JP2003121733A - 対物レンズおよび光ピックアップ装置 - Google Patents
対物レンズおよび光ピックアップ装置Info
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
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- G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 互いに異なる２つの波長の光源により、厚さ
の異なる透明基板を有する、記録密度の異なる２種類の
光ディスクを再生／記録でき、透明基板の薄い光ディス
クについて色収差を低減させると同時に透明基板の厚い
光ディスクについて残留収差を半減できるようにした対
物レンズおよび光ピックアップ装置を提供する。 【解決手段】 第１および第２の光源１１１，１１２を
備えた光ピックアップ装置において、第２の光源からの
光束のうち、透明基板の厚い第２の光ディスクを再生／
記録するために必要な光ディスク側の開口数ＮＡ２以下
の部分の波面収差の３次球面収差成分はオーバーであっ
て、その絶対値の標準偏差値をＷＳＡ２ｒｍｓ・λ２と
したときに、０．０１５≦ＷＳＡ２ｒｍｓ≦０．０６と
し、第２の光源からの光束のうち、光ディスク側の開口
数がＮＡ２を超える部分は、フレア光になるようにす
る。
の異なる透明基板を有する、記録密度の異なる２種類の
光ディスクを再生／記録でき、透明基板の薄い光ディス
クについて色収差を低減させると同時に透明基板の厚い
光ディスクについて残留収差を半減できるようにした対
物レンズおよび光ピックアップ装置を提供する。 【解決手段】 第１および第２の光源１１１，１１２を
備えた光ピックアップ装置において、第２の光源からの
光束のうち、透明基板の厚い第２の光ディスクを再生／
記録するために必要な光ディスク側の開口数ＮＡ２以下
の部分の波面収差の３次球面収差成分はオーバーであっ
て、その絶対値の標準偏差値をＷＳＡ２ｒｍｓ・λ２と
したときに、０．０１５≦ＷＳＡ２ｒｍｓ≦０．０６と
し、第２の光源からの光束のうち、光ディスク側の開口
数がＮＡ２を超える部分は、フレア光になるようにす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明基板の厚さの
異なる複数の光情報記録媒体を対物レンズを含む集光光
学系で記録および／または再生することができる光ピッ
クアップ装置に関する。
異なる複数の光情報記録媒体を対物レンズを含む集光光
学系で記録および／または再生することができる光ピッ
クアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、短波長赤色レーザの実用化に伴
い、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（「光ディスク」
ともいう）であるＤＶＤが製品化されている。ＤＶＤ用
記録再生装置では、約６５０ｎｍの半導体レーザを使用
したときの対物レンズの光デイスク側の開口数ＮＡを
０．６〜０．６５としている。ＤＶＤはトラックピッチ
０．７４μｍ、最短ビット長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４倍以上に高密度化されている。また、ＤＶＤ
においては、光ディスクが光軸に対して傾いたときに生
じるコマ収差を小さく抑えるために、透明基板厚は０．
６ｍｍとＣＤの透明基板厚（１．２ｍｍ）の半分になっ
ている。
い、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（「光ディスク」
ともいう）であるＤＶＤが製品化されている。ＤＶＤ用
記録再生装置では、約６５０ｎｍの半導体レーザを使用
したときの対物レンズの光デイスク側の開口数ＮＡを
０．６〜０．６５としている。ＤＶＤはトラックピッチ
０．７４μｍ、最短ビット長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４倍以上に高密度化されている。また、ＤＶＤ
においては、光ディスクが光軸に対して傾いたときに生
じるコマ収差を小さく抑えるために、透明基板厚は０．
６ｍｍとＣＤの透明基板厚（１．２ｍｍ）の半分になっ
ている。
【０００３】また、上記のＣＤ、ＤＶＤの他に、光源波
長や透明基板厚さが異なるなど種々の規格の光ディス
ク、例えばＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ（追記型コンパクトデ
ィスク）、ＶＤ（ビデオディスク）、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。さらに半導体レーザの短波長化が進み、発振
波長４００ｎｍ程度の短波長青色レーザが実用化されよ
うとしている。波長が短くなることで、例えＤＶＤと同
じ開口数を用いても光情報記録媒体の更なる大容量化が
可能となる。
長や透明基板厚さが異なるなど種々の規格の光ディス
ク、例えばＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ（追記型コンパクトデ
ィスク）、ＶＤ（ビデオディスク）、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。さらに半導体レーザの短波長化が進み、発振
波長４００ｎｍ程度の短波長青色レーザが実用化されよ
うとしている。波長が短くなることで、例えＤＶＤと同
じ開口数を用いても光情報記録媒体の更なる大容量化が
可能となる。
【０００４】また、上述のような従来の光情報記録媒体
であるＣＤと同程度の大きさで、記録再生が可能なＣＤ
−Ｒや、記録密度を高めたＤＶＤなど、記録面の透明基
板の厚みや記録再生用レーザ光の波長の異なる複数の光
情報記録媒体の開発が進み、これらの光情報記録媒体に
対して、同一の光ピックアップでの記録再生を可能とす
ることが求められている。このため、使用波長に応じた
複数のレーザ光源を備えながら、同一の対物レンズで記
録面へ必要な開口数でレーザ光を収束する光ピックアッ
プが、各種提案されている（例えば、特開平９−５４９
７３号公報、特開平１１−９６５８５号公報、特開平１
１−８６３１９号公報等）。
であるＣＤと同程度の大きさで、記録再生が可能なＣＤ
−Ｒや、記録密度を高めたＤＶＤなど、記録面の透明基
板の厚みや記録再生用レーザ光の波長の異なる複数の光
情報記録媒体の開発が進み、これらの光情報記録媒体に
対して、同一の光ピックアップでの記録再生を可能とす
ることが求められている。このため、使用波長に応じた
複数のレーザ光源を備えながら、同一の対物レンズで記
録面へ必要な開口数でレーザ光を収束する光ピックアッ
プが、各種提案されている（例えば、特開平９−５４９
７３号公報、特開平１１−９６５８５号公報、特開平１
１−８６３１９号公報等）。
【０００５】これらのうち、特開平９−５４９７３号公
報には、６３５ｎｍを透過光（０次回折光）、７８５ｎ
ｍは−１次回折光を利用したホログラム光学素子を用い
た光学系および６３５ｎｍを＋１次回折光、７８５ｎｍ
は透過光（０次回折光）を利用したホログラム光学素子
を用いた光学系が開示されている。しかし、このホログ
ラム光学素子によれば、ホログラムの段差が深く、対物
レンズとの一体化が困難である。
報には、６３５ｎｍを透過光（０次回折光）、７８５ｎ
ｍは−１次回折光を利用したホログラム光学素子を用い
た光学系および６３５ｎｍを＋１次回折光、７８５ｎｍ
は透過光（０次回折光）を利用したホログラム光学素子
を用いた光学系が開示されている。しかし、このホログ
ラム光学素子によれば、ホログラムの段差が深く、対物
レンズとの一体化が困難である。
【０００６】また、特開平１１−９６５８５号公報に
は、対物レンズの光源側の屈折面に３つの分割面を設
け、第１の光ディスクの再生の際には第１の分割面およ
び第３の分割面を通過する光束を利用し、透明基板の厚
さが第１の光ディスクと異なる第２光ディスクの再生の
際には第１の分割面および第２の分割面を通過する光束
を利用する光ピックアップ装置が開示されている。しか
し、この対物レンズによれば、透明基板の厚い方の光デ
ィスク（例えば、ＣＤ）で残留収差が大きくなってしま
う。
は、対物レンズの光源側の屈折面に３つの分割面を設
け、第１の光ディスクの再生の際には第１の分割面およ
び第３の分割面を通過する光束を利用し、透明基板の厚
さが第１の光ディスクと異なる第２光ディスクの再生の
際には第１の分割面および第２の分割面を通過する光束
を利用する光ピックアップ装置が開示されている。しか
し、この対物レンズによれば、透明基板の厚い方の光デ
ィスク（例えば、ＣＤ）で残留収差が大きくなってしま
う。
【０００７】また、本出願人は、先に、特願平１１−３
１２７０１号において、屈折面上に回折輪帯を設けた対
