負の方向に不連続に変化
し、開口数NAHでは、球面収差が正の方向に不連続に
変化する機能を有することを特徴とする(8)に記載の
光ピックアップ装置(8−1)が好ましい。Further, when the smallest numerical aperture among the at least two aperture positions is NAL and the largest numerical aperture is NAH, when t2> t1, when viewed from the small numerical aperture to the large numerical aperture, The condensing optical system has a function of changing the spherical aberration discontinuously in a negative direction at a numerical aperture NAL, and having a function of changing the spherical aberration discontinuously in a positive direction at a numerical aperture NAH. The optical pickup device (8-1) described in (8) is preferable.
【0027】さらに、t2(ただし、t2>t1)の厚
さの透明基板を介した際に、前記集光光学系は、開口数
NALから開口数NAHの間の球面収差が正となる機能
を有することを特徴とする(8−1)に記載の光ピック
アップ装置(8−2)が好ましい。Further, when the light passes through the transparent substrate having a thickness of t2 (where t2> t1), the condensing optical system has a function of making the spherical aberration between the numerical apertures NAL and NAH positive. The optical pickup device (8-2) according to (8-1), wherein the optical pickup device has (8-1), is preferable.
【0028】さらに、t1=0.6mm、t2=1.2
mm、610nm<λ<670nm、0.32<NA2
<0.41のとき、前記集光光学系は、0.60(NA
2)<NAL<1.3(NA2)であることを特徴とす
る(8−1)又は(8−2)に記載の光ピックアップ装
置(8−3)が好ましい。Further, t1 = 0.6 mm, t2 = 1.2
mm, 610 nm <λ <670 nm, 0.32 <NA2
When <0.41, the condensing optical system is set to 0.60 (NA
2) <NAL <1.3 (NA2), and the optical pickup device (8-3) described in (8-1) or (8-2) is preferable.
【0029】さらに、t1=0.6mm、t2=1.2
mm、610nm<λ<670nm、0.32<NA2
<0.41のとき、前記集光光学系は、0.01<NA
H−NAL<0.12であることを特徴とする(8−
1)〜(8−3)のいずれか1つに記載の光ピックアッ
プ装置(8−4)が好ましい。Further, t1 = 0.6 mm, t2 = 1.2
mm, 610 nm <λ <670 nm, 0.32 <NA2
When <0.41, the condensing optical system is set to 0.01 <NA
H-NAL <0.12 (8-
The optical pickup device (8-4) according to any one of 1) to (8-3) is preferable.
【0030】さらに、t2の厚さの透明基板を介した際
に、前記集光光学系は、開口数NALから開口数NAH
の間の球面収差が、−2λ/(NA2)2以上、5λ/
(NA2)2以下であることを特徴とする(8−3)又
は(8−4)に記載の光ピックアップ装置(8−5)が
好ましい。Further, when the light passes through the transparent substrate having a thickness of t2, the condensing optical system changes the numerical aperture from NAL to NAH.
Is between -2λ / (NA2) 2 or more and 5λ /
The optical pickup device (8-5) according to (8-3) or (8-4), wherein (NA2) is 2 or less, is preferable.
【0031】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとしたとき、前記集光光学系は、t1の厚さの透
明基板を介した際に、前記集光光学系の光情報記録媒体
側の開口数がNA1のなかで、開口数NALから開口数
NAHの間を除いた最良波面収差が0.05λrms以
下(ただし、λは光源の波長)であることを特徴とする
(8)、(8−1)〜(8−5)のいずれか1つに記載
の光ピックアップ装置(8−6)が好ましい。Further, when the smallest numerical aperture among the at least two aperture positions is NAL and the largest numerical aperture is NAH, the condensing optical system is arranged such that when the light passes through a transparent substrate having a thickness of t1, When the numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system is NA1, the best wavefront aberration excluding the range from the numerical aperture NAL to the numerical aperture NAH is 0.05λrms or less (where λ is the wavelength of the light source). The optical pickup device (8-6) according to any one of (8) and (8-1) to (8-5), which is characterized in that:
【0032】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとしたとき、前記集光光学系は、t2の厚さの透
明基板を介した際に、開口数NALまでの最良波面収差
が0.07λrms以下(ただし、λは光源の波長)で
あることを特徴とする(8)、(8−1)〜(8−6)
のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置(8−7)
が好ましい。Further, when the smallest numerical aperture among the at least two aperture positions is NAL and the largest numerical aperture is NAH, the condensing optical system is arranged such that when the light passes through a transparent substrate having a thickness of t2, (8), (8-1) to (8-6), wherein the best wavefront aberration up to the numerical aperture NAL is 0.07λrms or less (where λ is the wavelength of the light source).
Optical pickup device according to any one of (8-7)
Is preferred.
【0033】さらに、前記光源は、第1光情報記録媒体
の記録又は再生するための波長λ1の第1光源と、第2
光情報記録媒体の記録又は再生するための波長λ2(た
だし、λ2>λ1)の第2光源を有することを特徴とす
る(8)、(8−1)、(8−2)のいずれか1つに記
載の光ピックアップ装置(8−8)が好ましい。Further, the light source comprises a first light source having a wavelength λ1 for recording or reproducing information on or from a first optical information recording medium;
Any one of (8), (8-1), and (8-2), including a second light source having a wavelength λ2 (where λ2> λ1) for recording or reproducing information on or from the optical information recording medium. The optical pickup device (8-8) described above is preferable.
【0034】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとし、t1=0.6mm、t2=1.2mm、6
10nm<λ1<670nm、740nm<λ2<87
0nm、0.40<NA2<0.51のとき、前記集光
光学系は、0.60(NA2)<NAL<1.1(NA
2)であることを特徴とする(8−8)に記載の光ピッ
クアップ装置(8−9)が好ましい。Further, among the at least two opening positions, the smallest numerical aperture is NAL, the largest numerical aperture is NAH, t1 = 0.6 mm, t2 = 1.2 mm, 6
10 nm <λ1 <670 nm, 740 nm <λ2 <87
When 0 nm and 0.40 <NA2 <0.51, the condensing optical system operates as follows: 0.60 (NA2) <NAL <1.1 (NA
The optical pickup device (8-9) according to (8-8), which is characterized by (2), is preferable.
【0035】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとし、t1=0.6mm、t2=1.2mm、6
10nm<λ1<670nm、740nm<λ2<87
0nm、0.40<NA2<0.51のとき、前記集光
光学系は、0.01<NAH−NAL<0.12である
ことを特徴とする(8−8)又は(8−9)に記載の光
ピックアップ装置(8−10)が好ましい。Further, among the at least two opening positions, the smallest numerical aperture is NAL, the largest numerical aperture is NAH, t1 = 0.6 mm, t2 = 1.2 mm, 6
10 nm <λ1 <670 nm, 740 nm <λ2 <87
When 0 nm and 0.40 <NA2 <0.51, the converging optical system satisfies 0.01 <NAH-NAL <0.12 (8-8) or (8-9) The optical pickup device (8-10) described in (1) is preferable.
【0036】さらに、t2の厚さの透明基板を介した際
に、前記集光光学系は、開口数NALから開口数NAH
の間の球面収差が、−2(λ2)/(NA2)2以上、
5(λ2)/(NA2)2以下であることを特徴とする
(8−9)又は(8−10)のいずれか1つに記載の光
ピックアップ装置(8−11)が好ましい。Further, when the light passes through the transparent substrate having a thickness of t2, the condensing optical system changes the numerical aperture from NAL to NAH.
Is greater than or equal to -2 (λ2) / (NA2) 2 ,
The optical pickup device (8-11) according to any one of (8-9) and (8-10), wherein the ratio is not more than 5 (λ2) / (NA2) 2 , is preferable.
【0037】さらに、前記集光光学系である正の屈折力
を有する対物レンズの前記第1光源に対する近軸結像倍
率と、前記第2光源に対する結像倍率とが、ほぼ0
(零)であることを特徴とする(8−8)〜(8−1
1)のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置(8−
12)が好ましい。Further, the paraxial imaging magnification of the objective lens having a positive refractive power as the condensing optical system with respect to the first light source and the imaging magnification with respect to the second light source are substantially zero.
(8-8) to (8-1)
The optical pickup device according to any one of (1) to (8-).
12) is preferred.
【0038】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとしたとき、前記集光光学系は、t1の厚さの透
明基板を介した際に、前記集光光学系の光情報記録媒体
側の開口数がNA1のなかで、開口数NALから開口数
NAHの間を除いた最良波面収差が0.05λ1rms
以下(ただし、λ1は第1光源の波長)である機能を有
することを特徴とする(8−8)〜(8−12)のいず
れか1つに記載の光ピックアップ装置(8−13)が好
ましい。Further, when the smallest numerical aperture among the at least two aperture positions is NAL and the largest numerical aperture is NAH, the condensing optical system is arranged such that when the light passes through a transparent substrate having a thickness of t1, When the numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system is NA1, the best wavefront aberration excluding the range from the numerical aperture NAL to the numerical aperture NAH is 0.05λ1 rms.
The optical pickup device (8-13) according to any one of (8-8) to (8-12) is characterized in that it has the following function (where λ1 is the wavelength of the first light source). preferable.
【0039】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとしたとき、前記集光光学系は、t2の厚さの透
明基板を介した際に、開口数NALまでの最良波面収差
が0.07λ2rms以下(ただし、λ2は第2光源の
波長)であることを特徴とする(8−8)〜(8−1
3)のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置(8−
14)が好ましい。Further, when the smallest numerical aperture among the at least two aperture positions is NAL and the largest numerical aperture is NAH, the condensing optical system is arranged such that when the light passes through a transparent substrate having a thickness of t2, (8-8) to (8-1), wherein the best wavefront aberration up to the numerical aperture NAL is 0.07λ2 rms or less (where λ2 is the wavelength of the second light source).
The optical pickup device according to any one of 3) (8-
14) is preferred.
【0040】さらに、前記集光光学系は、正の屈折力の
対物レンズを有することを特徴とする(8)、(8−
1)〜(8−14)のいずれか1つに記載の光ピックア
ップ装置(8−15)が好ましい。Further, the condensing optical system has an objective lens having a positive refractive power (8), (8-).
The optical pickup device (8-15) according to any one of 1) to (8-14) is preferable.
【0041】(9) 光情報記録媒体の情報記録面上に
光源からの光束を光情報記録媒体の透明基板を介して光
スポットとして集光させ、光情報記録媒体上に情報を記
録するまたは光情報記録媒体上に記録された情報を再生
するピックアップ装置の対物レンズにおいて、光源の波
長をλ、透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体の
記録又は再生するために必要な前記対物レンズの光情報
記録媒体側の必要開口数をNA1、透明基板の厚さがt
2(ただし、t2≠t1)の第2光情報記録媒体の記録
又は再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録
媒体側の必要開口数をNA2(ただし、NA2<NA
1)、としたとき、開口数がNA2近傍の少なくとも2
つの開口位置で、球面収差が不連続に変化することを特
徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。(9) The light flux from the light source is condensed as a light spot on the information recording surface of the optical information recording medium via the transparent substrate of the optical information recording medium, and information is recorded on the optical information recording medium or In an objective lens of a pickup device for reproducing information recorded on an information recording medium, the objective necessary for recording or reproducing the first optical information recording medium having a wavelength of a light source of λ and a thickness of a transparent substrate of t1. The required numerical aperture of the lens on the optical information recording medium side is NA1, and the thickness of the transparent substrate is t.
The required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording or reproducing the second optical information recording medium of 2 (where t2 ≠ t1) is NA2 (where NA2 <NA).
1), the numerical aperture is at least 2 near NA2.
An objective lens for an optical pickup device, wherein spherical aberration changes discontinuously at two aperture positions.
【0042】(10) 前記少なくとも2つの開口位置
のうち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数
をNAHとしたとき、光軸と直交する方向で開口数NA
Lと開口数NAHのほぼ中央位置でみたとき、開口数N
ALから開口数NAHまでの面の法線と光軸とのなす角
度が、光軸から開口数NALまでの面及び開口数NAH
から開口数NA1までの面から内挿される面の法線と光
軸とのなす角度より、t2>t1のとき大となり、t2
<t1のとき小となることを特徴とする(9)に記載の
光ピックアップ装置の対物レンズ。(10) When the smallest numerical aperture among the at least two aperture positions is NAL and the largest numerical aperture is NAH, the numerical aperture NA in a direction orthogonal to the optical axis is
When viewed at approximately the center between L and the numerical aperture NAH, the numerical aperture N
The angle between the normal of the surface from AL to the numerical aperture NAH and the optical axis is the surface from the optical axis to the numerical aperture NAL and the numerical aperture NAH
Is larger when t2> t1 than the angle between the optical axis and the normal line of the surface interpolated from the surface up to the numerical aperture NA1 and t2
The objective lens of the optical pickup device according to (9), wherein the objective lens is small when <t1.
【0043】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとしたとき、光軸と直交する方向で開口数NAL
と開口数NAHのほぼ中央位置でみたとき、開口数NA
Lから開口数NAHまでの面の法線と光軸とのなす角度
と、光軸から開口数NALまでの面及び開口数NAHか
ら開口数NA1までの面から内挿される面の法線と光軸
とのなす角度との差が、0.02°以上1°以下の範囲
であることを特徴とする(9)又は(10)に記載の光
ピックアップ装置の対物レンズ(10−1)が好まし
い。Further, when the smallest numerical aperture among the at least two aperture positions is NAL and the largest numerical aperture is NAH, the numerical aperture NAL is perpendicular to the optical axis.
And the numerical aperture NAH when viewed at the approximate center of the numerical aperture NAH
The angle between the normal to the surface from L to the numerical aperture NAH and the optical axis, the normal to the surface from the optical axis to the numerical aperture NAL, and the normal to the surface interpolated from the surface from the numerical aperture NAH to the numerical aperture NA1 The objective lens (10-1) of the optical pickup device according to (9) or (10), wherein the difference from the angle with the axis is in the range of 0.02 ° to 1 °. .
【0044】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとし、t2>t1で、小さい開口数から大きい開
口数の方向へとみたとき、開口数NALでは、球面収差
が負の方向に不連続に変化し、開口数NAHでは、球面
収差が正の方向に不連続に変化することを特徴とする
(9)、(10)、(10−1)のいずれか1つに記載
の光ピックアップ装置の対物レンズ(10−2)が好ま
しい。Further, among the at least two opening positions, the smallest numerical aperture is NAL, the largest numerical aperture is NAH, and when t2> t1, when viewed from the small numerical aperture to the large numerical aperture, the numerical aperture is In the NAL, the spherical aberration changes discontinuously in the negative direction, and in the numerical aperture NAH, the spherical aberration changes discontinuously in the positive direction. (9), (10), (10-1) The objective lens (10-2) of the optical pickup device described in any one of (1) and (2) is preferable.
【0045】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとしたとき、t2(ただし、t2>t1)の厚さ
の透明基板を介した際に、開口数NALから開口数NA
Hの間の球面収差が正であることを特徴とする(9)、
(10)(10−1)、(10−2)のいずれか1つに
記載の光ピックアップ装置の対物レンズ(10−3)が
好ましい。Further, when the smallest numerical aperture among the at least two aperture positions is NAL and the largest numerical aperture is NAH, when a transparent substrate having a thickness of t2 (where t2> t1) is interposed, , From the numerical aperture NAL to the numerical aperture NA
Wherein the spherical aberration during H is positive (9),
(10) The objective lens (10-3) of the optical pickup device according to any one of (10-1) and (10-2) is preferable.
【0046】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとし、t1=0.6mm、t2=1.2mm、6
10nm<λ<670nm、0.32<NA2<0.4
1のとき、0.60(NA2)<NAL<1.3(NA
2)であることを特徴とする(9)、(10)、(10
−1)〜(10−3)のいずれか1つに記載の光ピック
アップ装置の対物レンズ(10−4)が好ましい。Further, among the at least two aperture positions, the smallest numerical aperture is NAL and the largest numerical aperture is NAH, and t1 = 0.6 mm, t2 = 1.2 mm, 6
10 nm <λ <670 nm, 0.32 <NA2 <0.4
At the time of 1, 0.60 (NA2) <NAL <1.3 (NA
(9), (10), (10)
The objective lens (10-4) of the optical pickup device according to any one of (1) to (10-3) is preferable.
【0047】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとし、t1=0.6mm、t2=1.2mm、6
10nm<λ<670nm、0.32<NA2<0.4
1のとき、0.01<NAH−NAL<0.12である
ことを特徴とする(9)、(10)、(10−1)〜
(10−4)のいずれか1つに記載の光ピックアップ装
置の対物レンズ(10−5)が好ましい。Further, among the at least two opening positions, the smallest numerical aperture is NAL, the largest numerical aperture is NAH, t1 = 0.6 mm, t2 = 1.2 mm, 6
10 nm <λ <670 nm, 0.32 <NA2 <0.4
At the time of 1, 0.01 <NAH-NAL <0.12, (9), (10), (10-1) to
The objective lens (10-5) of the optical pickup device according to any one of (10-4) is preferable.
【0048】さらに、t2の厚さの透明基板を介した際
に、開口数NALから開口数NAHの間の球面収差が、
−2λ/(NA2)2以上、5λ/(NA2)2以下であ
ることを特徴とする(10−4)又は(10−5)に記
載の光ピックアップ装置の対物レンズ(10−6)が好
ましい。Further, when the light passes through the transparent substrate having a thickness of t2, the spherical aberration between the numerical aperture NAL and the numerical aperture NAH becomes
The objective lens (10-6) of the optical pickup device described in (10-4) or (10-5), which is not less than -2λ / (NA2) 2 and not more than 5λ / (NA2) 2 , is preferable. .
【0049】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとしたとき、t1の厚さの透明基板を介した際
に、前記対物レンズの光情報記録媒体側の開口数がNA
1のなかで、開口数NALから開口数NAHの間を除い
た最良波面収差が0.05λrms以下(ただし、λは
光源の波長)である機能を有することを特徴とする
(9)、(10)、(10−1)〜(10−6)のいず
れか1つに記載の光ピックアップ装置の対物レンズ(1
0−7)が好ましい。Further, when the smallest numerical aperture among the at least two aperture positions is NAL and the largest numerical aperture is NAH, the optical information of the objective lens passes through the transparent substrate having a thickness of t1. The numerical aperture on the recording medium side is NA
1, wherein the best wavefront aberration excluding the range between the numerical aperture NAL and the numerical aperture NAH has a function of 0.05 λrms or less (where λ is the wavelength of the light source) (9), (10) ), The objective lens (1) of the optical pickup device according to any one of (10-1) to (10-6).
0-7) is preferred.
【0050】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとしたとき、t2の厚さの透明基板を介した際
に、開口数NALまでの最良波面収差が0.07λrm
s以下(ただし、λは光源の波長)であることを特徴と
する(9)、(10)、(10−1)〜(10−7)の
いずれか1つに記載の光ピックアップ装置の対物レンズ
(10−8)が好ましい。Further, when the smallest numerical aperture is NAL and the largest numerical aperture is NAH among the at least two aperture positions, the best numerical aperture up to the numerical aperture NAL can be obtained through a transparent substrate having a thickness of t2. Wavefront aberration is 0.07λrm
s or less (where λ is the wavelength of the light source), the objective of the optical pickup device according to any one of (9), (10), (10-1) to (10-7). A lens (10-8) is preferred.
【0051】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとし、第1光情報記録媒体の記録又は再生するた
めの光源の波長をλ1、第2光情報記録媒体の記録又は
再生するための光源の波長をλ2(ただし、λ2>λ
1)とし、t1=0.6mm、t2=1.2mm、61
0nm<λ1<670nm、740nm<λ2<870
nm、0.40<NA2<0.51のとき、0.60
(NA2)<NAL<1.1(NA2)であることを特
徴とする(9)、(10)、(10−1)〜(10−
3)のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置の対物
レンズ(10−9)が好ましい。Further, among the at least two aperture positions, the smallest numerical aperture is NAL, the largest numerical aperture is NAH, the wavelength of the light source for recording or reproducing on the first optical information recording medium is λ1, the second is The wavelength of the light source for recording or reproducing on the optical information recording medium is λ2 (where λ2> λ
1), t1 = 0.6 mm, t2 = 1.2 mm, 61
0 nm <λ1 <670 nm, 740 nm <λ2 <870
nm, 0.40 <NA2 <0.51, 0.60
(9), (10), (10-1) to (10-), wherein (NA2) <NAL <1.1 (NA2).
The objective lens (10-9) of the optical pickup device according to any one of 3) is preferable.
【0052】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとし、第1光情報記録媒体の記録又は再生するた
めの光源の波長をλ1、第2光情報記録媒体の記録又は
再生するための光源の波長をλ2(ただし、λ2>λ
1)とし、t1=0.6mm、t2=1.2mm、61
0nm<λ1<670nm、740nm<λ2<870
nm、0.40<NA2<0.51のとき、0.01<
NAH−NAL<0.12であることを特徴とする
(9)、(10)、(10−1)〜(10−3)、(1
0−9)のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置の
対物レンズ(10−10)が好ましい。Further, of the at least two aperture positions, the smallest numerical aperture is NAL, the largest numerical aperture is NAH, the wavelength of the light source for recording or reproducing on the first optical information recording medium is λ1, the second is The wavelength of the light source for recording or reproducing on the optical information recording medium is λ2 (where λ2> λ
1), t1 = 0.6 mm, t2 = 1.2 mm, 61
0 nm <λ1 <670 nm, 740 nm <λ2 <870
nm, when 0.40 <NA2 <0.51, 0.01 <
NAH-NAL <0.12, (9), (10), (10-1) to (10-3), (1)
The objective lens (10-10) of the optical pickup device according to any one of 0-9) is preferable.
【0053】さらに、t2の厚さの透明基板を介した際
に、前記集光光学系は、開口数NALから開口数NAH
の間の球面収差が、−2(λ2)/(NA2)2以上、
5(λ2)/(NA2)2以下となる機能を有すること
を特徴とする(10−9)又は(10−10)に記載の
光ピックアップ装置の対物レンズ(10−11)が好ま
しい。Further, when the light passes through the transparent substrate having a thickness of t2, the condensing optical system changes the numerical aperture from NAL to NAH.
Is greater than or equal to -2 (λ2) / (NA2) 2 ,
The objective lens (10-11) of the optical pickup device described in (10-9) or (10-10), which has a function of not more than 5 (λ2) / (NA2) 2, is preferable.
【0054】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとしたとき、第1光情報記録媒体の記録又は再生
するための光源の波長をλ1、第2光情報記録媒体の記
録又は再生するための光源の波長をλ2(ただし、λ2
>λ1)とし、t1の厚さの透明基板を介した際に、前
記対物レンズの光情報記録媒体側の開口数がNA1のな
かで、開口数NALから開口数NAHの間を除いた最良
波面収差が0.05λrms以下(ただし、λは光源の
波長)である機能を有することを特徴とする(9)、
(10)、(10−1)〜(10−3)、(10−9)
〜(10−11)のいずれか1つに記載の光ピックアッ
プ装置の対物レンズ(10−12)が好ましい。Further, when the smallest numerical aperture among the at least two aperture positions is NAL and the largest numerical aperture is NAH, the wavelength of the light source for recording or reproducing on the first optical information recording medium is λ1, The wavelength of the light source for recording or reproducing the second optical information recording medium is λ2 (where λ2
> Λ1), and the best wavefront excluding the numerical aperture NAL and the numerical aperture NAH among the numerical aperture NA1 on the optical information recording medium side of the objective lens when passing through the transparent substrate having a thickness of t1. (9) characterized in that it has a function of having an aberration of 0.05λrms or less (where λ is the wavelength of the light source).
(10), (10-1) to (10-3), (10-9)
The objective lens (10-12) of the optical pickup device according to any one of (1) to (10-11) is preferable.
【0055】さらに、前記少なくとも2つの開口位置の
うち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数を
NAHとしたとき、第1光情報記録媒体の記録又は再生
するための光源の波長をλ1、第2光情報記録媒体の記
録又は再生するための光源の波長をλ2(ただし、λ2
>λ1)とし、t2の厚さの透明基板を介した際に、開
口数NALまでの最良波面収差が0.07λrms以下
(ただし、λは光源の波長)であることを特徴とする
(9)、(10)、(10−1)〜(10−3)、(1
0−9)〜(10−12)のいずれか1つに記載の光ピ
ックアップ装置の対物レンズ(10−13)が好まし
い。Further, when the smallest numerical aperture among the at least two aperture positions is NAL and the largest numerical aperture is NAH, the wavelength of the light source for recording or reproducing on the first optical information recording medium is λ1, The wavelength of the light source for recording or reproducing the second optical information recording medium is λ2 (where λ2
> Λ1), and the best wavefront aberration up to the numerical aperture NAL is 0.07λrms or less (where λ is the wavelength of the light source) when passing through a transparent substrate having a thickness of t2 (9). , (10), (10-1) to (10-3), (1
The objective lens (10-13) of the optical pickup device according to any one of (0-9) to (10-12) is preferable.
【0056】(11) 透明基板の厚さが異なる複数の
光情報記録媒体に、波長λの光源から出射した光束を集
光させる対物レンズの設計方法において、透明基板の厚
さがt1の第1光情報記録媒体の記録又は再生に必要な
対物レンズの光情報記録媒体側の開口数NA1の範囲内
において、厚さt1の透明基板を介して第1光情報記録
媒体に集光させた光束の最良波面収差が0.05λrm
s以下となるように第1非球面と共通屈折面とを設計す
るとともに、透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t
1)の第2光情報記録媒体に集光させた光束の球面収差
の発生量が、第2の光情報記録媒体に第1非球面を介し
て集光させたときの球面収差の発生量より少なくなるよ
うに、前記共通屈折面に対する第2非球面を設計し、こ
れら第1非球面と第2非球面とを、前記第2光情報記録
媒体の記録又は再生に必要な対物レンズの情報記録面側
の開口数をNA2(ただし、NA2<NA1)としたと
き、前記第1非球面の前記NA2近傍の光束が通過する
部分に前記第2非球面が位置するように合成することに
より、前記対物レンズの少なくとも1つの屈折面を設計
することを特徴とする対物レンズの設計方法。(11) In a method for designing an objective lens for condensing a light beam emitted from a light source having a wavelength λ on a plurality of optical information recording media having different thicknesses of a transparent substrate, the first substrate having a thickness t1 of the transparent substrate may be used. Within the range of the numerical aperture NA1 on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording or reproduction of the optical information recording medium, the light flux condensed on the first optical information recording medium via the transparent substrate having a thickness t1. Best wavefront aberration is 0.05λrm
The first aspherical surface and the common refraction surface are designed to be equal to or less than s, and the thickness of the transparent substrate is t2 (where t2 ≠ t
The amount of spherical aberration of the light beam focused on the second optical information recording medium in 1) is larger than the amount of spherical aberration generated when the light beam is focused on the second optical information recording medium via the first aspheric surface. A second aspherical surface with respect to the common refraction surface is designed so as to reduce the number, and the first aspherical surface and the second aspherical surface are used to record information of an objective lens necessary for recording or reproducing of the second optical information recording medium. When the numerical aperture on the surface side is NA2 (where NA2 <NA1), the first aspherical surface is combined so that the second aspherical surface is located at a portion through which the light flux near the NA2 passes. A method for designing an objective lens, comprising designing at least one refractive surface of the objective lens.
【0057】(12) 前記第1非球面の軸上曲率半径
と、前記第2非球面の軸上曲率半径とを同一で行うこと
を特徴とする(11)に記載の対物レンズの設計方法。(12) The method for designing an objective lens according to (11), wherein an on-axis radius of curvature of the first aspheric surface and an on-axis radius of curvature of the second aspheric surface are the same.
【0058】(13) 前記第1非球面は、合成する第
2非球面よりも光軸側に位置する第1非球面を通過し、
透明基板の厚さがt2の第2光情報記録媒体に集光させ
た光束の最良波面収差が0.07λrms以下となるよ
うに設計することを特徴とする(11)又は(12)に
記載の対物レンズの設計方法。(13) The first aspherical surface passes through the first aspherical surface located on the optical axis side of the second aspherical surface to be synthesized,
(11) or (12), wherein the transparent substrate is designed such that the best wavefront aberration of the light beam focused on the second optical information recording medium having a thickness of t2 is 0.07λrms or less. How to design an objective lens.
【0059】(14) 透明基板の厚さが異なる複数の
光情報記録媒体に、光源から出射した光束を集光させる
対物レンズにおいて、前記対物レンズの少なくとも1つ
の屈折面を、透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒
体の記録又は再生に必要な対物レンズの光情報記録媒体
側の開口数NA1の範囲内において、厚さt1の透明基
板を介して集光させた光束の最良波面収差が0.05λ
rms以下となるような第1非球面と、透明基板の厚さ
がt2(ただし、t2≠t1)の第2光情報記録媒体に
集光させた光束の球面収差の発生量が、第2光情報記録
媒体上に前記第1非球面を介して集光させたときの球面
収差の発生量より、少なくなるような第2非球面とを、
前記第2光情報記録媒体の記録又は再生に必要な対物レ
ンズの情報記録面側の開口数をNA2(ただし、NA2
<NA1)としたとき、前記第1非球面の前記NA2近
傍の光束が通過する部分に前記第2非球面が位置するよ
うに合成した屈折面で構成したことを特徴とする対物レ
ンズ。(14) In an objective lens for condensing a light beam emitted from a light source on a plurality of optical information recording media having different thicknesses of the transparent substrate, at least one refraction surface of the objective lens is formed to have a thickness equal to the thickness of the transparent substrate. Is the best wavefront of the light beam condensed through the transparent substrate having the thickness t1 within the range of the numerical aperture NA1 on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording or reproduction of the first optical information recording medium at t1. Aberration is 0.05λ
rms or less, and the amount of spherical aberration of the light beam focused on the second optical information recording medium having a thickness of the transparent substrate of t2 (where t2 ≠ t1) is the second light A second aspherical surface which is smaller than the amount of spherical aberration generated when the light is focused on the information recording medium via the first aspherical surface,
The numerical aperture on the information recording surface side of the objective lens required for recording or reproduction of the second optical information recording medium is NA2 (where NA2
An objective lens comprising: a refracting surface synthesized such that the second aspheric surface is located at a portion of the first aspheric surface where the light flux near the NA2 passes when <NA1).
【0060】(15) 透明基板の厚さがt1の第1光
情報記録媒体に対して、光源から出射した光束を集光光
学系で透明基板を介して情報記録面に集光させ、情報記
録面上に情報を記録又は情報記録面上の情報を再生する
光ピックアップ装置において、前記第1光情報記録媒体
を記録又は再生するのに必要な前記集光光学系の光情報
記録媒体側の必要開口数をNA1、前記第1光情報記録
媒体の透明基板の厚さt1とは異なる透明基板の厚さt
2(t2≠t1)を有する第2光情報記録媒体を記録又
は再生するのに必要な前記集光光学系の光情報記録媒体
側の必要開口数をNA2(ただし、NA2<NA1)と
すると、前記集光光学系に、0.60(NA2)<NA
3<1.3(NA2)(ただし、第2光情報記録媒体を
記録又は再生する際の光源の波長が740nm〜870
nmである場合、この式の上限は1.1(NA2)とす
る)、0.01<NA4−NA3<0.12の条件を満
たす前記集光光学系の光情報記録媒体側の開口数NA3
と開口数NA4との間を通過する光束に作用して、該光
束を主に第2光情報記録媒体の記録又は再生に利用する
ための面を設けることにより、透明基板の厚さが互いに
異なる第1光情報記録媒体と第2光情報記録媒体とに対
して、同じ前記集光光学系で、記録又は再生を行うこと
を特徴とする光ピックアップ装置。(15) The light beam emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate by the condensing optical system on the first optical information recording medium having the transparent substrate having a thickness of t1, and the information recording is performed. In an optical pickup device for recording information on a surface or reproducing information on an information recording surface, the optical information recording medium side of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the first optical information recording medium is required. The numerical aperture is NA1, and the thickness t of the transparent substrate is different from the thickness t1 of the transparent substrate of the first optical information recording medium.
Assuming that the necessary numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system required for recording or reproducing the second optical information recording medium having 2 (t2 ≠ t1) is NA2 (where NA2 <NA1), 0.60 (NA2) <NA
3 <1.3 (NA2) (However, the wavelength of the light source when recording or reproducing the second optical information recording medium is 740 nm to 870.
In the case of nm, the upper limit of this equation is 1.1 (NA2)), and the numerical aperture NA3 on the optical information recording medium side of the condensing optical system that satisfies the condition of 0.01 <NA4-NA3 <0.12.
Acting on the light beam passing between the first optical information recording medium and the numerical aperture NA4 to provide a surface for mainly utilizing the light beam for recording or reproduction of the second optical information recording medium, so that the thicknesses of the transparent substrates are different from each other. An optical pickup device, wherein recording or reproduction is performed on a first optical information recording medium and a second optical information recording medium by the same condensing optical system.
【0061】(16) 前記主に第2光情報記録媒体の
記録又は再生に利用するための面を通過した第2光束が
結像する第2結像位置は、第2光束より内側の第1光束
と第2光束より外側の第3光束とがほぼ同一の第1結像
位置に結像するように測定したときに、前記第1結像位
置との間の距離の絶対値が、4μm以上40μm以下で
あることを特徴とする(15)に記載の光ピックアップ
装置。(16) The second image forming position of the second light beam passing through the surface mainly used for recording or reproduction of the second optical information recording medium is the first image position inside the second light beam. When the light beam and the third light beam outside the second light beam are measured so as to form an image at substantially the same first image forming position, the absolute value of the distance between the first image forming position and the first image forming position is 4 μm or more. The optical pickup device according to (15), wherein the optical pickup device has a thickness of 40 μm or less.
【0062】さらに、前記主に第2光情報記録媒体の記
録又は再生に利用するための面を、複数有することを特
徴とする(15)又は(16)に記載の光ピックアップ
装置(16−1)が好ましい。The optical pickup device (16-1) according to (15) or (16), further comprising a plurality of surfaces mainly used for recording or reproduction of the second optical information recording medium. Is preferred.
【0063】さらに、第2光情報記録媒体を記録又は再
生する際、前記主に第2光情報記録媒体の記録又は再生
に利用するための面よりも内側の面を通過した光束によ
る最良波面収差が0.07λrms以下(ただし、λは
光源の波長)であることを特徴とする(15)、(1
6)、(16−1)のいずれか1つに記載の光ピックア
ップ装置(16−2)が好ましい。Further, when recording or reproducing the second optical information recording medium, the best wavefront aberration due to the light beam passing through a surface inside the surface mainly used for recording or reproduction of the second optical information recording medium. Is not more than 0.07λ rms (where λ is the wavelength of the light source) (15), (1)
The optical pickup device (16-2) according to any one of (6) and (16-1) is preferable.
