JP2005190620A - 光学素子、対物光学系および光ピックアップ装置 - Google Patents
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Abstract
【構成】光源側から順に、互いに異なる材質により構成される2つのレンズL11、L12を所定の回折光学面よりなる接合面を介して接合してなる回折光学素子L1および対物レンズL2によって構成される。AOD9aの使用光は平行光束として入射され、L1から出力された0次回折光をAOD9aに集光せしめる。DVD9bおよびCD9cの使用光は各々平行光束として入射され、L1から出力された1次回折光をDVD9bおよびCD9cに集光せしめる。
【選択図】 図1
Description
さらに、このようにレンズの表面に回折光学素子を形成する場合には、このレンズの表面が大きな曲率を有していると、加工精度が極端に低下するという問題がある。
該光学素子は、互いに異なる材質により構成される2つのレンズを互いに接合してなるとともに、該対物光学系の最も光源側に配され、該接合された面は所定の回折光学面により形成されてなることを特徴とするものである。
NA1≧NA2≧NA3・・・ (1)
λ1<λ2<λ3・・・ (2)
d1≦d2≦d3・・・ (3)
ただし、
NA1・・・前記第1の光記録媒体に対応する開口数(第1開口数)
NA2・・・前記第2の光記録媒体に対応する開口数(第2開口数)
NA3・・・前記第3の光記録媒体に対応する開口数(第3開口数)
λ1・・・前記第1の光記録媒体に対応する使用光波長(第1波長)
λ2・・・前記第2の光記録媒体に対応する使用光波長(第2波長)
λ3・・・前記第3の光記録媒体に対応する使用光波長(第3波長)
d1・・・前記第1の光記録媒体の基板厚(第1基板厚)
d2・・・前記第2の光記録媒体の基板厚(第2基板厚)
d3・・・前記第3の光記録媒体の基板厚(第3基板厚)
光源側から順に、互いに異なる材質により構成される2つのレンズを互いに接合してなる光学素子と、両面が回転非球面よりなる正レンズとを配されてなり、該光学素子の2つのレンズを接合してなる面は所定の回折光学面により形成されてなることを特徴とするものである。
NA1≧NA2≧NA3・・・ (1)
λ1<λ2<λ3・・・ (2)
d1≦d2≦d3・・・ (3)
ただし、
NA1・・・前記第1の光記録媒体に対応する開口数(第1開口数)
NA2・・・前記第2の光記録媒体に対応する開口数(第2開口数)
NA3・・・前記第3の光記録媒体に対応する開口数(第3開口数)
λ1・・・前記第1の光記録媒体に対応する使用光波長(第1波長)
λ2・・・前記第2の光記録媒体に対応する使用光波長(第2波長)
λ3・・・前記第3の光記録媒体に対応する使用光波長(第3波長)
d1・・・前記第1の光記録媒体の基板厚(第1基板厚)
d2・・・前記第2の光記録媒体の基板厚(第2基板厚)
d3・・・前記第3の光記録媒体の基板厚(第3基板厚)
前記第1波長の光に対して回折光の光量が最大となる回折次数と、前記第2波長の光に対して回折光の光量が最大となる回折次数とが互いに異なるように、
かつ、前記第1波長の光に対して回折光の光量が最大となる回折次数と、前記第3波長の光に対して回折光の光量が最大となる回折次数とが互いに異なるように作用する形状とされていることが好ましい。
h1=λ1/|N1λ1−N2λ1|・・・ (4)
(ただし、N1λ1−N2λ1=0となるときは、h1=∞とする。)
h2=λ2/|N1λ2−N2λ2|・・・ (5)
(ただし、N1λ2−N2λ2≠0)
h3=λ3/|N1λ3−N2λ3|・・・ (6)
(ただし、N1λ3−N2λ3≠0)
h2/h1≦0.5・・・ (7)
h3/h1≦0.5・・・ (8)
(ただし、条件式(7)および(8)において、h1=∞のときは、h2/h1=0、h3/h1=0とする。)
ただし、
N1λ1・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光源側に配されるレンズの材質の前記第1波長の光に対する屈折率
N1λ2・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光源側に配されるレンズの材質の前記第2波長の光に対する屈折率
N1λ3・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光源側に配されるレンズの材質の前記第3波長の光に対する屈折率
N2λ1・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光記録媒体側に配されるレンズの材質の前記第1波長の光に対する屈折率