物レンズにより、波長の異なる複数の光源に対して回折
面と屈折面との作用を相殺させて球面収差を補正するよ
うにした光ピックアップ装置を提案した。この場合、波
長の短い方の光源において波長が変わると色収差が発生
してしまうことがある。
１２７０１号において、屈折面上に回折輪帯を設けた対
物レンズにより、波長の異なる複数の光源に対して回折
面と屈折面との作用を相殺させて球面収差を補正するよ
うにした光ピックアップ装置を提案した。この場合、波
長の短い方の光源において波長が変わると色収差が発生
してしまうことがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、互い
に異なる少なくとも２種類の波長の光源によって、透明
基板の厚みおよび記録密度が異なる、少なくとも２種類
の光情報記録媒体を再生または記録でき、透明基板の薄
い光情報記録媒体について色収差を低減させると同時に
透明基板の厚い光情報記録媒体について残留収差を半減
できるようにした対物レンズ、および、係る対物レンズ
を含む集光光学系を有する光ピックアップ装置を提供す
ることである。
に異なる少なくとも２種類の波長の光源によって、透明
基板の厚みおよび記録密度が異なる、少なくとも２種類
の光情報記録媒体を再生または記録でき、透明基板の薄
い光情報記録媒体について色収差を低減させると同時に
透明基板の厚い光情報記録媒体について残留収差を半減
できるようにした対物レンズ、および、係る対物レンズ
を含む集光光学系を有する光ピックアップ装置を提供す
ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の対物レンズは、透明基盤の厚みおよび記録
密度が異なる少なくとも２種類の光情報記録媒体の情報
の記録および／または再生を行う光ピックアップ装置に
備えられ、前記光情報記録媒体の情報記録面に面する対
物レンズであって、少なくとも一つの面に回折パターン
が設けられ、前記光ピックアップ装置の第１の光源から
出射する波長がほぼλ１の光束の、前記回折パターンに
よるｍ次回折光（ただし、ｍは１つの整数）を少なくと
も利用することにより、透明基盤の厚さがｔ１である第
１の光情報記録媒体の情報の記録および／または再生が
行われるとともに、前記光ピックアップ装置の第２の光
源から出射する波長がほぼλ２（ただし、λ２＞λ１）
の光束の、前記回折パターンによるｎ次回折光（ただ
し、ｎは１つの整数で、ｎ＝ｍ＝０を除く）を少なくと
も利用することにより、透明基盤の厚さがｔ２（ただ
し、ｔ２＞ｔ１）である第２の光情報記録媒体の情報の
記録および／または再生が行われ、前記第１の光源から
出射する光束を用いて前記第１の光情報記録媒体に情報
を記録または再生するために必要となる、この対物レン
ズの前記光情報記録媒体側の開口数をＮＡ１とし、前記
第２の光源から出射する光束を用いて前記第２の光情報
記録媒体に情報を記録または再生するために必要とな
る、この対物レンズの前記光情報記録媒体側の開口数を
ＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）とし、前記第２の光
源からの光束がこの対物レンズに入射した際に透過する
光束のうち前記光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２
以下の部分の、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を
介したときの波面収差の３次球面収差成分はオーバー
（補正過剰）であって、その絶対値の標準偏差値をＷＳ
Ａ２ｒｍｓ・λ２とすると、０．０１５≦ＷＳＡ２ｒｍ
ｓ≦０．０６であり、前記第２の光源からの光束がこの
対物レンズに入射して透過する光束のうち、前記光情報
記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２以下の部分の前記第２
の光情報記録媒体の透明基板を介したときの球面収差曲
線と、前記光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２を超
える部分の前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介し
たときの球面収差曲線とは不連続であり、前記第２の光
源からの光束がこの対物レンズに入射して透過する光束
のうち、前記光情報記録媒体側の開口数がＮＡ１以下の
部分の、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介した
ときの波面収差の標準偏差値が０．１・λ２以上である
ことを特徴とする。ここで、ｒｍｓとは、標準偏差値で
あることを示す。ＷＳＡ２ｒｍｓとは、第２の光源から
の光束がこの対物レンズに入射した際に透過する光束の
うち光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２以下の部分
の、第２の光情報記録媒体の透明基板を介したときの波
面収差の３次球面収差成分の標準偏差値ＷＳＡ２ｒｍｓ
・λ２を、第２の光源から出射する光束の波長λ２を基
準単位として無次元化した値である。
に、本発明の対物レンズは、透明基盤の厚みおよび記録
密度が異なる少なくとも２種類の光情報記録媒体の情報
の記録および／または再生を行う光ピックアップ装置に
備えられ、前記光情報記録媒体の情報記録面に面する対
物レンズであって、少なくとも一つの面に回折パターン
が設けられ、前記光ピックアップ装置の第１の光源から
出射する波長がほぼλ１の光束の、前記回折パターンに
よるｍ次回折光（ただし、ｍは１つの整数）を少なくと
も利用することにより、透明基盤の厚さがｔ１である第
１の光情報記録媒体の情報の記録および／または再生が
行われるとともに、前記光ピックアップ装置の第２の光
源から出射する波長がほぼλ２（ただし、λ２＞λ１）
の光束の、前記回折パターンによるｎ次回折光（ただ
し、ｎは１つの整数で、ｎ＝ｍ＝０を除く）を少なくと
も利用することにより、透明基盤の厚さがｔ２（ただ
し、ｔ２＞ｔ１）である第２の光情報記録媒体の情報の
記録および／または再生が行われ、前記第１の光源から
出射する光束を用いて前記第１の光情報記録媒体に情報
を記録または再生するために必要となる、この対物レン
ズの前記光情報記録媒体側の開口数をＮＡ１とし、前記
第２の光源から出射する光束を用いて前記第２の光情報
記録媒体に情報を記録または再生するために必要とな
る、この対物レンズの前記光情報記録媒体側の開口数を
ＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）とし、前記第２の光
源からの光束がこの対物レンズに入射した際に透過する
光束のうち前記光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２
以下の部分の、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を
介したときの波面収差の３次球面収差成分はオーバー
（補正過剰）であって、その絶対値の標準偏差値をＷＳ
Ａ２ｒｍｓ・λ２とすると、０．０１５≦ＷＳＡ２ｒｍ
ｓ≦０．０６であり、前記第２の光源からの光束がこの
対物レンズに入射して透過する光束のうち、前記光情報
記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２以下の部分の前記第２
の光情報記録媒体の透明基板を介したときの球面収差曲
線と、前記光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２を超
える部分の前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介し
たときの球面収差曲線とは不連続であり、前記第２の光
源からの光束がこの対物レンズに入射して透過する光束
のうち、前記光情報記録媒体側の開口数がＮＡ１以下の
部分の、前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介した
ときの波面収差の標準偏差値が０．１・λ２以上である
ことを特徴とする。ここで、ｒｍｓとは、標準偏差値で
あることを示す。ＷＳＡ２ｒｍｓとは、第２の光源から
の光束がこの対物レンズに入射した際に透過する光束の
うち光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２以下の部分
の、第２の光情報記録媒体の透明基板を介したときの波
面収差の３次球面収差成分の標準偏差値ＷＳＡ２ｒｍｓ
・λ２を、第２の光源から出射する光束の波長λ２を基
準単位として無次元化した値である。
【００１０】この対物レンズによれば、回折パターンが
あっても色収差を低減できるとともに、透明基板の厚い
第２の光情報記録媒体における球面収差を低減すること