【0064】(17) 透明基板の厚さがt1の第1光
情報記録媒体と透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠
t1)の第2光情報記録媒体とに対して、光源から出射
した光束を1つの集光光学系で透明基板を介して情報記
録面に集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記
録面上の情報を再生する光情報記録媒体の記録/再生を
行う光ピックアップ装置において、第1光情報記録媒体
を記録又は再生するのに必要な前記集光光学系の光情報
記録媒体側の必要開口数をNA1、第2光情報記録媒体
を記録又は再生するのに必要な前記集光光学系の光情報
記録媒体側の必要開口数をNA2(ただし、NA2<N
A1)とすると、前記集光光学系は、所定の倍率で厚さ
t1の透明基板を介したときに、開口数NA1の範囲内
において、最良波面収差を得るようにしたとき、縦軸に
波面収差、横軸に開口数をとった波面収差曲線でみる
と、開口数NA2近傍の少なくとも2カ所で波面収差が
不連続となることを特徴とする光ピックアップ装置。(17) The first optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t1 and the transparent substrate having a thickness of t2 (where t2 ≠
The light beam emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate by one condensing optical system with respect to the second optical information recording medium of t1), and the information is recorded on the information recording surface or the information is recorded on the information recording surface. In an optical pickup device for recording / reproducing an optical information recording medium for reproducing information on a recording surface, the optical condensing optical system necessary for recording / reproducing the first optical information recording medium is provided on the optical information recording medium side. The required numerical aperture is NA1, and the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system required for recording or reproducing the second optical information recording medium is NA2 (where NA2 <N
A1), when the condensing optical system is configured to obtain the best wavefront aberration within a range of the numerical aperture NA1 through a transparent substrate having a thickness t1 at a predetermined magnification, An optical pickup device characterized in that the wavefront aberration is discontinuous in at least two places near the numerical aperture NA2 when viewed from the aberration and the wavefront aberration curve with the numerical aperture on the horizontal axis.
【0065】さらに、前記開口数NA2近傍とは、0.
60(NA2)<NA3<1.3(ただし、第2光情報
記録媒体を記録又は再生する際の光源の波長が740n
m〜870nmである場合、この式の上限は1.1(N
A2)とする)(NA2)、0.01<NA4−NA3
<0.12を満足する2つの開口数NA3とNA4との
間であることを特徴とする(17)に記載の光ピックア
ップ装置(17−1)が好ましい。Further, the vicinity of the numerical aperture NA2 is 0.1 mm.
60 (NA2) <NA3 <1.3 (However, the wavelength of the light source when recording or reproducing the second optical information recording medium is 740n
For m to 870 nm, the upper limit of this equation is 1.1 (N
A2)) (NA2), 0.01 <NA4-NA3
The optical pickup device (17-1) according to (17), which is between two numerical apertures NA3 and NA4 satisfying <0.12, is preferable.
【0066】さらに、前記集光光学系は、第2光情報記
録媒体を記録又は再生する際、波面収差が不連続となる
2カ所のうち最も光軸側の開口数よりも光軸側を通過し
た光束による最良波面収差が0.07λrms以下(た
だし、λは光源の波長)であることを特徴とする(1
7)又は(17−1)に記載の光ピックアップ装置(1
7−2)が好ましい。Further, when recording or reproducing the second optical information recording medium, the condensing optical system passes through the optical axis side of the numerical aperture closest to the optical axis among the two places where the wavefront aberration is discontinuous. Characterized in that the best wavefront aberration due to the obtained light beam is 0.07 λrms or less (where λ is the wavelength of the light source).
7) or the optical pickup device (1) according to (17-1).
7-2) is preferred.
【0067】(18) 透明基板の厚さがt1の第1光
情報記録媒体と透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠
t1)の第2光情報記録媒体とに対して、光源から出射
した光束を1つの集光光学系で透明基板を介して情報記
録面に集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記
録面上の情報を再生する光情報記録媒体の記録/再生を
行う光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、前記対
物レンズは、少なくとも1面が、光軸近傍の第1分割面
より順に第2n+1(ただし、nは自然数)分割面まで
分割されており、前記第1分割面を通過する第1光束
は、第1光情報記録媒体の記録又は再生及び第2光情報
記録媒体の記録又は再生に利用するとともに、偶数分割
面を通過する光束は主に第2光情報記録媒体の記録又は
再生に利用し、第1分割面を除く奇数分割面を通過する
光束は主に第1光情報記録媒体の記録又は再生に利用す
ることを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。(18) The first optical information recording medium in which the thickness of the transparent substrate is t1 and the thickness of the transparent substrate are t2 (where t2 ≠
The light beam emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate by one condensing optical system with respect to the second optical information recording medium of t1), and the information is recorded on the information recording surface or the information is recorded on the information recording surface. In an objective lens of an optical pickup device for recording / reproducing an optical information recording medium for reproducing information on a recording surface, at least one surface of the objective lens is 2n + 1 in order from a first division surface near an optical axis (wherein , N is a natural number), and the first light flux passing through the first division surface is used for recording or reproduction on the first optical information recording medium and recording or reproduction on the second optical information recording medium. At the same time, the light beam passing through the even-numbered division surface is mainly used for recording or reproduction on the second optical information recording medium, and the light beam passing through the odd-numbered division surface excluding the first division surface is mainly used for recording on the first optical information recording medium. Or used for reproduction The objective lens of the pick-up device.
【0068】さらに、第2分割面の光軸側における光情
報記録媒体側の開口数をNALとし、第2n分割面(た
だし、n≧2の整数)の光軸から離れた側における光情
報記録媒体側の開口数をNAHとすると、0.8(NA
2)<NAL<1.3(NA2)(ただし、第2光情報
記録媒体を記録又は再生する際の光源の波長が740n
m〜870nmである場合、この式の上限は1.1(N
A2)とする)、0.01<NAH−NAL<0.12
を満足することを特徴とする(18)に記載の光ピック
アップ装置の対物レンズ(18−1)が好ましい。Further, the numerical aperture on the optical information recording medium side on the optical axis side of the second division surface is set to NAL, and the optical information recording on the side of the second n-th division surface (where n is an integer greater than 2) remote from the optical axis. If the numerical aperture on the medium side is NAH, 0.8 (NA
2) <NAL <1.3 (NA2) (However, the wavelength of the light source when recording or reproducing the second optical information recording medium is 740 n
For m to 870 nm, the upper limit of this equation is 1.1 (N
A2)), 0.01 <NAH-NAL <0.12
It is preferable that the objective lens (18-1) of the optical pickup device described in (18) is satisfied.
【0069】さらに、t1の厚さの透明基板を介した際
に、奇数分割面を通過する光束による最良波面収差が
0.05λrms以下(ただし、λは光源の波長)であ
る機能を有することを特徴とする(18)又は(18−
1)に記載の光ピックアップ装置の対物レンズ(18−
2)が好ましい。Further, it has a function that the best wavefront aberration due to the light beam passing through the odd division plane is 0.05λrms or less (where λ is the wavelength of the light source) when passing through the transparent substrate having a thickness of t1. (18) or (18-
The objective lens (18-) of the optical pickup device described in 1).
2) is preferred.
【0070】さらに、t2の厚さの透明基板を介した際
に、第1分割面を通過する光束による最良波面収差が
0.07λrms以下(ただし、λは光源の波長)であ
ることを特徴とする(18)、(18−1)、(18−
2)のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置の対物
レンズ(18−3)が好ましい。Further, the best wavefront aberration due to the light beam passing through the first division surface when passing through the transparent substrate having a thickness of t2 is 0.07λrms or less (where λ is the wavelength of the light source). (18), (18-1), (18-
The objective lens (18-3) of the optical pickup device according to any one of 2) is preferable.
【0071】(19) 光源から位相の揃った波長λの
光束を集光光学系により光情報記録媒体の透明基板を介
して情報記録面上に集光し、情報記録面上への情報の記
録又は情報記録面上に記録された情報の再生を行う光ピ
ックアップ装置において、前記光源からの光束を前記集
光光学系により厚さt1、屈折率n1の平行平面板を介
して集光し、平行平面板側の第1開口数の範囲内におい
て、その波面収差が最良となる状態で波面収差を測定し
て得られる波面収差曲線が、前記集光光学系の前記平行
平面板側の第1開口数より小さい第2開口数の範囲内
に、波面収差が不連続となる部分を有し、かつ、該不連
続となっている部分の波面収差の傾きが、該不連続とな
っている部分の両側の曲線の端部を結ぶ直線の傾きとは
異なる傾きである波面収差曲線となるように、前記集光
光学系の少なくとも1つの屈折面を光軸と同心状に複数
の分割面で構成したことを特徴とする光ピックアップ装
置。(19) A light beam of wavelength λ having a uniform phase from a light source is condensed on an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium by a condensing optical system, and information is recorded on the information recording surface. Alternatively, in an optical pickup device that reproduces information recorded on an information recording surface, a light beam from the light source is condensed by the condensing optical system via a parallel flat plate having a thickness of t1 and a refractive index of n1, and is converged. Within the range of the first numerical aperture on the plane plate side, the wavefront aberration curve obtained by measuring the wavefront aberration in a state where the wavefront aberration is the best is the first aperture on the parallel plane plate side of the condensing optical system. Within the range of the second numerical aperture smaller than the numerical value, there is a portion where the wavefront aberration is discontinuous, and the inclination of the wavefront aberration of the discontinuous portion is the portion of the discontinuous portion. Wavefront with a slope different from the slope of the straight line connecting the ends of the curves on both sides So that the difference curve, the optical pickup apparatus characterized by being configured of a plurality of divided surfaces at least one refractive surface of the light converging optical system in the optical axis concentrically.
【0072】さらに、前記所定の開口数の範囲内に、波
面収差が不連続となる部分が複数箇所あることを特徴と
する(19)に記載の光ピックアップ装置(19−1)
が好ましい。The optical pickup device (19-1) according to (19), wherein there are a plurality of portions where the wavefront aberration is discontinuous within the range of the predetermined numerical aperture.
Is preferred.
【0073】さらに、前記所定の開口数は、0.60
(NA2)<NA3<1.3(NA2)(ただし、第2
光情報記録媒体を記録又は再生する際の光源の波長が7
40nm〜870nmである場合、この式の上限は1.
1(NA2)とする)、0.01<NA4−NA3<
0.12を満足するNA3とNA4との間にあることを
特徴とする(19)又は(19−1)に記載の光ピック
アップ装置(19−2)が好ましい。Further, the predetermined numerical aperture is 0.60
(NA2) <NA3 <1.3 (NA2) (However, the second
The wavelength of the light source when recording or reproducing the optical information recording medium is 7
For 40 nm to 870 nm, the upper limit of this equation is 1.
1 (NA2)), 0.01 <NA4-NA3 <
The optical pickup device (19-2) according to (19) or (19-1), which is between NA3 and NA4 that satisfies 0.12.
【0074】さらに、前記t1は0.6mmであり、前
記n1は1.58であることを特徴とする(19)、
(19−1)、(19−2)のいずれか1つに記載の光
ピックアップ装置(19−3)が好ましい。Further, said t1 is 0.6 mm, and said n1 is 1.58 (19),
The optical pickup device (19-3) according to any one of (19-1) and (19-2) is preferable.
【0075】(20) 光情報記録媒体上に情報を記録
する又は光情報記録媒体上に記録された情報を再生する
ために、光情報記録媒体の情報記録面上に光源からの光
束を光情報記録媒体の透明基板を介して光スポットとし
て集光させる光ピックアップ装置の対物レンズにおい
て、波長λ1の光源を用いて透明基板の厚さがt1の第
1光情報記録媒体及び透明基板の厚さがt2(ただし、
t2≠t1)の第2光情報記録媒体の情報記録面上に集
光させることができるとともに、波長λ2(ただし、λ
2≠λ1)の光源を用いた場合であっても第2光情報記
録媒体の情報記録面上に集光することが可能なように、
前記対物レンズの少なくとも1面を複数の分割面で構成
したことを特徴とする光ピックアップ装置の対物レン
ズ。(20) In order to record information on the optical information recording medium or to reproduce the information recorded on the optical information recording medium, the light flux from the light source is placed on the information recording surface of the optical information recording medium. In an objective lens of an optical pickup device for condensing light as a light spot via a transparent substrate of a recording medium, a first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1 and a transparent substrate having a thickness of t1 using a light source having a wavelength of λ1. t2 (however,
t2 ≠ t1), the light can be focused on the information recording surface of the second optical information recording medium, and the wavelength λ2 (where λ2
Even when a light source of (2 ≠ λ1) is used, light can be collected on the information recording surface of the second optical information recording medium.
An objective lens for an optical pickup device, wherein at least one surface of the objective lens is constituted by a plurality of divided surfaces.
【0076】(21) 少なくとも一方の面を光軸と同
心状に複数に分割された複数の分割面を有するととも
に、第2n分割面(ただし、nは1以上の整数)より光
軸側の第(2n−1)分割面を透過した光と、第2n分
割面より光軸側とは反対側の第(2n+1)分割面を透
過した光とが、所定の厚さの透明基板を介して、ほぼ同
じ位相となるようにしたとき、前記第(2n−1)分割
面を透過した光と、光軸に直交する方向において第2n
分割面のほぼ中央位置より光軸側の第2n分割面を透過
した光と、の位相差を(ΔnL)π(rad)とし、前
記第(2n+1)分割面を透過した光と、前記中央位置
より光軸側とは反対側の第2n分割面を透過した光と、
の位相差を(ΔnH)π(rad)とすると、(Δn
H)≠(ΔnL)を満足することを特徴とする光ピック
アップ装置の対物レンズ。(21) At least one surface has a plurality of divided surfaces concentrically divided into the optical axis and a plurality of divided surfaces, and the n-th divided surface (where n is an integer of 1 or more) is located on the optical axis side. The light transmitted through the (2n-1) division surface and the light transmitted through the (2n + 1) division surface opposite to the optical axis side from the 2n division surface are transmitted through the transparent substrate having a predetermined thickness. When they are made to have substantially the same phase, the light transmitted through the (2n-1) -th divided surface and the second n-th light in the direction orthogonal to the optical axis
The phase difference between the light transmitted through the second n-th divided surface on the optical axis side from the substantially central position of the divided surface is (ΔnL) π (rad), and the light transmitted through the (2n + 1) -th divided surface and the central position Light transmitted through the second n-th divided surface on the side opposite to the optical axis side,
Is (ΔnH) π (rad), then (Δn
H) An objective lens of an optical pickup device, which satisfies ≠ (ΔnL).
【0077】(22) 透明基板の厚さがt1の第1光
情報記録媒体と透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠
t1)の第2光情報記録媒体とに対して、光源から出射
した光束を1つの集光光学系で透明基板を介して情報記
録面に集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記
録面上の情報を再生する光ピックアップ装置において、
前記集光光学系の少なくとも一つの面は、光軸と同心状
に複数に分割された複数の分割面を有するとともに、第
2n分割面(ただし、nは1以上の整数)より光軸側の
第(2n−1)分割面を透過して透明基板を介した光
と、光軸に直交する方向において第2n分割面のほぼ中
央位置より光軸側の第2n分割面を透過して透明基板を
介した光と、の位相差を(ΔnL)π(rad)とし、
第2n分割面より光軸側とは反対側の第(2n+1)分
割面を透過して透明基板を介した光と、前記中央位置よ
り光軸側とは反対側の第2n分割面を透過して透明基板
を介した光と、の位相差を(ΔnH)π(rad)とす
ると、(ΔnH)≠(ΔnL)を満足することを特徴と
する光ピックアップ装置。(22) The first optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t1 and the transparent substrate having a thickness of t2 (where t2 ≠
The light beam emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate by one condensing optical system with respect to the second optical information recording medium of t1), and the information is recorded on the information recording surface or the information is recorded on the information recording surface. In an optical pickup device for reproducing information on a recording surface,
At least one surface of the condensing optical system has a plurality of divided surfaces concentrically divided into an optical axis and a plurality of divided surfaces, and is closer to the optical axis than a second n-th divided surface (where n is an integer of 1 or more). The light transmitted through the transparent substrate through the (2n-1) -th divided surface and the transparent substrate transmitted through the second n-divided surface on the optical axis side from a substantially central position of the 2n divided surface in a direction orthogonal to the optical axis. The phase difference between the light passing through is represented by (ΔnL) π (rad),
Light passing through the (2n + 1) -th divided surface on the opposite side to the optical axis side from the second n-divided surface and passing through the transparent substrate, and transmitting through the second n-divided surface opposite to the optical axis side from the center position. An optical pickup device satisfying (ΔnH) ≠ (ΔnL), where (ΔnH) π (rad) represents a phase difference between light passing through the transparent substrate.
【0078】(23) 透明基板の厚さt1、屈折率n
1の第1光情報記録媒体と、透明基板の厚さt2(ただ
し、t2≠t1)、屈折率n2で記録密度が第1光情報
記録媒体よりも小さい第2光情報記録媒体との2種類の
光情報記録媒体の記録又は再生が可能な光ピックアップ
装置の集光光学系において、前記第1光情報記録媒体の
記録又は再生用の光源からの光束を、厚さt1、屈折率
n1の透明基板を介して集光して前記第1光情報記録媒
体の記録又は再生用のビームスポットを形成したとき、
光情報記録媒体側からみて、開口数NALから開口数N
AH(ただし、NAH>NAL)の光束が前記ビームス
ポットの形成位置には集光せず、かつ、前記第2光情報
記録媒体の記録又は再生用の光源からの光束を、厚さt
2、屈折率n2の透明基板を介して集光して前記第2光
情報記録媒体の記録又は再生用のビームスポットを形成
したとき、光情報記録媒体側からみて、光軸近傍からN
AHまでの光束が前記ビームスポットの形成位置に集光
し、NAHよりも高NAの領域の光束が前記ビームスポ
ットの形成位置には集光しないように、前記集光光学系
の少なくとも1面が光軸と同心状の複数の分割面で構成
されていることを特徴とする光ピックアップ装置の集光
光学系。(23) Transparent substrate thickness t1, refractive index n
No. 1 first optical information recording medium and a second optical information recording medium having a transparent substrate thickness t2 (where t2 ≠ t1), a refractive index n2, and a recording density smaller than that of the first optical information recording medium. In the light-collecting optical system of the optical pickup device capable of recording or reproducing the optical information recording medium, the light flux from the recording or reproducing light source of the first optical information recording medium is converted into a transparent light having a thickness t1 and a refractive index n1. When condensing via a substrate to form a beam spot for recording or reproduction of the first optical information recording medium,
From the optical information recording medium side, the numerical aperture NAL to the numerical aperture N
AH (where NAH> NAL) does not converge at the beam spot forming position, and the light from a recording or reproducing light source of the second optical information recording medium is transferred to a thickness t.
2. When light is condensed through a transparent substrate having a refractive index of n2 to form a beam spot for recording or reproduction on the second optical information recording medium, N is viewed from near the optical axis when viewed from the optical information recording medium side.
At least one surface of the condensing optical system is so arranged that a light beam up to AH is condensed at the beam spot forming position and a light beam in a region having a higher NA than NAH is not condensed at the beam spot forming position. A condensing optical system for an optical pickup device, comprising a plurality of divided surfaces concentric with an optical axis.
【0079】(24) 透明基板の厚さ、記録密度が異
なる2種類の光情報記録媒体の記録又は再生が可能な光
ピックアップ装置の集光光学系において、光源から出射
した光束を、光軸に対して垂直方向に光軸近傍から順
に、第1光束、第2光束及び第3光束の少なくとも3つ
の光束に分割するように、前記集光光学系の少なくとも
1面を光軸と同心状の分割面で構成するとともに、記録
密度の小さい光情報記録媒体の記録又は再生する際に
は、光源から出射した光束のうち光軸近傍の第1光束及
び第2光束を該光情報記録媒体の情報記録面に集光さ
せ、記録密度の大きい光情報記録媒体の記録又は再生す
る際には、光源から出射した光束のうち前記第1光束及
び前記第3光束を該光情報記録媒体の情報記録面に集光
させることを特徴とする光ピックアップ装置の集光光学
系。(24) In a condensing optical system of an optical pickup device capable of recording or reproducing information on or from two types of optical information recording media having different thicknesses and recording densities of a transparent substrate, a light beam emitted from a light source is focused on an optical axis. At least one surface of the condensing optical system is divided concentrically with the optical axis so as to be divided into at least three light beams of a first light beam, a second light beam, and a third light beam in order from the vicinity of the optical axis in the vertical direction. When recording or reproducing on an optical information recording medium having a low recording density, the first light flux and the second light flux near the optical axis of the light flux emitted from the light source are recorded on the optical information recording medium. When recording or reproducing on an optical information recording medium having a large recording density by condensing light onto a surface, the first light beam and the third light beam among the light beams emitted from the light source are applied to the information recording surface of the optical information recording medium. Light that is focused Condensing optical system of the pickup device.
【0080】[0080]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を説
明する。なお、同一の構成要素を用いる場合には同じ番
号を付している。また、本明細書においては、透明基板
の厚さt1の第1光情報記録媒体(第1光ディスクとも
いう)の記録又は再生に必要な集光光学系(対物レン
ズ)の光情報記録媒体側の開口数NA1が、透明基板の
厚さt2の第2光情報記録媒体(第2光ディスクともい
う)の記録又は再生に必要な集光光学系(対物レンズ)
の光情報記録媒体側の開口数NA2よりも大きい(NA
2<NA1)ものとして説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. When the same components are used, the same numbers are given. Further, in this specification, a converging optical system (objective lens) required for recording or reproducing data on or from a first optical information recording medium (also referred to as a first optical disk) having a thickness t1 of a transparent substrate is provided on the optical information recording medium side. A condensing optical system (objective lens) required for recording or reproducing a second optical information recording medium (also referred to as a second optical disc) having a numerical aperture NA1 of a thickness t2 of a transparent substrate.
Is larger than the numerical aperture NA2 on the optical information recording medium side (NA
2 <NA1).
【0081】(第1の実施の形態)まず、第1の実施の
形態を説明するに先立ち、光ピックアップ装置について
説明する。図1は光ピックアップ装置の概略構成図であ
る。(First Embodiment) Before describing the first embodiment, an optical pickup device will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device.
【0082】光ピックアップ装置10は、光源である半
導体レーザ11(波長λ=610〜670nm)、偏光
ビームスプリッタ12、コリメータレンズ13、1/4
波長板14、絞り17、対物レンズ16、非点収差を発
生する非点収差素子であるシリンドリカルレンズ18、
光検出器30、フォーカス制御及びトラッキング制御の
ための2次元アクチュエータ15などからなる。The optical pickup device 10 includes a semiconductor laser 11 (wavelength λ = 610 to 670 nm) as a light source, a polarizing beam splitter 12, a collimator lens 13, and a 1/4.
A wavelength plate 14, a diaphragm 17, an objective lens 16, a cylindrical lens 18 as an astigmatism element that generates astigmatism,
It comprises a photodetector 30, a two-dimensional actuator 15 for focus control and tracking control, and the like.
【0083】半導体レーザ11から出射した光束は、偏
光ビームスプリッタ12、コリメータレンズ13、1/
4波長板14を透過して円偏光の平行光束となる。この
光束は、絞り17によって絞られ、対物レンズ16によ
り光ディスク20の透明基板21を介して情報記録面2
2上に集光される。そして、情報記録面22で情報ピッ
トにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ1
6、1/4波長板14、コリメータレンズ13を透過し
て偏光ビームスプリッタ12に入射し、ここで反射して
シリンドリカルレンズ18により非点収差が与えられ光
検出器30上へ入射し、光検出器30から出力される信
号を用いて光ディスク20に記録された情報の読み取り
(再生)信号が得られる。また、光検出器30上でのス
ポットの形状変化による光量分布変化を検出して、合焦
検出やトラック検出を行う。すなわち、光検出器30か
らの出力を用いて、ここでは図示しない演算処理回路に
よってフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信
号が生成される。このフォーカスエラー信号に基づいて
2次元アクチュエータ(フォーカス制御用)15が半導
体レーザ11からの光を光ディスク20の情報記録面2
2上に結像するように対物レンズ16を光軸方向に移動
させ、トラッキングエラー信号に基づいて2次元アクチ
ュエータ(トラッキング制御用)15が半導体レーザ1
1からの光を所定のトラックに結像するように対物レン
ズ16を光軸と垂直な方向に移動させる。The light beam emitted from the semiconductor laser 11 is divided into a polarized beam splitter 12, a collimator lens 13,
The light passes through the four-wavelength plate 14 to become a circularly polarized parallel light beam. This light beam is stopped down by the stop 17, and the information recording surface 2 is passed through the transparent substrate 21 of the optical disc 20 by the objective lens 16.
2 are collected. The light flux modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 22 is returned to the objective lens 1.
The light passes through the 6, 1/4 wavelength plate 14 and the collimator lens 13, enters the polarization beam splitter 12, is reflected there, is given astigmatism by the cylindrical lens 18, is incident on the photodetector 30, and detects light. A read (reproduction) signal of information recorded on the optical disc 20 is obtained by using a signal output from the device 30. Further, a change in light amount distribution due to a change in the shape of a spot on the photodetector 30 is detected, and focus detection and track detection are performed. That is, using the output from the photodetector 30, a focus error signal and a tracking error signal are generated by an arithmetic processing circuit (not shown). Based on the focus error signal, the two-dimensional actuator (for focus control) 15 transmits light from the semiconductor laser 11 to the information recording surface 2 of the optical disc 20.
The objective lens 16 is moved in the optical axis direction so as to form an image on the semiconductor laser 2, and a two-dimensional actuator (for tracking control) 15 is operated based on the tracking error signal.
The objective lens 16 is moved in a direction perpendicular to the optical axis so that the light from 1 is focused on a predetermined track.
【0084】このような光ピックアップ装置10におい
て、透明基板の厚さがt1の第1光ディスク、例えばD
VD(t1=0.6mm)を再生する際には、ビームス
ポットが最小錯乱円を形成するよう(ベストフォーカ
ス)に対物レンズ16を、2次元アクチュエータ15に
より駆動する。この対物レンズ16を用いて、透明基板
の厚さがt1と異なるt2(好ましくはt2>t1)で
記録密度が第1光ディスクよりも低い第2光ディスク、
例えばCD(t2=1.2mm)を再生する際には、透
明基板の厚さが異なる(好ましくは大きくなる)ことで
球面収差が発生し、ビームスポットが最小錯乱円となる
位置(近軸焦点位置より後方の位置)では、スポットサ
イズが大きく第2光ディスクのピット(情報)を読む
(再生する)ことはできない。しかしながら、この最小
錯乱円となる位置より対物レンズ16に近い前側位置
(前ピン)では、スポット全体の大きさは最小錯乱円よ
りも大きいが、中央部に光量が集中した核と核の周囲に
不要光であるフレアとが形成される。この核を第2光デ
ィスクのピット(情報)を再生する(読む)ために利用
し、第2光ディスク再生時には、対物レンズ16をデフ
ォーカス(前ピン)状態になるように2次元アクチュエ
ータ15を駆動する。In such an optical pickup device 10, a first optical disk having a transparent substrate with a thickness of t1, for example, D
When reproducing VD (t1 = 0.6 mm), the objective lens 16 is driven by the two-dimensional actuator 15 so that the beam spot forms a minimum circle of confusion (best focus). Using this objective lens 16, a second optical disc having a recording density lower than that of the first optical disc at t2 (preferably t2> t1) where the thickness of the transparent substrate is different from t1;
For example, when reproducing a CD (t2 = 1.2 mm), the thickness of the transparent substrate differs (preferably increases), spherical aberration occurs, and the position (paraxial focus) where the beam spot becomes a circle of least confusion. (A position behind the position), the spot size is large and pits (information) on the second optical disc cannot be read (reproduced). However, at the front position (front pin) closer to the objective lens 16 than the position of the minimum circle of confusion, although the size of the entire spot is larger than the minimum circle of confusion, the nucleus where the light amount is concentrated in the center and the nucleus around Flare, which is unnecessary light, is formed. This nucleus is used for reproducing (reading) pits (information) of the second optical disk, and at the time of reproducing the second optical disk, the two-dimensional actuator 15 is driven so that the objective lens 16 is in a defocused (front focus) state. .
【0085】次に、上述したような透明基板の厚さが異
なる第1光ディスクと第2光ディスクを1つの集光光学
系で再生するために、光ピックアップ装置10の集光光
学系の1つである対物レンズ16に本発明を適用した第
1の実施の形態を説明する。図2は、対物レンズ16を
模式的に示した断面図(a)及び光源側から見た正面図
(b)である。なお、一点鎖線は光軸を示している。な
お、本実施の形態では、第1光ディスクの透明基板の厚
さt1は、第2光ディスクの透明基板の厚さt2より薄
く、第1光ディスクの方が第2光ディスクよりも高密度
で情報が記録されている。Next, in order to reproduce the first optical disk and the second optical disk having different thicknesses of the transparent substrate as described above with one condensing optical system, one of the condensing optical systems of the optical pickup device 10 is used. A first embodiment in which the present invention is applied to a certain objective lens 16 will be described. FIG. 2 is a sectional view (a) schematically showing the objective lens 16 and a front view (b) viewed from the light source side. The dashed line indicates the optical axis. In the present embodiment, the thickness t1 of the transparent substrate of the first optical disk is smaller than the thickness t2 of the transparent substrate of the second optical disk, and the first optical disk records information at a higher density than the second optical disk. Have been.
【0086】本実施の形態において、対物レンズ16
は、光源側の屈折面S1及び光ディスク20側の屈折面
S2は共に非球面形状を呈した正の屈折力を有した凸レ
ンズである。また、対物レンズ16の光源側の屈折面S
1は、光軸と同心状に複数(本実施の形態では3つ)の
第1分割面Sd1〜第3分割面Sd3から構成してい
る。分割面Sd1〜Sd3の境界は段差を設けて、それ
ぞれの分割面Sd1〜Sd3を形成している。この対物
レンズ16において、光軸を含む第1分割面Sd1を通
過する光束(第1光束)は第1光ディスクに記録された
情報の再生及び第2光ディスクに記録された情報の再生
に利用し、第1分割面Sd1より外側の第2分割面Sd
2を通過する光束(第2光束)は主に第2光ディスクに
記録された情報の再生に利用し、第2分割面Sd2より
外側の第3分割面Sd3を通過する光束(第3光束)は
主に第1光ディスクに記録された情報の再生に利用する
ような形状となっている。In the present embodiment, the objective lens 16
Is a convex lens having a positive refractive power, both of the refracting surface S1 on the light source side and the refracting surface S2 on the optical disk 20 side having an aspherical shape. In addition, the refracting surface S of the objective lens 16 on the light source side
Reference numeral 1 denotes a plurality (three in the present embodiment) of first divided surfaces Sd1 to third divided surfaces Sd3 concentric with the optical axis. Steps are provided at the boundaries between the divided surfaces Sd1 to Sd3 to form the respective divided surfaces Sd1 to Sd3. In the objective lens 16, a light beam (first light beam) passing through the first division surface Sd1 including the optical axis is used for reproducing information recorded on the first optical disk and reproducing information recorded on the second optical disk. Second divided surface Sd outside first divided surface Sd1
The light beam (second light beam) passing through the second optical disc 2 is mainly used for reproducing information recorded on the second optical disc, and the light beam (third light beam) passing through the third split surface Sd3 outside the second split surface Sd2 is The shape is such that it is mainly used for reproducing information recorded on the first optical disc.
【0087】ここで、「主に」という文言の意味は、第
2分割面Sd2を通過する光束の場合、第3分割面Sd
3を通過する光束を遮光しない状態においてビームスポ
ットの中心強度が最大となる位置での核部分のエネルギ
ーに対して、第3分割面Sd3を通過する光束を遮光し
た状態においてビームスポットの中心強度が最大となる
位置での核部分のエネルギー比率(「遮光状態核エネル
ギー」/「遮光しない核エネルギー」)が、60%〜1
00%の範囲に入ることを指している。また、第3分割
面Sd3を通過する光束の場合も同様に、第2分割面S
d2を遮光しない状態に対する遮光した状態の核部分の
エネルギー比率(「遮光状態核エネルギー」/「遮光し
ない核エネルギー」)が、60%〜100%の範囲に入
ることを指している。なお、このエネルギー比率を簡易
的に測定するには、各々の場合において、ビームスポッ
トの中心強度が最大となる位置でのピーク強度Ipと、
ビーム径Dp(中心強度に対して強度がe-2となる位置
で定める)を測定し、核部分のビームの形状はほぼ一定
であることから、Ip×Dpを求め、これを比較すれば
よい。Here, the meaning of the word “mainly” means that in the case of a light beam passing through the second division surface Sd2, the third division surface Sd
In contrast to the energy of the core portion at the position where the center intensity of the beam spot is maximized in a state where the light beam passing through No. 3 is not blocked, the center intensity of the beam spot in a state where the light beam passing through the third division surface Sd3 is blocked The energy ratio of the nuclear portion at the maximum position (“nuclear energy in the light-shielded state” / “nuclear energy in the light-shielded state”) is 60% to 1%.
00%. Similarly, in the case of a light beam passing through the third division surface Sd3,
This indicates that the energy ratio of the light-shielded nuclear portion to the light-shielded state of d2 (“shielded nuclear energy” / “non-shielded nuclear energy”) falls within the range of 60% to 100%. In order to simply measure the energy ratio, in each case, the peak intensity Ip at the position where the center intensity of the beam spot is maximum,
The beam diameter Dp (determined at a position where the intensity is e −2 with respect to the center intensity) is measured, and since the shape of the beam at the core is almost constant, Ip × Dp may be obtained and compared. .
【0088】このように、光源から出射される光束を、
集光光学系の光軸近傍の第1光束を第1光ディスクの再
生及び第2光ディスクの再生に利用し、第1光束より外
側の第2光束を主に第2光ディスクの再生に利用し、第
2光束より外側の第3光束を主に第1光ディスクの再生
に利用することにより、光源からの光を光量損失をおさ
えつつ、1つの集光光学系で複数(本実施の形態では2
つ)の光ディスクの再生が可能となる。しかも、この場
合第2光ディスクの再生時には第3光束の大部分は不要
光であるが、この不要光が第2光ディスクの再生には利
用されないので、絞り17を第1光ディスクの再生に必
要な開口数にしておくだけで、絞り17の開口数を変え
る手段を何ら必要とせずに再生することができる。As described above, the light beam emitted from the light source is
The first light flux near the optical axis of the focusing optical system is used for reproducing the first optical disc and the second optical disc, and the second light flux outside the first light flux is mainly used for reproducing the second optical disc. By using the third light beam outside the two light beams mainly for reproduction of the first optical disk, the light from the light source can be reduced by a single condensing optical system while suppressing the loss of the light amount (in the present embodiment, two or more light beams are emitted).
) Can be reproduced. Moreover, in this case, most of the third light flux is unnecessary light during reproduction of the second optical disk, but since this unnecessary light is not used for reproduction of the second optical disk, the aperture 17 is set to an aperture required for reproduction of the first optical disk. By simply setting the numerical value, reproduction can be performed without any means for changing the numerical aperture of the diaphragm 17.