N2λ2・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光記録媒体側に配されるレンズの材質の前記第2波長の光に対する屈折率
N2λ3・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光記録媒体側に配されるレンズの材質の前記第3波長の光に対する屈折率
本発明の光ピックアップ装置は、いずれかの前記対物光学系を備えていることを特徴とするものである。
これにより、回折光学面を形成する際の加工精度が大幅に向上し、また、この回折光学面に入射する光束の入射角、およびこの回折光学面から出射される光束の出射角を比較的小さいものとすることができ、光学性能と回折効率の両者の向上を図ることができる。
λ1<λ2<λ3・・・ (2)
d1≦d2≦d3・・・ (3)
ただし、
NA1・・・第1の光記録媒体に対応する開口数(第1開口数)
NA2・・・第2の光記録媒体に対応する開口数(第2開口数)
NA3・・・第3の光記録媒体に対応する開口数(第3開口数)
λ1・・・第1の光記録媒体に対応する使用光波長(第1波長)
λ2・・・第2の光記録媒体に対応する使用光波長(第2波長)
λ3・・・第3の光記録媒体に対応する使用光波長(第3波長)
d1・・・第1の光記録媒体の基板厚(第1基板厚)
d2・・・第2の光記録媒体の基板厚(第2基板厚)
d3・・・第3の光記録媒体の基板厚(第3基板厚)
h1=λ1/|N1λ1−N2λ1|・・・ (4)
(ただし、N1λ1−N2λ1=0となるときは、h1=∞とする。)
h2=λ2/|N1λ2−N2λ2|・・・ (5)
(ただし、N1λ2−N2λ2≠0)
h3=λ3/|N1λ3−N2λ3|・・・ (6)
(ただし、N1λ3−N2λ3≠0)
h2/h1≦0.5・・・ (7)
h3/h1≦0.5・・・ (8)
(ただし、条件式(7)および(8)において、h1=∞のときは、h2/h1=0、h3/h1=0とする。)
ただし、
N1λ1・・・前記光学素子L1を構成する2つのレンズのうち光源側に配されるレンズL11の材質の前記第1波長の光に対する屈折率
N1λ2・・・前記光学素子L1を構成する2つのレンズのうち光源側に配されるレンズL11の材質の前記第2波長の光に対する屈折率
N1λ3・・・前記光学素子L1を構成する2つのレンズのうち光源側に配されるレンズL11の材質の前記第3波長の光に対する屈折率
N2λ1・・・前記光学素子L1を構成する2つのレンズのうち光記録媒体側に配されるレンズL12の材質の前記第1波長の光に対する屈折率
N2λ2・・・前記光学素子L1を構成する2つのレンズのうち光記録媒体側に配されるレンズL12の材質の前記第2波長の光に対する屈折率
N2λ3・・・前記光学素子L1を構成する2つのレンズのうち光記録媒体側に配されるレンズL12の材質の前記第3波長の光に対する屈折率
ここで、対物光学系8の実施例1について説明する。この対物光学系8は、図1に示すように、光源側から順に、回折光学素子L1と対物レンズL2を配列してなり、該回折光学素子L1は2つのレンズL11、L12の接合レンズとされ、接合面(R2)および対物レンズL2の両面が非球面とされている。また、上記接合面に回折光学面が形成されている。また、非球面および回折光学面の形状を規定する表2および表3に示す各係数は、各々第10次まで設定されている。
次に、対物光学系8の実施例2について説明する。この対物光学系8は、図3に示すように、上記実施例1のものと略同様の構成とされているが、実施例1の非球面に加え、回折光学素子L1の光記録媒体側の面も非球面とされている。また、非球面および回折光学面の形状を規定する表5および表6に示す各係数は、各々第20次まで設定されている。
また、4種以上の光記録媒体に対しても、本発明の対物光学系の適用を妨げるものではない。
2a、2b プリズム
6 ハーフミラー
7 コリメータレンズ
8 対物光学系
9 光記録媒体
9a AOD
9b DVD
9c CD
10、10a、10b、10c 記録領域
11 レーザ光
13 フォトダイオード
L1 回折光学素子
L2 対物レンズ
L11、L12 レンズ
R1〜R7 レンズ面(ただし、R6およびR7は光記録媒体の保護層表面および記録領域表面)
D1〜D6 軸上面間隔
Claims (6)
- 情報の記録または再生がなされる際に、対応する開口数、使用光波長および基板厚が下記3つの条件式(1)〜(3)を満足するように設定された第1、第2および第3の光記録媒体のそれぞれに対して、使用光を所望の位置に収束させるための光ピックアップ装置の対物光学系を形成する光学素子において、
該光学素子は、互いに異なる材質により構成される2つのレンズを互いに接合してなるとともに、該対物光学系の最も光源側に配され、該接合された面は所定の回折光学面により形成されてなることを特徴とする光学素子。
NA1≧NA2≧NA3・・・ (1)