ができる。また、近年、製造コスト削減のため、材料代
が少なくて済むように、透明基板の厚さを定められた規
格の下限もしくはそれ以下の厚みとした光ディスク（光
情報記録媒体）が出回っているが、この対物レンズによ
れば、規格に対して比較的薄い透明基板を有する第２の
光情報記録媒体の記録および再生時に、良好な結像性能
が得られる。また、前記第２の光源からの光束がこの対
物レンズに入射して透過する光束のうち、前記光情報記
録媒体側の開口数がほぼＮＡ２以下の部分の前記第２の
光情報記録媒体の透明基板を介したときの球面収差曲線
と、前記光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２を超え
る部分の前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介した
ときの球面収差曲線とは不連続であり、前記第２の光源
からの光束がこの対物レンズに入射して透過する光束の
うち前記光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２を超え
る部分は、収差が大きくフレア光になっているので、こ
の対物レンズを透過する前記第２の光源からの光束のう
ち、前記光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２以下の
部分により、情報記録面２２にビームスポットが形成さ
れ、透明基板の厚い第２の光情報記録媒体の記録および
再生時に、良好な結像性能が得られる。
あっても色収差を低減できるとともに、透明基板の厚い
第２の光情報記録媒体における球面収差を低減すること
ができる。また、近年、製造コスト削減のため、材料代
が少なくて済むように、透明基板の厚さを定められた規
格の下限もしくはそれ以下の厚みとした光ディスク（光
情報記録媒体）が出回っているが、この対物レンズによ
れば、規格に対して比較的薄い透明基板を有する第２の
光情報記録媒体の記録および再生時に、良好な結像性能
が得られる。また、前記第２の光源からの光束がこの対
物レンズに入射して透過する光束のうち、前記光情報記
録媒体側の開口数がほぼＮＡ２以下の部分の前記第２の
光情報記録媒体の透明基板を介したときの球面収差曲線
と、前記光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２を超え
る部分の前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介した
ときの球面収差曲線とは不連続であり、前記第２の光源
からの光束がこの対物レンズに入射して透過する光束の
うち前記光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２を超え
る部分は、収差が大きくフレア光になっているので、こ
の対物レンズを透過する前記第２の光源からの光束のう
ち、前記光情報記録媒体側の開口数がほぼＮＡ２以下の
部分により、情報記録面２２にビームスポットが形成さ
れ、透明基板の厚い第２の光情報記録媒体の記録および
再生時に、良好な結像性能が得られる。
【００１１】また、前記ｍは０を除く一つの整数であ
り、ｎ＝ｍであることが好ましい。また、前記対物レン
ズは単レンズからなり、前記回折パターンは前記単レン
ズに設けられていることが好ましい。また、前記Ｍ１お
よびＭ２は、ほぼ０であることが好ましく、これによれ
ば、光源の位置調整等が容易となる。具体的には、受光
器の単一化および第１の光源と第２の光源との１パッケ
ージ化が可能となる。
り、ｎ＝ｍであることが好ましい。また、前記対物レン
ズは単レンズからなり、前記回折パターンは前記単レン
ズに設けられていることが好ましい。また、前記Ｍ１お
よびＭ２は、ほぼ０であることが好ましく、これによれ
ば、光源の位置調整等が容易となる。具体的には、受光
器の単一化および第１の光源と第２の光源との１パッケ
ージ化が可能となる。
【００１２】また、前記第２の光源からの光束がこの対
物レンズに入射して透過する光束のうち前記光情報記録
媒体側の開口数がほぼＮＡ２を超える部分の、最も光軸
に近い光線が前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介
して収束する位置が、前記第２の光源からの光束がこの
対物レンズに入射して透過する光束のうち前記光情報記
録媒体側の開口数がＮＡ２以下の部分の、前記第２の光
情報記録媒体の透明基板を介したときの波面収差が最小
となる位置よりも、前記対物レンズから遠く、その差が
５μｍ以上であると、前記第２の光源からの光束がこの
対物レンズに入射して透過する光束のうち前記光情報記
録媒体側の開口数がほぼＮＡ２を超える部分の光束がフ
レアとなるため、ビームスポットが対物レンズにより絞
られすぎることがないだけでなく、開口制限等が不要と
なり、集光光学系が簡単となる。ここで、前記第２の光
情報記録媒体の透明基板を介したときの前記球面収差曲
線は、開口数がＮＡ２の付近で不連続となって、開口数
がほぼＮＡ２以下の部分と、ほぼＮＡ２を超える部分と
に分けることができるが、開口数がほぼＮＡ２を超える
部分の光束とは、その後者の部分に当たる光束のことを
示す。
物レンズに入射して透過する光束のうち前記光情報記録
媒体側の開口数がほぼＮＡ２を超える部分の、最も光軸
に近い光線が前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介
して収束する位置が、前記第２の光源からの光束がこの
対物レンズに入射して透過する光束のうち前記光情報記
録媒体側の開口数がＮＡ２以下の部分の、前記第２の光
情報記録媒体の透明基板を介したときの波面収差が最小
となる位置よりも、前記対物レンズから遠く、その差が
５μｍ以上であると、前記第２の光源からの光束がこの
対物レンズに入射して透過する光束のうち前記光情報記
録媒体側の開口数がほぼＮＡ２を超える部分の光束がフ
レアとなるため、ビームスポットが対物レンズにより絞
られすぎることがないだけでなく、開口制限等が不要と
なり、集光光学系が簡単となる。ここで、前記第２の光
情報記録媒体の透明基板を介したときの前記球面収差曲
線は、開口数がＮＡ２の付近で不連続となって、開口数
がほぼＮＡ２以下の部分と、ほぼＮＡ２を超える部分と
に分けることができるが、開口数がほぼＮＡ２を超える
部分の光束とは、その後者の部分に当たる光束のことを
示す。
【００１３】また、前記第２の光源からの光束がこの対
物レンズに入射して透過する光束のうち最も光軸から離
れた光線が前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介し
て収束する位置が、前記第２の光源からの光束がこの対
物レンズに入射して透過する光束のうち前記光情報録媒
体側の開口数がＮＡ２以下の部分の、前記第２の光情報
記銀媒体の透明基板を介したときの波面収差が最小とな
る位置よりも、前記対物レンズから遠く、その差が１５
μｍ以上であることが更に好ましい。差が１５μｍ以上
あると、第２の光源からの光束のうち、開口数がＮＡ１
近傍の光線の収差が大きくなるため、ビームスポットが
対物レンズにより絞られすぎることはなくなる。
物レンズに入射して透過する光束のうち最も光軸から離
れた光線が前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介し
て収束する位置が、前記第２の光源からの光束がこの対
物レンズに入射して透過する光束のうち前記光情報録媒
体側の開口数がＮＡ２以下の部分の、前記第２の光情報
記銀媒体の透明基板を介したときの波面収差が最小とな
る位置よりも、前記対物レンズから遠く、その差が１５
μｍ以上であることが更に好ましい。差が１５μｍ以上
あると、第２の光源からの光束のうち、開口数がＮＡ１
近傍の光線の収差が大きくなるため、ビームスポットが
対物レンズにより絞られすぎることはなくなる。
【００１４】また、前記回折パターンの輪帯数が５から
３０であることが好ましく、球面収差を回折により完全
補正する場合よりも輪帯数を減らすことができ、対物レ
ンズの製造が容易となる。
３０であることが好ましく、球面収差を回折により完全
補正する場合よりも輪帯数を減らすことができ、対物レ
ンズの製造が容易となる。
【００１５】また、本発明の機仮ピックアップ装置は、
光源から出射する光束を、請求項１〜８のいずれかに記
載の対物レンズを含む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て情報の記録
または再生を行うように構成され、透明基板の厚みおよ
び記録密度が異なる少なくとも２種類の光情報記録媒体
の情報の記録および／または再生を行う光ピックアップ
装置であって、前記第１の光源と、前記第２の光源と、
前記第１の光源および前記第２の光源から出射する光束