【0089】さらに詳述すると、本実施の形態における
対物レンズ16は、第1光ディスクを再生する際には
(図2(a)参照)第1分割面Sd1及び第3分割面S
d3を通過する第1光束及び第3光束(斜線で示される
光束)は、ほぼ同一の第1結像位置に結像し、その波面
収差(第2分割面Sd2を通過する第2光束を除いた波
面収差)は、0.05λrms以下となっている。ここ
で、λは光源の波長である。More specifically, the objective lens 16 in the present embodiment, when reproducing the first optical disc (see FIG. 2A), has the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd1.
The first light beam and the third light beam passing through d3 (light beams indicated by oblique lines) are imaged at substantially the same first imaging position, and their wavefront aberrations (excluding the second light beam passing through the second division surface Sd2) Wavefront aberration) is 0.05λrms or less. Here, λ is the wavelength of the light source.
【0090】また、このとき、第2分割面Sd2を通過
する第2光束(破線で示される光束)は、第1結像位置
とは異なった第2結像位置に結像する。この第2結像位
置は、第1結像位置を0(零)としてそれより対物レン
ズ16側を負、その反対側を正とすると、第1結像位置
から−27μm以上−4μm以下の距離にする(第2結
像位置を第1結像位置より対物レンズに近づける)。こ
れにより、主に第1光束及び第3光束で第1光ディスク
の再生が行われる。なお、この下限(−27μm)を越
えると、球面収差の補正のし過ぎとなり、第1光ディス
クの再生時のスポット形状が悪くなり、また、上限(−
4μm)を越えると、第2光ディスクの再生時のスポッ
ト径・サイドローブが大きくなる。なお、本実施の形態
では、t1<t2、NA1>NA2であるので、第2結
像位置を第1結像位置から−27μm〜−4μmとした
が、t1>t2、NA1>NA2の場合は、第2結像位
置を第1結像位置から4μm〜27μmにする。すなわ
ち、第1結像位置と第2結像位置との距離の絶対値は4
μm以上27μm以下の範囲内になるようにする。At this time, the second light beam (light beam shown by a broken line) passing through the second division surface Sd2 forms an image at a second image forming position different from the first image forming position. If the first imaging position is 0 (zero) and the objective lens 16 side is negative and the opposite side is positive, the second imaging position is at a distance of not less than -27 μm and not more than -4 μm from the first imaging position. (The second imaging position is closer to the objective lens than the first imaging position). As a result, the reproduction of the first optical disk is mainly performed by the first light beam and the third light beam. If the lower limit (−27 μm) is exceeded, the spherical aberration will be excessively corrected, the spot shape during reproduction of the first optical disc will be deteriorated, and the upper limit (−27 μm) will not be obtained.
If it exceeds 4 μm), the spot diameter and side lobe at the time of reproduction of the second optical disk become large. In the present embodiment, since t1 <t2 and NA1> NA2, the second imaging position is set to −27 μm to −4 μm from the first imaging position. However, when t1> t2 and NA1> NA2, , The second imaging position is set to 4 μm to 27 μm from the first imaging position. That is, the absolute value of the distance between the first imaging position and the second imaging position is 4
It is set to be in the range of not less than μm and not more than 27 μm.
【0091】また、上述の対物レンズ16を所定の厚さ
(t2=1.2mm)の透明基板を有する第2光ディス
クの再生に使用する際には、図3に示すように、対物レ
ンズ16に入射する所定の光束(平行光束)の場合、第
1光束(右肩上がりの斜線で示す)のうち光軸近傍を通
過する光線が光軸と交わる位置と、光軸と直交する方向
で第1分割面Sd1の端部(第2分割面Sd2側)を通
過する光線が光軸と交わる位置との間に、第2光束(左
肩下がりの斜線で示す)の光線が光軸と交わる(結像す
る)ようになる。よって、第1光束及び第2光束は、第
2光ディスクの情報記録面近傍に集光され、第2光ディ
スクの再生が行われる。このとき、第3光束(途中まで
破線で示される)はフレアとして発生するが、第1光束
及び第2光束で形成される核により第2光ディスクの再
生が可能となる。When the objective lens 16 is used for reproducing a second optical disk having a transparent substrate having a predetermined thickness (t2 = 1.2 mm), as shown in FIG. In the case of an incident predetermined light beam (parallel light beam), the first light beam (shown by oblique lines rising upward to the right) passes through the optical axis at a position where a light ray passing near the optical axis intersects with the optical axis and in a direction orthogonal to the optical axis. The light beam of the second light flux (indicated by the oblique line inclined downward to the left) intersects with the optical axis between the end of the split surface Sd1 (the second split surface Sd2 side) and the position where the light beam intersects the optical axis (imaging). Do). Therefore, the first light beam and the second light beam are collected near the information recording surface of the second optical disk, and the reproduction of the second optical disk is performed. At this time, the third light beam (shown partly by a broken line) is generated as a flare, but the nucleus formed by the first light beam and the second light beam makes it possible to reproduce the second optical disc.
【0092】換言すると、本発明は、開口数の小さい光
軸近傍を通過する第1光束を、再生できる全ての光ディ
スクの再生に利用し、また、第1分割面より外側を通過
する光束を再生する各光ディスクに対応するように分
け、分けられた各光束を各光ディスク(本実施の形態で
は第1、第2光ディスク)の再生に利用する。このと
き、光ディスクの情報を再生するために必要な開口数が
大きい方の光ディスク(本実施の形態では第1光ディス
ク)の再生に利用する光束は、分けられた光束のうち第
1光束より離れた光束(本実施の形態では第3光束)と
する。In other words, according to the present invention, the first light beam passing near the optical axis having a small numerical aperture is used for reproducing all reproducible optical disks, and the light beam passing outside the first division surface is reproduced. Each of the divided light beams is used to reproduce each optical disk (first and second optical disks in the present embodiment) so as to correspond to each optical disk to be reproduced. At this time, the light beam used for reproducing the optical disk (first optical disk in the present embodiment) having the larger numerical aperture required for reproducing the information on the optical disk is separated from the first light beam among the divided light beams. It is a light beam (third light beam in the present embodiment).
【0093】このような集光光学系(本実施の形態おい
ては対物レンズ16)を用いると、透明基板の厚さが異
なる複数の光ディスクを1つの集光光学系で再生するこ
とが可能となり、また、任意に面を設定できることによ
り、第2光ディスクの再生に必要な開口数NA2を大き
くすることできる。また、光軸近傍の光束(第1光束)
を複数の光ディスクの再生に利用することで、光源から
の光束の光量損失が少なくなる。しかも、第2光ディス
ク再生時には、ビームスポットのサイドローブを減少さ
せ、ビーム強度の強い核を形成し、正確な情報が得られ
る。さらに、絞り17の開口数を変更する特別な手段を
必要とせずに複数の光ディスクを1つの集光光学系で再
生することができる。When such a condensing optical system (the objective lens 16 in this embodiment) is used, it is possible to reproduce a plurality of optical discs having different thicknesses of the transparent substrate with one condensing optical system. In addition, since the surface can be set arbitrarily, the numerical aperture NA2 required for reproducing the second optical disc can be increased. Further, a light beam near the optical axis (first light beam)
Is used for reproducing a plurality of optical disks, the loss of light quantity of the light beam from the light source is reduced. In addition, at the time of reproducing the second optical disc, the side lobe of the beam spot is reduced, a nucleus having a strong beam intensity is formed, and accurate information can be obtained. Further, a plurality of optical discs can be reproduced by one condensing optical system without requiring any special means for changing the numerical aperture of the stop 17.
【0094】また、本実施の形態では、光軸と直交する
方向で第2分割面Sd2中央位置(図2(a)参照)で
みたとき、開口数NALから開口数NAHまでの面であ
る第2分割面Sd2の法線と光軸とのなす角度が、光軸
から開口数NALまでの面である第1分割面Sd1及び
開口数NAHから開口数NA1までの面である第3分割
面Sd3から内挿される面(後述する数1の非球面の式
を用いて最小自乗法でフィッティングを行った非球面)
の法線と光軸とのなす角度より大きくする。これにより
第1光ディスク及び第2光ディスクの双方を良好に再生
することが可能となる。なお、本実施の形態では、t2
>t1、NA1>NA2であるので、第2分割面Sd2
の法線と光軸とのなす角度が、第1、3分割面Sd1、
Sd3から内装される面の法線と光軸とのなす角度より
大としたが、t2<t1、NA1>NA2の場合は、小
とすればよい。In the present embodiment, when viewed at the center of the second division surface Sd2 (see FIG. 2A) in a direction orthogonal to the optical axis, the second surface Sd2 is a surface from the numerical aperture NAL to the numerical aperture NAH. The angle formed between the normal line of the two-divided surface Sd2 and the optical axis is a first divided surface Sd1 which is a surface from the optical axis to the numerical aperture NAL, and a third divided surface Sd3 which is a surface from the numerical aperture NAH to the numerical aperture NA1. (Aspherical surface fitted by the least squares method using the aspherical expression of Equation 1 described later)
Greater than the angle between the normal to the optical axis. As a result, it is possible to satisfactorily reproduce both the first optical disk and the second optical disk. In the present embodiment, t2
> T1, NA1> NA2, so the second division surface Sd2
Angle between the normal and the optical axis is the first or third divided surface Sd1,
Although the angle is larger than the angle between the optical axis and the normal line of the interior surface from Sd3, it may be smaller in the case of t2 <t1, NA1> NA2.
【0095】また/さらに、本実施の形態では、光軸と
直交する方向で第2分割面Sd2のほぼ中央位置(図2
(a)参照)でみたとき、第2分割面Sd2の法線と光
軸とのなす角度と、第1分割面Sd1及び第3分割面S
d3から内挿される面(後述する数1の非球面の式を用
いて最小自乗法でフィッティングを行った非球面)の法
線と光軸とのなす角度との差が、0.02°以上1°以
下の範囲となるように、第1分割面Sd1〜第3分割面
Sd3を設定することが好ましい。この下限を越すと第
2光ディスクの再生時のスポット形状が悪化し、サイド
ローブ・スポット径が大きくなり、上限を越すと球面収
差の補正し過ぎとなり第1光ディスク再生時のスポット
形状が悪化する。Further, in the present embodiment, in the direction orthogonal to the optical axis, a substantially central position of the second divided surface Sd2 (FIG. 2)
(A), the angle between the normal line of the second divided surface Sd2 and the optical axis, the first divided surface Sd1, and the third divided surface S
The difference between the normal line of the surface interpolated from d3 (the aspheric surface subjected to fitting by the least-squares method using the aspheric surface expression of Equation 1 described later) and the angle formed by the optical axis is 0.02 ° or more. It is preferable to set the first divided surface Sd1 to the third divided surface Sd3 so as to be in a range of 1 ° or less. If the lower limit is exceeded, the spot shape during reproduction of the second optical disc deteriorates, and the side lobe spot diameter increases. If the upper limit is exceeded, spherical aberration is excessively corrected, and the spot shape during reproduction of the first optical disc deteriorates.
【0096】また、別の観点から本実施の形態を捕らえ
ると、少なくとも一方の面を光軸と同心状に複数に分割
された複数の分割面(本実施の形態では3つの分割面)
を有する対物レンズ16において、第2割面Sd2より
光軸側の第1分割面Sd1を透過した光と、第2分割面
Sd2より光軸側とは反対側の第3分割面Sd3を透過
した光とが、所定の厚さ(第1光ディスク)の透明基板
を介して、ほぼ同じ位相となるようにしたとき、第1分
割面Sd1を透過し透明基板を介した光と、光軸に直交
する方向において第2分割面Sd2のほぼ中央位置(図
2(a)参照)より光軸側の第2分割面Sd2を透過し
透明基板を介した光と、の位相差を(Δ1L)π(ra
d)とし、第3分割面Sd3を透過し透明基板を介した
光と、前記中央位置より光軸側とは反対側の第2分割面
Sd2を透過し透明基板を介した光と、の位相差を(Δ
1H)π(rad)とすると、(Δ1H)>(Δ1L)
を満足する。なお、この場合、位相差の符号は、光の進
行方向(光ディスクへ向かう方向)を正とし、第1分割
面Sd1あるいは第3分割面Sd3を透過し透明基板を
介した光に対する第2分割面Sd2を透過し透明基板を
介した光の位相差を比較する。なお、本実施の形態では
t1<t2、NA1>NA2であるので、(Δ1H)>
(Δ1L)としたが、t1>t2、NA1>NA2の場
合は、(Δ1H)<(Δ1L)とする。したがって、
(Δ1H)≠(Δ1L)とする。When the present embodiment is viewed from another point of view, at least one surface is divided into a plurality of divided surfaces concentrically with the optical axis (three divided surfaces in the present embodiment).
In the objective lens 16 having the above, the light transmitted through the first split surface Sd1 on the optical axis side from the second split surface Sd2 and the third split surface Sd3 on the opposite side of the optical axis side from the second split surface Sd2. When the light and the light pass through the transparent substrate having a predetermined thickness (first optical disk) and have substantially the same phase, the light passing through the first division surface Sd1 and passing through the transparent substrate is orthogonal to the optical axis. The phase difference between the light passing through the second divided surface Sd2 on the optical axis side from the substantially central position of the second divided surface Sd2 (see FIG. 2A) and passing through the transparent substrate in the direction of the second divided surface Sd2 is (Δ1L) π ( ra
d), the position of the light passing through the third divided surface Sd3 and passing through the transparent substrate and the light passing through the second divided surface Sd2 opposite to the optical axis side from the center position and passing through the transparent substrate. The phase difference is (Δ
1H) π (rad), (Δ1H)> (Δ1L)
To be satisfied. In this case, the sign of the phase difference is such that the traveling direction of the light (the direction toward the optical disk) is positive, and the second division surface for the light transmitted through the first division surface Sd1 or the third division surface Sd3 and transmitted through the transparent substrate. The phase difference of light passing through Sd2 and passing through the transparent substrate is compared. In this embodiment, since t1 <t2 and NA1> NA2, (Δ1H)>
(Δ1L), but when t1> t2 and NA1> NA2, (Δ1H) <(Δ1L). Therefore,
(Δ1H) ≠ (Δ1L).
【0097】これを別な観点からいえば、第1分割面S
d1と第2分割面Sd2との境界における第1分割面S
d1からの段差量より、第3分割面Sd3と第2分割面
Sd2との境界における第3分割面Sd3からの段差量
の方が、大きい(段差量の符号は、分割面を境にして屈
折率が小から大に変化する方向を正とする。なお、以下
段差量の符号の場合は同様にする)。この場合も上述と
同様に、t1>t2、NA1>NA2の場合は、上記の
関係は逆、すなわち、2分割面Sd2の第1分割面Sd
1からの段差量より、第2分割面Sd2の第3分割面S
d3からの段差量の方が、小さくなる。さらに、光軸か
ら所定の位置において、第1分割面Sd1と第3分割面
Sd3とから内挿される面の位置と、第2分割面Sd2
の位置との差が、第2分割面Sd2のほぼ中央位置を中
心として非対称になっていることが好ましい。さらに、
この場合、光軸から離れるに従いその差が大きくなるこ
とが好ましい。From another point of view, the first division plane S
First division plane S at the boundary between d1 and second division plane Sd2
The step amount from the third division surface Sd3 at the boundary between the third division surface Sd3 and the second division surface Sd2 is larger than the step amount from d1 (the sign of the step amount is refracted at the division surface as a boundary). The direction in which the rate changes from small to large is assumed to be positive. Also in this case, similarly to the above, when t1> t2 and NA1> NA2, the above relationship is reversed, that is, the first divided surface Sd of the two divided surfaces Sd2.
From the step amount from 1, the third division surface S of the second division surface Sd2
The step difference from d3 is smaller. Further, at a predetermined position from the optical axis, the position of a surface interpolated from the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3, and the position of the second divided surface Sd2
Is preferably asymmetrical about the substantially central position of the second division surface Sd2. further,
In this case, it is preferable that the difference increases as the distance from the optical axis increases.
【0098】なお、本実施の形態では、分割面Sd1〜
Sd3を対物レンズ16の光源側の屈折面S1に設けた
が、光ディスク20側の屈折面に設けてもよく、また、
他の集光光学系の光学素子(例えば、コリメータレンズ
13など)の1つにこのような機能を持たせてもよく、
さらに、新たにこのような機能を有する光学素子を光路
上に設けてもよい。また、各分割面Sd1〜Sd3の機
能を異なる光学素子に分解して設けてもよい。In this embodiment, the dividing planes Sd1 to Sd1
Although Sd3 is provided on the refracting surface S1 on the light source side of the objective lens 16, it may be provided on the refracting surface on the optical disk 20 side.
One of the optical elements of another condensing optical system (for example, the collimator lens 13) may have such a function,
Further, an optical element having such a function may be newly provided on the optical path. Further, the functions of the respective divided surfaces Sd1 to Sd3 may be provided by being disassembled into different optical elements.
【0099】また、本実施の形態では、コリメータレン
ズ13を用いた、いわゆる無限系の対物レンズ16を用
いたが、コリメータレンズ13がなく光源からの発散光
が直接又は発散光の発散度合いを減じるレンズを介した
発散光が、入射するような対物レンズや、光源からの光
束を収れん光に変更するカップリングレンズを用い、そ
の収れん光が入射するような対物レンズに適用してもよ
い。Further, in this embodiment, the so-called infinite system objective lens 16 using the collimator lens 13 is used. However, since the collimator lens 13 is not provided, the divergent light from the light source is directly or the degree of divergence of the divergent light is reduced. The present invention may be applied to an objective lens in which divergent light through a lens enters, or a coupling lens that changes a light flux from a light source into convergent light and the convergent light enters.
【0100】また、本実施の形態では、第1分割面Sd
1〜第3分割面Sd3の境界に段差を設けたが、少なく
とも一方の境界を段差を設けずに連続的に分割面を形成
してもよい。また、分割面と分割面との境界は、境界を
屈曲させることなく、例えば所定の曲率半径の面で接続
させてもよい。In the present embodiment, the first division surface Sd
Although a step is provided at the boundary between the first to third division surfaces Sd3, a division surface may be formed continuously without providing a step at at least one boundary. In addition, the boundary between the divided surfaces may be connected by, for example, a surface having a predetermined radius of curvature without bending the boundary.
【0101】また、本実施の形態では、屈折面S1を3
つの分割面Sd1〜Sd3で構成したが、これに限られ
ず、少なくとも3つ以上の分割面で構成すればよい。こ
の場合、光軸近傍には第1光ディスク及び第2光ディス
クの再生に利用する第1分割面を設け、この第1分割面
より外側(光軸から離れる方向)の分割面は、主に第2
光ディスクの再生に利用する分割面と主に第1光ディス
クの再生に利用する分割面とを交互に設けることが好ま
しい。また、この場合、0.60(NA2)<NA3<
1.3(NA2)、0.01<NA4−NA3<0.1
2の条件を満足する対物レンズ16の光ディスク側の開
口数NA3と開口数NA4の間に、主に第2光ディスク
の再生に利用する分割面を設けることが好ましい。これ
により、第1光ディスクに集光させる光スポットの強度
を落とすことなく、第2光ディスクとしてより大きな必
要開口数の光ディスクを再生することができる。さら
に、NA3の上限はNA3<1.1(NA2)であるこ
とが実用上好ましく、またNA3の下限は0.80(N
A2)<NA3が好ましく、さらに0.85(NA2)
<NA3であることが実用上好ましい。また、NA4−
NA3の上限は、NA4−NA3<0.1であることが
好ましい。In the present embodiment, the refractive surface S1 is 3
Although the configuration is made up of the three division planes Sd1 to Sd3, the invention is not limited to this, and it is sufficient if it is composed of at least three or more division planes. In this case, a first division surface used for reproducing the first optical disk and the second optical disk is provided near the optical axis, and the division surface outside the first division surface (in the direction away from the optical axis) is mainly the second division surface.
It is preferable to alternately provide a division surface used for reproducing the optical disk and a division surface mainly used for reproducing the first optical disk. In this case, 0.60 (NA2) <NA3 <
1.3 (NA2), 0.01 <NA4-NA3 <0.1
It is preferable to provide a division surface mainly used for reproducing the second optical disk between the numerical aperture NA3 and the numerical aperture NA4 on the optical disk side of the objective lens 16 that satisfies the condition 2. Thus, an optical disk having a larger required numerical aperture as the second optical disk can be reproduced without lowering the intensity of the light spot focused on the first optical disk. Further, it is practically preferable that the upper limit of NA3 is NA3 <1.1 (NA2), and the lower limit of NA3 is 0.80 (N
A2) <NA3 is preferable, and 0.85 (NA2) is more preferable.
<NA3 is practically preferable. NA4-
The upper limit of NA3 is preferably NA4−NA3 <0.1.
【0102】また、本実施の形態では、1つの光源を用
いて複数の光ディスクの再生を行うようにしたが、再生
する光ディスク毎に複数の光源を用いてもよい。In the present embodiment, a plurality of optical disks are reproduced using one light source. However, a plurality of light sources may be used for each optical disk to be reproduced.
【0103】また、本実施の形態では、光源側から対物
レンズ16を見たときに、第2分割面Sd2を光軸と同
心円状の環形状で設けたが、これに限られず、途切れた
環状で設けてもよい。また、第2分割面Sd2をホログ
ラムやフレネルで構成してもよい。なお、第2分割面S
d2をホログラムで構成した場合、0次光と1次光とに
分けた光束の一方を第1光ディスクの再生に利用し、他
方を第2光ディスクの再生に利用する。このとき、第2
光ディスクの再生に利用する光束の光量の方が、第1光
ディスクの再生に利用する光束の光量より大きいことが
好ましい。In the present embodiment, when the objective lens 16 is viewed from the light source side, the second division surface Sd2 is provided in a ring shape concentric with the optical axis. However, the present invention is not limited to this. May be provided. Further, the second division surface Sd2 may be formed of a hologram or Fresnel. Note that the second division surface S
When d2 is configured as a hologram, one of the light beams divided into the 0th-order light and the 1st-order light is used for reproducing the first optical disk, and the other is used for reproducing the second optical disk. At this time, the second
It is preferable that the light amount of the light beam used for reproducing the optical disk is larger than the light amount of the light beam used for reproducing the first optical disk.
【0104】また、本実施の形態において、第1光ディ
スクを再生する際(すなわち、厚さt1の透明基板を介
したとき)第1分割面Sd1及び第3分割面Sd3を通
過する光束による最良波面収差が0.05λrms(た
だし、λ(nm)は第1光ディスクを再生する際に使用
する光源の波長)を満たすだけでなく、さらに、第2光
ディスクを再生する際(すなわち、厚さt2の透明基板
を介したとき)第1分割面Sd1を通過する光束による
最良波面収差が回折限界である0.07λrms(ただ
し、λ(nm)は第2光ディスクを再生する際に使用す
る光源の波長)を満たすことにより、第2光ディスクの
再生信号を良好にすることができる。In the present embodiment, when reproducing the first optical disk (ie, when passing through the transparent substrate having the thickness t1), the best wavefront due to the light beam passing through the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3. The aberration not only satisfies 0.05λrms (where λ (nm) is the wavelength of the light source used when reproducing the first optical disk), but also when reproducing the second optical disk (that is, the transparent film having the thickness t2). The best wavefront aberration due to the light beam passing through the first division surface Sd1 (when passing through the substrate) is 0.07λrms (where λ (nm) is the wavelength of the light source used when reproducing the second optical disk), which is the diffraction limit. By satisfying the condition, the reproduction signal of the second optical disc can be improved.
【0105】(第2の実施の形態)次に、第2の実施の
形態について、対物レンズ16の球面収差図を模式的に
示した図である図4に基づいて説明する。図4におい
て、(a)は第1光ディスクを再生、すなわち、厚さt
1の透明基板を介したときの球面収差図であり、(b)
は第2光ディスクを再生、すなわち、厚さt2(本実施
の形態ではt2>t1)の透明基板を介したときの球面
収差図である。ここで、第1光ディスクの情報を再生す
るために必要な集光光学系の光ディスク側の必要開口数
をNA1、第2光ディスクの情報を再生するために必要
な集光光学系の光ディスク側の必要開口数をNA2(た
だし、NA2>NA1)、対物レンズ16の分割面Sd
1とSd2との境界を通過する光束の光ディスク側の開
口数をNAL、対物レンズ16の分割面Sd1とSd2
との境界を通過する光束の光ディスク側の開口数をNA
Lとする。(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. 4, which is a diagram schematically showing a spherical aberration diagram of the objective lens 16. In FIG. 4, (a) reproduces the first optical disk, that is, the thickness t
FIG. 4B is a spherical aberration diagram when the light passes through the transparent substrate of FIG.
FIG. 7 is a spherical aberration diagram when reproducing the second optical disc, that is, when passing through a transparent substrate having a thickness t2 (t2> t1 in the present embodiment). Here, the necessary numerical aperture on the optical disc side of the condensing optical system necessary for reproducing the information on the first optical disc is NA1, and the necessary numerical aperture on the optical disc side of the condensing optical system necessary for reproducing the information on the second optical disc is described. The numerical aperture is NA2 (where NA2> NA1), and the division surface Sd of the objective lens 16
The numerical aperture on the optical disk side of the light beam passing through the boundary between 1 and Sd2 is NAL, and the divided surfaces Sd1 and Sd2 of the objective lens 16 are
The numerical aperture on the optical disk side of the luminous flux passing through the boundary with
L.
【0106】なお、第2の実施の形態は、上述した第1
の実施の形態に記載した対物レンズ16を別の観点(球
面収差、形状、波面収差など)から見たものであって、
以下に記載しない箇所は第1の実施の形態と同様であ
る。The second embodiment is different from the first embodiment described above.
FIG. 14 is a view of the objective lens 16 described in the embodiment from another viewpoint (spherical aberration, shape, wavefront aberration, and the like);
Parts not described below are the same as in the first embodiment.
【0107】第1の実施の形態に記載したような対物レ
ンズ16は、先ず、透明基板の厚さがt1の第1光ディ
スクに集光させた光束の最良波面収差が0.05λrm
s以下となるように第1屈折面S1の第1非球面と第2
屈折面S2(共通屈折面)を設計する。この設計により
得られたレンズの球面収差図が図4(c)である。そし
て、この第1非球面を有するレンズを介して透明基板の
厚さがt2(t2≠t1)の第2光ディスクに集光させ
た時の球面収差(図4(e)この場合、t2>t1)の
発生量よりも、少ない球面収差となるように第2屈折面
S2(共通屈折面)はそのままで第1屈折面の第2非球
面を設計する。このとき、第2非球面の近軸曲率半径と
第1非球面の近軸曲率半径とは同じにすることが、デフ
ォーカス状態で再生を行う第2光ディスクの再生を良好
に行うために好ましい。この設計により得られたレンズ
の第2光ディスクに集光させた時の球面収差図が図4
(f)であり、また、このレンズで第1光ディスクに集
光させたときのレンズの収差図が図4(d)である。そ
して、この第1非球面の第2光ディスクの必要開口数N
A2近傍で、第2非球面を合成する。ここで、第2非球
面を合成する必要開口数NA2近傍とは、0.60(N
A2)<NA3<1.3(NA2)の条件(この下限
0.60(NA2)は実用上、0.80(NA2)が好
ましく、さらに0.85(NA2)であることが好まし
い。また、この上限1.3(NA2)は実用上1.1
(NA2)であることが好ましい)を満足するととも
に、0.01<NA4−NA3<0.12(好ましく
は、0.1)の条件を満足する対物レンズ16の光ディ
スク側の開口数NA3と開口数NA4の間であることが
好ましい。この合成した第2非球面(第2分割面)で光
軸に近い側を開口数NALとし、遠い側をNAH(すな
わち、NAL<NAH)とする。In the objective lens 16 as described in the first embodiment, first, the best wavefront aberration of the light beam condensed on the first optical disc having a transparent substrate thickness t1 is 0.05λrm.
s or less and the first aspherical surface of the first refraction surface S1 and the second
The refraction surface S2 (common refraction surface) is designed. FIG. 4C shows a spherical aberration diagram of the lens obtained by this design. Then, the spherical aberration when condensed on the second optical disk having the thickness t2 (t2 ≠ t1) of the transparent substrate via the lens having the first aspheric surface (FIG. 4E, in this case, t2> t1) The second refracting surface S2 (common refracting surface) is designed as it is and the second aspherical surface of the first refracting surface is designed so that the spherical aberration is smaller than the amount of occurrence of (1). At this time, it is preferable that the paraxial radius of curvature of the second aspherical surface and the paraxial radius of curvature of the first aspherical surface be the same in order to perform good reproduction of the second optical disc that is reproduced in a defocused state. FIG. 4 shows a spherical aberration diagram when the lens obtained by this design is focused on the second optical disc.
FIG. 4F is an aberration diagram of the lens when the light is focused on the first optical disk by this lens. Then, the required numerical aperture N of the second optical disk having the first aspheric surface
A second aspherical surface is synthesized near A2. Here, the vicinity of the required numerical aperture NA2 for synthesizing the second aspherical surface is 0.60 (N
A2) Condition of <NA3 <1.3 (NA2) (The lower limit of 0.60 (NA2) is practically preferably 0.80 (NA2), more preferably 0.85 (NA2). This upper limit 1.3 (NA2) is practically 1.1.
(Preferably NA2)) and the numerical aperture NA3 and the numerical aperture on the optical disk side of the objective lens 16 satisfying the condition of 0.01 <NA4−NA3 <0.12 (preferably 0.1). It is preferably between several NA4. The side closer to the optical axis in the synthesized second aspherical surface (second division surface) is the numerical aperture NAL, and the far side is the NAH (that is, NAL <NAH).
【0108】したがって、この対物レンズ16の屈折面
S1における面形状としては、光軸を含む第1分割面S
d1と第1分割面Sd1より外側の第3分割面Sd3と
は同じ非球面形状(第1非球面)となり、その第1分割
面Sd1と第3分割面Sd3との間(第2光ディスクの
再生に必要な開口数NA2近傍、すなわち、NAL〜N
AH)の第2分割面Sd2は、第1分割面Sd1及び第
3分割面Sd3とは異なる非球面形状(第2非球面)と
なる。得られたレンズが本実施の形態の対物レンズ16
となり、この対物レンズ16を用いて第1光ディスクに
集光させたときの球面収差図は図4(a)となり、第2
光ディスクに集光させたときの球面収差図は図4(b)
となる。Therefore, the surface shape of the refraction surface S1 of the objective lens 16 is the first division surface S including the optical axis.
d1 and the third divided surface Sd3 outside the first divided surface Sd1 have the same aspherical shape (first aspherical surface), and between the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3 (reproduction of the second optical disk) Near the numerical aperture NA2 required for
The second divided surface Sd2 of AH) has an aspherical shape (second aspherical surface) different from the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3. The obtained lens is the objective lens 16 of the present embodiment.
FIG. 4A shows the spherical aberration when the light is focused on the first optical disk by using the objective lens 16.
FIG. 4B shows the spherical aberration when the light is focused on the optical disk.
Becomes
【0109】なお、第1非球面と第2非球面を合成する
場合、第2分割面Sd2を光軸方向にずらして合成し
て、位相差を利用することにより、第1光ディスク再生
時の集光光量のアップを図ることができる。When the first aspherical surface and the second aspherical surface are combined, the second divided surface Sd2 is combined shifted in the direction of the optical axis, and the phase difference is used to collect the data at the time of reproducing the first optical disk. The amount of light can be increased.
【0110】本実施の形態において非球面の式は、In the present embodiment, the expression of the aspherical surface is:
【0111】[0111]
【数1】 (Equation 1)
【0112】に基づくものとする。ただし、Xは光軸方
向の軸、Hは光軸と垂直方向の軸、光の進行方向を正と
し、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、Ajは非球面係
数、Pjは非球面のべき数(ただし、Pj≧3)であ
る。なお、本発明には、上式以外の他の非球面の式を用
いてもよい。なお、非球面形状から非球面の式を求める
際には、上式を用い、Pjを3≦Pj≦10の自然数と
し、Κ=0として求める。[0112] Where X is the axis in the direction of the optical axis, H is the axis perpendicular to the optical axis, and the traveling direction of light is positive, r is the paraxial radius of curvature, K is the conic coefficient, Aj is the aspherical coefficient, and Pj is the aspherical surface. (Where Pj ≧ 3). In the present invention, other aspherical expressions other than the above expression may be used. In addition, when calculating the expression of the aspherical surface from the aspherical shape, the above expression is used, Pj is determined as a natural number of 3 ≦ Pj ≦ 10, and Κ = 0.
【0113】上述したように、本実施の形態において得
られた対物レンズ16は、開口数NA2の近傍の少なく
とも2つの開口位置(NALとNAH)で、透明基板の
厚さが異なる複数の光ディスクを1つの集光光学系で再
生できるように、球面収差が不連続に変化するように構
成している。このように球面収差が不連続に変化するよ
うにしたので、各々の開口数の範囲(本実施の形態で
は、光軸〜NALの第1分割面、NALからNAHの第
2分割面、NAH〜NA1の第3分割面)を通過する光
束(本実施の形態では第1光束〜第3光束)を任意に構
成することができ、第1光束を再生する複数の光ディス
ク全ての再生に利用し、第2光束及び第3光束をそれぞ
れ複数の光ディスクのうち所定の光ディスクの再生に利
用することが可能となり、1つの集光光学系(本実施の
形態では対物レンズ16)で複数の光ディスクを再生で
き、低コストかつ複雑化しないで実現でき、さらに、高
NAの光ディスクにも対応できる。しかも、絞り17
は、高NAであるNA1に対応するように設けるだけで
よく、光ディスク再生に必要な開口数(NA1あるいは
NA2に)が変化したとしても、絞り17を変化させる
手段を何ら設ける必要もない。なお、本発明でいう「球
面収差が不連続に変化する」とは、球面収差図で見たと
きに急激な球面収差の変化が見られることをいう。As described above, the objective lens 16 obtained in the present embodiment uses a plurality of optical disks having different thicknesses of the transparent substrate at at least two opening positions (NAL and NAH) near the numerical aperture NA2. It is configured so that the spherical aberration changes discontinuously so that it can be reproduced by one condensing optical system. Since the spherical aberration is changed discontinuously in this manner, the range of each numerical aperture (in the present embodiment, the first division plane from the optical axis to the NAL, the second division plane from NAL to NAH, the NAH to The luminous flux (first luminous flux to third luminous flux in the present embodiment) passing through the third division surface of NA1 can be arbitrarily configured, and is used for reproducing all of a plurality of optical discs for reproducing the first luminous flux. Each of the second light beam and the third light beam can be used for reproducing a predetermined optical disk among the plurality of optical disks, and a plurality of optical disks can be reproduced by one condensing optical system (the objective lens 16 in the present embodiment). It can be realized at low cost and without complication, and can also handle optical disks with a high NA. Moreover, the aperture 17
Need only be provided so as to correspond to NA1, which is a high NA, and even if the numerical aperture (to NA1 or NA2) necessary for reproducing the optical disk changes, there is no need to provide any means for changing the aperture 17. In the present invention, "the spherical aberration changes discontinuously" means that a sharp change in the spherical aberration is observed when viewed in a spherical aberration diagram.