λ1<λ2<λ3・・・ (2)
d1≦d2≦d3・・・ (3)
ただし、
NA1・・・前記第1の光記録媒体に対応する開口数(第1開口数)
NA2・・・前記第2の光記録媒体に対応する開口数(第2開口数)
NA3・・・前記第3の光記録媒体に対応する開口数(第3開口数)
λ1・・・前記第1の光記録媒体に対応する使用光波長(第1波長)
λ2・・・前記第2の光記録媒体に対応する使用光波長(第2波長)
λ3・・・前記第3の光記録媒体に対応する使用光波長(第3波長)
d1・・・前記第1の光記録媒体の基板厚(第1基板厚)
d2・・・前記第2の光記録媒体の基板厚(第2基板厚)
d3・・・前記第3の光記録媒体の基板厚(第3基板厚) - 情報の記録または再生がなされる際に、対応する開口数、使用光波長および基板厚が下記3つの条件式(1)〜(3)を満足するように設定された第1、第2および第3の光記録媒体のそれぞれに対して、使用光を所望の位置に収束させるための光ピックアップ装置の対物光学系において、
光源側から順に、互いに異なる材質により構成される2つのレンズを互いに接合してなる光学素子と、両面が回転非球面よりなる正レンズとを配されてなり、該光学素子の2つのレンズを接合してなる面は所定の回折光学面により形成されてなることを特徴とする対物光学系。
NA1≧NA2≧NA3・・・ (1)
λ1<λ2<λ3・・・ (2)
d1≦d2≦d3・・・ (3)
ただし、
NA1・・・前記第1の光記録媒体に対応する開口数(第1開口数)
NA2・・・前記第2の光記録媒体に対応する開口数(第2開口数)
NA3・・・前記第3の光記録媒体に対応する開口数(第3開口数)
λ1・・・前記第1の光記録媒体に対応する使用光波長(第1波長)
λ2・・・前記第2の光記録媒体に対応する使用光波長(第2波長)
λ3・・・前記第3の光記録媒体に対応する使用光波長(第3波長)
d1・・・前記第1の光記録媒体の基板厚(第1基板厚)
d2・・・前記第2の光記録媒体の基板厚(第2基板厚)
d3・・・前記第3の光記録媒体の基板厚(第3基板厚) - 前記所定の回折光学面は断面形状が鋸歯状とされ、
前記第1波長の光に対して回折光の光量が最大となる回折次数と、前記第2波長の光に対して回折光の光量が最大となる回折次数とが互いに異なるように、
かつ、前記第1波長の光に対して回折光の光量が最大となる回折次数と、前記第3波長の光に対して回折光の光量が最大となる回折次数とが互いに異なるように作用する形状とされていることを特徴とする請求項2記載の対物光学系。 - 前記光学素子の前記光源側の面が平面であることを特徴とする請求項2または3記載の対物光学系。
- 下記条件式(4)〜(6)となるようにh1、h2およびh3を定義したとき、下記条件式(7)または(8)が成立するように構成されていることを特徴とする請求項2〜4のうちいずれか1項記載の対物光学系。
h1=λ1/|N1λ1−N2λ1|・・・ (4)
(ただし、N1λ1−N2λ1=0となるときは、h1=∞とする。)
h2=λ2/|N1λ2−N2λ2|・・・ (5)
(ただし、N1λ2−N2λ2≠0)
h3=λ3/|N1λ3−N2λ3|・・・ (6)
(ただし、N1λ3−N2λ3≠0)
h2/h1≦0.5・・・ (7)
h3/h1≦0.5・・・ (8)
(ただし、条件式(7)および(8)において、h1=∞のときは、h2/h1=0、h3/h1=0とする。)
ただし、
N1λ1・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光源側に配されるレンズの材質の前記第1波長の光に対する屈折率
N1λ2・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光源側に配されるレンズの材質の前記第2波長の光に対する屈折率
N1λ3・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光源側に配されるレンズの材質の前記第3波長の光に対する屈折率
N2λ1・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光記録媒体側に配されるレンズの材質の前記第1波長の光に対する屈折率
N2λ2・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光記録媒体側に配されるレンズの材質の前記第2波長の光に対する屈折率
N2λ3・・・前記光学素子を構成する2つのレンズのうち光記録媒体側に配されるレンズの材質の前記第3波長の光に対する屈折率 - 請求項2〜5のうちのいずれか1項記載の対物光学系を備えていることを特徴とする光ピックアップ装置。
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