の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする。
光源から出射する光束を、請求項１〜８のいずれかに記
載の対物レンズを含む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て情報の記録
または再生を行うように構成され、透明基板の厚みおよ
び記録密度が異なる少なくとも２種類の光情報記録媒体
の情報の記録および／または再生を行う光ピックアップ
装置であって、前記第１の光源と、前記第２の光源と、
前記第１の光源および前記第２の光源から出射する光束
の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】ここで、特に前記Ｍ１およびＭ２が、ほぼ
０である場合には、前記第１の光源と前記第２の光源と
がユニット化され、前記光検出器は、前記第１の光源お
よび前記第２の光源に対し共通であることが好ましい。
０である場合には、前記第１の光源と前記第２の光源と
がユニット化され、前記光検出器は、前記第１の光源お
よび前記第２の光源に対し共通であることが好ましい。
【００１７】なお、本発明における集光光学系とは、例
えばＣＤとＤＶＤとを記録または再生可能とするような
光学系の１以上の集合であって、光情報記録媒体の情報
の記録または再生を可能とするための光学系全体のみな
らず、その光学系の一部を意味するものであってもよ
く、対物レンズを含むものである。
えばＣＤとＤＶＤとを記録または再生可能とするような
光学系の１以上の集合であって、光情報記録媒体の情報
の記録または再生を可能とするための光学系全体のみな
らず、その光学系の一部を意味するものであってもよ
く、対物レンズを含むものである。
【００１８】また、本発明における光情報記録媒体に
は、例えば、CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の
各種ＣＤ、DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW等の
各種ＤＶＤ、あるいはＭＤ等のディスク状の情報記録媒
体が挙げられる。一般に、光情報記録媒体の情報記録面
上には透明基板が存在する。
は、例えば、CD, CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の
各種ＣＤ、DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW等の
各種ＤＶＤ、あるいはＭＤ等のディスク状の情報記録媒
体が挙げられる。一般に、光情報記録媒体の情報記録面
上には透明基板が存在する。
【００１９】また、光情報記録媒体の情報の記録および
再生とは、上記のような光情報記録媒体の情報記録面上
に情報を記録すること、および、情報記録面上に記録さ
れた情報を再生することをいう。本発明における集光光
学系は、記録あるいは再生の一方を行うために用いられ
るものであってもよいし、記録および再生の両方を行う
ために用いられるものであってもよい。また、ある光情
報記録媒体に対しては記録を行い、別の光情報記録媒体
に対しては再生を行うために用いられるものであっても
よいし、ある光情報記録媒体に対しては記録または再生
を行い、別の光情報記録媒体に対しては記録および再生
を行うために用いられるものであってもよい。なお、こ
こでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むもの
である。
再生とは、上記のような光情報記録媒体の情報記録面上
に情報を記録すること、および、情報記録面上に記録さ
れた情報を再生することをいう。本発明における集光光
学系は、記録あるいは再生の一方を行うために用いられ
るものであってもよいし、記録および再生の両方を行う
ために用いられるものであってもよい。また、ある光情
報記録媒体に対しては記録を行い、別の光情報記録媒体
に対しては再生を行うために用いられるものであっても
よいし、ある光情報記録媒体に対しては記録または再生
を行い、別の光情報記録媒体に対しては記録および再生
を行うために用いられるものであってもよい。なお、こ
こでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むもの
である。
【００２０】また、本発明において、第１の光源（波長
λ１）と第２の光源（波長λ２）は、λ２＞λ１であっ
て、互いに十分な波長差を有する波長の光をそれぞれ出
射する。このような第１および第２の光源からの光の波
長の差は、上記の光情報記録媒体の種類や記録密度の相
違のほかに、例えば、情報記録媒体の透明基板の厚さの
相違や記録と再生との相違等のために必要となる。
λ１）と第２の光源（波長λ２）は、λ２＞λ１であっ
て、互いに十分な波長差を有する波長の光をそれぞれ出
射する。このような第１および第２の光源からの光の波
長の差は、上記の光情報記録媒体の種類や記録密度の相
違のほかに、例えば、情報記録媒体の透明基板の厚さの
相違や記録と再生との相違等のために必要となる。
【００２１】また、対物レンズとは、狭義には光ピック
アップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、
最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置
される集光作用を有する１枚のレンズを指し、広義には
そのレンズと共に、アクチュエータによって少なくとも
その光軸方向に作動可能なレンズ群を指すものとする。
ここで、係るレンズ群には、少なくとも１枚以上のレン
ズを指すものであり、単レンズのみからなるものも含
む。従って、本明細書中において、対物レンズの光情報
記録媒体側の開口数ＮＡとは、対物レンズの最も光情報
記録媒体側に位置するレンズ面の開口数ＮＡを指すもの
である。また、この開口数ＮＡは、光ピックアップ装置
に設けられた絞りやフィルタ等の絞り機能を有する部品
又は部材や、対物レンズなどの光学素子上に設けられた
回折パターンなどによって、最良像点におけるスポット
の形成に寄与する光束が制限された結果として定義され
る開口数ＮＡである。
アップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、
最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置
される集光作用を有する１枚のレンズを指し、広義には
そのレンズと共に、アクチュエータによって少なくとも
その光軸方向に作動可能なレンズ群を指すものとする。
ここで、係るレンズ群には、少なくとも１枚以上のレン
ズを指すものであり、単レンズのみからなるものも含
む。従って、本明細書中において、対物レンズの光情報
記録媒体側の開口数ＮＡとは、対物レンズの最も光情報
記録媒体側に位置するレンズ面の開口数ＮＡを指すもの
である。また、この開口数ＮＡは、光ピックアップ装置
に設けられた絞りやフィルタ等の絞り機能を有する部品
又は部材や、対物レンズなどの光学素子上に設けられた
回折パターンなどによって、最良像点におけるスポット
の形成に寄与する光束が制限された結果として定義され
る開口数ＮＡである。
【００２２】また、回折パターンとは、例えばレンズの
表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あ
るいは発散させる作用を持たせたパターンをいい、同一
光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合
は、回折を生じる領域をいう。レリーフの形状として
は、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とする同心
円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面
をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、
そのような形状を含むものである。
表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あ
るいは発散させる作用を持たせたパターンをいい、同一
光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合
は、回折を生じる領域をいう。レリーフの形状として
は、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とする同心
円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面
をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、