【0114】さらに、球面収差の不連続に変化する方向
は、小さい開口数から大きい開口数へと見たときに、開
口数NALでは球面収差が負の方向に、開口数NAHで
は球面収差が正の方向になっている。これにより、薄い
透明基板の厚さt1の光ディスクの再生が良好になると
ともに、これより厚い透明基板の厚さt2の光ディスク
の再生が良好に行うことができる。なお、本実施の形態
ではt2>t1、NA1>NA2であるために、上述し
たように球面収差は、開口数NALでは負の方向に、開
口数NAHでは正の方向に不連続に変化するが、t2<
t1、NA1>NA2の場合は、開口数NALでは正の
方向に、開口数NAHでは負の方向に球面収差が不連続
に変化することになる。Further, the direction in which the spherical aberration changes discontinuously when viewed from a small numerical aperture to a large numerical aperture is such that the spherical aberration is negative in the numerical aperture NAL and positive in the numerical aperture NAH. In the direction of As a result, the reproduction of the optical disk having the thin transparent substrate thickness t1 becomes good, and the reproduction of the optical disk having the transparent substrate thickness t2 larger than that can be performed satisfactorily. In this embodiment, since t2> t1 and NA1> NA2, the spherical aberration changes discontinuously in the negative direction at the numerical aperture NAL and in the positive direction at the numerical aperture NAH as described above. , T2 <
When t1, NA1> NA2, the spherical aberration changes discontinuously in the positive direction at the numerical aperture NAL and in the negative direction at the numerical aperture NAH.
【0115】さらに、透明基板の厚さt2の第2光ディ
スクを再生する際には、開口数NALから開口数NAH
までの間の球面収差(第2分割面Sd2を通過する光束
による球面収差)が正となるようにすることにより、光
ピックアップ装置10のS字特性が向上する。なお、本
実施の形態ではt2>t1、NA1>NA2であるため
に、開口数NALから開口数NAHまでの間の球面収差
が正となるようにしたが、t2<t1、NA1>NA2
の場合は、負とするとよい。Further, when reproducing the second optical disk having the thickness t2 of the transparent substrate, the numerical aperture NAL is changed to the numerical aperture NAH.
By making the spherical aberration (spherical aberration due to the light beam passing through the second division surface Sd2) during the period up to positive, the S-shaped characteristic of the optical pickup device 10 is improved. In this embodiment, since t2> t1 and NA1> NA2, the spherical aberration from the numerical aperture NAL to the numerical aperture NAH is made positive. However, t2 <t1, NA1> NA2.
In the case of, it is good to make it negative.
【0116】さらに、厚さt1の透明基板を介した際
(図4(a)参照)に、開口数がNA1のなかで、NA
L〜NAHの間を通過する光束を除いた、すなわち、光
軸〜NALおよびNAH〜NA1を通過する光束による
波面収差が0.05λrms以下(ただし、λは光源の
波長)とすることにより、透明基板の厚さがt1の第1
光ディスクの再生が良好になる。Further, when passing through a transparent substrate having a thickness t1 (see FIG. 4 (a)), the numerical aperture is smaller than NA1.
The luminous flux passing between L and NAH is excluded, that is, the wavefront aberration due to the luminous flux passing through the optical axis -NAL and NAH-NA1 is set to 0.05 [lambda] rms or less (where [lambda] is the wavelength of the light source). The first thickness of the substrate is t1
The reproduction of the optical disk is improved.
【0117】また、t1=0.6mm、t2=1.2m
m、610nm<λ<670nm、0.32<NA2<
0.41としたとき、0.60(NA2)<NAL<
1.3(NA2)の条件(この下限0.60(NA2)
は実用上、0.80(NA2)が好ましく、さらに0.
85(NA2)であることが好ましい。また、この上限
1.3(NA2)は実用上1.1(NA2)であること
が好ましい)を満たすことが好ましい。この下限を越す
とサイドローブが大きくなり情報の正確な再生ができ
ず、上限を越すと波長λとNA2において想定される回
折限界スポット径以上に絞られすぎる。なお、ここでい
うNALは、第2分割面Sd2上でのNALを指す。Further, t1 = 0.6 mm, t2 = 1.2 m
m, 610 nm <λ <670 nm, 0.32 <NA2 <
Assuming 0.41, 0.60 (NA2) <NAL <
1.3 (NA2) condition (the lower limit is 0.60 (NA2)
Is practically preferably 0.80 (NA2), and more preferably 0.80 (NA2).
It is preferably 85 (NA2). In addition, it is preferable that the upper limit 1.3 (NA2) is practically 1.1 (NA2). If the lower limit is exceeded, the side lobes become too large to allow accurate reproduction of information, and if the upper limit is exceeded, the diameter is too narrow to exceed the diffraction limit spot diameter assumed at wavelengths λ and NA2. The NAL referred to here indicates the NAL on the second division surface Sd2.
【0118】また、0.01<NAH−NAL<0.1
2(この上限0.12は、実用上、0.1であることが
更に好ましい)の条件を満たすことが好ましい。この下
限を越すと第2光ディスクの再生時のスポット形状が悪
化し、サイドローブ・スポット径が大きくなり、上限を
越すと第1光ディスクの再生時のスポット形状が乱れ、
光量低下を引き起こす。なお、ここでいうNALおよび
NAHは、第2分割面Sd2上でのNALおよびNAH
を指す。In addition, 0.01 <NAH-NAL <0.1
It is preferable to satisfy the condition of 2 (the upper limit of 0.12 is practically more preferably 0.1). If the lower limit is exceeded, the spot shape during reproduction of the second optical disc deteriorates, the side lobe spot diameter increases, and if the upper limit is exceeded, the spot shape during reproduction of the first optical disc is disturbed,
This causes a decrease in the amount of light. Note that NAL and NAH here are the NAL and NAH on the second division surface Sd2.
Point to.
【0119】また、別な観点から言うと(再述になる
が)、0.60(NA2)<NA3<1.3(NA2)
の条件(この下限0.60(NA2)は実用上、0.8
0(NA2)が好ましく、さらに0.85(NA2)で
あることが好ましく、また、この上限1.3(NA2)
は実用上1.1(NA2)であることが好ましい)を満
足するとともに、0.01<NA4−NA3<0.12
(好ましくは、0.1)の条件を満足する対物レンズ1
6の光ディスク側の開口数NA3と開口数NA4の間
に、前述したNALとNAHとを設ける(すなわち、主
に第2光ディスクの再生に利用する分割面を設ける)。
これにより、第1光ディスクに集光させる光スポットの
強度をあまり落とすことなく、第2光ディスクとしてよ
り大きな必要開口数の光ディスクを再生することができ
る。From another point of view (again, again), 0.60 (NA2) <NA3 <1.3 (NA2)
(The lower limit of 0.60 (NA2) is practically 0.8
0 (NA2), more preferably 0.85 (NA2), and the upper limit of 1.3 (NA2).
Is practically preferably 1.1 (NA2)), and 0.01 <NA4-NA3 <0.12.
Objective lens 1 satisfying the condition (preferably 0.1)
The NAL and NAH described above are provided between the numerical apertures NA3 and NA4 on the optical disk side of No. 6 (that is, a division surface mainly used for reproducing the second optical disk is provided).
As a result, an optical disk having a larger required numerical aperture as the second optical disk can be reproduced without significantly reducing the intensity of the light spot focused on the first optical disk.
【0120】また、第2光ディスクの再生時(t2の厚
さの透明基板を介した際)に、開口数NALから開口数
NAHの間の球面収差が、−2λ/(NA2)2以上、
5λ/(NA2)2以下の条件を満たすことが好まし
い。さらに、この条件は、再生の場合は3λ/(NA
2)2が以下が好ましく、あるいは、記録をも考慮する
と(勿論、再生もできる)0(零)より大きいことが好
ましい。この下限を越すと球面収差の補正し過ぎとなり
第1光ディスク再生時のスポット形状が悪化し、上限を
越すと第2光ディスクの再生時のスポット形状が悪化
し、サイドローブ・スポット径が大きくなる。特に、こ
の条件は、0〜2λ/(NA2)2の範囲を満足するこ
とが更に好ましく、この場合、フォーカスエラー信号が
良好に得られる。During reproduction of the second optical disc (through the transparent substrate having a thickness of t2), the spherical aberration between the numerical aperture NAL and the numerical aperture NAH is -2λ / (NA2) 2 or more.
It is preferable to satisfy the condition of 5λ / (NA2) 2 or less. Furthermore, this condition is 3λ / (NA
2) It is preferable that 2 is as follows, or it is preferable to be larger than 0 (zero) in consideration of recording (of course, reproduction is possible). If the lower limit is exceeded, the spherical aberration is excessively corrected, and the spot shape during reproduction of the first optical disc deteriorates. If the upper limit is exceeded, the spot shape during reproduction of the second optical disc deteriorates, and the side lobe spot diameter increases. In particular, it is more preferable that this condition satisfies the range of 0 to 2λ / (NA2) 2. In this case, a good focus error signal can be obtained.
【0121】一方、本実施の形態では、光軸と直交する
方向で第2分割面Sd2中央位置でみたとき、第2分割
面Sd2の法線と光軸とのなす角度が、第1分割面Sd
1及び第3分割面Sd3から内挿される面の法線と光軸
とのなす角度より大きくする。これにより第1光ディス
ク及び第2光ディスクの双方を良好に再生することが可
能となる。なお、本実施の形態では、t2>t1、NA
1>NA2であるので、第2分割面Sd2の法線と光軸
とのなす角度が、第1、3分割面Sd1、Sd3から内
装される面の法線と光軸とのなす角度より大としたが、
t2<t1、NA1>NA2の場合は、小とすればよ
い。On the other hand, in the present embodiment, when viewed at the center of the second division surface Sd2 in a direction perpendicular to the optical axis, the angle formed by the normal line of the second division surface Sd2 and the optical axis is the first division surface. Sd
The angle is larger than the angle between the optical axis and the normal to the plane interpolated from the first and third division planes Sd3. As a result, it is possible to satisfactorily reproduce both the first and second optical disks. In the present embodiment, t2> t1, NA
Since 1> NA2, the angle between the normal to the second divided surface Sd2 and the optical axis is larger than the angle between the normal to the surface embedded from the first and third divided surfaces Sd1 and Sd3 and the optical axis. But
In the case of t2 <t1, NA1> NA2, the value may be small.
【0122】また/さらに、本実施の形態の対物レンズ
16は、光軸と直交する方向で開口数NALと開口数N
AH(第2分割面Sd2)のほぼ中央位置でみたとき、
開口数NALから開口数NAHまでの面(第2分割面)
の法線と光軸とのなす角度と、光軸から開口数NALま
での面(第1分割面)及び開口数NAHから開口数NA
1までの面(第3分割面)から内挿される面(上述した
数1の非球面の式を用いて最小自乗法でフィッティング
を行った非球面)の法線と光軸とのなす角度との差が、
0.02°以上1°以下の範囲であることが好ましい。
この下限を越すと第2光ディスクの再生時のスポット形
状が悪化し、サイドローブ・スポット径が大きくなり、
上限を越すと球面収差の補正し過ぎとなり第1光ディス
ク再生時のスポット形状が悪化する。Further, the objective lens 16 of the present embodiment has a numerical aperture NAL and a numerical aperture N in a direction orthogonal to the optical axis.
When viewed at a substantially central position of AH (second division plane Sd2),
Surface from numerical aperture NAL to numerical aperture NAH (second division surface)
Angle between the normal to the optical axis, the plane from the optical axis to the numerical aperture NAL (first division plane), and the numerical aperture NAH to the numerical aperture NA
The angle between the optical axis and the normal to the surface (the aspheric surface fitted by the least squares method using the above-described aspheric surface expression of Equation 1) interpolated from the surface up to 1 (third divided surface) Is the difference
It is preferable that the angle be in the range of 0.02 ° to 1 °.
If the lower limit is exceeded, the spot shape during reproduction of the second optical disc deteriorates, the side lobe spot diameter increases,
When the value exceeds the upper limit, the spherical aberration is excessively corrected, and the spot shape at the time of reproducing the first optical disc deteriorates.
【0123】また、特に、t2>t1、NA1>NA2
で、光軸から円周方向へとみたとき、開口数NALで
は、屈折面の法線と光軸との交点が、光源側の屈折面に
近づく方向に不連続に変化し、開口数NAHでは、屈折
面の法線と光軸との交点が、光源側の屈折面から遠のく
方向に不連続に変化している。これにより、薄い透明基
板の厚さt1の光ディスクの再生が良好になるととも
に、これより厚い透明基板の厚さt2の光ディスクの再
生が良好に行うことができる。In particular, t2> t1, NA1> NA2
When viewed from the optical axis in the circumferential direction, at the numerical aperture NAL, the intersection of the optical axis with the normal to the refraction surface changes discontinuously in a direction approaching the refraction surface on the light source side. The intersection between the normal line of the refraction surface and the optical axis changes discontinuously in a direction away from the refraction surface on the light source side. As a result, the reproduction of the optical disk having the thin transparent substrate thickness t1 becomes good, and the reproduction of the optical disk having the transparent substrate thickness t2 larger than that can be performed satisfactorily.
【0124】また、上述した第1の実施の形態と同様
に、別の観点から本実施の形態を捕らえると、少なくと
も一方の面を光軸と同心状に複数に分割された複数の分
割面(本実施の形態では3つの分割面)を有する対物レ
ンズ16において、第1分割面Sd1を透過した光と、
第3分割面Sd3を透過した光とが、所定の厚さの(第
1光ディスクの)透明基板を介して、ほぼ同じ位相とな
るようにしたとき、第1分割面Sd1を透過し透明基板
を介した光と、第2分割面Sd2のほぼ中央位置より光
軸側の第2分割面Sd2を透過し透明基板を介した光
と、の位相差を(Δ1L)π(rad)とし、第3分割
面Sd3を透過し透明基板を介した光と、前記中央位置
より光軸側とは反対側の第2分割面Sd2を透過し透明
基板を介した光と、の位相差を(Δ1H)π(rad)
とすると、(Δ1H)>(Δ1L)を満足する。なお、
本実施の形態ではt1<t2、NA1>NA2であるの
で、(Δ1H)>(Δ1L)としたが、t1>t2、N
A1>NA2の場合は、(Δ1H)<(Δ1L)とす
る。したがって、(Δ1H)≠(Δ1L)とする。As in the case of the first embodiment described above, when the present embodiment is taken from another viewpoint, a plurality of divided surfaces (at least one surface of which is divided concentrically with the optical axis). In the objective lens 16 having three divided surfaces in the present embodiment), the light transmitted through the first divided surface Sd1
When the light transmitted through the third division surface Sd3 is made to have substantially the same phase via the transparent substrate (of the first optical disk) having a predetermined thickness, the light is transmitted through the first division surface Sd1 and the transparent substrate is The phase difference between the transmitted light and the light transmitted through the transparent substrate through the second divided surface Sd2 on the optical axis side from the substantially central position of the second divided surface Sd2 is (Δ1L) π (rad), The phase difference between the light transmitted through the divided surface Sd3 and passing through the transparent substrate and the light transmitted through the second divided surface Sd2 on the side opposite to the optical axis side from the center position and transmitted through the transparent substrate is (Δ1H) π. (Rad)
Then, (Δ1H)> (Δ1L) is satisfied. In addition,
In the present embodiment, since (t1 <t2, NA1> NA2), (Δ1H)> (Δ1L), but t1> t2, N
When A1> NA2, (Δ1H) <(Δ1L). Therefore, (Δ1H) ≠ (Δ1L).
【0125】これを別な観点から言えば、第2分割面S
d2の第1分割面Sd1からの段差量より、第2分割面
Sd2の第3分割面Sd3からの段差量の方が、大き
い。この場合も上述と同様に、t1>t2、NA1>N
A2の場合は、第1分割面Sd1と第2分割面Sd2と
の境界における第1分割面Sd1からの段差量より、第
3分割面Sd3と第2分割面Sd2との境界における第
3分割面Sd3からの段差量の方が、小さくなる。さら
に、光軸から所定の位置において、第1分割面Sd1と
第3分割面Sd3とから内挿される面の位置と、第2分
割面Sd2の位置との差が、第2分割面Sd2のほぼ中
央位置を中心として非対称になっていることが好まし
い。さらに、この場合、光軸から離れるに従いその差が
大きくなることが好ましい。From another point of view, the second division plane S
The step amount of the second division surface Sd2 from the third division surface Sd3 is larger than the step amount of d2 from the first division surface Sd1. Also in this case, similarly to the above, t1> t2, NA1> N
In the case of A2, the third division surface at the boundary between the third division surface Sd3 and the second division surface Sd2 is obtained from the step amount from the first division surface Sd1 at the boundary between the first division surface Sd1 and the second division surface Sd2. The level difference from Sd3 is smaller. Further, at a predetermined position from the optical axis, the difference between the position of the surface interpolated from the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3 and the position of the second divided surface Sd2 is substantially equal to the position of the second divided surface Sd2. Preferably, it is asymmetric about the center position. Further, in this case, it is preferable that the difference increases as the distance from the optical axis increases.
【0126】また、本実施の形態の対物レンズ16の波
面収差は図5の如くである。図5は縦軸に波面収差
(λ)横軸に開口数をとった波面収差曲線であり、
(a)は第1光ディスクの透明基板(厚さt1)を介し
たときを、(b)は第2光ディスクの透明基板(厚さt
2)を介したときの波面収差曲線を実線で表している。
なお、この波面収差曲線は、それぞれの透明基板を介し
たときに最良の波面収差となる状態で干渉計などを用い
て波面収差を測定して得る。The wavefront aberration of the objective lens 16 according to the present embodiment is as shown in FIG. FIG. 5 is a wavefront aberration curve with the vertical axis representing the wavefront aberration (λ) and the horizontal axis representing the numerical aperture.
(A) is when the transparent substrate (thickness t1) of the first optical disk is interposed, and (b) is the transparent substrate (thickness t1) of the second optical disk.
The wavefront aberration curve when passing through 2) is shown by a solid line.
The wavefront aberration curve is obtained by measuring the wavefront aberration using an interferometer or the like in a state where the wavefront aberration is the best when the light passes through each transparent substrate.
【0127】図から分かるように、本実施の形態の対物
レンズ16は、波面収差曲線でみると、開口数NA2近
傍の2カ所(具体的には、NALとNAH)で波面収差
が不連続となっている。また、不連続となっている部分
に発生する最大の波面収差の不連続量は、長さの単位
(mm)で表すと、0.05(NA2)2(mm)以
下、位相差の単位(rad)で表すと、2π{0.05
(NA2)2}/λ(rad)以下(ただし、この場合
λは使用波長で単位はmm)とすることが望ましい。こ
れ以上では、波長変動による波面収差の変動が大きくな
り、半導体レーザの波長のバラツキを吸収できなくな
る。さらに、この不連続の部分(NALとNAHと間)
の波面収差の傾きは、不連続となっている部分の両側の
曲線の端部(NALに最も近い端部とNAHに最も近い
端部)を結ぶ曲線(図5(a)の破線)の傾きは、異な
る傾きとなっている。As can be seen from the figure, the objective lens 16 of the present embodiment shows that the wavefront aberration is discontinuous at two locations (specifically, NAL and NAH) near the numerical aperture NA2 when viewed from the wavefront aberration curve. Has become. The maximum discontinuity of the wavefront aberration occurring in the discontinuous portion is 0.05 (NA2) 2 (mm) or less and the phase difference unit ( rad), 2π {0.05
(NA2) 2 } / λ (rad) or less (where λ is the wavelength used and the unit is mm). Above this, the fluctuation of the wavefront aberration due to the wavelength fluctuation becomes large, and it becomes impossible to absorb the fluctuation of the wavelength of the semiconductor laser. Furthermore, this discontinuous part (between NAL and NAH)
Is the slope of the curve (dashed line in FIG. 5A) connecting the ends of the curves on both sides of the discontinuous portion (the end closest to NAL and the end closest to NAH). Have different slopes.
【0128】なお、本実施の形態では、分割面Sd1〜
Sd3を対物レンズ16の光源側の屈折面S1に設けた
が、光ディスク20側の屈折面に設けてもよく、また、
他の集光光学系の光学素子(例えば、コリメータレンズ
13など)の1つにこのような機能を持たせてもよく、
さらに、新たにこのような機能を有する光学素子を光路
上に設けてもよい。また、各分割面Sd1〜Sd3の機
能を異なる光学素子に分解して設けてもよい。In the present embodiment, the dividing planes Sd1 to Sd1
Although Sd3 is provided on the refracting surface S1 on the light source side of the objective lens 16, it may be provided on the refracting surface on the optical disk 20 side.
One of the optical elements of another condensing optical system (for example, the collimator lens 13) may have such a function,
Further, an optical element having such a function may be newly provided on the optical path. Further, the functions of the respective divided surfaces Sd1 to Sd3 may be provided by being disassembled into different optical elements.
【0129】また、本実施の形態では、コリメータレン
ズ13を用いた、いわゆる無限系の対物レンズ16を用
いたが、コリメータレンズ13がなく光源からの発散光
が直接又は発散光の発散度合を減じるレンズを介した発
散光が、入射するような対物レンズや、光源からの光束
を収れん光に変更するカップリングレンズを用い、その
収れん光が入射するような対物レンズに適用してもよ
い。Further, in the present embodiment, the so-called infinite system objective lens 16 using the collimator lens 13 is used. However, since the collimator lens 13 is not provided, the divergent light from the light source is reduced directly or the divergence of the divergent light is reduced. The present invention may be applied to an objective lens in which divergent light through a lens enters, or a coupling lens that changes a light flux from a light source into convergent light and the convergent light enters.
【0130】また、本実施の形態では、第1分割面Sd
1〜第3分割面Sd3の境界に段差を設けたが、少なく
とも一方の境界を段差を設けずに連続的に分割面を形成
してもよい。また、分割面と分割面との境界は、屈曲さ
せることなく、例えば所定のRで以て接続させてもよ
い。このRは意図的に設けたものであってもよく、ま
た、意図的に設けたものでなくてもよい(この意図的に
設けたものではない例として、対物レンズ16をプラス
チック等で形成する場合に、金型を加工する上で形成さ
れる境界のRがある)。In the present embodiment, the first division surface Sd
Although a step is provided at the boundary between the first to third division surfaces Sd3, a division surface may be formed continuously without providing a step at at least one boundary. Further, the boundary between the divided surfaces may be connected by, for example, a predetermined radius without bending. This R may be provided intentionally or may not be provided intentionally (as an example not provided intentionally, the objective lens 16 is formed of plastic or the like. In some cases, there is a boundary R formed in processing the mold).
【0131】また、本実施の形態では、屈折面S1を3
つの分割面Sd1〜Sd3で構成したが、これに限られ
ず、少なくとも3つ以上の分割面で構成すればよい。こ
の場合、光軸近傍には第1光ディスク及び第2光ディス
クの再生に利用する第1分割面を設け、この第1分割面
より外側(光軸から離れる方向)の分割面は、主に第2
光ディスクの再生に利用する分割面と主に第1光ディス
クの再生に利用する分割面とを交互に設けることが好ま
しい。また、この場合、複数の分割面(球面収差が不連
続になる位置)のうち最も小さい開口数をNALとし、
また、複数の分割面(球面収差が不連続になる位置)の
うち最も大きい開口数をNAHとして考え、このNAL
とNAHとは、上述した条件を満足することが好まし
い。In the present embodiment, the refractive surface S1 is set to 3
Although the configuration is made up of the three division planes Sd1 to Sd3, the invention is not limited to this, and it is sufficient if it is composed of at least three or more division planes. In this case, a first division surface used for reproducing the first optical disk and the second optical disk is provided near the optical axis, and the division surface outside the first division surface (in the direction away from the optical axis) is mainly the second division surface.
It is preferable to alternately provide a division surface used for reproducing the optical disk and a division surface mainly used for reproducing the first optical disk. In this case, the smallest numerical aperture among a plurality of divided surfaces (positions at which spherical aberration is discontinuous) is defined as NAL,
Also, considering the largest numerical aperture among a plurality of divided surfaces (positions at which spherical aberration is discontinuous) as NAH, this NAL
And NAH preferably satisfy the above conditions.
【0132】また、本実施の形態では、光源側から対物
レンズ16を見たときに、第2分割面Sd2を光軸と同
心円状の環形状で設けたが、これに限られず、途切れた
環状で設けてもよい。また、第2分割面Sd2をホログ
ラムやフレネルで構成してもよい。なお、第2分割面S
d2をホログラムで構成した場合、0次光と1次光とに
分けた光束の一方を第1光ディスクの再生に利用し、他
方を第2光ディスクの再生に利用する。このとき、第2
光ディスクの再生に利用する光束の光量の方が、第1光
ディスクの再生に利用する光束の光量より大きいことが
好ましい。Further, in the present embodiment, when the objective lens 16 is viewed from the light source side, the second divided surface Sd2 is provided in a ring shape concentric with the optical axis. However, the present invention is not limited to this. May be provided. Further, the second division surface Sd2 may be formed of a hologram or Fresnel. Note that the second division surface S
When d2 is configured as a hologram, one of the light beams divided into the 0th-order light and the 1st-order light is used for reproducing the first optical disk, and the other is used for reproducing the second optical disk. At this time, the second
It is preferable that the light amount of the light beam used for reproducing the optical disk is larger than the light amount of the light beam used for reproducing the first optical disk.
【0133】また、本実施の形態において、第1非球面
を設計する際には、前述したように厚さt1の透明基板
を介したとき第1分割面Sd1と第3分割面Sd3を通
過する光束による最良波面収差が0.05λrms(た
だし、λ(nm)は第1光ディスクを再生する際に使用
する光源の波長)以下とするだけでなく、厚さt2の透
明基板を介したとき第1分割面Sd1を通過する光束に
よる最良波面収差が回折限界である0.07λrms
(ただし、λ(nm)は第2光ディスクを再生する際に
使用する光源の波長)を満たすように設計を行うことに
より、第2光ディスク再生信号を良好にすることができ
る。In this embodiment, when designing the first aspherical surface, as described above, the first aspherical surface passes through the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3 through the transparent substrate having the thickness t1. The best wavefront aberration caused by the light flux is not more than 0.05 λrms (where λ (nm) is the wavelength of the light source used when reproducing the first optical disk), and the first wavefront aberration when the light is transmitted through the transparent substrate having the thickness t2. The best wavefront aberration due to the light beam passing through the division surface Sd1 is 0.07λrms, which is the diffraction limit.
By design so that λ (nm) is the wavelength of the light source used when reproducing the second optical disk, the reproduction signal of the second optical disk can be improved.
【0134】(第3の実施の形態)次に、第3の実施の
形態について、光ピックアップ装置の概略構成図である
図6に基づいて説明する。上述した第1及び第2の実施
の形態では光ピックアップ装置10として1つの光源1
1を用いた実施の形態であったが、本実施の形態は光源
111,112を2つ用いた光ピックアップ装置10で
ある。(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. 6, which is a schematic configuration diagram of an optical pickup device. In the first and second embodiments, one light source 1 is used as the optical pickup device 10.
In this embodiment, the optical pickup device 10 uses two light sources 111 and 112.
【0135】本実施の形態においては、第1光ディスク
の再生時には第1光源である第1半導体レーザ111
(波長λ1=610nm〜670nm)と、第2光ディ
スクの再生時には第2光源である第2半導体レーザ11
2(波長λ2=740nm〜870nm)とを有してい
る。また、合成手段19は、第1半導体レーザ111か
ら出射された光束と第2半導体レーザ112から出射さ
れた光束とを合成することが可能な手段であって、両光
束を1つの集光光学系を介して光ディスク20に集光さ
せるために、同一光路となす手段である。In the present embodiment, at the time of reproducing the first optical disk, the first semiconductor laser 111 serving as the first light source is used.
(Wavelength λ1 = 610 nm to 670 nm), and the second semiconductor laser 11 which is the second light source when reproducing the second optical disc.
2 (wavelength λ2 = 740 nm to 870 nm). The synthesizing unit 19 is a unit capable of synthesizing the light beam emitted from the first semiconductor laser 111 and the light beam emitted from the second semiconductor laser 112, and combines both light beams into one condensing optical system. This is a means for forming the same optical path in order to converge the light on the optical disk 20 through the optical path.
【0136】まず、第1光ディスクを再生する場合、第
1半導体レーザ111からビームを出射し、出射された
光束は、合成手段19、偏光ビームスプリッタ12、コ
リメータレンズ13、1/4波長板14を透過して円偏
光の平行光束となる。この光束は、絞り17によって絞
られ、対物レンズ16により第1光ディスク20の透明
基板21を介して情報記録面22上に集光される。そし
て、情報記録面22で情報ピットにより変調されて反射
した光束は、再び対物レンズ16、1/4波長板14、
コリメータレンズ13を透過して偏光ビームスプリッタ
12に入射し、ここで反射してシリンドリカルレンズ1
8により非点収差が与えられ光検出器30上へ入射し、
光検出器30から出力される信号を用いて第1光ディス
ク20に記録された情報の読み取り(再生)信号が得ら
れる。また、光検出器30上でのスポットの形状変化に
よる光量分布変化を検出して、合焦検出やトラック検出
を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ15
が半導体レーザ11からの光を第1光ディスク20の情
報記録面22上に結像するように対物レンズ16を移動
させるとともに、半導体レーザ11からの光を所定のト
ラックに結像するように対物レンズ16を移動させる。First, when reproducing the first optical disk, a beam is emitted from the first semiconductor laser 111, and the emitted light beam is passed through the combining means 19, the polarizing beam splitter 12, the collimator lens 13, and the quarter-wave plate 14. The transmitted light becomes a parallel light beam of circularly polarized light. This light beam is stopped down by the stop 17 and is focused on the information recording surface 22 by the objective lens 16 via the transparent substrate 21 of the first optical disc 20. The light flux modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 22 is again reflected by the objective lens 16, the quarter-wave plate 14,
The light passes through the collimator lens 13 and enters the polarization beam splitter 12, where it is reflected and reflected by the cylindrical lens 1.
8, astigmatism is given, and the light enters the photodetector 30;
Using the signal output from the photodetector 30, a signal for reading (reproducing) information recorded on the first optical disc 20 is obtained. Further, a change in light amount distribution due to a change in the shape of a spot on the photodetector 30 is detected, and focus detection and track detection are performed. Based on this detection, the two-dimensional actuator 15
Moves the objective lens 16 so that the light from the semiconductor laser 11 forms an image on the information recording surface 22 of the first optical disc 20, and moves the objective lens 16 so that the light from the semiconductor laser 11 forms an image on a predetermined track. 16 is moved.
【0137】一方、第2光ディスクを再生する場合、第
2半導体レーザ112からビームを出射し、出射された
光束は合成手段19により光路を変更され、その後、偏
光ビームスプリッタ12、コリメータレンズ13、1/
4波長板14、絞り17、対物レンズ16を介して第2
光ディスク20上に集光される。そして、情報記録面2
2で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び
対物レンズ16、1/4波長板14、コリメータレンズ
13、偏光ビームスプリッタ12、シリンドリカルレン
ズ18を介して光検出器30に入射し、光検出器30か
ら出力される信号を用いて第2光ディスク20に記録さ
れた情報の読み取り(再生)信号が得られる。また、光
検出器30上でのスポットの形状変化による光量分布変
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次元アクチュエータ15が半導体レーザ
11からの光を第2光ディスク20の情報記録面22上
にデフォーカス状態で結像するように対物レンズ16を
移動させるとともに、半導体レーザ11からの光を所定
のトラックに結像するように対物レンズ16を移動させ
る。On the other hand, when reproducing the second optical disk, a beam is emitted from the second semiconductor laser 112, and the emitted light flux is changed in optical path by the synthesizing means 19, and thereafter, the polarization beam splitter 12, the collimator lenses 13, 1 /
The second through the four-wavelength plate 14, the diaphragm 17, and the objective lens 16
The light is focused on the optical disk 20. And the information recording surface 2
The light flux modulated and reflected by the information pits in step 2 again enters the photodetector 30 via the objective lens 16, the quarter-wave plate 14, the collimator lens 13, the polarization beam splitter 12, and the cylindrical lens 18, and detects light. A read (reproduction) signal for information recorded on the second optical disc 20 is obtained using the signal output from the recorder 30. Further, a change in light amount distribution due to a change in the shape of a spot on the photodetector 30 is detected, and focus detection and track detection are performed. Based on this detection, the two-dimensional actuator 15 moves the objective lens 16 so that the light from the semiconductor laser 11 is focused on the information recording surface 22 of the second optical disc 20 in a defocused state. The objective lens 16 is moved so that light is focused on a predetermined track.
【0138】このような光ピックアップ装置10の集光
光学系の1つである対物レンズ16に、第1及び第2の
実施の形態に記載したような対物レンズ16を用いる。
すなわち、対物レンズ16は、光源側の屈折面S1及び
光ディスク20側の屈折面S2はともに非球面形状を呈
した正の屈折力を有した凸レンズであり、光源側の屈折
面S1は、光軸と同心状に複数(本実施の形態では3
つ)の第1分割面Sd1〜第3分割面Sd3から構成
し、分割面Sd1〜Sd3の境界は段差を設ける。そし
て、第1分割面Sd1及び第3分割面Sd3は、第1光
源111から出射して第1光ディスクに集光させた光束
の最良波面収差が0.05λrms以下となるような第
1非球面で形成し、また、第2分割面は、第1非球面を
有するレンズを介して第2光源112の光束を透明基板
の厚さがt2(t2≠t1)の第2光ディスクに集光さ
せた時の球面収差の発生量よりも、少ない球面収差とな
るように第2非球面で形成し、この第1非球面の第2光
ディスクの必要開口数NA2近傍であるNAL〜NAH
に、第2非球面を合成した対物レンズとする。The objective lens 16 described in the first and second embodiments is used as the objective lens 16 which is one of the condensing optical systems of the optical pickup device 10.
That is, in the objective lens 16, the refracting surface S1 on the light source side and the refracting surface S2 on the optical disc 20 side are both convex lenses having an aspheric shape and having a positive refractive power, and the refracting surface S1 on the light source side has an optical axis. And concentrically (3 in this embodiment)
), The first divided surface Sd1 to the third divided surface Sd3, and the boundary between the divided surfaces Sd1 to Sd3 is provided with a step. The first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3 are the first aspheric surfaces such that the best wavefront aberration of the light beam emitted from the first light source 111 and focused on the first optical disk is 0.05λrms or less. The second divided surface is formed when the light flux of the second light source 112 is condensed on the second optical disk having a thickness of t2 (t2 ≠ t1) through the lens having the first aspheric surface. NAL to NAH, which are formed by the second aspherical surface so as to have a spherical aberration smaller than the amount of spherical aberration generated in the second optical disk of the first aspherical surface in the vicinity of the required numerical aperture NA2.