そのような形状を含むものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光ピックアップ装
置および対物レンズの実施の形態について、図面を参照
しつつ説明する。図１は、本実施の形態の光ピックアッ
プ装置の概略構成を示す図である。
置および対物レンズの実施の形態について、図面を参照
しつつ説明する。図１は、本実施の形態の光ピックアッ
プ装置の概略構成を示す図である。
【００２４】図１の光ピックアップ装置は、例えば光情
報記録媒体であるＤＶＤ（第１の光情報記録媒体）、Ｃ
Ｄ（第２の光情報記録媒体）のそれぞれについて、第１
の光源から出射する波長がほぼ６５０ｎｍ（λ１）の
光、または第２の光源から出射する波長がほぼ７８０ｎ
ｍ（λ２）の光によって、その情報記録面から情報を読
み取るように構成されている。
報記録媒体であるＤＶＤ（第１の光情報記録媒体）、Ｃ
Ｄ（第２の光情報記録媒体）のそれぞれについて、第１
の光源から出射する波長がほぼ６５０ｎｍ（λ１）の
光、または第２の光源から出射する波長がほぼ７８０ｎ
ｍ（λ２）の光によって、その情報記録面から情報を読
み取るように構成されている。
【００２５】図１に示すように、光ピックアップ装置
は、ＤＶＤ用として波長６５０ｎｍの光を出射する第１
の半導体レーザ１１１と、ＣＤ用として波長７８０ｎｍ
の光を出射する第２の半導体レーザ１１２が光源として
ユニット化されている。また、コリメータ１３と対物レ
ンズ１６との間にビームスプリッタ１２０が配置され、
コリメータ１３によってほぼ平行にされた光がビームス
プリッタ１２０を通過し対物レンズ１６へ向かう。そし
て、透明基板２１を有する光ディスク（ＤＶＤまたはＣ
Ｄ）２０の情報記録面２２で反射した光束が、光路変更
手段としてのビームスプリッタ１２０によって光検出器
３０に向かう。対物レンズ１６はその外周にフランジ部
１６ａを有し、このフランジ部１６ａにより対物レンズ
１６を光ピックアップ装置に容易に取り付けることがで
きる。また、フランジ部１６ａは対物レンズ１６の光軸
に対しほぼ垂直方向に延びた面を有するので、取付の精
度を高くすることが容易にできる。
は、ＤＶＤ用として波長６５０ｎｍの光を出射する第１
の半導体レーザ１１１と、ＣＤ用として波長７８０ｎｍ
の光を出射する第２の半導体レーザ１１２が光源として
ユニット化されている。また、コリメータ１３と対物レ
ンズ１６との間にビームスプリッタ１２０が配置され、
コリメータ１３によってほぼ平行にされた光がビームス
プリッタ１２０を通過し対物レンズ１６へ向かう。そし
て、透明基板２１を有する光ディスク（ＤＶＤまたはＣ
Ｄ）２０の情報記録面２２で反射した光束が、光路変更
手段としてのビームスプリッタ１２０によって光検出器
３０に向かう。対物レンズ１６はその外周にフランジ部
１６ａを有し、このフランジ部１６ａにより対物レンズ
１６を光ピックアップ装置に容易に取り付けることがで
きる。また、フランジ部１６ａは対物レンズ１６の光軸
に対しほぼ垂直方向に延びた面を有するので、取付の精
度を高くすることが容易にできる。
【００２６】ＤＶＤに情報を記録または再生する場合
は、図１に実線で示すように、第１の半導体レーザ１１
１から出射された光束が、コリメータ１３を透過し平行
光束となる。さらにビームスプリッタ１２０を経て絞り
１７によって絞られ、対物レンズ１６によりＤＶＤ２０
の透明基板２１を介して情報記録面２２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、絞り１７を介し
て、ビームスプリッタ１２０で反射され、シリンドリカ
ルレンズ１８０により非点収差が与えられ、凹レンズ５
０を経て、光検出器３０上ヘ入射し、光検出器３０から
出カされる信号を用いて、ＤＶＤ２０に記録された情報
の読み取り信号が得られる。
は、図１に実線で示すように、第１の半導体レーザ１１
１から出射された光束が、コリメータ１３を透過し平行
光束となる。さらにビームスプリッタ１２０を経て絞り
１７によって絞られ、対物レンズ１６によりＤＶＤ２０
の透明基板２１を介して情報記録面２２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、絞り１７を介し
て、ビームスプリッタ１２０で反射され、シリンドリカ
ルレンズ１８０により非点収差が与えられ、凹レンズ５
０を経て、光検出器３０上ヘ入射し、光検出器３０から
出カされる信号を用いて、ＤＶＤ２０に記録された情報
の読み取り信号が得られる。
【００２７】また、光検出器３０上でのスポットの形状
変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出や
トラック検出を行う。この検出結果に基づいて、２次元
アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１から
の光束をＤＶＤ２０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、第１の半導体
レ―ザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するよ
うに対物レンズ１６を移動させる。
変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出や
トラック検出を行う。この検出結果に基づいて、２次元
アクチュエータ１５０が第１の半導体レーザ１１１から
の光束をＤＶＤ２０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、第１の半導体
レ―ザ１１１からの光束を所定のトラックに結像するよ
うに対物レンズ１６を移動させる。
【００２８】また、ＣＤに情報を記録または再生する場
合は、図１に破線で示すように、第２の半導体レーザ１
１２から出射された光束が、コリメータ１３を透過し平
行光束となる。さらにビームスプリッタ１２０を経て絞
り１７によって絞られ、対物レンズ１６によりＣＤ２０
の透明基板２１を介して情報記録面２２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、絞り１７を介し
て、ビームスプリッタ１２０で反射され、シリンドリカ
ルレンズ１８０により非点収差が与えられ、凹レンズ５
０を経て、光検出器３０上ヘ入射し、光検出器３０から
出力される信号を用いて、ＣＤ２０に記録された情報の
読み取り信号が得られる。
合は、図１に破線で示すように、第２の半導体レーザ１
１２から出射された光束が、コリメータ１３を透過し平
行光束となる。さらにビームスプリッタ１２０を経て絞
り１７によって絞られ、対物レンズ１６によりＣＤ２０
の透明基板２１を介して情報記録面２２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、絞り１７を介し
て、ビームスプリッタ１２０で反射され、シリンドリカ
ルレンズ１８０により非点収差が与えられ、凹レンズ５
０を経て、光検出器３０上ヘ入射し、光検出器３０から
出力される信号を用いて、ＣＤ２０に記録された情報の
読み取り信号が得られる。
【００２９】また、光検出器３０上でのスポットの形状
変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出や
トラック検出を行う。この検出結果に基づいて、２次元
アクチュエータ１５０が第２の半導体レーザ１１２から
の光束をＣＤ２０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、第２の半導体レ
ーザ１１２からの光束を所定のトラックに結像するよう
に対物レンズ１６を移動させる。
変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出や
トラック検出を行う。この検出結果に基づいて、２次元
アクチュエータ１５０が第２の半導体レーザ１１２から
の光束をＣＤ２０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、第２の半導体レ
ーザ１１２からの光束を所定のトラックに結像するよう
に対物レンズ１６を移動させる。
【００３０】図１の対物レンズ１６は、回折パターンが
設けられた単レンズであり、この対物レンズ１６を透過
する第２の半導体レーザ１１２からの光束のうち、ＣＤ
側の開口数がＮＡ２以下の部分の、ＣＤの透明基板を介
したときの波面収差の３次球面収差成分はオーバー（補
正過剰）とされており、その絶対値をＷＳＡ２ｒｍｓ・
λ２として、０．０１５≦ＷＳＡ２ｒｍｓ≦０．０６と
なるように設計され、この範囲だけ残留収差がある。こ
こで、ＮＡ１は、第１の半導体レーザ１１１から出射す
る光束を用いてＤＶＤに情報を記録または再生するため
に必要な、ＤＶＤ側の必要開口数である。また、ＮＡ２