Then, an objective lens obtained by combining the second aspheric surface is used.
【0139】本実施の形態において得られた対物レンズ
16は、以下の点を除き上述した第2の実施の形態と同
様の構成・作用効果を持つことになり、さらに、2つの
光源を用いるので、複数の光ディスクを再生するに際し
て自由度が大きくなる。The objective lens 16 obtained in the present embodiment has the same configuration, operation and effects as those of the above-described second embodiment except for the following points. Therefore, the degree of freedom in reproducing a plurality of optical disks is increased.
【0140】本実施の形態では2つの光源111,11
2を用いているので、以下の好ましい範囲が上述した第
2の実施の形態と異なる。In this embodiment, two light sources 111 and 11
2, the following preferred range is different from that of the second embodiment.
【0141】すなわち、t1=0.6mm、t2=1.
2mm、610nm<λ1<670nm、740nm<
λ2<870nm、0.40<NA2<0.51とした
とき、0.60(NA2)<NAL<1.1(NA2)
の条件(この下限0.60(NA2)は実用上、0.8
0(NA2)が好ましく、さらに0.85(NA2)で
あることが好ましい)を満たすことが好ましい。この下
限を越すとサイドローブが大きくなり情報の正確な再生
ができず、上限を越すと波長λ2とNA2において想定
される回折限界スポット径以上に絞られすぎる。なお、
ここでいうNALは第2光源112を用いたときの第2
分割面Sd2上でのNALを指す。That is, t1 = 0.6 mm, t2 = 1.
2 mm, 610 nm <λ1 <670 nm, 740 nm <
When λ2 <870 nm and 0.40 <NA2 <0.51, 0.60 (NA2) <NAL <1.1 (NA2)
(The lower limit of 0.60 (NA2) is practically 0.8
0 (NA2) is preferable, and more preferably 0.85 (NA2) is satisfied. If the lower limit is exceeded, the side lobes become too large to allow accurate reproduction of information, and if the upper limit is exceeded, the diameter is too narrow to be greater than the diffraction limit spot diameter assumed at wavelengths λ2 and NA2. In addition,
The NAL here is the second value when the second light source 112 is used.
NAL on the division surface Sd2.
【0142】また、0.01<NAH−NAL<0.1
2(この上限0.12は、実用上、0.1であることが
更に好ましい)の条件を満たすことが好ましい。この下
限を越すと第2光ディスクの再生時のスポット形状が悪
化し、サイドローブ・スポット径が大きくなり、上限を
越すと第1光ディスクの再生時のスポット形状が乱れ、
光量低下を引き起こす。なお、ここでいうNALおよび
NAHは、第2光源112を用いたときの第2分割面S
d2上でのNALおよびNAHを指す。Further, 0.01 <NAH-NAL <0.1
It is preferable to satisfy the condition of 2 (the upper limit of 0.12 is practically more preferably 0.1). If the lower limit is exceeded, the spot shape during reproduction of the second optical disc deteriorates, the side lobe spot diameter increases, and if the upper limit is exceeded, the spot shape during reproduction of the first optical disc is disturbed,
This causes a decrease in the amount of light. Note that NAL and NAH referred to here are the second division planes S when the second light source 112 is used.
Refers to NAL and NAH on d2.
【0143】また、第2光ディスクの再生時(t2の厚
さの透明基板を介した際)に、開口数NALから開口数
NAHの間の球面収差が、−2(λ2)/(NA2)2
以上、(5(λ2))/(NA2)2以下の条件を満た
すことが好ましい。さらに、この条件は、再生の場合は
3(λ2)/(NA2)2が以下が好ましく、あるい
は、記録をも考慮すると(勿論、再生もできる)0
(零)より大きいことが好ましい。この下限を越すと球
面収差の補正し過ぎとなり第1光ディスク再生時のスポ
ット形状が悪化し、上限を越すと第2光ディスクの再生
時のスポット形状が悪化し、サイドローブ・スポット径
が大きくなる。特に、この条件は、0〜2(λ2)/
(NA2)2の範囲を満足することが更に好ましく、こ
の場合、フォーカスエラー信号が良好に得られる。During reproduction of the second optical disc (through the transparent substrate having a thickness of t2), the spherical aberration between the numerical aperture NAL and the numerical aperture NAH is -2 (λ2) / (NA2) 2
As described above, it is preferable to satisfy the condition of (5 (λ2)) / (NA2) 2 or less. Further, this condition is preferably 3 (λ2) / (NA2) 2 for reproduction, or 0 in consideration of recording (of course, reproduction is possible).
It is preferably larger than (zero). If the lower limit is exceeded, the spherical aberration is excessively corrected, and the spot shape during reproduction of the first optical disc deteriorates. If the upper limit is exceeded, the spot shape during reproduction of the second optical disc deteriorates, and the side lobe spot diameter increases. In particular, this condition is 0 to 2 (λ2) /
It is more preferable that the range of (NA2) 2 is satisfied. In this case, a good focus error signal can be obtained.
【0144】また、別な観点から言うと、0.60(N
A2)<NA3<1.1(NA2)の条件(この下限
0.60(NA2)は実用上0.80(NA2)が好ま
しく、さらに0.85(NA2)であることが好まし
い)を満足するとともに、0.01<NA4−NA3<
0.12(好ましくは、0.1)の条件を満足する対物
レンズ16の光ディスク側の開口数NA3と開口数NA
4の間に、前述したNALとNAHとを設ける(すなわ
ち、主に第2光ディスクの再生に利用する分割面を設け
る)ことである。これにより、第1光ディスクに集光さ
せる光スポットの強度を落とすことなく、第2光ディス
クとしてより大きな必要開口数の光ディスクを再生する
ことができる。From another point of view, 0.60 (N
A2) <NA3 <1.1 (NA2) (the lower limit of 0.60 (NA2) is practically preferably 0.80 (NA2), more preferably 0.85 (NA2)). Together with 0.01 <NA4-NA3 <
The numerical aperture NA3 and the numerical aperture NA on the optical disk side of the objective lens 16 satisfying the condition of 0.12 (preferably 0.1)
4 is provided with the above-described NAL and NAH (that is, provided with a division surface mainly used for reproducing the second optical disc). Thus, an optical disk having a larger required numerical aperture as the second optical disk can be reproduced without lowering the intensity of the light spot focused on the first optical disk.
【0145】一方、本実施の形態では、光軸と直交する
方向で第2分割面Sd2中央位置でみたとき、第2分割
面Sd2の法線と光軸とのなす角度が、第1分割面Sd
1及び第3分割面Sd3から内挿される面の法線と光軸
とのなす角度より大きくする。これにより第1光ディス
ク及び第2光ディスクの双方を良好に再生することが可
能となる。なお、本実施の形態では、t2>t1、NA
1>NA2であるので、第2分割面Sd2の法線と光軸
とのなす角度が、第1、3分割面Sd1、Sd3から内
装される面の法線と光軸とのなす角度より大としたが、
t2<t1、NA1>NA2のである場合は、小とすれ
ばよい。On the other hand, in the present embodiment, when viewed at the center of the second division surface Sd2 in a direction orthogonal to the optical axis, the angle formed by the normal line of the second division surface Sd2 and the optical axis is the first division surface. Sd
The angle is larger than the angle between the optical axis and the normal to the plane interpolated from the first and third division planes Sd3. As a result, it is possible to satisfactorily reproduce both the first optical disk and the second optical disk. In the present embodiment, t2> t1, NA
Since 1> NA2, the angle between the normal to the second divided surface Sd2 and the optical axis is larger than the angle between the normal to the surface embedded from the first and third divided surfaces Sd1 and Sd3 and the optical axis. But
If t2 <t1, NA1> NA2, the value may be set to a small value.
【0146】また/さらに、実施の形態の対物レンズ1
6は、開口数がNA2近傍の少なくとも2つの開口位置
(NALおよびNAH)に対応する対物レンズ16の屈
折面S1の円周位置で、該屈折面の法線と光軸とがなす
角度が0.05度以上0.50度未満に変化することが
好ましい。この下限を越すと第2光ディスクの再生時の
スポット形状が悪化し、サイドローブ・スポット径が大
きくなり、上限を越すと球面収差の補正し過ぎとなり第
1光ディスク再生時のスポット形状が悪化する。Further / Furthermore, the objective lens 1 of the embodiment
Reference numeral 6 denotes a circumferential position of the refraction surface S1 of the objective lens 16 corresponding to at least two aperture positions (NAL and NAH) having a numerical aperture near NA2, and the angle between the normal line of the refraction surface and the optical axis is 0. It is preferable that the angle changes from 0.05 degrees to less than 0.50 degrees. If the lower limit is exceeded, the spot shape during reproduction of the second optical disc deteriorates, and the side lobe spot diameter increases. If the upper limit is exceeded, spherical aberration is excessively corrected, and the spot shape during reproduction of the first optical disc deteriorates.
【0147】特に、t2>t1、NA1>NA2で、光
軸から円周方向へとみたとき、開口数NALでは、屈折
面の法線と光軸との交点が、光源側の屈折面に近づく方
向に不連続に変化し、開口数NAHでは、屈折面の法線
と光軸との交点が、光源側の屈折面から遠のく方向に不
連続に変化している。これにより、薄い透明基板の厚さ
t1の光ディスクの再生が良好になるとともに、これよ
り厚い透明基板の厚さt2の光ディスクの再生が良好に
行うことができる。In particular, when t2> t1 and NA1> NA2, when viewed from the optical axis in the circumferential direction, at the numerical aperture NAL, the intersection between the normal of the refraction surface and the optical axis approaches the refraction surface on the light source side. In the numerical aperture NAH, the intersection point between the normal line of the refraction surface and the optical axis changes discontinuously in a direction away from the refraction surface on the light source side. As a result, the reproduction of the optical disk having the thin transparent substrate thickness t1 becomes good, and the reproduction of the optical disk having the transparent substrate thickness t2 larger than that can be performed satisfactorily.
【0148】また、上述した第1、2の実施の形態と同
様に、別の観点から本実施の形態を捕らえると、少なく
とも一方の面を光軸と同心状に複数に分割された複数の
分割面(本実施の形態では3つの分割面)を有する対物
レンズ16において、第1分割面Sd1を透過した光
と、第3分割面Sd3を透過した光とが、所定の厚さ
(第1光ディスク)の透明基板を介して、ほぼ同じ位相
となるようにしたとき、第1分割面Sd1を透過し透明
基板を介した光と、第2分割面Sd2のほぼ中央位置よ
り光軸側の第2分割面Sd2を透過し透明基板を介した
光と、の位相差を(Δ1L)π(rad)とし、第3分
割面Sd3を透過し透明基板を介した光と、前記中央位
置より光軸側とは反対側の第2分割面Sd2を透過し透
明基板を介した光と、の位相差を(Δ1H)π(ra
d)とすると、(Δ1H)>(Δ1L)を満足する。こ
の場合も上述と同様に、t1>t2、NA1>NA2の
場合は、(Δ1H)<(Δ1L)とする。したがって、
(Δ1H)≠(Δ1L)とする。As in the first and second embodiments described above, if this embodiment is taken from another point of view, a plurality of divisions in which at least one surface is divided into a plurality of parts concentrically with the optical axis. In the objective lens 16 having a surface (three divided surfaces in the present embodiment), the light transmitted through the first divided surface Sd1 and the light transmitted through the third divided surface Sd3 have a predetermined thickness (first optical disk). ) Through the transparent substrate, the light is transmitted through the first divided surface Sd1 and passes through the transparent substrate, and the second divided light S2 near the optical axis side from the substantially central position of the second divided surface Sd2. The phase difference between the light passing through the dividing surface Sd2 and passing through the transparent substrate is set to (Δ1L) π (rad), and the light passing through the third dividing surface Sd3 and passing through the transparent substrate and the optical axis side from the center position Between the light passing through the second divided surface Sd2 on the opposite side to the light and passing through the transparent substrate. Let the phase difference be (Δ1H) π (ra
Assuming d), (Δ1H)> (Δ1L) is satisfied. In this case, similarly to the above, when t1> t2 and NA1> NA2, (Δ1H) <(Δ1L). Therefore,
(Δ1H) ≠ (Δ1L).
【0149】これを別な観点から言えば、第2分割面S
d2の第1分割面Sd1からの段差量より、第2分割面
Sd2の第3分割面Sd3からの段差量の方が、大き
い。この場合も上述と同様に、t1>t2、NA1>N
A2の場合は、第1分割面Sd1と第2分割面Sd2と
の境界における第1分割面Sd1からの段差量より、第
3分割面Sd3と第2分割面Sd2との境界における第
3分割面Sd3からの段差量の方が、小さくなる。さら
に、光軸から所定の位置において、第1分割面Sd1と
第3分割面Sd3とから内挿される面の位置と、第2分
割面Sd2の位置との差が、第2分割面Sd2のほぼ中
央位置を中心として非対称になっていことが好ましい。
さらに、この場合、光軸から離れるに従いその差が大き
くなることが好ましい。In other words, the second division plane S
The step amount of the second division surface Sd2 from the third division surface Sd3 is larger than the step amount of d2 from the first division surface Sd1. Also in this case, similarly to the above, t1> t2, NA1> N
In the case of A2, the third division surface at the boundary between the third division surface Sd3 and the second division surface Sd2 is obtained from the step amount from the first division surface Sd1 at the boundary between the first division surface Sd1 and the second division surface Sd2. The level difference from Sd3 is smaller. Further, at a predetermined position from the optical axis, the difference between the position of the surface interpolated from the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3 and the position of the second divided surface Sd2 is substantially equal to the position of the second divided surface Sd2. Preferably, it is asymmetric about the center position.
Further, in this case, it is preferable that the difference increases as the distance from the optical axis increases.
【0150】なお、上述した第1、2の実施の形態と同
様に、分割面Sd1〜Sd3を対物レンズ16の屈折面
S1に設けること、無限系の対物レンズを用いること、
分割面に段差を設けること、分割面の数、第2分割面の
面形状など、本実施の形態に記載した内容に限られるも
のではない。As in the first and second embodiments described above, the division surfaces Sd1 to Sd3 are provided on the refraction surface S1 of the objective lens 16, the infinite system objective lens is used,
The provision of steps on the division surface, the number of division surfaces, and the surface shape of the second division surface are not limited to the contents described in the present embodiment.
【0151】また、本実施の形態では、第1光源111
と第2光源112とを合成手段19により合成するよう
にしたが、これに限られず、図1に示した光ピックアッ
プ装置において光源11を第1光源111と第2光源1
12とに切り替わるようにしてもよい。In this embodiment, the first light source 111
The second light source 112 and the second light source 112 are synthesized by the synthesizing unit 19. However, the present invention is not limited thereto. In the optical pickup device shown in FIG.
12 may be switched.
【0152】また、本実施の形態において、第1光ディ
スクを再生する際(すなわち、厚さt1の透明基板を介
したとき)第1分割面Sd1及び第3分割面Sd3を通
過する光束による最良波面収差が0.05λrms(た
だし、λ(nm)は第1光ディスクを再生する際に使用
する光源の波長)を満たすだけでなく、さらに、第2光
ディスクを再生する際(すなわち、厚さt2の透明基板
を介したとき)第1分割面Sd1を通過する光束による
最良波面収差が回折限界である0.07λrms(ただ
し、λ(nm)は第2光ディスクを再生する際に使用す
る光源の波長)を満たすことにより、第2光ディスクの
再生信号を良好にすることができる。In the present embodiment, when reproducing the first optical disk (ie, when passing through the transparent substrate having the thickness t1), the best wavefront due to the light beam passing through the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3 is obtained. The aberration not only satisfies 0.05λrms (where λ (nm) is the wavelength of the light source used when reproducing the first optical disk), but also when reproducing the second optical disk (that is, the transparent film having the thickness t2). The best wavefront aberration due to the light beam passing through the first division surface Sd1 (when passing through the substrate) is 0.07λrms (where λ (nm) is the wavelength of the light source used when reproducing the second optical disk), which is the diffraction limit. By satisfying the condition, the reproduction signal of the second optical disc can be improved.
【0153】なお、この実施の形態における対物レンズ
16においては、本出願人が誤って上述した第1(又は
2)の実施の形態に示す光ピックアップ装置に用いたと
ころ、第1光ディスクとしてDVDの再生は勿論のこ
と、驚くべきことに、同じ波長の光源で第2光ディスク
としてCDの再生もできた。すなわち、本実施の形態の
対物レンズ16は、波長λ1の光源を用いて透明基板の
厚さがt1の第1光情報記録媒体及び透明基板の厚さが
t2(ただし、t2≠t1)の第2光情報記録媒体の情
報記録面上に集光させることができるとともに、波長λ
2(ただし、λ2≠λ1)の光源を用いた場合であって
も第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光することが
できるものである。このことにより、波長の異なる2つ
の光源を使用しDVDとCD−Rの再生をする光ピック
アップ装置(DVD用に波長610nm〜670nmの
光源とCD−R用に必須な波長780nmの光源に対
応)に用いる対物レンズと、1つの光源でDVDやCD
の再生をする光ピックアップ装置(波長610nm〜6
70nmの光源に対応)に用いる対物レンズとを共通化
することができ、大量生産に伴う低コスト化を実現する
ことができる。なお、このように共通化できるのは、光
源の波長がλ2からλ1に変えたとしても、第1、2の
実施の形態に記載したNALやNAHの条件を満足する
ことが必要である。Incidentally, in the objective lens 16 in this embodiment, when the present applicant mistakenly used the optical pickup device shown in the first (or second) embodiment described above, the DVD was used as the first optical disk. Surprisingly, not only the reproduction but also the reproduction of the CD as the second optical disk by the light source of the same wavelength was possible. That is, the objective lens 16 of the present embodiment uses the light source of the wavelength λ1 to form the first optical information recording medium having a transparent substrate thickness t1 and the second optical information recording medium having a transparent substrate thickness t2 (where t2 ≠ t1). The light can be focused on the information recording surface of the two-optical information recording medium, and the wavelength λ
Even when a light source of 2 (where λ2 っ て も λ1) is used, light can be collected on the information recording surface of the second optical information recording medium. Thus, an optical pickup device for reproducing a DVD and a CD-R using two light sources having different wavelengths (corresponding to a light source of a wavelength of 610 nm to 670 nm for a DVD and a light source of a wavelength of 780 nm required for a CD-R) Lens and DVD and CD with one light source
Pickup device (wavelength 610 nm to 6
An objective lens used for a 70 nm light source) can be shared, and cost reduction accompanying mass production can be realized. It should be noted that such commonality is required to satisfy the conditions of NAL and NAH described in the first and second embodiments, even if the wavelength of the light source is changed from λ2 to λ1.
【0154】なお、本実施の形態においては、第1光源
111と第2光源112とをほぼ同じ倍率で使用してい
るので、1つの光検出器30とすることができ、構成を
簡単することができるが、各々の光源111、112に
対応させて2つの光検出器を設けてもよく、さらに倍率
を異ならせてもよい。In this embodiment, since the first light source 111 and the second light source 112 are used at substantially the same magnification, one photodetector 30 can be used, and the configuration can be simplified. However, two photodetectors may be provided corresponding to the respective light sources 111 and 112, and the magnifications may be different.
【0155】(第4の実施の形態)次に、第4の実施の
形態について、対物レンズ16を模式的に示した図7に
基づいて説明する。図7(a)は対物レンズ16の断面
図であり、(b)は光源側から見た正面図である。本実
施の形態は、上述した第1〜第3の実施の形態に記載し
た光ピックアップ装置に用いられる対物レンズ16の変
形例であり、上述した第1〜第3の実施の形態に記載し
た対物レンズ16の光源側の面を3分割の屈折面とした
ものであるのに対し、本実施の形態の対物レンズ16は
光源側の面を5分割の屈折面としたものである。なお、
本実施の形態は5分割にしたものであり、他は上述した
第1〜第3の実施の形態と同様であるので、説明を省略
することもある。(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. 7 schematically showing the objective lens 16. FIG. 7A is a cross-sectional view of the objective lens 16, and FIG. 7B is a front view as viewed from the light source side. This embodiment is a modification of the objective lens 16 used in the optical pickup device described in the first to third embodiments described above, and is a modification of the objective lens described in the first to third embodiments. While the surface on the light source side of the lens 16 is a three-division refracting surface, the objective lens 16 of the present embodiment has a five-division refracting surface on the light source side. In addition,
This embodiment is divided into five parts, and the other parts are the same as the above-described first to third embodiments. Therefore, the description may be omitted.
【0156】本実施の形態において、対物レンズ16
は、光源側の屈折面S1及び光ディスク20側の屈折面
S2は共に非球面形状を呈した正の屈折力を有した凸レ
ンズである。また、対物レンズ16の光源側の屈折面S
1は、光軸と同心状に5つの第1分割面Sd1〜第5分
割面Sd5、すなわち、光軸を含む(光軸近傍の)第1
分割面(Sd1)より光軸から離れる方向に順に第2分
割面Sd2・・・第2n+1(ただし、nは自然数であ
り、本実施の形態ではn=2である)分割面Sds2n
+1面で)から構成している。分割面Sd1〜Sd5の
境界は段差を設けてそれぞれの分割面Sd1〜Sd5を
形成している。この対物レンズ16において、光軸を含
む第1分割面Sd1を通過する光束(第1光束)は第1
光ディスクに記録された情報の再生及び第2光ディスク
に記録された情報の再生に利用し、第2n分割面Sd2
n(本実施の形態では、第2分割面Sd2と第4分割面
Sd4)を通過する光束は主に第2光ディスクに記録さ
れた情報の再生に利用し、第2n+1分割面Sd2n+
1(本実施の形態では、第3分割面Sd3と第5分割面
Sd5)を通過する光束は主に第1光ディスクに記録さ
れた情報の再生に利用するような形状となっている。In the present embodiment, the objective lens 16
Is a convex lens having a positive refractive power, both of the refracting surface S1 on the light source side and the refracting surface S2 on the optical disk 20 side having an aspherical shape. In addition, the refracting surface S of the objective lens 16 on the light source side
Reference numeral 1 denotes five first divisional surfaces Sd1 to fifth divisional surfaces Sd5 concentrically with the optical axis, that is, the first including the optical axis (in the vicinity of the optical axis).
The second divided surface Sd2... 2n + 1 (where n is a natural number and n = 2 in this embodiment) in the direction away from the optical axis from the divided surface (Sd1).
+1 plane). The boundaries between the divided surfaces Sd1 to Sd5 are provided with steps to form the respective divided surfaces Sd1 to Sd5. In this objective lens 16, the light beam (first light beam) passing through the first division surface Sd1 including the optical axis is the first light beam.
Used for reproducing information recorded on the optical disk and reproducing information recorded on the second optical disk, the second n-th divided surface Sd2
n (in the present embodiment, the light beam passing through the second divided surface Sd2 and the fourth divided surface Sd4) is mainly used for reproducing information recorded on the second optical disk, and is used for the second (n + 1) th divided surface Sd2n +
1 (in the present embodiment, the light beam passing through the third division surface Sd3 and the fifth division surface Sd5) has a shape mainly used for reproducing information recorded on the first optical disk.
【0157】このように、本実施の形態では分割面の数
を増やすことにより、第2n分割面を高NA側に配置す
ることができるため、高NAが必要な第1の光ディスク
の再生のみならず、第2の光ディスクとして、上述した
第1〜第3の実施の形態と比べて更に高NAの光ディス
クの再生を行うことができる。しかも、第2n分割面を
高NA側に配置したことに伴う第1光ディスク再生時の
光量低下を第2n−1分割面(ただし、第1分割面は関
係ない)で補うことができ、第1光ディスクのみならず
第2光ディスクも良好に再生することができる。As described above, in the present embodiment, by increasing the number of division surfaces, the second n-th division surface can be arranged on the high NA side. Instead, as the second optical disc, it is possible to reproduce an optical disc having a higher NA than that of the above-described first to third embodiments. In addition, the decrease in the amount of light during reproduction of the first optical disk due to the arrangement of the second n-th division surface on the high NA side can be compensated for by the second n-1 division surface (however, the first division surface does not matter). Not only the optical disc but also the second optical disc can be favorably reproduced.
【0158】具体的に、この対物レンズ16は、先ず、
透明基板の厚さがt1の第1光ディスクに集光させた光
束の最良波面収差が0.05λrms以下となるように
第1屈折面S1の第1非球面と第2屈折面S2(共通屈
折面)を設計する。そして、この第1非球面を有するレ
ンズを介して透明基板の厚さがt2(t2≠t1)の第
2光ディスクに集光させた時の球面収差の発生量より
も、少ない球面収差となるように第2屈折面S2(共通
屈折面)はそのままで第1屈折面の第2非球面を設計す
る。このとき、第2非球面の近軸曲率半径と第1非球面
の近軸曲率半径とは同じにすることが、デフォーカス状
態で再生を行う第2光ディスクの再生を良好に行うため
に好ましい。この第1非球面の第2光ディスクの必要開
口数NA2近傍の2カ所であるNAL〜NAHに、第2
非球面を合成する。このようにして得られたレンズが本
実施の形態の対物レンズ16となる。Specifically, this objective lens 16 first
The first aspherical surface of the first refracting surface S1 and the second refracting surface S2 (the common refracting surface S2) such that the best wavefront aberration of the light beam focused on the first optical disk having the thickness of the transparent substrate t1 is 0.05 λrms or less. ) To design. Then, the amount of spherical aberration is smaller than the amount of spherical aberration generated when the thickness of the transparent substrate is converged on the second optical disk having the thickness t2 (t2 ≠ t1) via the lens having the first aspheric surface. The second aspherical surface of the first refraction surface is designed while keeping the second refraction surface S2 (common refraction surface) as it is. At this time, it is preferable that the paraxial radius of curvature of the second aspherical surface and the paraxial radius of curvature of the first aspherical surface be the same in order to perform good reproduction of the second optical disc that is reproduced in a defocused state. The second optical disc having the first aspherical surface has two positions near NAL-NAH near the required numerical aperture NA2.
Combine aspheric surfaces. The lens obtained in this manner becomes the objective lens 16 of the present embodiment.
【0159】なお、合成する場合、第2分割面Sd2と
第4分割面Sd4とを光軸方向にずらして合成して、位
相差を利用することにより、第1光ディスク再生時の集
光光量のアップを図ることができる。また、第2分割面
Sd2と第4分割面Sd4とを同じ第2非球面とした
が、これらが互いに異なる非球面を用いてもよく、ま
た、光軸方向にずらす量も各々変えてもよい。In the case of combining, the second divided surface Sd2 and the fourth divided surface Sd4 are combined while being displaced in the optical axis direction, and the phase difference is used to reduce the amount of condensed light during reproduction of the first optical disk. Can be up. Further, although the second divided surface Sd2 and the fourth divided surface Sd4 are the same second aspheric surface, they may be different aspheric surfaces, and the amounts of shift in the optical axis direction may be changed. .
【0160】ここで、第2非球面を合成するNA2近傍
とは、0.60(NA2)<NA3<1.3(NA2)
の条件(この下限0.60(NA2)は実用上、0.8
0(NA2)が好ましく、さらに0.85(NA2)で
あることが好ましく、また、この上限1.3(NA2)
は実用上1.1(NA2)であることが好ましい。ま
た、この上限1.3(NA2)は、第2光ディスク情報
記録媒体を記録又は再生する際の光源の波長が740n
m〜870nmである場合、1.1(NA2)とする)
を満たすとともに、0.01<NA4−NA3<0.1
2(この上限0.12は、実用上、0.1であることが
更に好ましい)の条件を満たす、対物レンズ16の光デ
ィスク側の開口数NA3とNA4との間であることが好
ましい。Here, the vicinity of NA2 at which the second aspheric surface is synthesized is 0.60 (NA2) <NA3 <1.3 (NA2).
(The lower limit of 0.60 (NA2) is practically 0.8
0 (NA2), more preferably 0.85 (NA2), and the upper limit of 1.3 (NA2).
Is practically preferably 1.1 (NA2). The upper limit of 1.3 (NA2) is set so that the wavelength of the light source when recording or reproducing the second optical disc information recording medium is 740 n.
1.1 (NA2) when m to 870 nm)
And 0.01 <NA4-NA3 <0.1
It is preferable that the numerical aperture NA3 and NA4 of the objective lens 16 on the optical disk side satisfy the condition of 2 (the upper limit of 0.12 is more preferably 0.1 in practical use).
【0161】このような本実施の形態の場合、第1の実
施の形態と同様に、第1の光ディスクである透明基板の
厚さt1が0.6mmのDVDを再生する際には、第1
分割面Sd1及び第3分割面Sd3、第5分割面Sd5
を通過する光束は、ほぼ同一の第1結像位置に結像し、
その波面収差(第2分割面Sd2及び第4分割面Sd4
を通過する光束を除いた波面収差)は、0.05λrm
s以下となっている。ここで、λは光源の波長である。In the case of this embodiment, as in the first embodiment, when reproducing a DVD having a thickness t1 of 0.6 mm of the transparent substrate as the first optical disc, the first
Division plane Sd1, third division plane Sd3, fifth division plane Sd5
Are formed at substantially the same first imaging position,
The wavefront aberration (the second divided surface Sd2 and the fourth divided surface Sd4
(Wavefront aberration excluding the light beam passing through) is 0.05λrm
s or less. Here, λ is the wavelength of the light source.
【0162】このとき、第2分割面Sd2及び第4分割
面Sd4を通過する光束は、第1結像位置とは異なった
第2結像位置に結像する。この第2結像位置は、第1結
像位置を0(零)としてそれより対物レンズ16側を
負、その反対側を正とすると、第1結像位置から−27
μm以上−4μm以下の距離にする。なお、本実施の形
態では、t1<t2、NA1>NA2であるので、第2
結像位置を第1結像位置から−27μm〜−4μmとし
たが、t1>t2、NA1>NA2の場合は、第2結像
位置を第1結像位置から4μm〜27μmにする。すな
わち、第1結像位置と第2結像位置との距離の絶対値は
4μm以上27μm以下の範囲内になるようにする。At this time, the light beam passing through the second divided surface Sd2 and the fourth divided surface Sd4 forms an image at a second image forming position different from the first image forming position. If the first image forming position is 0 (zero) and the objective lens 16 side is negative and the opposite side is positive, the second image forming position is -27 from the first image forming position.
The distance is set to be not less than μm and not more than −4 μm. In this embodiment, since t1 <t2 and NA1> NA2, the second
Although the imaging position is -27 μm to −4 μm from the first imaging position, if t1> t2 and NA1> NA2, the second imaging position is 4 μm to 27 μm from the first imaging position. That is, the absolute value of the distance between the first imaging position and the second imaging position is set to be in a range of 4 μm or more and 27 μm or less.
【0163】また、この対物レンズ16を球面収差の観
点から見ると、開口数NA2の近傍の4つの開口位置
で、透明基板の厚さが異なる複数の光ディスクを1つの
集光光学系で再生できるように、球面収差が不連続に変
化するように構成している。このように球面収差が不連
続に変化(変化の方向は、上述した第1〜3の実施の形
態と同じである)しており、また、波面収差の観点から
見ると、開口数NA2近傍の4カ所で波面収差が不連続
となり、この不連続の各々の部分の波面収差の傾きは、
不連続となっている部分の両側の曲線の端部を結ぶ曲線
の傾きは、異なる傾きとなっている。Further, when the objective lens 16 is viewed from the viewpoint of spherical aberration, a plurality of optical disks having different thicknesses of the transparent substrate can be reproduced by one condensing optical system at four opening positions near the numerical aperture NA2. Thus, the spherical aberration is configured to change discontinuously. As described above, the spherical aberration changes discontinuously (the direction of the change is the same as in the first to third embodiments), and from the viewpoint of the wavefront aberration, the spherical aberration near the numerical aperture NA2 is changed. The wavefront aberration becomes discontinuous at four places, and the slope of the wavefront aberration at each part of the discontinuity is:
The slopes of the curves connecting the ends of the curves on both sides of the discontinuous portion have different slopes.
【0164】このような本実施の形態の対物レンズ16
では、第2光ディスクの再生時(t2の厚さの透明基板
を介した際)に、開口数NALから開口数NAHの間の
球面収差が、−2λ/(NA2)2以上、5λ/(NA
2)2以下の条件を満たすことが好ましい(ただし、こ
のときのλは、第2光ディスクの再生時に使用する光源
の波長である)。さらに、この条件は、再生の場合は3
λ/(NA2)2が以下が好ましく、あるいは、記録を
も考慮すると(勿論、再生もできる)0(零)より大き
いことが好ましい。The objective lens 16 of the present embodiment as described above
At the time of reproduction of the second optical disc (when passing through the transparent substrate having a thickness of t2), the spherical aberration between the numerical aperture NAL and the numerical aperture NAH is −2λ / (NA2) 2 or more and 5λ / (NA).
2) 2 satisfy the following conditions are preferred (however, λ in this case, is the wavelength of the light source used for reproducing the second optical disk). Further, this condition is 3 in the case of reproduction.
λ / (NA2) 2 is preferably the following, or is preferably larger than 0 (zero) in consideration of recording (of course, reproduction is possible).
【0165】一方、本実施の形態では、光軸と直交する
方向で第2n分割面(第2分割面Sd2あるいは第4分
割面)中央位置でみたとき、第2n分割面の法線と光軸
とのなす角度が、第(2n−1)分割面(第1分割面S
d1あるいは第3分割面Sd3)及び第(2n+1)分
割面(第3分割面Sd3あるいは第5分割面Sd5)か
ら内挿される面の法線と光軸とのなす角度より大きくす
る。これにより第1光ディスク及び第2光ディスクの双
方を良好に再生することが可能となる。なお、本実施の
形態では、t2>t1、NA1>NA2であるので、第
2n分割面の法線と光軸とのなす角度が、第(2n−
1)分割面及び第(2n+1)分割面から内装される面
の法線と光軸とのなす角度より大としたが、t2<t
1、NA1>NA2の場合は、小とすればよい。On the other hand, in the present embodiment, when viewed at the center position of the second n-th division surface (the second division surface Sd2 or the fourth division surface) in the direction orthogonal to the optical axis, the normal line of the second n-th division surface and the optical axis Is the angle formed by the (2n-1) -th divided plane (the first divided plane S
The angle between the optical axis and the normal line of the plane interpolated from d1 or the third division plane Sd3) and the (2n + 1) th division plane (the third division plane Sd3 or the fifth division plane Sd5). As a result, it is possible to satisfactorily reproduce both the first optical disk and the second optical disk. In the present embodiment, since t2> t1 and NA1> NA2, the angle between the normal line of the 2n-th divided surface and the optical axis is (2n−
1) Although the angle is larger than the angle between the normal line of the surface embedded from the division surface and the (2n + 1) th division surface and the optical axis, t2 <t
1. In the case of NA1> NA2, the value may be small.
【0166】また/さらにまた、光軸と直交する方向で
第2分割面Sd2又は第4分割面Sd4である第2n分
割面(ただし、nは自然数)のほぼ中央位置でみたと
き、第2n分割面の法線と光軸とのなす角度と、第(2
n−1)分割面及び第(2n+1)分割面から内挿され
る面(数1の非球面の式を用いて最小自乗法でフィッテ
ィングを行った非球面)の法線と光軸とのなす角度との
差が、0.02°以上1°以下の範囲となるように、第
1分割面Sd1〜第(2n+1)分割面を設定すること
が好ましい。Further, when viewed substantially at the center of a second n-th division plane (n is a natural number) which is the second division plane Sd2 or the fourth division plane Sd4 in a direction orthogonal to the optical axis, the 2n-th division plane The angle between the surface normal and the optical axis,
The angle between the optical axis and the normal of the surface (aspherical surface that has been fitted by the least squares method using the aspherical expression of Formula 1) interpolated from the (n-1) divided surface and the (2n + 1) th divided surface It is preferable to set the first divided surface Sd1 to the (2n + 1) th divided surface such that the difference between the first divided surface Sd1 and the second divided surface S2 is equal to or less than 0.02 °.