は、第２の半導体レーザ１１２から出射する光束を用い
てＣＤに情報を記録または再生するために必要な、ＣＤ
側の必要開口数である。
設けられた単レンズであり、この対物レンズ１６を透過
する第２の半導体レーザ１１２からの光束のうち、ＣＤ
側の開口数がＮＡ２以下の部分の、ＣＤの透明基板を介
したときの波面収差の３次球面収差成分はオーバー（補
正過剰）とされており、その絶対値をＷＳＡ２ｒｍｓ・
λ２として、０．０１５≦ＷＳＡ２ｒｍｓ≦０．０６と
なるように設計され、この範囲だけ残留収差がある。こ
こで、ＮＡ１は、第１の半導体レーザ１１１から出射す
る光束を用いてＤＶＤに情報を記録または再生するため
に必要な、ＤＶＤ側の必要開口数である。また、ＮＡ２
は、第２の半導体レーザ１１２から出射する光束を用い
てＣＤに情報を記録または再生するために必要な、ＣＤ
側の必要開口数である。
【００３１】また、第１の半導体レーザ１１１および第
２の半導体レーザ１１２からの光束が回折パターンを通
過することにより発生する各回折光は、０次以外の同次
数の回折光である。また、ＤＶＤの記録または再生時に
おける対物レンズ１６のＤＶＤ側の結像倍率Ｍ１と、Ｃ
Ｄの記録または再生時における対物レンズ１６のＣＤ側
の結像倍率Ｍ２とはほぼ等しく、ほぼ０である。このた
め、図１に示す光ピックアップ装置では、光検出器が１
個で済むとともに、第１の半導体レーザ１１１と第２の
半導体レーザ１１２とは一体の部品として構成すること
が可能となっている。
２の半導体レーザ１１２からの光束が回折パターンを通
過することにより発生する各回折光は、０次以外の同次
数の回折光である。また、ＤＶＤの記録または再生時に
おける対物レンズ１６のＤＶＤ側の結像倍率Ｍ１と、Ｃ
Ｄの記録または再生時における対物レンズ１６のＣＤ側
の結像倍率Ｍ２とはほぼ等しく、ほぼ０である。このた
め、図１に示す光ピックアップ装置では、光検出器が１
個で済むとともに、第１の半導体レーザ１１１と第２の
半導体レーザ１１２とは一体の部品として構成すること
が可能となっている。
【００３２】なお、本実施の形態では、第１の光情報記
録媒体をＤＶＤ（光源波長：約６５０ｎｍ）とし、第２
の光情報記録媒体をＣＤ（光源波長：約７８０ｎｍ）と
しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、第１の光情報記録媒体を次世代高密度光ディス
ク（光源波長：約４００ｎｍ）、第２の光情報記録媒体
をＤＶＤ（光源波長：約６５０ｎｍ）などとしてもよ
い。
録媒体をＤＶＤ（光源波長：約６５０ｎｍ）とし、第２
の光情報記録媒体をＣＤ（光源波長：約７８０ｎｍ）と
しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、第１の光情報記録媒体を次世代高密度光ディス
ク（光源波長：約４００ｎｍ）、第２の光情報記録媒体
をＤＶＤ（光源波長：約６５０ｎｍ）などとしてもよ
い。
【００３３】次に、上記の対物レンズ１６について説明
する。本実施の形態における集光光学系は、両面非球面
の単レンズであり、一方の非球面上には回折パターンと
して回折輪帯（輪帯状の回折面）が設けられている。
する。本実施の形態における集光光学系は、両面非球面
の単レンズであり、一方の非球面上には回折パターンと
して回折輪帯（輪帯状の回折面）が設けられている。
【００３４】すなわち、対物レンズの屈折面は、次の
〔数１〕で表される非球面形状に形成されている。
〔数１〕で表される非球面形状に形成されている。
【００３５】
【数１】
ここで、Ｚは光軸方向の軸（光の進行方向を正とす
る）、ｈは光軸と垂直方向の軸（光軸からの高さ）、ｒ
は近軸曲率半径、κは円錐係数、Ａは非球面係数であ
る。
る）、ｈは光軸と垂直方向の軸（光軸からの高さ）、ｒ
は近軸曲率半径、κは円錐係数、Ａは非球面係数であ
る。
【００３６】また、一般に、回折輪帯のピッチは、位相
差関数若しくは光路差関数を使って定義される。具体的
には、位相差関数Φbは単位をラジアンとして以下の
〔数２〕で表され、光路差関数ΦBは単位をｍｍとして
〔数３〕で表わされる。
差関数若しくは光路差関数を使って定義される。具体的
には、位相差関数Φbは単位をラジアンとして以下の
〔数２〕で表され、光路差関数ΦBは単位をｍｍとして
〔数３〕で表わされる。
【００３７】
【数２】
【数３】
これら２つの表現方法は、単位が異なるが、回折輪帯の
ピッチを表わす意味では同等である。すなわち、ブレー
ズ化波長λ（単位ｍｍ）に対し、位相差関数の係数ｂ
に、λ／２πを掛ければ光路差関数の係数Ｂに換算で
き、また逆に光路差関数の係数Ｂに、２π／λを掛けれ
ば位相差関数の係数ｂに換算できる。
ピッチを表わす意味では同等である。すなわち、ブレー
ズ化波長λ（単位ｍｍ）に対し、位相差関数の係数ｂ
に、λ／２πを掛ければ光路差関数の係数Ｂに換算で
き、また逆に光路差関数の係数Ｂに、２π／λを掛けれ
ば位相差関数の係数ｂに換算できる。
【００３８】次に、本実施の形態に係る対物レンズの具
体例として実施例１、２を説明する。各実施例の対物レ
ンズは単レンズである。
体例として実施例１、２を説明する。各実施例の対物レ
ンズは単レンズである。
【００３９】〈実施例１〉実施例１の対物レンズは、第
１の基準波長λ１＝６５５ｎｍまたは第２の基準波長λ
１＝７８５ｎｍの光束が入射した際の焦点距離ｆがそれ
ぞれ、３．０５ｍｍ、３．０７ｍｍとほぼ等しくなって
いる。そして、第１の基準波長λ１＝６５５ｎｍ、開口
数ＮＡ１＝０．６００、ＤＶＤの透明基板の厚さｔ１＝
０．６ｍｍおよび、第２の基準波長λ１＝７８５ｎｍ、
開口数ＮＡ２＝０．４６３、ＣＤの透明基板の厚さｔ２
＝１．２ｍｍに対して、十分な結像性能を有する。ま
た、第１の基準波長λ１、ＤＶＤの透明基板の厚さｔ１
に対して、ほぼ無収差になっている。第２の基準波長λ
２、透明基板厚さｔ２に対しては、開口数ＮＡ２以下の
部分において、球面収差はオーバーに残留している。な
お、以下において像側とは、光情報記録媒体側を意味す
る。
１の基準波長λ１＝６５５ｎｍまたは第２の基準波長λ
１＝７８５ｎｍの光束が入射した際の焦点距離ｆがそれ
ぞれ、３．０５ｍｍ、３．０７ｍｍとほぼ等しくなって
いる。そして、第１の基準波長λ１＝６５５ｎｍ、開口
数ＮＡ１＝０．６００、ＤＶＤの透明基板の厚さｔ１＝
０．６ｍｍおよび、第２の基準波長λ１＝７８５ｎｍ、
開口数ＮＡ２＝０．４６３、ＣＤの透明基板の厚さｔ２
＝１．２ｍｍに対して、十分な結像性能を有する。ま
た、第１の基準波長λ１、ＤＶＤの透明基板の厚さｔ１
に対して、ほぼ無収差になっている。第２の基準波長λ
２、透明基板厚さｔ２に対しては、開口数ＮＡ２以下の
部分において、球面収差はオーバーに残留している。な
お、以下において像側とは、光情報記録媒体側を意味す
る。
【００４０】表１に実施例１のレンズデータを示す。な
お、以下の表１、表２において例えば「２．２Ｅ−０
２」は「２．２×１０-2」を意味する。
お、以下の表１、表２において例えば「２．２Ｅ−０
２」は「２．２×１０-2」を意味する。
【００４１】
【表１】
【００４２】図２は、実施例１の対物レンズの第１の基
準波長λ１＝６５５ｎｍ、ＤＶＤの透明基板の厚さｔ１
＝０．６ｍｍにおける縦球面収差図であり、図３はこの
場合の実施例１の対物レンズの光路図である。図２から
分かるように、第１の基準波長λ１では、球面収差の補
正が十分にされていることが分かる。また、図４は、実
施例１の対物レンズの第２の基準波長λ２＝７８５ｎ
ｍ、ＣＤの透明基板の厚さｔ１＝１．２ｍｍにおける縦
球面収差図であり、図５はこの場合の実施例１の対物レ
ンズの光路図である。図４から分かるように、第２の基
準波長λ２では、開口数の小さい部分（像側の開口数Ｎ
ＡがＮＡ２＝０．４６３以下の部分）で球面収差をオー
バー（補正過剰）にしており、波面収差の３次球面収差
成分の標準偏差値は０．０１７・λ２である。更に、対
物レンズの第１面が第１領域と第２領域とに２分割さ
れ、第２の基準波長λ２において球面収差の不連続な部
分が設けられている。そして、この不連続な部分を境と
して、第１領域（像側の開口数ＮＡがＮＡ２＝０．４６
３以下の部分）を透過する光束により情報記録面２２に
ビームスポットを形成し、第２領域（像側の開口数ＮＡ
がＮＡ２＝０．４６３を超える部分）を透過する光束が
フレア光になっているので、良好な結像性能が得られ
る。
準波長λ１＝６５５ｎｍ、ＤＶＤの透明基板の厚さｔ１
＝０．６ｍｍにおける縦球面収差図であり、図３はこの
場合の実施例１の対物レンズの光路図である。図２から
分かるように、第１の基準波長λ１では、球面収差の補
正が十分にされていることが分かる。また、図４は、実
施例１の対物レンズの第２の基準波長λ２＝７８５ｎ
ｍ、ＣＤの透明基板の厚さｔ１＝１．２ｍｍにおける縦
球面収差図であり、図５はこの場合の実施例１の対物レ
ンズの光路図である。図４から分かるように、第２の基