【0167】また、上述した各実施の形態と同様に、別
の観点から本実施の形態を捕らえると、少なくとも一方
の面を光軸と同心状に複数に分割された複数の分割面
(本実施の形態では5つの分割面)を有する対物レンズ
16において、第2n分割面(ただし、nは1以上の整
数)より光軸側の第(2n−1)分割面を透過した光
と、第2n分割面より光軸側とは反対側の第(2n+
1)分割面を透過した光とが、所定の厚さ(第1光ディ
スク)の透明基板を介して、ほぼ同じ位相となるように
したとき、第(2n−1)分割面(例えば、第1分割面
Sd1又は第3分割面Sd3)を透過し透明基板を介し
た光と、第2n分割面(例えば、第2分割面Sd2又は
第4分割面Sd4)のほぼ中央位置より光軸側の第2n
分割面(例えば、第2分割面Sd2又は第4分割面Sd
4)を透過し透明基板を介した光と、の位相差を(Δn
L)π(例えば、(Δ1L)π又は(Δ2L)π)(r
ad)とし、第(2n+1)分割面(例えば、第3分割
面Sd3又は第5分割面Sd5)を透過し透明基板を介
した光と、前記中央位置より光軸側とは反対側の第2n
分割面(例えば、第2分割面Sd2又は第4分割面Sd
4)を透過し透明基板を介した光と、の位相差を(Δn
H)π(例えば、(Δ1H)π又は(Δ2H)π)(r
ad)とすると、(ΔnH)>(ΔnL)を満足する。
この場合も上述と同様に、t1>t2、NA1>NA2
の場合は、(ΔnH)<(ΔnL)とする。したがっ
て、(ΔnH)≠(ΔnL)とする。As in each of the above-described embodiments, when the present embodiment is taken from another viewpoint, a plurality of divided surfaces (at least one of the surfaces is divided concentrically with the optical axis). In the objective lens 16 having five divisional surfaces in the embodiment, the light transmitted through the (2n-1) th divisional surface on the optical axis side with respect to the 2nth divisional surface (where n is an integer of 1 or more) and the 2nth The second (2n +
1) When the light transmitted through the division surface has substantially the same phase through a transparent substrate having a predetermined thickness (first optical disc), the (2n-1) th division surface (for example, the first The light transmitted through the divisional surface Sd1 or the third divisional surface Sd3) through the transparent substrate and the light transmitted through the transparent substrate and the optical axis side of the second n-th divisional surface (for example, the second divisional surface Sd2 or the fourth divisional surface Sd4) substantially at the center position. 2n
Division surface (for example, the second division surface Sd2 or the fourth division surface Sd
4) and the phase difference between the light transmitted through the transparent substrate and (Δn)
L) π (for example, (Δ1L) π or (Δ2L) π) (r
ad), the light passing through the (2n + 1) -th divided surface (for example, the third divided surface Sd3 or the fifth divided surface Sd5) and passing through the transparent substrate, and the second light beam on the opposite side of the optical axis side from the center position.
Division surface (for example, the second division surface Sd2 or the fourth division surface Sd
4) and the phase difference between the light transmitted through the transparent substrate and (Δn)
H) π (eg, (Δ1H) π or (Δ2H) π) (r
ad), (ΔnH)> (ΔnL) is satisfied.
Also in this case, similarly to the above, t1> t2, NA1> NA2
In this case, (ΔnH) <(ΔnL). Therefore, (ΔnH) ≠ (ΔnL).
【0168】これを別な観点から言えば、第2n分割面
(例えば、第2分割面Sd2又は第4分割面Sd4)の
第(2n−1)分割面(例えば、第1分割面Sd1又は
第3分割面Sd3)からの段差量より、第2n分割面
(例えば、第2分割面Sd2又は第4分割面差Sd4)
の第(2n+1)分割面(例えば、第3分割面Sd3又
は第5分割面Sd5)からの段差量の方が、大きい。こ
の場合も上述と同様に、t1>t2、NA1>NA2の
場合は、第2n分割面の第(2n−1)分割面からの段
差量より、第2n分割面の第(2n+1)分割面からの
段差量の方が、小さくなる。さらに、光軸から所定の位
置において、第(2n−1)分割面と第(2n+1)分
割面と(例えば、第1分割面Sd1と第3分割面Sd3
と又は第3分割面Sd3と第5分割面Sd5)から内挿
される面の位置と、第2n分割面(例えば、第2分割面
Sd2又は第4分割面Sd4)の位置との差が、第2分
割面(例えば、第2分割面Sd2又は第4分割面Sd
4)のほぼ中央位置を中心として非対称になっているこ
とが好ましい。さらに、この場合、光軸から離れるに従
いその差が大きくなることが好ましい。In other words, from another viewpoint, the (2n-1) -th division plane (for example, the first division plane Sd1 or the second division plane) of the 2n division plane (for example, the second division plane Sd2 or the fourth division plane Sd4). From the step amount from the three-divided surface Sd3), the second n-th divided surface (for example, the second divided surface Sd2 or the fourth divided surface difference Sd4) is obtained.
Is larger from the (2n + 1) th divided plane (for example, the third divided plane Sd3 or the fifth divided plane Sd5). In this case, similarly to the above, in the case of t1> t2 and NA1> NA2, from the (2n + 1) th plane of the 2nth division plane, the step amount of the 2nth division plane from the (2n-1) th plane is used. Is smaller. Further, at a predetermined position from the optical axis, the (2n-1) -th divided surface, the (2n + 1) -th divided surface (for example, the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3)
Or the difference between the position of the surface interpolated from the third divided surface Sd3 and the fifth divided surface Sd5) and the position of the second n-th divided surface (for example, the second divided surface Sd2 or the fourth divided surface Sd4). Two division planes (for example, the second division plane Sd2 or the fourth division plane Sd
It is preferable that it is asymmetric about the center position of 4). Further, in this case, it is preferable that the difference increases as the distance from the optical axis increases.
【0169】なお、本実施の形態において、対物レンズ
16の光源側の屈折面S1を5分割したが、これに限ら
れず、他の集光光学系の光学素子(例えば、コリメータ
レンズなど)に設けてもよく、あるいは、別途光学素子
を設けてもよい。In the present embodiment, the refracting surface S1 on the light source side of the objective lens 16 is divided into five parts. However, the present invention is not limited to this, and the refracting surface S1 is provided on an optical element of another condensing optical system (eg, a collimator lens). Alternatively, an optical element may be separately provided.
【0170】また、本実施の形態では、第1分割面Sd
1〜第5分割面Sd5の境界に段差を設けたが、少なく
とも一つの境界を段差を設けずに連続的に分割面を形成
してもよい。また、分割面と分割面との境界は、屈曲さ
せることなく、例えば所定のRで以て接続させてもよ
い。このRは意図的に設けたものであってもよく、ま
た、意図的に設けたものでなくてもよい(この意図的に
設けたものではない例として、対物レンズ16をプラス
チック等で形成する場合に、金型を加工する上で形成さ
れる境界のRがある)。In this embodiment, the first division surface Sd
Although a step is provided at the boundary between the first to fifth division surfaces Sd5, a division surface may be formed continuously without providing a step at at least one boundary. Further, the boundary between the divided surfaces may be connected by, for example, a predetermined radius without bending. This R may be provided intentionally or may not be provided intentionally (as an example not provided intentionally, the objective lens 16 is formed of plastic or the like. In some cases, there is a boundary R formed in processing the mold).
【0171】また、本実施の形態では、光源側から対物
レンズ16を見たときに、第2分割面Sd2及び第4分
割面Sd4を光軸と同心円状の環形状で設けたが、これ
に限られず、途切れた環状で設けてもよい。また、第2
分割面Sd2又は/及び第4分割面Sd4をホログラム
やフレネルで構成してもよい。なお、第2分割面Sd2
をホログラムで構成した場合、0次光と1次光とに分け
た光束の一方を第1光ディスクの再生に利用し、他方を
第2光ディスクの再生に利用する。このとき、第2光デ
ィスクの再生に利用する光束の光量の方が、第1光ディ
スクの再生に利用する光束の光量より大きいことが好ま
しい。In the present embodiment, when the objective lens 16 is viewed from the light source side, the second divided surface Sd2 and the fourth divided surface Sd4 are provided in a ring shape concentric with the optical axis. It is not limited, and may be provided in an interrupted ring shape. Also, the second
The division surface Sd2 and / or the fourth division surface Sd4 may be configured by a hologram or Fresnel. Note that the second division surface Sd2
Is composed of a hologram, one of the light beams divided into the zero-order light and the primary light is used for reproducing the first optical disk, and the other is used for reproducing the second optical disk. At this time, it is preferable that the light amount of the light beam used for reproducing the second optical disk is larger than the light amount of the light beam used for reproducing the first optical disk.
【0172】また、本実施の形態において、第1光ディ
スクを再生する際(すなわち、厚さt1の透明基板を介
したとき)第1分割面Sd1及び第3分割面Sd3を通
過する光束による最良波面収差が0.05λrms(た
だし、λ(nm)は第1光ディスクを再生する際に使用
する光源の波長)を満たすだけでなく、第2光ディスク
を再生する際(すなわち、厚さt2の透明基板を介した
とき)第1分割面Sd1を通過する光束による最良波面
収差が回折限界である0.07λrms(ただし、λ
(nm)は第2光ディスクを再生する際に使用する光源
の波長)を満たすことにより、第2光ディスクの再生信
号を良好にすることができる。In the present embodiment, when reproducing the first optical disk (ie, when passing through the transparent substrate having the thickness t1), the best wavefront due to the light beam passing through the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3 is obtained. The aberration not only satisfies 0.05λrms (where λ (nm) is the wavelength of the light source used when reproducing the first optical disk), but also when reproducing the second optical disk (that is, when the transparent substrate having the thickness t2 is used). The best wavefront aberration due to the light beam passing through the first split surface Sd1 is 0.07λrms (where λ is the diffraction limit).
By satisfying (nm) is the wavelength of the light source used when reproducing the second optical disk, it is possible to improve the reproduction signal of the second optical disk.
【0173】以上、詳述した第1〜4の実施の形態にお
いて、第1分割面を光軸を含む面としたが、光軸上のご
く狭い領域の面は集光にはさほど影響を及ぼさないた
め、そのような集光には影響を与えない光軸上のごく狭
い領域の面が平坦となっていたり、突起や凹みとなって
いてもよい。要は、NA2近傍に第2光ディスクの再生
に利用する分割面を設ければよく、それより光軸側(す
なわち光軸近傍)を第1分割面とすればよい。In the first to fourth embodiments described in detail above, the first divided surface is a surface including the optical axis. However, a surface in a very narrow area on the optical axis does not significantly affect light collection. Therefore, the surface of a very narrow region on the optical axis that does not affect such light collection may be flat, or may be a projection or a depression. The point is that a division surface used for reproducing the second optical disk may be provided near NA2, and the optical axis side (that is, near the optical axis) may be set as the first division surface.
【0174】また、以上の説明においては、光ディスク
に記録された情報の再生のみについて説明したが、集光
光学系(対物レンズ)によって集光する光スポットが重
要である点で光ディスクへ情報を記録する場合について
も同様であり、以上の実施の形態は有効に記録にも使え
ることは言うまでもない。In the above description, only the reproduction of the information recorded on the optical disk has been described. However, the information is recorded on the optical disk in that the light spot focused by the focusing optical system (objective lens) is important. The same applies to the case of performing the above operation, and it goes without saying that the above embodiment can be effectively used for recording.
【0175】さらに、上述した第1〜第4の実施の形態
においては、フォーカスエラー信号のS字特性が良好に
なるという効果も奏する。Further, the first to fourth embodiments have an effect that the S-characteristic of the focus error signal is improved.
【0176】[0176]
【実施例】以下の実施例においては、本発明を対物レン
ズ16の光源側の屈折面に適用したものである。また、
第1光ディスクとしてDVD(透明基板の厚さt1=
0.6mm、必要な開口数NA1=0.60(λ=63
5nm))を用い、第2光ディスクとしてCD(透明基
板の厚さt2=1.2mm、必要な開口数NA2=0.
366(λ=635nm)あるいはNA2=0.45
(λ=780nm))あるいはCD−R(透明基板の厚
さt2=1.2mm、必要な開口数NA2=0.50
(λ=780nm)(ただし、再生のみの場合は、NA
2=0.45(λ=780nm))を用いることにす
る。なお、以下の対物レンズ16の例においては、コリ
メータレンズ13は、設計を最適にすることにより対物
レンズ16へは略無収差の平行光束を入射させることが
できるため、以下の例においては略無収差の平行光束を
出射できるコリメータレンズ13を使用することを前提
として、対物レンズ16へ光束が入射して以降の構成を
示す。また、対物レンズ16の光源側の配置される絞り
を第1面として、ここから順に第i番目のレンズ面の曲
率半径をri、DVD再生時の第i番目の面と第i+1
番目の面との間の距離をdi(CD再生時は、di′に
記載がある場合はその数値に変わり、記載がない場合は
diと同じである)、その間隔のレーザー光源の光束の
波長での屈折率をniで表している。また、光学面に非
球面を用いた場合は、上述した非球面の式に基づくもの
とする。In the following embodiments, the present invention is applied to a refracting surface on the light source side of the objective lens 16. Also,
DVD (transparent substrate thickness t1 =
0.6 mm, required numerical aperture NA1 = 0.60 (λ = 63
5 nm)) and a CD (transparent substrate thickness t2 = 1.2 mm, required numerical aperture NA2 = 0.
366 (λ = 635 nm) or NA2 = 0.45
(Λ = 780 nm)) or CD-R (transparent substrate thickness t2 = 1.2 mm, required numerical aperture NA2 = 0.50)
(Λ = 780 nm) (However, in the case of reproduction only, NA
2 = 0.45 (λ = 780 nm)). In the following example of the objective lens 16, the collimator lens 13 can make a substantially illuminated parallel light beam incident on the objective lens 16 by optimizing the design. Assuming that a collimator lens 13 capable of emitting a parallel light beam having an aberration is used, a configuration after the light beam enters the objective lens 16 will be described. The aperture disposed on the light source side of the objective lens 16 is defined as a first surface, and the radius of curvature of the i-th lens surface is ri in this order.
The distance from the second surface is di (for CD's, the value is changed to its value if described in di ', and the same as di when not described), the wavelength of the luminous flux of the laser light source at that interval Is represented by ni. When an aspherical surface is used for the optical surface, the expression is based on the above-described aspherical surface expression.
【0177】また、表4、7、8、11、14、15、
18、19、22、23、26、27、30、31、3
4、35、38、39中の記載においては次のように行
っている。なお、次における「n」は自然数である。Tables 4, 7, 8, 11, 14, 15,
18, 19, 22, 23, 26, 27, 30, 31, 3,
In the descriptions in 4, 35, 38, and 39, the following is performed. Note that “n” in the following is a natural number.
【0178】まず、NAL・NAHに続けて記載してい
る( )内の数字は、分割面(例えば、NAL(2)
は、第2分割面上でのNALの値を示している)を示し
ている。First, the number in parentheses following NAL / NAH indicates the dividing plane (for example, NAL (2)
Indicates the value of NAL on the second division plane).
【0179】また、H2nmidは、光軸と直交する方
向で光軸から第2n分割面の中央位置までの高さを示し
ている。H2nmid indicates the height from the optical axis to the center of the second n-th divided surface in the direction orthogonal to the optical axis.
【0180】また、θ2n−1,2n+1,midは、
高さH2nmidにおける第(2n−1)分割面及び第
(2n+1)分割面から内挿される面の法線と光軸との
なす角度を示している。さらに、θ2n−1,2n+
1,midを詳細にいうと、第(2n−1)分割面を第
2n分割面の方向に延長した面を想定し、その想定した
面における光軸からの高さH2nmidにおける法線と
光軸とのなす角度と、第(2n+1)分割面を第2n分
割面の方向に延長した面を想定し、その想定した面にお
ける光軸からの高さH2nmidにおける法線と光軸と
のなす角度との平均角度をいう。ここで、具体的に面を
想定する場合には「数1」に示す非球面の式を参考にす
ればよい。Further, θ2n-1,2n + 1, mid are as follows.
It shows the angle between the optical axis and the normal of the plane interpolated from the (2n-1) -th divided plane and the (2n + 1) -th divided plane at the height H2 nmid. Further, θ2n-1,2n +
1, mid, in detail, a plane obtained by extending the (2n-1) -th divided plane in the direction of the 2n-th divided plane is assumed, and a normal line and an optical axis at a height H2 nmid from the optical axis of the assumed plane. And the angle between the normal and the optical axis at a height H2 nmid from the optical axis on the assumed surface extending from the (2n + 1) th divided surface in the direction of the 2n divided surface. Mean angle. Here, when specifically assuming a surface, an aspherical expression shown in “Equation 1” may be referred to.
【0181】また、θ2n,midは、高さH2nmi
dにおける第2n分割面の法線と光軸とのなす角度を示
している。Further, θ2n, mid is the height H2nmi.
It shows the angle between d and the optical axis of the normal line of the 2n-th divided surface in d.
【0182】また、Δθ2n,midは、θ2n,mi
dとθ2n−1,2n+1,midとの差を示してい
る。Δθ2n, mid is θ2n, mi
It shows the difference between d and θ2n-1,2n + 1, mid.
【0183】また、図9、13、18、22、27、3
2、37、42、47、52の(a)、(b)の下側に
記載した「defocus」とは、光ディスクの情報記
録面(所定の厚さ、屈折率の透明基板を介したとき)に
幾何学的焦点位置に合致する対物レンズ16の位置を中
心に、光源からの光束の進行方向を正とした場合におけ
る、最良の波面収差を得るために光軸方向に対物レンズ
16を移動させる量(デフォーカス量)を示している。FIGS. 9, 13, 18, 22, 27, 3
The "defocus" described below (a) and (b) of 2, 37, 42, 47 and 52 is the information recording surface of the optical disk (when passing through a transparent substrate having a predetermined thickness and refractive index). The objective lens 16 is moved in the direction of the optical axis in order to obtain the best wavefront aberration when the traveling direction of the light beam from the light source is positive, centering on the position of the objective lens 16 that coincides with the geometric focal position. The amount (defocus amount) is shown.
【0184】(実施例1)実施例1は、上述した第2の
実施の形態の1光源の光ピックアップ装置10に搭載す
る対物レンズ16であって、第1分割面Sd1〜第3分
割面Sd3の境界に段差を設けた対物レンズ16に本発
明を適用した例である。Example 1 Example 1 is an objective lens 16 mounted on the one-light-source optical pickup device 10 of the second embodiment described above, and includes a first divided surface Sd1 to a third divided surface Sd3. This is an example in which the present invention is applied to an objective lens 16 having a step at the boundary of.
【0185】表2および表3に対物レンズの光学データ
を示す。Tables 2 and 3 show the optical data of the objective lens.
【0186】[0186]
【表2】 [Table 2]
【0187】[0187]
【表3】 [Table 3]
【0188】なお、本実施例の対物レンズは、第1非球
面が光軸と交わる位置と第2非球面が光軸と交わる位置
とが同じである。In the objective lens of this embodiment, the position where the first aspherical surface intersects the optical axis and the position where the second aspherical surface intersects the optical axis are the same.
【0189】また、図8(a)に厚さt1(=0.6m
m)の透明基板を介したとき(以下、DVD再生時とい
う)の球面収差図を、図8(b)に厚さt2(=1.2
mm)の透明基板を介したとき(以下、CD再生時とい
う)の球面収差図を示している。また、図9(a)にD
VD再生時の最良波面収差が得られる位置にデフォーカ
スした状態でみたときの波面収差図を、図9(b)にC
D再生時の最良波面収差が得られる位置にデフォーカス
した状態でみたときの波面収差図を示している。また、
表4には、NALおよびNAHの開口数、球面収差の発
生量、法線と光軸とのなす角度、法線と、各条件の値を
示す。FIG. 8A shows the thickness t1 (= 0.6 m).
FIG. 8 (b) shows a spherical aberration diagram when the film passes through the transparent substrate of FIG.
mm) (FIG. 2) shows a spherical aberration diagram when the light passes through a transparent substrate (hereinafter, referred to as CD reproduction). Further, FIG.
FIG. 9B shows a wavefront aberration diagram when defocused at a position where the best wavefront aberration can be obtained during VD reproduction.
FIG. 9 shows a wavefront aberration diagram when viewed at a position where the best wavefront aberration at the time of D reproduction is obtained in a defocused state. Also,
Table 4 shows the numerical apertures of NAL and NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal and the optical axis, the normal, and the values of each condition.
【0190】[0190]
【表4】 [Table 4]
【0191】また、図10にDVD再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図11にCD再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。FIG. 10 is a graph showing the relative intensity distribution of the condensed spot when the best spot shape is obtained during DVD reproduction. FIG. 11 is a graph showing the relative intensity distribution when the best spot shape is obtained during CD reproduction. 3 shows a relative intensity distribution diagram of a light spot.
【0192】(実施例2)実施例2は、上述した第3の
実施の形態の2つの光源(第1光源の波長λ1=635
nm、第2光源の波長λ2=780nm)を用いた光ピ
ックアップ装置10に搭載する対物レンズ16であっ
て、第1分割面Sd1〜第3分割面Sd3の境界に段差
を設けた対物レンズ16に本発明を適用した例である。(Example 2) In Example 2, the two light sources of the third embodiment described above (wavelength λ1 of the first light source = 635) were used.
nm, the wavelength of the second light source λ2 = 780 nm), the objective lens 16 mounted on the optical pickup device 10 and having a step at the boundary between the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3. It is an example to which the present invention is applied.
【0193】表5および表6に対物レンズの光学データ
を示す。Tables 5 and 6 show the optical data of the objective lens.
【0194】[0194]
【表5】 [Table 5]
【0195】[0195]
【表6】 [Table 6]
【0196】なお、本実施例の対物レンズは、第1非球
面が光軸と交わる位置と第2非球面が光軸と交わる位置
とが同じである。また、表5のni′は、第2光源(λ
2=780nm)における屈折率を示している。In the objective lens of this embodiment, the position where the first aspherical surface intersects the optical axis and the position where the second aspherical surface intersects the optical axis are the same. Also, ni ′ in Table 5 is the second light source (λ
2 = 780 nm).
【0197】また、図12(a)にDVD再生時の球面
収差図を、図12(b)にCD再生時の球面収差図を示
している。また、図13(a)にDVD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図13(b)にCD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表7には、NAL
およびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。FIG. 12A shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a DVD, and FIG. 12B shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a CD. FIG. 13A shows a wavefront aberration when defocused at a position where the best wavefront aberration can be obtained when reproducing a DVD, and FIG. 13B shows a position where the best wavefront aberration can be obtained when reproducing a CD. FIG. 4 shows a wavefront aberration diagram when viewed in a defocused state. Table 7 shows NAL
And the numerical aperture of NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition.
【0198】[0198]
【表7】 [Table 7]
【0199】また、図14にDVD再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図15にCD再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。FIG. 14 is a graph showing the relative intensity distribution of the converging spot when the best spot shape is obtained during DVD reproduction. FIG. 15 is a graph showing the relative intensity distribution when the best spot shape is obtained during CD reproduction. 3 shows a relative intensity distribution diagram of a light spot.
【0200】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
1つの光源(光源の波長λ1=635nm)を用いた光
ピックアップ装置10に搭載しても、DVDのみならず
CDの再生が可能であった。このときのCD再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図16に示す。また、この場合の、NAL
およびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表8に示す。Further, the objective lens of this embodiment is
Even when mounted on the optical pickup device 10 using one light source (light source wavelength λ1 = 635 nm), not only DVD but also CD could be reproduced. FIG. 16 shows a relative intensity distribution diagram of the converging spot when the best spot shape is obtained at the time of CD reproduction at this time. In this case, NAL
Table 8 shows the numerical aperture of NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition.
【0201】[0201]
【表8】 [Table 8]
【0202】(実施例3)実施例3は、上述した第2の
実施の形態の1光源の光ピックアップ装置10に搭載す
る対物レンズ16であって、第2分割面Sd2と第3分
割面Sd3との境界に段差を設け、第1分割面Sd1と
第2分割面Sd3との境界には段差を設けない対物レン
ズ16に本発明を適用した例である。Example 3 Example 3 is an objective lens 16 mounted on the one-light-source optical pickup device 10 of the above-described second embodiment, and includes a second divided surface Sd2 and a third divided surface Sd3. This is an example in which the present invention is applied to the objective lens 16 in which a step is provided at the boundary between the objective lens 16 and a step is not provided at the boundary between the first divided surface Sd1 and the second divided surface Sd3.
【0203】表9および表10に対物レンズの光学デー
タを示す。Tables 9 and 10 show the optical data of the objective lens.
【0204】[0204]
【表9】 [Table 9]
【0205】[0205]
【表10】 [Table 10]
【0206】なお、表10中の第2非球面の「d2=
2.200702」とは、第2非球面(第2分割面)の
形状を非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光
軸との交点と、第3面との光軸上の間隔を表している。
すなわち、この値にすることにより、第1分割面と第2
分割面とが連続した面(段差を有さない)となる。Note that “d2 =
"2.20702" means the distance between the intersection of the second aspherical surface (second divided surface) and the optical axis when the shape of the second aspherical surface (second divided surface) is extended to the optical axis according to the aspherical shape equation, on the optical axis. Represents.
That is, by setting this value, the first division surface and the second division surface
The divided surface is a continuous surface (having no step).
【0207】また、図17(a)にDVD再生時の球面
収差図を、図17(b)にCD再生時の球面収差図を示
している。また、図18(a)にDVD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図18(b)にCD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表11には、NA
LおよびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光
軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。FIG. 17A shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a DVD, and FIG. 17B shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a CD. FIG. 18A shows a wavefront aberration diagram when defocusing is performed on a position where the best wavefront aberration can be obtained during DVD reproduction, and FIG. 18B shows a position where the best wavefront aberration can be obtained during CD reproduction. FIG. 4 shows a wavefront aberration diagram when viewed in a defocused state. Table 11 also shows that NA
The numerical values of L and NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition are shown.
【0208】[0208]
【表11】 [Table 11]
【0209】また、図19にDVD再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図20にCD再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。FIG. 19 shows a relative intensity distribution diagram of the condensed spot when the best spot shape is obtained at the time of reproducing a DVD, and FIG. 20 shows a distribution of the intensity at the time when the best spot shape is obtained at the time of reproducing the CD. 3 shows a relative intensity distribution diagram of a light spot.
【0210】(実施例4)実施例4は、上述した第3の
実施の形態の2つの光源(第1光源の波長λ1=635
nm、第2光源の波長λ2=780nm)を用いた光ピ
ックアップ装置10に搭載する対物レンズ16であっ
て、第1分割面Sd1〜第3分割面Sd3の境界に段差
を設けた対物レンズ16に本発明を適用した例である。Example 4 In Example 4, two light sources (wavelength λ1 = 635 of the first light source) of the third embodiment were used.
nm, the wavelength of the second light source λ2 = 780 nm), the objective lens 16 mounted on the optical pickup device 10 and having a step at the boundary between the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3. It is an example to which the present invention is applied.
【0211】表12および表13に対物レンズの光学デ
ータを示す。Tables 12 and 13 show the optical data of the objective lens.
【0212】[0212]
【表12】 [Table 12]
【0213】[0213]
【表13】 [Table 13]
【0214】なお、表13中の第2非球面の「d2=
2.1996」とは、第2非球面(第2分割面)の形状
を非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光軸と
の交点と、第3面との光軸上の間隔を表している。これ
は、第2分割面を光軸方向にd2だけずらすことにより
位相差を設け、集光光量(ピーク強度)を上げるように
している。また、表12のni′は、第2光源(λ2=
780nm)における屈折率を示している。[0214] In Table 13, "d2 =
2.996 ”means the distance on the optical axis between the intersection with the optical axis when the shape of the second aspherical surface (second divided surface) is extended to the optical axis according to the aspherical shape equation. Represents. In this case, a phase difference is provided by shifting the second division surface by d2 in the optical axis direction, and the amount of condensed light (peak intensity) is increased. Also, ni ′ in Table 12 is the second light source (λ2 =
780 nm).
【0215】また、図21(a)にDVD再生時の球面
収差図を、図21(b)にCD再生時の球面収差図を示
している。また、図22(a)にDVD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図22(b)にCD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表14には、NA
LおよびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光
軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。FIG. 21A shows a spherical aberration diagram when reproducing a DVD, and FIG. 21B shows a spherical aberration diagram when reproducing a CD. Further, FIG. 22A shows a wavefront aberration diagram when defocused to a position where the best wavefront aberration can be obtained at the time of reproducing a DVD, and FIG. 22B shows a position at which the best wavefront aberration can be obtained at the time of reproducing a CD. FIG. 4 shows a wavefront aberration diagram when viewed in a defocused state. Also, Table 14 shows that NA
The numerical values of L and NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition are shown.
【0216】[0216]
【表14】 [Table 14]
【0217】また、図23にDVD再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図24にCD再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。FIG. 23 is a graph showing the relative intensity distribution of the condensed spot when the best spot shape is obtained during DVD reproduction. FIG. 24 is a graph showing the relative intensity distribution when the best spot shape is obtained during CD reproduction. 3 shows a relative intensity distribution diagram of a light spot.
【0218】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
1つの光源(光源の波長λ1=635nm)を用いた光
ピックアップ装置10に搭載しても、DVDのみならず
CDの再生が可能であった。このときのCD再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図25に示す。また、この場合の、NAL
およびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表15に示す。Furthermore, the objective lens of this embodiment is
Even when mounted on the optical pickup device 10 using one light source (light source wavelength λ1 = 635 nm), not only DVD but also CD could be reproduced. FIG. 25 shows a relative intensity distribution diagram of the converging spot when the best spot shape is obtained at the time of reproducing the CD at this time. In this case, NAL
Table 15 shows the numerical aperture of NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition.
【0219】[0219]
【表15】 [Table 15]
【0220】(実施例5)実施例5は、上述した第3の
実施の形態の2つの光源(第1光源の波長λ1=635
nm、第2光源の波長λ2=780nm)を用いた光ピ
ックアップ装置10に搭載する対物レンズ16であっ
て、第1分割面Sd1〜第3分割面Sd3の境界に段差
を設けた対物レンズ16に本発明を適用した例である。
なお、本実施例においては、第2光ディスクとしてCD
−Rを想定したものである。そのためNA2=0.5と
して示している。Example 5 In Example 5, the two light sources (the wavelength λ1 of the first light source = 635) of the third embodiment described above were used.
nm, the wavelength of the second light source λ2 = 780 nm), the objective lens 16 mounted on the optical pickup device 10 and having a step at the boundary between the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3. It is an example to which the present invention is applied.
In this embodiment, a CD is used as the second optical disc.
−R is assumed. Therefore, it is shown as NA2 = 0.5.
【0221】表16および表17に対物レンズの光学デ
ータを示す。Tables 16 and 17 show the optical data of the objective lens.
【0222】[0222]
【表16】 [Table 16]
【0223】[0223]
【表17】 [Table 17]
【0224】なお、本実施例の対物レンズは、第1非球
面が光軸と交わる位置と第2非球面が光軸と交わる位置
とが同じである。また、表16のni′は、第2光源
(λ2=780nm)における屈折率を示している。In the objective lens of this embodiment, the position where the first aspherical surface intersects the optical axis and the position where the second aspherical surface intersects the optical axis are the same. Further, ni ′ in Table 16 indicates a refractive index at the second light source (λ2 = 780 nm).
【0225】また、図26(a)にDVD再生時の球面
収差図を、図26(b)にCD−R再生時の球面収差図
を示している。また、図27(a)にDVD再生時の最
良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみ
たときの波面収差図を、図27(b)にCD−R再生時
の最良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態
でみたときの波面収差図を示している。また、表18に
は、NALおよびNAHの開口数、球面収差の発生量、
法線と光軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。FIG. 26A shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a DVD, and FIG. 26B shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a CD-R. FIG. 27A shows a wavefront aberration diagram when defocused at a position where the best wavefront aberration can be obtained during DVD reproduction, and FIG. 27B shows the best wavefront aberration during CD-R reproduction. FIG. 3 shows a wavefront aberration diagram when the image is defocused at a position where the image is defocused. Table 18 shows the numerical apertures of NAL and NAH, the amount of spherical aberration generated,
The angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition are shown.
【0226】[0226]
【表18】 [Table 18]
【0227】また、図28にDVD再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図29にCD−R再生時に最良のスポット形
状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。FIG. 28 is a diagram showing the relative intensity distribution of the converging spot when the best spot shape is obtained during DVD reproduction. FIG. 29 is a diagram showing the case where the best spot shape is obtained during CD-R reproduction. 3 shows a relative intensity distribution diagram of the focused spot of FIG.
【0228】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
1つの光源(光源の波長λ1=635nm)を用いた光
ピックアップ装置10に搭載しても、DVDのみならず
CDの再生が可能であった。このときのCD再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図30に示す。また、この場合の、NAL
およびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表19に示す。Further, the objective lens of this embodiment is
Even when mounted on the optical pickup device 10 using one light source (light source wavelength λ1 = 635 nm), not only DVD but also CD could be reproduced. FIG. 30 shows a relative intensity distribution diagram of the condensed spot when the best spot shape is obtained at the time of reproducing the CD at this time. In this case, NAL
Table 19 shows the numerical aperture of NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal and the optical axis, the normal, and the value of each condition.
【0229】[0229]
【表19】 [Table 19]
【0230】(実施例6)実施例6は、上述した第3の
実施の形態の2つの光源(第1光源の波長λ1=635
nm、第2光源の波長λ2=780nm)を用いた光ピ
ックアップ装置10に搭載する対物レンズ16であっ
て、第4の実施の形態において示した対物レンズ16、
すなわち、第1分割面Sd1〜第5分割面Sd5の境界
に段差を設けた対物レンズ16を搭載した例である。な
お、本実施例においては、第2光ディスクとしてCD−
Rを想定したものである。そのために、NA2=0.5
として示している。Example 6 In Example 6, the two light sources (wavelength λ1 = 635 of the first light source) of the third embodiment described above were used.
nm, the wavelength of the second light source λ2 = 780 nm), and the objective lens 16 mounted on the optical pickup device 10 using the objective lens 16 described in the fourth embodiment.
That is, this is an example in which the objective lens 16 having a step at the boundary between the first divided surface Sd1 to the fifth divided surface Sd5 is mounted. In this embodiment, the second optical disc is a CD-ROM.
R is assumed. Therefore, NA2 = 0.5
As shown.
【0231】表20および表21に対物レンズの光学デ
ータを示す。Tables 20 and 21 show the optical data of the objective lens.
【0232】[0232]
【表20】 [Table 20]
【0233】[0233]
【表21】 [Table 21]
【0234】なお、本実施例の対物レンズは、第1非球
面(第1分割面Sd1と第3分割面Sd3と第5分割面
Sd5の面(あるいは該面を延長した面)が光軸と交わ
る位置と第2分割面Sd2と第4分割面Sd4それぞれ
の分割面を延長した面(共に第2非球面を合成)が光軸
と交わる位置とが同じである。また、表20のni′
は、第2光源(λ2=780nm)における屈折率を示
している。In the objective lens of this embodiment, the first aspherical surface (the surface of the first divided surface Sd1, the third divided surface Sd3, and the fifth divided surface Sd5 (or a surface obtained by extending this surface) is the optical axis. The intersection position is the same as the position where the surfaces obtained by extending the respective division surfaces of the second division surface Sd2 and the fourth division surface Sd4 (both combine the second aspheric surface) intersect the optical axis.
Indicates the refractive index at the second light source (λ2 = 780 nm).
【0235】また、図31(a)にDVD再生時の球面
収差図を、図31(b)にCD−R再生時の球面収差図
を示している。また、図32(a)にDVD再生時の最
良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみ
たときの波面収差図を、図32(b)にCD−R再生時
の最良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態
でみたときの波面収差図を示している。また、表22に
は、NALおよびNAHの開口数、球面収差の発生量、
法線と光軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。FIG. 31 (a) shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a DVD, and FIG. 31 (b) shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a CD-R. FIG. 32A shows a wavefront aberration diagram when defocused at a position where the best wavefront aberration can be obtained during DVD reproduction, and FIG. 32B shows the best wavefront aberration during CD-R reproduction. FIG. 3 shows a wavefront aberration diagram when the image is defocused at a position where the image is defocused. Table 22 also shows the numerical apertures of NAL and NAH, the amount of spherical aberration generated,
The angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition are shown.
【0236】[0236]
【表22】 [Table 22]
【0237】また、図33にDVD再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図34にCD−R再生時に最良のスポット形
状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。FIG. 33 shows a relative intensity distribution diagram of the converging spot when the best spot shape is obtained during DVD reproduction. FIG. 34 shows a case where the best spot shape is obtained during CD-R reproduction. 3 shows a relative intensity distribution diagram of the focused spot of FIG.
【0238】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
1つの光源(光源の波長λ1=635nm)を用いた光
ピックアップ装置10に搭載しても、DVDのみならず
CDの再生が可能であった。このときのCD再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図35に示す。また、この場合の、NAL
およびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表23に示す。Further, the objective lens of this embodiment is:
Even when mounted on the optical pickup device 10 using one light source (light source wavelength λ1 = 635 nm), not only DVD but also CD could be reproduced. FIG. 35 shows a relative intensity distribution diagram of the converging spot when the best spot shape is obtained at the time of reproducing the CD at this time. In this case, NAL
Table 23 shows the numerical aperture of NAH, the amount of generation of spherical aberration, the angle between the normal and the optical axis, the normal, and the value of each condition.
【0239】[0239]
【表23】 [Table 23]
【0240】(実施例7)実施例7は、上述した第3の
実施の形態の2つの光源(第1光源の波長λ1=635
nm、第2光源の波長λ2=780nm)を用いた光ピ
ックアップ装置10に搭載する対物レンズ16であっ
て、第4の実施の形態において示した対物レンズ16、
すなわち、第1分割面Sd1〜第5分割面Sd5の境界
に段差を設けた対物レンズ16を搭載した例である。な
お、本実施例においては、第2光ディスクとしてCD−
Rを想定したものである。そのために、NA2=0.5
として示している。(Example 7) In Example 7, the two light sources (the wavelength λ1 of the first light source = 635) of the third embodiment were used.
nm, the wavelength of the second light source λ2 = 780 nm), and the objective lens 16 mounted on the optical pickup device 10 using the objective lens 16 described in the fourth embodiment.
That is, this is an example in which the objective lens 16 having a step at the boundary between the first divided surface Sd1 to the fifth divided surface Sd5 is mounted. In this embodiment, the second optical disc is a CD-ROM.
R is assumed. Therefore, NA2 = 0.5
As shown.
【0241】表24および表25に対物レンズの光学デ
ータを示す。Tables 24 and 25 show the optical data of the objective lens.
【0242】[0242]
【表24】 [Table 24]
【0243】[0243]
【表25】 [Table 25]
【0244】なお、表25中の第2非球面の「d2=
2.1996」及び「d4=2.2003」とは、それ
ぞれ第2分割面及び第4分割面(共に第2非球面)の形
状を非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光軸
との交点と、第3面との光軸上の間隔を表している。こ
れは、第2分割面を光軸方向にd2だけずらし、また、
第4分割面を光軸方向にd4だけずらすことにより位相
差を設け、集光光量(ピーク強度)を上げるようにして
いる。また、表24のni′は、第2光源(λ2=78
0nm)における屈折率を示している。Note that “d2 =
2.996 ”and“ d4 = 2.2003 ”mean the optical axis when the shapes of the second divided surface and the fourth divided surface (both are the second aspheric surfaces) are extended to the optical axis in accordance with the aspheric shape formula. And the distance on the optical axis between the intersection of the third surface and the third surface. This means that the second division plane is shifted by d2 in the optical axis direction, and
A phase difference is provided by shifting the fourth division surface by d4 in the optical axis direction to increase the amount of condensed light (peak intensity). Also, ni ′ in Table 24 is the second light source (λ2 = 78).
0 nm).
【0245】また、図36(a)にDVD再生時の球面
収差図を、図36(b)にCD−R再生時の球面収差図
を示している。また、図37(a)にDVD再生時の最
良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみ
たときの波面収差図を、図37(b)にCD−R再生時
の最良波面収差が得られる位置にデフォーカスした状態
でみたときの波面収差図を示している。また、表26に
は、NALおよびNAHの開口数、球面収差の発生量、
法線と光軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。FIG. 36 (a) shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a DVD, and FIG. 36 (b) shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a CD-R. FIG. 37 (a) shows a wavefront aberration diagram when defocused at a position where the best wavefront aberration can be obtained during DVD reproduction, and FIG. 37 (b) shows the best wavefront aberration during CD-R reproduction. FIG. 3 shows a wavefront aberration diagram when the image is defocused at a position where the image is defocused. Table 26 shows the numerical apertures of NAL and NAH, the amount of spherical aberration generated,
The angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition are shown.
【0246】[0246]
【表26】 [Table 26]
【0247】また、図38にDVD再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図39にCD−R再生時に最良のスポット形
状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。FIG. 38 shows a relative intensity distribution diagram of the converging spot when the best spot shape is obtained during DVD reproduction. FIG. 39 shows a case where the best spot shape is obtained during CD-R reproduction. 3 shows a relative intensity distribution diagram of the focused spot of FIG.
【0248】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
1つの光源(光源の波長λ1=635nm)を用いた光
ピックアップ装置10に搭載しても、DVDのみならず
CDの再生が可能であった。このときのCD再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図40に示す。また、この場合の、NAL
およびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表27に示す。Further, the objective lens of this embodiment is:
Even when mounted on the optical pickup device 10 using one light source (light source wavelength λ1 = 635 nm), not only DVD but also CD could be reproduced. FIG. 40 shows a relative intensity distribution diagram of the condensed spot when the best spot shape is obtained at the time of CD reproduction at this time. In this case, NAL
Table 27 shows the numerical aperture of NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal and the optical axis, the normal, and the value of each condition.
【0249】[0249]
【表27】 [Table 27]
【0250】(実施例8)実施例8は、上述した第3の
実施の形態の2つの光源(第1光源の波長λ1=635
nm、第2光源の波長λ2=780nm)を用いた光ピ
ックアップ装置10に搭載する対物レンズ16であっ
て、第1分割面Sd1〜第3分割面Sd3の境界に段差
を設けた対物レンズ16に本発明を適用した例である。(Eighth Embodiment) In the eighth embodiment, the two light sources (wavelength λ1 = 635 of the first light source) of the third embodiment described above are used.
nm, the wavelength of the second light source λ2 = 780 nm), the objective lens 16 mounted on the optical pickup device 10 and having a step at the boundary between the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3. It is an example to which the present invention is applied.
【0251】表28および表29に対物レンズの光学デ
ータを示す。Tables 28 and 29 show the optical data of the objective lens.
【0252】[0252]
【表28】 [Table 28]
【0253】[0253]
【表29】 [Table 29]
【0254】なお、表29中の第2非球面の「d2=
2.1995」とは、第2非球面(第2分割面)の形状
を非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光軸と
の交点と、第3面との光軸上の間隔を表している。ま
た、表28のni′は、第2光源(λ2=780nm)
における屈折率を示している。In Table 29, “d2 =
2.1995 ”means the distance on the optical axis between the intersection with the optical axis when the shape of the second aspherical surface (second divided surface) is extended to the optical axis according to the aspherical shape equation. Represents. Also, ni ′ in Table 28 is the second light source (λ2 = 780 nm)
Shows the refractive index at.
【0255】また、図41(a)にDVD再生時の球面
収差図を、図41(b)にCD再生時の球面収差図を示
している。また、図42(a)にDVD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図42(b)にCD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表30には、NA
LおよびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光
軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。FIG. 41 (a) shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a DVD, and FIG. 41 (b) shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a CD. FIG. 42A shows a wavefront aberration diagram when defocused at a position where the best wavefront aberration can be obtained at the time of reproducing the DVD, and FIG. 42B shows a position at which the best wavefront aberration can be obtained at the time of reproducing the CD. FIG. 4 shows a wavefront aberration diagram when viewed in a defocused state. In Table 30, NA
The numerical values of L and NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition are shown.
【0256】[0256]
【表30】 [Table 30]
【0257】また、図43にDVD再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図44にCD再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。FIG. 43 is a graph showing the relative intensity distribution of the condensed spot when the best spot shape is obtained during DVD reproduction, and FIG. 44 is a graph showing the relative intensity distribution when the best spot shape is obtained during CD reproduction. 3 shows a relative intensity distribution diagram of a light spot.
【0258】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
1つの光源(光源の波長λ1=635nm)を用いた光
ピックアップ装置10に搭載しても、DVDのみならず
CDの再生が可能であった。このときのCD再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図45に示す。また、この場合の、NAL
およびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表31に示す。Further, the objective lens of this embodiment is
Even when mounted on the optical pickup device 10 using one light source (light source wavelength λ1 = 635 nm), not only DVD but also CD could be reproduced. FIG. 45 shows a relative intensity distribution diagram of the converged spot when the best spot shape is obtained at the time of reproducing the CD at this time. In this case, NAL
Table 31 shows the numerical aperture of NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal and the optical axis, the normal, and the value of each condition.
【0259】[0259]
【表31】 [Table 31]
【0260】(実施例9)実施例9は、上述した第3の
実施の形態の2つの光源(第1光源の波長λ1=635
nm、第2光源の波長λ2=780nm)を用いた光ピ
ックアップ装置10に搭載する対物レンズ16であっ
て、第1分割面Sd1〜第3分割面Sd3の境界に段差
を設けた対物レンズ16に本発明を適用した例である。(Embodiment 9) In the ninth embodiment, the two light sources (wavelength λ1 = 635 of the first light source) of the third embodiment described above are used.
nm, the wavelength of the second light source λ2 = 780 nm), the objective lens 16 mounted on the optical pickup device 10 and having a step at the boundary between the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3. It is an example to which the present invention is applied.
【0261】表32および表33に対物レンズの光学デ
ータを示す。Tables 32 and 33 show the optical data of the objective lens.
【0262】[0262]
【表32】 [Table 32]
【0263】[0263]
【表33】 [Table 33]
【0264】なお、表33中の第2非球面の「d2=
2.200」とは、第2非球面(第2分割面)の形状を
非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光軸との
交点と、第3面との光軸上の間隔を表している。また、
表32のni′は、第2光源(λ2=780nm)にお
ける屈折率を示している。[0264] Note that "d2 =
2.200 ”means the distance between the intersection with the optical axis when the shape of the second aspherical surface (second division surface) is extended to the optical axis according to the aspherical shape formula, and the distance on the optical axis with the third surface. Represents. Also,
Ni ′ in Table 32 indicates the refractive index at the second light source (λ2 = 780 nm).
【0265】また、図46(a)にDVD再生時の球面
収差図を、図46(b)にCD再生時の球面収差図を示
している。また、図47(a)にDVD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図47(b)にCD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表34には、NA
LおよびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光
軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。FIG. 46A shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a DVD, and FIG. 46B shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a CD. Further, FIG. 47A shows a wavefront aberration diagram when defocusing is performed on a position where the best wavefront aberration can be obtained when reproducing a DVD, and FIG. 47B shows a position where the best wavefront aberration can be obtained when reproducing a CD. FIG. 4 shows a wavefront aberration diagram when viewed in a defocused state. In Table 34, NA
The numerical values of L and NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition are shown.
【0266】[0266]
【表34】 [Table 34]
【0267】また、図48にDVD再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図49にCD再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。FIG. 48 is a graph showing the relative intensity distribution of the converging spot when the best spot shape is obtained during DVD reproduction. FIG. 49 is a diagram showing the relative intensity distribution when the best spot shape is obtained during CD reproduction. 3 shows a relative intensity distribution diagram of a light spot.
【0268】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
1つの光源(光源の波長λ1=635nm)を用いた光
ピックアップ装置10に搭載しても、DVDのみならず
CDの再生が可能であった。このときのCD再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図50に示す。また、この場合の、NAL
およびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表35に示す。Further, the objective lens of this embodiment is
Even when mounted on the optical pickup device 10 using one light source (light source wavelength λ1 = 635 nm), not only DVD but also CD could be reproduced. FIG. 50 shows a relative intensity distribution diagram of the converging spot when the best spot shape is obtained at the time of CD reproduction at this time. In this case, NAL
Table 35 shows the numerical aperture of NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition.
【0269】[0269]
【表35】 [Table 35]
【0270】(実施例10)実施例10は、上述した第
3の実施の形態の2つの光源(第1光源の波長λ1=6
35nm、第2光源の波長λ2=780nm)を用いた
光ピックアップ装置10に搭載する対物レンズ16であ
って、第1分割面Sd1〜第3分割面Sd3の境界に段
差を設けた対物レンズ16に本発明を適用した例であ
る。Example 10 In Example 10, the two light sources of the third embodiment described above (wavelength λ1 of the first light source = 6) were used.
(35 nm, wavelength λ2 of the second light source = 780 nm), the objective lens 16 to be mounted on the optical pickup device 10 and having a step at the boundary between the first divided surface Sd1 and the third divided surface Sd3. It is an example to which the present invention is applied.
【0271】表36および表37に対物レンズの光学デ
ータを示す。Tables 36 and 37 show the optical data of the objective lens.
【0272】[0272]
【表36】 [Table 36]
【0273】[0273]
【表37】 [Table 37]
【0274】なお、表37中の第2非球面の「d2=
2.1995」とは、第2非球面(第2分割面)の形状
を非球面形状式に従って光軸まで延長したときの光軸と
の交点と、第3面との光軸上の間隔を表している。ま
た、表36のni′は、第2光源(λ2=780nm)
における屈折率を示している。[0274] In Table 37, "d2 =
2.1995 ”means the distance on the optical axis between the intersection with the optical axis when the shape of the second aspherical surface (second divided surface) is extended to the optical axis according to the aspherical shape equation. Represents. Also, ni ′ in Table 36 is the second light source (λ2 = 780 nm)
Shows the refractive index at.
【0275】また、図51(a)にDVD再生時の球面
収差図を、図51(b)にCD再生時の球面収差図を示
している。また、図52(a)にDVD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を、図52(b)にCD再生時の最良波
面収差が得られる位置にデフォーカスした状態でみたと
きの波面収差図を示している。また、表38には、NA
LおよびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光
軸とのなす角度、法線と、各条件の値を示す。FIG. 51 (a) shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a DVD, and FIG. 51 (b) shows a spherical aberration diagram at the time of reproducing a CD. FIG. 52A shows a wavefront aberration diagram when defocusing is performed on a position where the best wavefront aberration can be obtained when reproducing a DVD, and FIG. 52B shows a position where the best wavefront aberration can be obtained when reproducing a CD. FIG. 4 shows a wavefront aberration diagram when viewed in a defocused state. In Table 38, the NA
The numerical values of L and NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition are shown.
【0276】[0276]
【表38】 [Table 38]
【0277】また、図53にDVD再生時の最良のスポ
ット形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布
図を示し、図54にCD再生時に最良のスポット形状が
得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示す。FIG. 53 shows a relative intensity distribution diagram of the condensed spot when the best spot shape is obtained during DVD reproduction. FIG. 54 shows a collection when the best spot shape is obtained during CD reproduction. 3 shows a relative intensity distribution diagram of a light spot.
【0278】さらに、この実施の形態の対物レンズは、
1つの光源(光源の波長λ1=635nm)を用いた光
ピックアップ装置10に搭載しても、DVDのみならず
CDの再生が可能であった。このときのCD再生時に最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図を図55に示す。また、この場合の、NAL
およびNAHの開口数、球面収差の発生量、法線と光軸
とのなす角度、法線と、各条件の値を表39に示す。Further, the objective lens of this embodiment is
Even when mounted on the optical pickup device 10 using one light source (light source wavelength λ1 = 635 nm), not only DVD but also CD could be reproduced. FIG. 55 shows a relative intensity distribution diagram of the converging spot when the best spot shape is obtained at the time of reproducing the CD at this time. In this case, NAL
Table 39 shows the numerical aperture of NAH, the amount of spherical aberration generated, the angle between the normal line and the optical axis, the normal line, and the value of each condition.
【0279】[0279]
【表39】 [Table 39]
【0280】以上、実施例1〜実施例10によると、透
明基板の厚さが異なる2つの光ディスクを、1つの集光
光学系(そのうち1つの対物レンズ)共に良好に再生す
ることができた。また、記録に際しても何ら問題はな
い。特に、実施例2、4〜10においては、2つの光源
を用いて第1光ディスクとしてDVDの再生とともに、
第2光ディスクとしてCD−Rの再生(光源の波長が7
80nmを必須とする)ができた。さらに、この実施例
2、4〜10においては、1つの光源を用いて、DVD
およびCDの再生も良好にできた。さらに、実施例5〜
7においては、第2光ディスクとして必要開口数がNA
=0.5という高NAまで対応でき、CD−Rの記録に
も十分に使用できた。As described above, according to Examples 1 to 10, two optical discs having different thicknesses of the transparent substrate were successfully reproduced with one condensing optical system (of which one objective lens). There is no problem in recording. In particular, in the second and fourth to tenth embodiments, along with the reproduction of the DVD as the first optical disk using the two light sources,
Reproduction of CD-R as second optical disk (wavelength of light source is 7
80 nm is essential). Further, in the second and fourth to tenth embodiments, the DVD
In addition, reproduction of CDs was also successfully performed. Further, Example 5
7, the required numerical aperture for the second optical disc is NA
= 0.5 and could be used sufficiently for CD-R recording.
【0281】また、実施例1〜10のうち実施例1、
3、8〜10においては、透明基板の厚さが1.2mm
の第2光ディスクの再生信号が特に良好であった。これ
は、表40に示すように、この実施例1、3、8〜10
においては、第1分割面を通過した光束による最良波面
収差(第1分割面内波面収差量という)が、回折限界性
能である0.07λを満たすためである。Also, of the first to tenth embodiments, the first embodiment,
In 3, 8 to 10, the thickness of the transparent substrate is 1.2 mm
The reproduction signal of the second optical disk was particularly good. This is because, as shown in Table 40, Examples 1, 3, 8 to 10
In (2), the best wavefront aberration (referred to as the amount of wavefront aberration in the first divided plane) due to the light beam passing through the first divided plane satisfies the diffraction-limited performance of 0.07λ.
【0282】[0282]
【表40】 [Table 40]
【0283】なお、表40において、上段の表は光源の
波長λが635nmで透明基板の厚さが1.2mmの第
2光ディスクを再生する場合の第1分割面内波面収差量
を示しているが、実施例2、4〜10においては2光源
を用いる実施例であるため、下段の表に光源の波長λが
780nmで透明基板の厚さが1.2mmの第2光ディ
スクを再生する場合の第1分割面内波面収差量を示して
いる。[0283] In Table 40, the upper table shows the first split plane in-plane wavefront aberration amount in the case of reproducing the second optical disk having the wavelength λ of the light source of 635 nm and the thickness of the transparent substrate of 1.2 mm. However, since Examples 2 and 4 to 10 are examples using two light sources, the lower table shows a case where the second optical disk having a wavelength λ of the light sources of 780 nm and a transparent substrate thickness of 1.2 mm is reproduced. The first divided in-plane wavefront aberration amount is shown.
【0284】また、上述した実施例1〜10において、
nを自然数とすると、第(2n−1)分割面(例えば、
第1分割面Sd1又は第3分割面)を透過しDVDの透
明基板を介した光と、第2n分割面(例えば、第2分割
面Sd2又は第4分割面Sd4)のほぼ中央位置より光
軸側の第2n分割面(例えば、第2分割面Sd2又は第
4分割面Sd4)を透過しDVDの透明基板を介した光
と、の位相差である(ΔnL)π(例えば、(Δ1L)
π又は(Δ2L)π)(rad)、及び、第(2n+
1)分割面(例えば、第3分割面Sd3又は第5分割面
Sd5)を透過しDVDの透明基板を介した光と、前記
中央位置より光軸側とは反対側の第2n分割面(例え
ば、第2分割面Sd2又は第4分割面Sd4)を透過し
DVDの透明基板を介した光と、の位相差である(Δn
H)π(例えば、(Δ1H)π又は(Δ2H)π)(r
ad)の値を、表41に示す。なお、この場合、位相差
の符号は、光の進行方向(光ディスクへ向かう方向)を
正とし、第(2n−1)分割面あるいは第(2n+1)
分割面を透過しDVDの透明基板を介した光に対する第
2n分割面を透過しDVDの透明基板を介した光の位相
差を比較する。[0284] In Examples 1 to 10 described above,
If n is a natural number, the (2n-1) -th divided plane (for example,
The light passing through the first divided surface Sd1 or the third divided surface and passing through the transparent substrate of the DVD and the optical axis from the substantially center position of the 2n divided surface (for example, the second divided surface Sd2 or the fourth divided surface Sd4). (ΔnL) π (for example, (Δ1L)) which is the phase difference between the light passing through the second n-th division surface (for example, the second division surface Sd2 or the fourth division surface Sd4) and passing through the transparent substrate of the DVD.
π or (Δ2L) π) (rad) and (2n +
1) The light passing through the division surface (for example, the third division surface Sd3 or the fifth division surface Sd5) and passing through the transparent substrate of the DVD, and the second n-th division surface (for example, opposite to the optical axis side from the center position) (Δn) with the light transmitted through the second divided surface Sd2 or the fourth divided surface Sd4) and transmitted through the transparent substrate of the DVD.
H) π (eg, (Δ1H) π or (Δ2H) π) (r
ad) are shown in Table 41. In this case, the sign of the phase difference is such that the traveling direction of the light (the direction toward the optical disk) is positive and the (2n-1) th divided plane or the (2n + 1) th
The phase difference between the light transmitted through the divided surface and transmitted through the transparent substrate of the DVD and the light transmitted through the second n divided surface and transmitted through the transparent substrate of the DVD is compared.
【0285】[0285]
【表41】 [Table 41]
【0286】この表から明らかなように、実施例1〜1
0の全てにおいて、(ΔnH)>(ΔnL)を満足す
る。なお、表41における値は、各分割面Sd1〜Sd
3(あるいはSd5)間の境界部における、各分割面に
入射する光束での位相差を示している。As is clear from this table, Examples 1 to 1
In all 0, (ΔnH)> (ΔnL) is satisfied. Note that the values in Table 41 are the values of each of the divided surfaces Sd1 to Sd.
3 shows a phase difference in a light beam incident on each division surface at a boundary between 3 (or Sd5).
【0287】[0287]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明において
は、1つの集光光学系で複数の光情報記録媒体の記録/
再生ができ、低コストかつ複雑化しないで実現でき、さ
らに、高NAの光情報記録媒体にも対応できる。さら
に、本発明では、球面収差の発生を積極的に利用し、複
数の光情報記録媒体の記録/再生を1つの集光光学系で
行うことができる。As described in detail above, in the present invention, recording / recording of a plurality of optical information recording media by one condensing optical system is performed.
It can be reproduced, can be realized at low cost and without complexity, and can also be applied to an optical information recording medium with a high NA. Further, according to the present invention, recording / reproducing of a plurality of optical information recording media can be performed by one condensing optical system by positively utilizing generation of spherical aberration.
【図1】光ピックアップ装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device.
【図2】対物レンズを模式的に示した断面図(a)及び
光源側から見た正面図(b)である。FIGS. 2A and 2B are a cross-sectional view schematically showing an objective lens and a front view as viewed from a light source side.
【図3】対物レンズを模式的に示した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an objective lens.
【図4】対物レンズの球面収差図を模式的に示した図で
ある。FIG. 4 is a diagram schematically showing a spherical aberration diagram of an objective lens.
【図5】対物レンズの波面収差図を模式的に示した図で
ある。FIG. 5 is a diagram schematically showing a wavefront aberration diagram of an objective lens.
【図6】第3の実施の形態の光ピックアップ装置の概略
構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device according to a third embodiment.
【図7】第4の実施の形態の対物レンズを模式的に示し
た断面図(a)及び光源側から見た正面図(b)であ
る。FIGS. 7A and 7B are a sectional view schematically showing an objective lens according to a fourth embodiment and a front view as viewed from a light source side;
【図8】実施例1の対物レンズの収差図である。FIG. 8 is an aberration diagram of the objective lens according to the first embodiment.
【図9】実施例1の対物レンズを最良波面収差が得られ
る位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差図
である。FIG. 9 is a wavefront aberration diagram when the objective lens in Example 1 is defocused to a position where the best wavefront aberration is obtained.
【図10】実施例1の対物レンズでDVD再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。FIG. 10 is a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape at the time of reproducing a DVD is obtained by the objective lens of Example 1.
【図11】実施例1のCD再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。FIG. 11 shows a relative intensity distribution diagram of a converging spot when the best spot shape is obtained during CD reproduction according to the first embodiment.
【図12】実施例2の対物レンズの収差図である。FIG. 12 is an aberration diagram of the objective lens of the second embodiment.
【図13】実施例2の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。FIG. 13 is a wavefront aberration diagram when the objective lens in Example 2 is defocused to a position where the best wavefront aberration is obtained.
【図14】実施例2の対物レンズでDVD再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。FIG. 14 is a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape during DVD reproduction is obtained by the objective lens of Example 2.
【図15】実施例2のCD再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。FIG. 15 shows a relative intensity distribution diagram of a converging spot when the best spot shape is obtained during CD reproduction according to the second embodiment.
【図16】実施例2の対物レンズで波長635nmでC
D再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。FIG. 16 shows a graph of C at a wavelength of 635 nm with the objective lens of Example 2.
FIG. 9 shows a relative intensity distribution diagram of a converged spot when the best spot shape is obtained during D reproduction.
【図17】実施例3の対物レンズの収差図である。FIG. 17 is an aberration diagram of the objective lens of the third embodiment.
【図18】実施例3の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。FIG. 18 is a wavefront aberration diagram when the objective lens of Example 3 is defocused to a position where the best wavefront aberration is obtained.
【図19】実施例3の対物レンズでDVD再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。FIG. 19 is a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape during DVD reproduction is obtained with the objective lens of Example 3.
【図20】実施例3のCD再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。FIG. 20 shows a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape is obtained during CD reproduction according to the third embodiment.
【図21】実施例4の対物レンズの収差図である。FIG. 21 is an aberration diagram of the objective lens in the fourth embodiment.
【図22】実施例4の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。FIG. 22 is a wavefront aberration diagram when the objective lens of Example 4 is defocused to a position where the best wavefront aberration is obtained.
【図23】実施例4の対物レンズでDVD再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。FIG. 23 is a relative intensity distribution diagram of a converging spot when the best spot shape at the time of reproducing a DVD is obtained by the objective lens of Example 4.
【図24】実施例4のCD再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。FIG. 24 shows a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape is obtained during CD reproduction in Example 4.
【図25】実施例4の対物レンズで波長635nmでC
D再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。FIG. 25 shows C at a wavelength of 635 nm using the objective lens of Example 4.
FIG. 9 shows a relative intensity distribution diagram of a converged spot when the best spot shape is obtained during D reproduction.
【図26】実施例5の対物レンズの収差図である。FIG. 26 is an aberration diagram of the objective lens of the fifth embodiment.
【図27】実施例5の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。FIG. 27 is a wavefront aberration diagram when the objective lens of Example 5 is defocused to a position where the best wavefront aberration is obtained.
【図28】実施例5の対物レンズでDVD再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。FIG. 28 is a relative intensity distribution diagram of a converged spot when the best spot shape at the time of DVD reproduction is obtained by the objective lens of Example 5;
【図29】実施例5のCD−R再生時に最良のスポット
形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を
示す。FIG. 29 shows a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape is obtained during CD-R reproduction in Example 5.
【図30】実施例5の対物レンズで波長635nmでC
D再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。FIG. 30 shows a graph of C at a wavelength of 635 nm with the objective lens of Example 5.
FIG. 9 shows a relative intensity distribution diagram of a converged spot when the best spot shape is obtained during D reproduction.
【図31】実施例6の対物レンズの収差図である。FIG. 31 is an aberration diagram of the objective lens of the sixth embodiment.
【図32】実施例6の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。FIG. 32 is a wavefront aberration diagram when the objective lens of Example 6 is defocused to a position where the best wavefront aberration is obtained.
【図33】実施例6の対物レンズでDVD再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。FIG. 33 is a diagram showing a relative intensity distribution of a condensed spot when the best spot shape during DVD reproduction is obtained by the objective lens of Example 6;
【図34】実施例6のCD−R再生時に最良のスポット
形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を
示す。FIG. 34 shows a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape is obtained during CD-R reproduction in Example 6.
【図35】実施例6の対物レンズで波長635nmでC
D再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。FIG. 35 shows C at a wavelength of 635 nm with the objective lens of Example 6;
FIG. 9 shows a relative intensity distribution diagram of a converged spot when the best spot shape is obtained during D reproduction.
【図36】実施例7の対物レンズの収差図である。FIG. 36 is an aberration diagram of the objective lens of the seventh embodiment.
【図37】実施例7の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。FIG. 37 is a wavefront aberration diagram when the objective lens of Example 7 is defocused to a position where the best wavefront aberration is obtained.
【図38】実施例7の対物レンズでDVD再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。FIG. 38 is a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape during DVD reproduction is obtained by the objective lens of Example 7;
【図39】実施例7のCD−R再生時に最良のスポット
形状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を
示す。FIG. 39 shows a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape is obtained during CD-R reproduction in Example 7.
【図40】実施例7の対物レンズで波長635nmでC
D再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。FIG. 40 shows C at a wavelength of 635 nm using the objective lens of Example 7.
FIG. 9 shows a relative intensity distribution diagram of a converged spot when the best spot shape is obtained during D reproduction.
【図41】実施例8の対物レンズの収差図である。FIG. 41 is an aberration diagram of the objective lens in the eighth embodiment.
【図42】実施例8の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。FIG. 42 is a wavefront aberration diagram when the objective lens in Example 8 is defocused to a position where the best wavefront aberration is obtained.
【図43】実施例8の対物レンズでDVD再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。FIG. 43 is a diagram showing a relative intensity distribution of a condensed spot when the best spot shape at the time of reproducing a DVD is obtained by the objective lens of Example 8;
【図44】実施例8のCD再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。FIG. 44 shows a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape is obtained during CD reproduction in Example 8.
【図45】実施例8の対物レンズで波長635nmでC
D再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。FIG. 45: C at a wavelength of 635 nm with the objective lens of Example 8
FIG. 9 shows a relative intensity distribution diagram of a converged spot when the best spot shape is obtained during D reproduction.
【図46】実施例9の対物レンズの収差図である。FIG. 46 is an aberration diagram of the objective lens in the ninth embodiment.
【図47】実施例9の対物レンズを最良波面収差が得ら
れる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収差
図である。FIG. 47 is a wavefront aberration diagram when the objective lens of Example 9 is defocused to a position where the best wavefront aberration is obtained.
【図48】実施例9の対物レンズでDVD再生時の最良
のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対強
度分布図である。FIG. 48 is a diagram showing a relative intensity distribution of a condensed spot when the best spot shape at the time of reproducing a DVD is obtained by the objective lens of Example 9;
【図49】実施例9のCD再生時に最良のスポット形状
が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。FIG. 49 is a diagram showing a relative intensity distribution diagram of a converged spot when the best spot shape is obtained at the time of reproducing a CD according to the ninth embodiment.
【図50】実施例9の対物レンズで波長635nmでC
D再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光ス
ポットの相対強度分布図を示す。FIG. 50 shows a graph of C at the wavelength of 635 nm with the objective lens of Example 9.
FIG. 9 shows a relative intensity distribution diagram of a converged spot when the best spot shape is obtained during D reproduction.
【図51】実施例10の対物レンズの収差図である。FIG. 51 is an aberration diagram of the objective lens of the tenth embodiment.
【図52】実施例10の対物レンズを最良波面収差が得
られる位置にデフォーカスした状態でみたときの波面収
差図である。FIG. 52 is a wavefront aberration diagram when the objective lens of Example 10 is defocused to a position where the best wavefront aberration is obtained.
【図53】実施例10の対物レンズでDVD再生時の最
良のスポット形状が得られたときの集光スポットの相対
強度分布図である。FIG. 53 is a diagram showing a relative intensity distribution of a light-converged spot when the best spot shape at the time of reproducing a DVD is obtained by the objective lens of Example 10;
【図54】実施例10のCD再生時に最良のスポット形
状が得られたときの集光スポットの相対強度分布図を示
す。FIG. 54 shows a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape is obtained during CD reproduction in Example 10.