準波長λ２では、開口数の小さい部分（像側の開口数Ｎ
ＡがＮＡ２＝０．４６３以下の部分）で球面収差をオー
バー（補正過剰）にしており、波面収差の３次球面収差
成分の標準偏差値は０．０１７・λ２である。更に、対
物レンズの第１面が第１領域と第２領域とに２分割さ
れ、第２の基準波長λ２において球面収差の不連続な部
分が設けられている。そして、この不連続な部分を境と
して、第１領域（像側の開口数ＮＡがＮＡ２＝０．４６
３以下の部分）を透過する光束により情報記録面２２に
ビームスポットを形成し、第２領域（像側の開口数ＮＡ
がＮＡ２＝０．４６３を超える部分）を透過する光束が
フレア光になっているので、良好な結像性能が得られ
る。
【００４３】〈実施例２〉実施例２の対物レンズは、第
１の基準波長λ１＝６６３ｎｍまたは第２の基準波長λ
１＝７８８ｎｍの光束が入射した際の焦点距離ｆがそれ
ぞれ、３．３６ｍｍ、３．３８ｍｍとほぼ等しくなって
いる。そして、第１の基準波長λ１＝６６３ｎｍ、開口
数ＮＡ１＝０．６００、ＤＶＤの透明基板の厚さｔ１＝
０．６ｍｍおよび、第２の基準波長λ１＝７８８ｎｍ、
開口数ＮＡ２＝０．４５５、ＣＤの透明基板の厚さｔ２
＝１．２ｍｍに対して、十分な結像性能を有する。ま
た、第１の基準波長λ１、透明基板厚さｔ１に対して、
ほぼ無収差になっている。第２の基準波長λ２、透明基
板厚さｔ２に対しては、開口数ＮＡ２以下の部分におい
て、球面収差がオーバーに残留しており、波面収差の３
次球面収差成分の標準偏差値は０．０５８・λ２であ
る。
１の基準波長λ１＝６６３ｎｍまたは第２の基準波長λ
１＝７８８ｎｍの光束が入射した際の焦点距離ｆがそれ
ぞれ、３．３６ｍｍ、３．３８ｍｍとほぼ等しくなって
いる。そして、第１の基準波長λ１＝６６３ｎｍ、開口
数ＮＡ１＝０．６００、ＤＶＤの透明基板の厚さｔ１＝
０．６ｍｍおよび、第２の基準波長λ１＝７８８ｎｍ、
開口数ＮＡ２＝０．４５５、ＣＤの透明基板の厚さｔ２
＝１．２ｍｍに対して、十分な結像性能を有する。ま
た、第１の基準波長λ１、透明基板厚さｔ１に対して、
ほぼ無収差になっている。第２の基準波長λ２、透明基
板厚さｔ２に対しては、開口数ＮＡ２以下の部分におい
て、球面収差がオーバーに残留しており、波面収差の３
次球面収差成分の標準偏差値は０．０５８・λ２であ
る。
【００４４】表２に実施例２のレンズデータを示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】図６は、実施例２の対物レンズの第１の基
準波長λ１＝６６３ｎｍ、ＤＶＤの透明基板の厚さｔ１
＝０．６ｍｍにおける球面収差図であり、図７はこの場
合の実施例２の対物レンズの光路図である。図６から分
かるように、第１の基準波長λ１では、球面収差の補正
が十分にされていることが分かる。また、図８は、実施
例２の対物レンズの第２の基準波長λ２＝７８８ｎｍ、
ＣＤの透明基板の厚さｔ２＝１．２ｍｍにおける球面収
差図であり、図９はこの場合の実施例２の対物レンズの
光路図である。図８から分かるように、第２の基準波長
λ２でも、開口数ＮＡ２以下の部分において、球面収差
の補正が十分にされていることが分かる。更に、対物レ
ンズの第１面が第１領域と第２領域とに２分割され、第
２の基準波長λ２において球面収差の不連続な部分が設
けられている。そして、この不連続な部分を境として、
第１領域（像側の開口数ＮＡがＮＡ２＝０．４５５以下
の部分）を透過する光束により情報記録面２２にビーム
スポットを形成し、第２領域（像側の開口数ＮＡがＮＡ
２＝０．４５５を超える部分）を透過する光束がフレア
光になっているので、良好な結像性能が得られる。
準波長λ１＝６６３ｎｍ、ＤＶＤの透明基板の厚さｔ１
＝０．６ｍｍにおける球面収差図であり、図７はこの場
合の実施例２の対物レンズの光路図である。図６から分
かるように、第１の基準波長λ１では、球面収差の補正
が十分にされていることが分かる。また、図８は、実施
例２の対物レンズの第２の基準波長λ２＝７８８ｎｍ、
ＣＤの透明基板の厚さｔ２＝１．２ｍｍにおける球面収
差図であり、図９はこの場合の実施例２の対物レンズの
光路図である。図８から分かるように、第２の基準波長
λ２でも、開口数ＮＡ２以下の部分において、球面収差
の補正が十分にされていることが分かる。更に、対物レ
ンズの第１面が第１領域と第２領域とに２分割され、第
２の基準波長λ２において球面収差の不連続な部分が設
けられている。そして、この不連続な部分を境として、
第１領域（像側の開口数ＮＡがＮＡ２＝０．４５５以下
の部分）を透過する光束により情報記録面２２にビーム
スポットを形成し、第２領域（像側の開口数ＮＡがＮＡ
２＝０．４５５を超える部分）を透過する光束がフレア
光になっているので、良好な結像性能が得られる。
【００４７】以上、実施例１、２の対物レンズの材料に
はオレフィン系樹脂を使用し、ＤＶＤおよびＣＤの透明
基板の材料にはポリカーボネート樹脂（ＰＣ）を使用し
ている。これらの材料の屈折率を、各基準波長につい
て、表３に示す。
はオレフィン系樹脂を使用し、ＤＶＤおよびＣＤの透明
基板の材料にはポリカーボネート樹脂（ＰＣ）を使用し
ている。これらの材料の屈折率を、各基準波長につい
て、表３に示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】次に、実施例２の対物レンズに設けられた
複数の輪帯について説明する。これらの輪帯は、レンズ
面に複数の輪帯が光軸を中心としたほぼ同心円状に形成
されており、レンズの像側の最大開口数に対応する輪帯
のピッチＰＦ、最大開口数の１／２の開口数に対応する
輪帯のピッチＰＨの実施例を、残留収差のない場合の比
較例とともに示す。
複数の輪帯について説明する。これらの輪帯は、レンズ
面に複数の輪帯が光軸を中心としたほぼ同心円状に形成
されており、レンズの像側の最大開口数に対応する輪帯
のピッチＰＦ、最大開口数の１／２の開口数に対応する
輪帯のピッチＰＨの実施例を、残留収差のない場合の比
較例とともに示す。
【００５０】（実施例２）
第１輪帯： ９６９．４μｍ
最小ピッチ：４３．７μｍ
ＰＨ： １８０．６μｍ
ＰＦ： ４３．７μｍ
輪帯数： １５
【００５１】（比較例）
第１輪帯： ８５０．２μｍ
最小ピッチ：１１．５μｍ
ＰＨ： ５５．６μｍ
ＰＦ： １１．５μｍ
輪帯数： ３８
【００５２】以上のように、本実施例では、輪帯数を、
残留収差なしの比較例のレンズに比べて減少させること
ができるので、レンズの回折パターンを形成し易く、レ
ンズの製造コストを低減できる。
残留収差なしの比較例のレンズに比べて減少させること
ができるので、レンズの回折パターンを形成し易く、レ
ンズの製造コストを低減できる。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、互いに異なる少なくと
も２つの波長の光源により厚さの異なる透明基板を有す
る少なくとも２種類の光情報記録媒体を再生または記録
でき、透明基板の薄い光情報記録媒体について色収差を
低減させると同時に透明基板の厚い光情報記録媒体につ
いて残留収差を半減できるようにした対物レンズ、およ
び係る対物レンズを含む集光光学系を有する光ピックア
ップ装置を提供できる。また、第２の光源からの光束が
集光光学系に入射した際に対物レンズを透過する光束の
うち、光情報記録媒体側の開口数がＮＡ２を超える部分
は、フレア光になっているので、同光束の開口数がほぼ
ＮＡ２以下の部分により、情報記録面２２にビームスポ
ットが形成され、透明基板の厚い第２の光情報記録媒体
の記録および再生時に、良好な結像性能が得られる。
も２つの波長の光源により厚さの異なる透明基板を有す
る少なくとも２種類の光情報記録媒体を再生または記録
でき、透明基板の薄い光情報記録媒体について色収差を
低減させると同時に透明基板の厚い光情報記録媒体につ
いて残留収差を半減できるようにした対物レンズ、およ
び係る対物レンズを含む集光光学系を有する光ピックア
ップ装置を提供できる。また、第２の光源からの光束が
集光光学系に入射した際に対物レンズを透過する光束の
うち、光情報記録媒体側の開口数がＮＡ２を超える部分
は、フレア光になっているので、同光束の開口数がほぼ
ＮＡ２以下の部分により、情報記録面２２にビームスポ
ットが形成され、透明基板の厚い第２の光情報記録媒体
の記録および再生時に、良好な結像性能が得られる。
【図１】本発明の実施の形態の光ピックアップ装置の構
成を示す光路図である。
成を示す光路図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る実施例１の対物レン
ズの第１の基準波長λ１＝６５５ｎｍに対する縦球面収
差図である。
ズの第１の基準波長λ１＝６５５ｎｍに対する縦球面収
差図である。
【図３】実施例１の対物レンズの、図２の場合の光路図
である。
である。
【図４】実施例１の対物レンズの第２の基準波長λ２＝