【図55】実施例10の対物レンズで波長635nmで
CD再生時に最良のスポット形状が得られたときの集光
スポットの相対強度分布図を示す。FIG. 55 shows a relative intensity distribution diagram of a condensed spot when the best spot shape is obtained at the time of CD reproduction at a wavelength of 635 nm with the objective lens of Example 10.
10 光ピックアップ装置 11 半導体レーザ(光源) 13 コリメータレンズ 16 対物レンズ 17 絞り 20 光情報記録媒体(光ディスク) 21 透明基板 22 情報記録面 S1,S2 屈折面 Sd1〜Sd5 分割面 111 第1光源(第1半導体レーザ) 112 第2光源(第2半導体レーザ) Reference Signs List 10 optical pickup device 11 semiconductor laser (light source) 13 collimator lens 16 objective lens 17 aperture 20 optical information recording medium (optical disk) 21 transparent substrate 22 information recording surface S1, S2 refraction surface Sd1-Sd5 division surface 111 first light source (first) (Second semiconductor laser) 112 Second light source (second semiconductor laser)
Claims (24)
媒体と透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)の
第2光情報記録媒体とに対して、光源から出射した光束
を1つの集光光学系で透明基板を介して情報記録面に集
光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録面上の
情報を再生する光情報記録媒体の記録/再生方法におい
て、 光軸近傍の第1光束は第1光情報記録媒体の記録又は再
生及び第2光情報記録媒体の記録又は再生に利用すると
ともに、 前記第1光束より外側の第2光束は主に第2光情報記録
媒体の記録又は再生に利用し、 前記第2光束より外側の第3光束は主に第1光情報記録
媒体の記録又は再生に利用することを特徴とする光情報
記録媒体の記録/再生方法。1. A light source emits light to a first optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t1 and a second optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t2 (where t2 ≠ t1). In a recording / reproducing method for an optical information recording medium, a light beam is condensed on an information recording surface via a transparent substrate by one condensing optical system, and information is recorded on the information recording surface or information is reproduced on the information recording surface. The first light beam near the optical axis is used for recording or reproduction of the first optical information recording medium and the recording or reproduction of the second optical information recording medium, and the second light beam outside the first light beam is mainly the second light beam. A third light beam outside the second light beam is used mainly for recording or reproduction on the first optical information recording medium, and is used for recording or reproduction on the optical information recording medium. Playback method.
媒体と透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)の
第2光情報記録媒体とに対して、光源から出射した光束
を1つの集光光学系で透明基板を介して情報記録面に集
光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録面上の
情報を再生する光ピックアップ装置において、 前記集光光学系は、 光軸近傍の第1光束を第1光情報記録媒体の記録又は再
生及び第2光情報記録媒体の記録又は再生に利用し、 前記第1光束より外側の第2光束を主に第2光情報記録
媒体再生に利用し、 前記第2光束より外側の第3光束を主に第1光情報記録
媒体の記録又は再生に利用するような機能を有すること
を特徴とする光ピックアップ装置。2. A light source emits light to a first optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t1 and a second optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t2 (where t2 (t1). An optical pickup device for condensing a light beam on an information recording surface via a transparent substrate with one condensing optical system and recording information on the information recording surface or reproducing information on the information recording surface, wherein the condensing optical system Utilizes a first light flux near the optical axis for recording or reproduction on a first optical information recording medium and recording or reproduction on a second optical information recording medium, and mainly uses a second light flux outside the first light flux as a second light flux. An optical pickup device used for reproducing an optical information recording medium and having a function of mainly using a third light beam outside the second light beam for recording or reproducing on the first optical information recording medium.
記録面上に集光させ、情報記録面上に情報を記録する又
は情報記録面上に記録された情報を再生する光ピックア
ップ装置において、 集光光学系を構成する少なくとも1つの光学面を、光軸
近傍の前記光学面の中央に位置する第1分割面と、前記
第1分割面との間に第2分割面を挟んで位置する第3分
割面とに分割された光学面で構成し、 透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体の記録又は
再生する際は、主に、前記第1分割面及び第3分割面を
通過した光束により、ビームスポットを形成し、 透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)の第2光
情報記録媒体の記録又は再生する際は、主に、前記第1
分割面及び第2分割面を通過した光束により、ビームス
ポットを形成することを特徴とする光ピックアップ装
置。3. An optical pickup device which focuses a light beam from a light source on an information recording surface of an optical information recording medium and records information on the information recording surface or reproduces information recorded on the information recording surface. Positioning at least one optical surface of the condensing optical system between a first division surface located at the center of the optical surface near the optical axis and the second division surface with the second division surface interposed therebetween When recording or reproducing information on the first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1, the first divided surface and the third divided surface are mainly used. A beam spot is formed by the light beam passing through the surface, and when recording or reproducing on the second optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t2 (where t2 ≠ t1), the first
An optical pickup device, wherein a beam spot is formed by a light beam having passed through a division surface and a second division surface.
数に分割された複数の分割面を有するとともに、光軸近
傍の第1分割面と前記第1分割面より外側の第3分割面
を通過する光束がほぼ同一の第1結像位置に結像するよ
うに測定したとき、前記第1結像位置と、前記第1分割
面と第3分割面との間の第2分割面を通過する光束が結
像する第2結像位置との間の距離の絶対値が、4μm以
上40μm以下であることを特徴とする対物レンズ。4. A plurality of divided surfaces, at least one of which is divided concentrically with the optical axis, a first divided surface near the optical axis, and a third divided surface outside the first divided surface. When the light beam passing through is measured to form an image at substantially the same first imaging position, the first imaging position and the second division surface between the first division surface and the third division surface are measured. An objective lens, wherein an absolute value of a distance from a second imaging position at which a passing light beam forms an image is 4 μm or more and 40 μm or less.
数に分割された複数の分割面を有するとともに、光軸近
傍の第1分割面と前記第1分割面より外側の第3分割面
を通過する光束がほぼ同一の第1結像位置に結像するよ
うに測定したとき、前記第1分割面と第3分割面との間
の第2分割面を通過する光束が結像する第2結像位置の
方が、第1結像位置より対物レンズに近いことを特徴と
する対物レンズ。5. A first divided surface having at least one surface divided into a plurality of portions concentrically with the optical axis, a first divided surface near the optical axis, and a third divided surface outside the first divided surface. When the light beam passing through is measured so as to form an image at substantially the same first imaging position, the light beam passing through the second division surface between the first division surface and the third division surface is imaged. 2. An objective lens wherein the image forming position is closer to the objective lens than the first image forming position.
は、−40μm以上−4μm以下であることを特徴とす
る請求項5に記載の対物レンズ。6. The objective lens according to claim 5, wherein a distance between the first position and the second position is −40 μm or more and −4 μm or less.
数に分割された複数の分割面を有するとともに、 所定の入射光束で所定の厚さの透明基板を介したとき、
光軸を含む第1分割面を通過する光束のうち、光軸近傍
を通過する光線が光軸と交わる位置と、光軸と直交する
方向で前記第1分割面の端部を通過する光線が光軸と交
わる位置との間に、前記第1分割面より外側の第2分割
面を通過する光線が光軸と交わるとともに、 前記第2分割面より外側の第3分割面を通過する光線
は、光軸近傍を通過する光線が光軸と交わる位置に対し
て、前記第1分割面の端部を通過する光線が光軸と交わ
る位置よりも離れた位置で、光軸と交わることを特徴と
する対物レンズ。7. When a plurality of divided surfaces having at least one surface divided into a plurality of portions concentrically with an optical axis and a predetermined incident light beam passes through a transparent substrate having a predetermined thickness,
Of the luminous flux passing through the first division plane including the optical axis, the position where the light ray passing near the optical axis intersects the optical axis and the light ray passing through the end of the first division plane in a direction orthogonal to the optical axis are Between the position intersecting with the optical axis, the light beam passing through the second division surface outside the first division surface intersects the optical axis, and the light beam passing through the third division surface outside the second division surface is A light beam passing near the optical axis intersects the optical axis at a position farther from a position where the light beam passing through the end of the first split surface intersects the optical axis with respect to a position intersecting the optical axis. Objective lens.
情報記録媒体の透明基板を介して光情報記録媒体の情報
記録面上に光スポットとして集光させ、情報記録面上に
情報を記録する又は情報記録面上に記録された情報を再
生する光ピックアップ装置において、 透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体の記録又は
再生するために必要な前記集光光学系の光情報記録媒体
側の必要開口数をNA1、 透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)の第2光
情報記録媒体の記録又は再生するために必要な前記集光
光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA2(ただ
し、NA2<NA1)、としたとき、 前記集光光学系は、開口数がNA2近傍の少なくとも2
つの開口位置で、球面収差が不連続に変化する機能を有
することを特徴とする光ピックアップ装置。8. A light beam emitted from a light source is condensed as a light spot on an information recording surface of the optical information recording medium by a condensing optical system via a transparent substrate of the optical information recording medium, and information is recorded on the information recording surface. In an optical pickup device for recording or reproducing information recorded on an information recording surface, the light of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1. The necessary numerical aperture on the information recording medium side is NA1, and the optical information recording of the condensing optical system necessary for recording or reproducing on the second optical information recording medium having a thickness of the transparent substrate of t2 (where t2 ≠ t1). Assuming that the required numerical aperture on the medium side is NA2 (where NA2 <NA1), the condensing optical system has a numerical aperture of at least 2 near NA2.
An optical pickup device having a function of changing spherical aberration discontinuously at one opening position.
らの光束を光情報記録媒体の透明基板を介して光スポッ
トとして集光させ、光情報記録媒体上に情報を記録する
または光情報記録媒体上に記録された情報を再生するピ
ックアップ装置の対物レンズにおいて、 光源の波長をλ、 透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体の記録又は
再生するために必要な前記対物レンズの光情報記録媒体
側の必要開口数をNA1、 透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)の第2光
情報記録媒体の記録又は再生するために必要な前記対物
レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をNA2(ただ
し、NA2<NA1)、としたとき、 開口数がNA2近傍の少なくとも2つの開口位置で、球
面収差が不連続に変化することを特徴とする光ピックア
ップ装置の対物レンズ。9. A light beam from a light source is condensed as a light spot on an information recording surface of an optical information recording medium via a transparent substrate of the optical information recording medium to record information on the optical information recording medium or An objective lens of a pickup device for reproducing information recorded on a recording medium, wherein the wavelength of the light source is λ, and the thickness of the transparent substrate is t1, and the objective lens is necessary for recording or reproducing on the first optical information recording medium. The required numerical aperture on the optical information recording medium side is NA1, the optical information recording of the objective lens necessary for recording or reproducing on the second optical information recording medium having a transparent substrate thickness of t2 (where t2 ≠ t1). An optical pickup device characterized in that when the required numerical aperture on the medium side is NA2 (where NA2 <NA1), the spherical aberration changes discontinuously at at least two aperture positions near NA2. Of the objective lens.
ち、最も小さい開口数をNAL、最も大きい開口数をN
AHとしたとき、 光軸と直交する方向で開口数NALと開口数NAHのほ
ぼ中央位置でみたとき、開口数NALから開口数NAH
までの面の法線と光軸とのなす角度が、光軸から開口数
NALまでの面及び開口数NAHから開口数NA1まで
の面から内挿される面の法線と光軸とのなす角度より、
t2>t1のとき大となり、t2<t1のとき小となる
ことを特徴とする請求項9に記載の光ピックアップ装置
の対物レンズ。10. The minimum numerical aperture of the at least two aperture positions is NAL, and the maximum numerical aperture is N.
When the numerical aperture NAL and the numerical aperture NAL in the direction orthogonal to the optical axis and viewed at the approximate center of the numerical aperture NAH, the numerical aperture NAL
The angle between the normal to the optical axis and the optical axis is the angle between the normal to the optical axis from the optical axis to the numerical aperture NAL and the normal to the plane interpolated from the numerical aperture NAH to the numerical aperture NA1 Than,
The objective lens of the optical pickup device according to claim 9, wherein the value is large when t2> t1 and small when t2 <t1.
記録媒体に、波長λの光源から出射した光束を集光させ
る対物レンズの設計方法において、 透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体の記録又は
再生に必要な対物レンズの光情報記録媒体側の開口数N
A1の範囲内において、厚さt1の透明基板を介して第
1光情報記録媒体に集光させた光束の最良波面収差が
0.05λrms以下となるように第1非球面と共通屈
折面とを設計するとともに、 透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)の第2光
情報記録媒体に集光させた光束の球面収差の発生量が、
第2の光情報記録媒体に第1非球面を介して集光させた
ときの球面収差の発生量より少なくなるように、前記共
通屈折面に対する第2非球面を設計し、 これら第1非球面と第2非球面とを、前記第2光情報記
録媒体の記録又は再生に必要な対物レンズの情報記録面
側の開口数をNA2(ただし、NA2<NA1)とした
とき、前記第1非球面の前記NA2近傍の光束が通過す
る部分に前記第2非球面が位置するように合成すること
により、前記対物レンズの少なくとも1つの屈折面を設
計することを特徴とする対物レンズの設計方法。11. A method of designing an objective lens for condensing a light beam emitted from a light source having a wavelength λ on a plurality of optical information recording media having different thicknesses of a transparent substrate, the first light having a thickness of t1 of the transparent substrate. Numerical aperture N of the objective lens on the optical information recording medium side required for recording or reproduction of the information recording medium
Within the range of A1, the first aspherical surface and the common refraction surface are adjusted so that the best wavefront aberration of the light beam condensed on the first optical information recording medium via the transparent substrate having the thickness t1 is 0.05λrms or less. In addition to the design, the amount of spherical aberration generated in the light beam focused on the second optical information recording medium having the thickness of the transparent substrate t2 (where t2 ≠ t1) is
The second aspherical surface with respect to the common refracting surface is designed so that the amount of spherical aberration generated when the light is condensed on the second optical information recording medium via the first aspherical surface is reduced. And the second aspherical surface, where the numerical aperture on the information recording surface side of the objective lens required for recording or reproducing the second optical information recording medium is NA2 (where NA2 <NA1), A design method of the objective lens, wherein the second aspherical surface is combined so that the second aspheric surface is located at a portion where the light flux near the NA2 passes.
記第2非球面の軸上曲率半径とを同一で行うことを特徴
とする請求項11に記載の対物レンズの設計方法。12. The method for designing an objective lens according to claim 11, wherein an on-axis radius of curvature of the first aspheric surface and an on-axis radius of curvature of the second aspheric surface are the same.
面よりも光軸側に位置する第1非球面を通過し、透明基
板の厚さがt2の第2光情報記録媒体に集光させた光束
の最良波面収差が0.07λrms以下となるように設
計することを特徴とする請求項11又は12に記載の対
物レンズの設計方法。13. The first aspherical surface passes through a first aspherical surface located closer to the optical axis than the second aspherical surface to be synthesized, and is collected on a second optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t2. 13. The method of designing an objective lens according to claim 11, wherein the design is performed such that the best wavefront aberration of the emitted light beam is 0.07 [lambda] rms or less.
記録媒体に、光源から出射した光束を集光させる対物レ
ンズにおいて、 前記対物レンズの少なくとも1つの屈折面を、 透明基板の厚さがt1の第1光情報記録媒体の記録又は
再生に必要な対物レンズの光情報記録媒体側の開口数N
A1の範囲内において、厚さt1の透明基板を介して集
光させた光束の最良波面収差が0.05λrms以下と
なるような第1非球面と、 透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)の第2光
情報記録媒体に集光させた光束の球面収差の発生量が、
第2光情報記録媒体上に前記第1非球面を介して集光さ
せたときの球面収差の発生量より、少なくなるような第
2非球面とを、前記第2光情報記録媒体の記録又は再生
に必要な対物レンズの情報記録面側の開口数をNA2
(ただし、NA2<NA1)としたとき、前記第1非球
面の前記NA2近傍の光束が通過する部分に前記第2非
球面が位置するように合成した屈折面で構成したことを
特徴とする対物レンズ。14. An objective lens for converging a light beam emitted from a light source on a plurality of optical information recording media having different thicknesses of a transparent substrate, wherein at least one refracting surface of the objective lens has a thickness of the transparent substrate. Numerical aperture N on the optical information recording medium side of the objective lens required for recording or reproduction of the first optical information recording medium at t1
Within the range of A1, the first aspherical surface such that the best wavefront aberration of the light beam condensed through the transparent substrate having the thickness t1 is 0.05λrms or less, and the thickness of the transparent substrate is t2 (where t2 The amount of spherical aberration of the light beam focused on the second optical information recording medium of (t1) is
A second aspherical surface that is smaller than the amount of spherical aberration generated when the light is condensed on the second optical information recording medium via the first aspherical surface is recorded on the second optical information recording medium. The numerical aperture on the information recording surface side of the objective lens required for reproduction is NA2
(Where NA2 <NA1), wherein the first aspherical surface is constituted by a refraction surface synthesized such that the second aspherical surface is located at a portion through which a light beam near the NA2 passes. lens.
録媒体に対して、光源から出射した光束を集光光学系で
透明基板を介して情報記録面に集光させ、情報記録面上
に情報を記録又は情報記録面上の情報を再生する光ピッ
クアップ装置において、 前記第1光情報記録媒体を記録又は再生するのに必要な
前記集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA
1、 前記第1光情報記録媒体の透明基板の厚さt1とは異な
る透明基板の厚さt2(t2≠t1)を有する第2光情
報記録媒体を記録又は再生するのに必要な前記集光光学
系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA2(ただし、
NA2<NA1)とすると、 前記集光光学系に、 0.60(NA2)<NA3<1.3(NA2) (ただし、第2光情報記録媒体を記録又は再生する際の
光源の波長が740nm〜870nmである場合、この
式の上限は1.1(NA2)とする) 0.01<NA4−NA3<0.12 の条件を満たす前記集光光学系の光情報記録媒体側の開
口数NA3と開口数NA4との間を通過する光束に作用
して、該光束を主に第2光情報記録媒体の記録又は再生
に利用するための面を設けることにより、 透明基板の厚さが互いに異なる第1光情報記録媒体と第
2光情報記録媒体とに対して、同じ前記集光光学系で、
記録又は再生を行うことを特徴とする光ピックアップ装
置。15. A light beam emitted from a light source is condensed on an information recording surface via a transparent substrate by a condensing optical system on a first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1, and an information recording surface is provided. An optical pickup device for recording information thereon or reproducing information on an information recording surface, comprising: a necessary aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the first optical information recording medium. Number is NA
1. The light condensing necessary for recording or reproducing a second optical information recording medium having a transparent substrate thickness t2 (t2 ≠ t1) different from the transparent substrate thickness t1 of the first optical information recording medium. The required numerical aperture of the optical system on the optical information recording medium side is NA2 (however,
When NA2 <NA1 is satisfied, 0.60 (NA2) <NA3 <1.3 (NA2) (where the wavelength of the light source for recording or reproducing the second optical information recording medium is 740 nm). In the case of 8870 nm, the upper limit of this expression is 1.1 (NA2). The numerical aperture NA3 on the optical information recording medium side of the condensing optical system that satisfies the condition of 0.01 <NA4-NA3 <0.12. Acting on a light beam passing between the first optical information recording medium and the numerical aperture NA4, the surface of the second optical information recording medium is mainly used for recording or reproduction, so that the thicknesses of the transparent substrates are different from each other. For the first optical information recording medium and the second optical information recording medium, the same condensing optical system
An optical pickup device for performing recording or reproduction.
は再生に利用するための面を通過した第2光束が結像す
る第2結像位置は、第2光束より内側の第1光束と第2
光束より外側の第3光束とがほぼ同一の第1結像位置に
結像するように測定したときに、前記第1結像位置との
間の距離の絶対値が、4μm以上40μm以下であるこ
とを特徴とする請求項15に記載の光ピックアップ装
置。16. The second image forming position of the second light beam that has passed through a surface mainly used for recording or reproduction of the second optical information recording medium is a first light beam inside the second light beam. And the second
When measured so that a third light beam outside the light beam forms an image at substantially the same first image forming position, the absolute value of the distance from the first image forming position is 4 μm or more and 40 μm or less. The optical pickup device according to claim 15, wherein:
録媒体と透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)
の第2光情報記録媒体とに対して、光源から出射した光
束を1つの集光光学系で透明基板を介して情報記録面に
集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録面上
の情報を再生する光情報記録媒体の記録/再生を行う光
ピックアップ装置において、 第1光情報記録媒体を記録又は再生するのに必要な前記
集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA1、 第2光情報記録媒体を記録又は再生するのに必要な前記
集光光学系の光情報記録媒体側の必要開口数をNA2
(ただし、NA2<NA1)とすると、 前記集光光学系は、所定の倍率で厚さt1の透明基板を
介したときに、開口数NA1の範囲内において、最良波
面収差を得るようにしたとき、縦軸に波面収差、横軸に
開口数をとった波面収差曲線でみると、開口数NA2近
傍の少なくとも2カ所で波面収差が不連続となることを
特徴とする光ピックアップ装置。17. A first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1 and a thickness of a transparent substrate having a thickness of t2 (where t2 ≠ t1).
The second optical information recording medium, the light flux emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate by one condensing optical system, and the information is recorded on the information recording surface or the information recording surface is recorded. In an optical pickup device for recording / reproducing an optical information recording medium for reproducing the above information, a necessary aperture on the optical information recording medium side of the condensing optical system necessary for recording or reproducing the first optical information recording medium. The numerical aperture is NA1, and the required numerical aperture of the condensing optical system on the optical information recording medium side required for recording or reproducing the second optical information recording medium is NA2.
(Where NA2 <NA1) When the condensing optical system is configured to obtain the best wavefront aberration within the range of numerical aperture NA1 when passing through a transparent substrate having a thickness t1 at a predetermined magnification. An optical pickup device characterized in that the wavefront aberration is discontinuous in at least two places near the numerical aperture NA2 when viewed on a wavefront aberration curve with the wavefront aberration on the vertical axis and the numerical aperture on the horizontal axis.
録媒体と透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)
の第2光情報記録媒体とに対して、光源から出射した光
束を1つの集光光学系で透明基板を介して情報記録面に
集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録面上
の情報を再生する光情報記録媒体の記録/再生を行う光
ピックアップ装置の対物レンズにおいて、 前記対物レンズは、少なくとも1面が、光軸近傍の第1
分割面より順に第2n+1(ただし、nは自然数)分割
面まで分割されており、 前記第1分割面を通過する第1光束は、第1光情報記録
媒体の記録又は再生及び第2光情報記録媒体の記録又は
再生に利用するとともに、 偶数分割面を通過する光束は主に第2光情報記録媒体の
記録又は再生に利用し、 第1分割面を除く奇数分割面を通過する光束は主に第1
光情報記録媒体の記録又は再生に利用することを特徴と
する光ピックアップ装置の対物レンズ。18. A first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1 and a thickness of a transparent substrate having a thickness of t2 (where t2 ≠ t1).
The second optical information recording medium, the light flux emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate by one condensing optical system, and the information is recorded on the information recording surface or the information recording surface is recorded. An objective lens of an optical pickup device for recording / reproducing an optical information recording medium for reproducing the above information, wherein the objective lens has at least one surface near a first optical axis.
The first light flux passing through the first divided surface is divided into a second optical information recording medium and a second optical information recording device, wherein the first light flux passing through the first divided surface is divided into a second (n + 1) th (where n is a natural number) divided surface. The light beam passing through the even-numbered division surface is mainly used for recording or reproduction of the second optical information recording medium while the light beam passing through the odd-numbered division surface excluding the first division surface is mainly used for recording or reproduction of the medium. First
An objective lens of an optical pickup device, which is used for recording or reproduction of an optical information recording medium.
集光光学系により光情報記録媒体の透明基板を介して情
報記録面上に集光し、情報記録面上への情報の記録又は
情報記録面上に記録された情報の再生を行う光ピックア
ップ装置において、 前記光源からの光束を前記集光光学系により厚さt1、
屈折率n1の平行平面板を介して集光し、平行平面板側
の第1開口数の範囲内において、その波面収差が最良と
なる状態で波面収差を測定して得られる波面収差曲線
が、前記集光光学系の前記平行平面板側の第1開口数よ
り小さい第2開口数の範囲内に、波面収差が不連続とな
る部分を有し、かつ、 該不連続となっている部分の波面収差の傾きが、該不連
続となっている部分の両側の曲線の端部を結ぶ直線の傾
きとは異なる傾きである波面収差曲線となるように、前
記集光光学系の少なくとも1つの屈折面を光軸と同心状
に複数の分割面で構成したことを特徴とする光ピックア
ップ装置。19. A light beam having a wavelength λ having a uniform phase from a light source is condensed on an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium by a condensing optical system, and information is recorded or recorded on the information recording surface. In an optical pickup device for reproducing information recorded on an information recording surface, a light flux from the light source is supplied to the condensing optical system to have a thickness t1,
The light is condensed through a parallel plane plate having a refractive index of n1, and within a range of the first numerical aperture on the side of the parallel plane plate, a wavefront aberration curve obtained by measuring the wavefront aberration in a state where the wavefront aberration is optimal is as follows: In a range of a second numerical aperture smaller than the first numerical aperture on the parallel plane plate side of the converging optical system, the converging optical system has a portion where the wavefront aberration is discontinuous, and At least one refraction of the condensing optical system is such that the slope of the wavefront aberration is a slope different from the slope of a straight line connecting the ends of the curves on both sides of the discontinuous portion. An optical pickup device, wherein a surface is constituted by a plurality of divided surfaces concentrically with an optical axis.
は光情報記録媒体上に記録された情報を再生するため
に、光情報記録媒体の情報記録面上に光源からの光束を
光情報記録媒体の透明基板を介して光スポットとして集
光させる光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、 波長λ1の光源を用いて透明基板の厚さがt1の第1光
情報記録媒体及び透明基板の厚さがt2(ただし、t2
≠t1)の第2光情報記録媒体の情報記録面上に集光さ
せることができるとともに、波長λ2(ただし、λ2≠
λ1)の光源を用いた場合であっても第2光情報記録媒
体の情報記録面上に集光することが可能なように、前記
対物レンズの少なくとも1面を複数の分割面で構成した
ことを特徴とする光ピックアップ装置の対物レンズ。20. A method for recording information on an optical information recording medium or reproducing information recorded on the optical information recording medium, the method comprising the steps of: In an objective lens of an optical pickup device for condensing light as a light spot via a transparent substrate of a medium, a first optical information recording medium having a transparent substrate having a thickness of t1 and a transparent substrate having a thickness of t2 using a light source having a wavelength of λ1. (However, t2
The light can be focused on the information recording surface of the second optical information recording medium of {t1), and the wavelength λ2 (where λ2 ≠)
At least one surface of the objective lens is constituted by a plurality of divided surfaces so that light can be focused on the information recording surface of the second optical information recording medium even when the light source of λ1) is used. An objective lens for an optical pickup device, comprising:
複数に分割された複数の分割面を有するとともに、 第2n分割面(ただし、nは1以上の整数)より光軸側
の第(2n−1)分割面を透過した光と、第2n分割面
より光軸側とは反対側の第(2n+1)分割面を透過し
た光とが、所定の厚さの透明基板を介して、ほぼ同じ位
相となるようにしたとき、 前記第(2n−1)分割面を透過した光と、光軸に直交
する方向において第2n分割面のほぼ中央位置より光軸
側の第2n分割面を透過した光と、の位相差を(Δn
L)π(rad)とし、 前記第(2n+1)分割面を透過した光と、前記中央位
置より光軸側とは反対側の第2n分割面を透過した光
と、の位相差を(ΔnH)π(rad)とすると、 (ΔnH)≠(ΔnL) を満足することを特徴とする光ピックアップ装置の対物
レンズ。21. A semiconductor device having a plurality of divided surfaces at least one of which is divided concentrically with the optical axis and a second (n is an integer of 1 or more) optical axis side of a second (n) divided surface. The light transmitted through the 2n-1) divided surface and the light transmitted through the (2n + 1) -th divided surface opposite to the optical axis side from the 2n divided surface are substantially transmitted through the transparent substrate having a predetermined thickness. When the phase is the same, the light transmitted through the (2n-1) -th divided surface transmits through the second n-divided surface closer to the optical axis than the substantially central position of the second n-divided surface in a direction orthogonal to the optical axis. And the phase difference of (Δn
L) π (rad), and the phase difference between the light transmitted through the (2n + 1) -th divided surface and the light transmitted through the second n-th divided surface opposite to the optical axis side from the center position is (ΔnH) An objective lens for an optical pickup device, characterized by satisfying (ΔnH) ≠ (ΔnL) where π (rad).
録媒体と透明基板の厚さがt2(ただし、t2≠t1)
の第2光情報記録媒体とに対して、光源から出射した光
束を1つの集光光学系で透明基板を介して情報記録面に
集光させ、情報記録面上に情報を記録又は情報記録面上
の情報を再生する光ピックアップ装置において、 前記集光光学系の少なくとも一つの面は、光軸と同心状
に複数に分割された複数の分割面を有するとともに、 第2n分割面(ただし、nは1以上の整数)より光軸側
の第(2n−1)分割面を透過して透明基板を介した光
と、光軸に直交する方向において第2n分割面のほぼ中
央位置より光軸側の第2n分割面を透過して透明基板を
介した光と、の位相差を(ΔnL)π(rad)とし、 第2n分割面より光軸側とは反対側の第(2n+1)分
割面を透過して透明基板を介した光と、前記中央位置よ
り光軸側とは反対側の第2n分割面を透過して透明基板
を介した光と、の位相差を(ΔnH)π(rad)とす
ると、 (ΔnH)≠(ΔnL) を満足することを特徴とする光ピックアップ装置。22. A first optical information recording medium having a transparent substrate thickness t1 and a transparent substrate thickness t2 (where t2tt1).
The second optical information recording medium, the light flux emitted from the light source is condensed on the information recording surface via the transparent substrate by one condensing optical system, and the information is recorded on the information recording surface or the information recording surface is recorded. In the optical pickup device for reproducing the above information, at least one surface of the condensing optical system has a plurality of divided surfaces concentrically with the optical axis and a second n-th divided surface (where n Is an integer of 1 or more) and passes through the (2n-1) -th divided surface on the optical axis side and passes through the transparent substrate. The phase difference between light transmitted through the second n-th divided surface and passing through the transparent substrate is (ΔnL) π (rad), and the (2n + 1) -th divided surface on the side opposite to the optical axis side from the second n-th divided surface is Light transmitted through the transparent substrate and a second light beam on the opposite side of the optical axis side from the center position. An optical pickup device characterized by satisfying (ΔnH) ≠ (ΔnL), where (ΔnH) π (rad) represents a phase difference between light transmitted through the n-divided surface and passing through the transparent substrate.
1光情報記録媒体と、透明基板の厚さt2(ただし、t
2≠t1)、屈折率n2で記録密度が第1光情報記録媒
体よりも小さい第2光情報記録媒体との2種類の光情報
記録媒体の記録又は再生が可能な光ピックアップ装置の
集光光学系において、 前記第1光情報記録媒体の記録又は再生用の光源からの
光束を、厚さt1、屈折率n1の透明基板を介して集光
して前記第1光情報記録媒体の記録又は再生用のビーム
スポットを形成したとき、光情報記録媒体側からみて、
開口数NALから開口数NAH(ただし、NAH>NA
L)の光束が前記ビームスポットの形成位置には集光せ
ず、かつ、 前記第2光情報記録媒体の記録又は再生用の光源からの
光束を、厚さt2、屈折率n2の透明基板を介して集光
して前記第2光情報記録媒体の記録又は再生用のビーム
スポットを形成したとき、光情報記録媒体側からみて、
光軸近傍からNAHまでの光束が前記ビームスポットの
形成位置に集光し、NAHよりも高NAの領域の光束が
前記ビームスポットの形成位置には集光しないように、
前記集光光学系の少なくとも1面が光軸と同心状の複数
の分割面で構成されていることを特徴とする光ピックア
ップ装置の集光光学系。23. A first optical information recording medium having a transparent substrate thickness t1 and a refractive index n1, and a transparent substrate thickness t2 (where t1
2 ≠ t1), focusing optics of an optical pickup device capable of recording or reproducing two types of optical information recording media, a second optical information recording medium having a refractive index n2 and a recording density smaller than the first optical information recording medium. In the system, a light beam from a recording or reproducing light source of the first optical information recording medium is condensed through a transparent substrate having a thickness of t1 and a refractive index of n1, and recording or reproducing of the first optical information recording medium is performed. When a beam spot is formed for the optical information recording medium,
From the numerical aperture NAL to the numerical aperture NAH (where NAH> NA
L) does not converge on the beam spot forming position, and the light beam from the recording or reproducing light source of the second optical information recording medium passes through a transparent substrate having a thickness t2 and a refractive index n2. When a beam spot for recording or reproduction of the second optical information recording medium is formed by condensing through the second optical information recording medium, when viewed from the optical information recording medium side,
Light beams from near the optical axis to NAH are condensed at the beam spot forming position, and light beams in a region having a higher NA than NAH are not condensed at the beam spot forming position.
A condensing optical system for an optical pickup device, wherein at least one surface of the condensing optical system is constituted by a plurality of divided surfaces concentric with an optical axis.
種類の光情報記録媒体の記録又は再生が可能な光ピック
アップ装置の集光光学系において、 光源から出射した光束を、光軸に対して垂直方向に光軸
近傍から順に、第1光束、第2光束及び第3光束の少な
くとも3つの光束に分割するように、前記集光光学系の
少なくとも1面を光軸と同心状の分割面で構成するとと
もに、 記録密度の小さい光情報記録媒体の記録又は再生する際
には、光源から出射した光束のうち光軸近傍の第1光束
及び第2光束を該光情報記録媒体の情報記録面に集光さ
せ、 記録密度の大きい光情報記録媒体の記録又は再生する際
には、光源から出射した光束のうち前記第1光束及び前
記第3光束を該光情報記録媒体の情報記録面に集光させ
ることを特徴とする光ピックアップ装置の集光光学系。24. The transparent substrate having different thicknesses and different recording densities.
In a light-collecting optical system of an optical pickup device capable of recording or reproducing an optical information recording medium of a type, a light beam emitted from a light source is transmitted in a direction perpendicular to the optical axis in the order from the vicinity of the optical axis to a first light beam and a second light beam. At least one surface of the condensing optical system is constituted by a divided surface concentric with the optical axis so as to be divided into at least three light beams of a light beam and a third light beam. When reproducing, the first light flux and the second light flux near the optical axis of the light flux emitted from the light source are condensed on the information recording surface of the optical information recording medium, and recording or recording on the optical information recording medium having a large recording density is performed. A condensing optical system for an optical pickup device, wherein, during reproduction, the first light beam and the third light beam among the light beams emitted from a light source are condensed on an information recording surface of the optical information recording medium.
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