７８５ｎｍに対する縦球面収差図である。
７８５ｎｍに対する縦球面収差図である。
【図５】実施例１の対物レンズの、図４の場合の光路図
である。
である。
【図６】本発明の実施の形態に係る実施例２の対物レン
ズの第１の基準波長λ１＝６６３ｎｍに対する縦球面収
差図である。
ズの第１の基準波長λ１＝６６３ｎｍに対する縦球面収
差図である。
【図７】実施例２の対物レンズの、図６の場合の光路図
である。
である。
【図８】実施例２の対物レンズの第２の基準波長λ２＝
７８８ｎｍに対する縦球面収差図である。
７８８ｎｍに対する縦球面収差図である。
【図９】実施例２の対物レンズの、図８の場合の光路図
である。
である。
１３ コリメータ
１６ 対物レンズ
１７ 絞り（開口制限手段）
２０ 光ディスク
２１ 透明基板
２２ 情報記録面
３０ 光検出器
１１１ 半導体レーザ（第１の光源）
１１２ 半導体レーザ（第２の光源）
１２０ 偏光ビームスプリッタ
１５０ ２次元アクチュエータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H049 AA04 AA18 AA43 AA57 AA64
2H087 KA13 LA01 PA01 PA17 PB01
QA02 QA07 QA14 QA34 RA05
RA12 RA13 RA42 RA46 UA01
5D119 AA11 AA22 AA41 BA01 EB02
EC01 EC03 EC45 EC47 FA08
JA43 JA46
5D789 AA11 AA22 AA41 BA01 EB02
EC01 EC03 EC45 EC47 FA08
JA43 JA46
Claims (10)
- 【請求項１】 透明基盤の厚みおよび記録密度が異なる
少なくとも２種類の光情報記録媒体の情報の記録および
／または再生を行う光ピックアップ装置に備えられ、前
記光情報記録媒体の情報記録面に面する対物レンズであ
って、 少なくとも一つの面に回折パターンが設けられ、 前記光ピックアップ装置の第１の光源から出射する波長
がほぼλ１の光束の、前記回折パターンによるｍ次回折
光（ただし、ｍは１つの整数）を少なくとも利用するこ
とにより、透明基盤の厚さがｔ１である第１の光情報記
録媒体の情報の記録および／または再生が行われるとと
もに、 前記光ピックアップ装置の第２の光源から出射する波長
がほぼλ２（ただし、λ２＞λ１）の光束の、前記回折
パターンによるｎ次回折光（ただし、ｎは１つの整数
で、ｎ＝ｍ＝０を除く）を少なくとも利用することによ
り、透明基盤の厚さがｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）であ
る第２の光情報記録媒体の情報の記録および／または再
生が行われ、 前記第１の光源から出射する光束を用いて前記第１の光
情報記録媒体に情報を記録または再生するために必要と
なる、この対物レンズの前記光情報記録媒体側の開口数
をＮＡ１とし、 前記第２の光源から出射する光束を用いて前記第２の光
情報記録媒体に情報を記録または再生するために必要と
なる、この対物レンズの前記光情報記録媒体側の開口数
をＮＡ２（ただし、ＮＡ２＜ＮＡ１）とし、 前記第２の光源からの光束がこの対物レンズに入射した
際に透過する光束のうち前記光情報記録媒体側の開口数
がほぼＮＡ２以下の部分の、前記第２の光情報記録媒体
の透明基板を介したときの波面収差の３次球面収差成分
はオーバーであって、その絶対値の標準偏差値をＷＳＡ
２ｒｍｓ・λ２とすると、 ０．０１５≦ＷＳＡ２ｒｍｓ≦０．０６ であり、 前記第２の光源からの光束がこの対物レンズに入射して
透過する光束のうち、前記光情報記録媒体側の開口数が
ほぼＮＡ２以下の部分の前記第２の光情報記録媒体の透
明基板を介したときの球面収差曲線と、前記光情報記録
媒体側の開口数がほぼＮＡ２を超える部分の前記第２の
光情報記録媒体の透明基板を介したときの球面収差曲線
とは不連続であり、 前記第２の光源からの光束がこの対物レンズに入射して
透過する光束のうち、前記光情報記録媒体側の開口数が
ＮＡ１以下の部分の、前記第２の光情報記録媒体の透明
基板を介したときの波面収差の標準偏差値が０．１・λ
２以上であることを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項２】 前記ｍは０を除く一つの整数であり、ｎ
＝ｍであることを特徴とする請求項１に記載の対物レン
ズ。 - 【請求項３】 単レンズからなり、前記回折パターンは
前記単レンズに設けられていることを特徴とする請求項
１または２に記載の対物レンズ。 - 【請求項４】 前記第１の光情報記録媒体の情報の記録
または再生時における、前記光情報記録媒体側から見た
結像倍率をＭ１とし、 前記第２の光情報記録媒体の情報の記録又は再生時にお
ける、前記光情報記録媒体側から見た結像倍率をＭ２と
して、 Ｍ１とＭ２とはほぼ等しいことを特徴とする請求項１〜
３のいずれかに記載の対物レンズ。 - 【請求項５】 前記Ｍ１およびＭ２は、ほぼ０であるこ
とを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ。 - 【請求項６】 前記第２の光源からの光束がこの対物レ
ンズに入射して透過する光束のうち前記光情報記録媒体
側の開口数がほぼＮＡ２を超える部分の、最も光軸に近
い光線が前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して
収束する位置が、前記第２の光源からの光束がこの対物
レンズに入射して透過する光束のうち前記光情報記録媒
体側の開口数がＮＡ２以下の部分の、前記第２の光情報
記録媒体の透明基板を介したときの波面収差が最小とな
る位置よりも、前記対物レンズから遠く、その差が５μ
ｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
に記載の対物レンズ。 - 【請求項７】 前記第２の光源からの光束がこの対物レ
ンズに入射して透過する光束のうち最も光軸から離れた
光線が前記第２の光情報記録媒体の透明基板を介して収
束する位置が、前記第２の光源からの光束がこの対物レ
ンズに入射して透過する光束のうち前記光情報録媒体側
の開口数がＮＡ２以下の部分の、前記第２の光情報記銀
媒体の透明基板を介したときの波面収差が最小となる位
置よりも、前記対物レンズから遠く、その差が１５μｍ
以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
記載の対物レンズ。 - 【請求項８】 前記回折パターンの輪帯数が５から３０
のいずれかであることを特徴とする請求項１〜７のいず
れかに記載の対物レンズ。 - 【請求項９】 光源から出射する光束を、請求項１〜８
のいずれかに記載の対物レンズを含む集光光学系により
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
して情報の記録または再生を行うように構成され、透明
基板の厚みおよび記録密度が異なる少なくとも２種類の
光情報記録媒体の情報の記録および／または再生を行う
光ピックアップ装置であって、 前記第１の光源と、 前記第２の光源と、 前記第１の光源および前記第２の光源から出射する光束
の光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項１０】 前記第１の光源と前記第２の光源とが
ユニット化され、前記光検出器は、前記第１の光源およ
び前記第２の光源に対し共通であ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。
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| JP2001311851A JP4279485B2 (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 対物レンズおよび光ピックアップ装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001311851A JP4279485B2 (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | 対物レンズおよび光ピックアップ装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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2001
- 2001-10-09 JP JP2001311851A patent/JP4279485B2/ja not_active Expired - Fee Related
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