JP2006012417A

JP2006012417A - Objective lens, optical head, and optical disk device

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Publication number: JP2006012417A
Application number: JP2005260787A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Sugi; 靖幸杉; Takesuke Maruyama; 竹介丸山
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2022-09-12
Also published as: JP3854623B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To concentrate a light beam on an information recording surface at high light utilization efficiency, for each of optical recording media of a plurality of kinds having different thicknesses of transparent substrates. <P>SOLUTION: When a DVD having the DVD substrate 2 having thickness t<SB>1</SB>of 0.6 mm is mounted on an optical disk device, the light beam 4 having the wavelength of λ<SB>1</SB>=655 nm is used as a luminous flux of the numerical aperture of NA=0.63 so as to be concentrated on the information recording surface 2a of the DVD substrate 2. When a CD having the CD substrate 3 having thickness t<SB>2</SB>of 1.2 mm is mounted on the optical disk device, the light beam 5 having a wavelength of λ<SB>2</SB>=790 nm is efficiently used as the luminous flux of the numerical aperture of about 0.45 so as to be concentrated on the information recording surface 3a of the CD substrate 3. Although wavefront aberration occurs due to the thickness difference between the DVD substrate 2 and the CD substrate 3, it is canceled by the chromatic aberration due to the wavelength difference between the light beams 4 and 5. Thus, even when the difference in the thicknesses of the transparent substrates exists, the superior concentration of the light on the respective information recording surface 2a and 3a is achieved. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、主にＣＤ（Compact Disc：ＣＤ−ＲなどのＣＤも含む）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）など種類が異なる光記録媒体に対応できる互換型の記録再生装置に用いる対物レンズ、光ヘッド及び光ディスク装置に関する。 The present invention mainly relates to an objective lens and an optical head used in a compatible recording / reproducing apparatus capable of dealing with different types of optical recording media such as a CD (compact disc: including a CD such as a CD-R) and a DVD (Digital Versatile Disc). And an optical disc apparatus.

従来より、ＣＤやＤＶＤなどの種類が異なる光ディスクをともに再生することができるようにした互換型光ディスク装置が提案されている。ＣＤやＤＶＤなど（以下、これらをまとめて光ディスクという）は、いずれも透明な基板が用いられ、この透明基板の一方の面に情報記録面が設けられており、かかる基板を２枚、それらの情報記録面を向かい合わせにして、貼り合わせた構成をなすか、あるいは、かかる透明基板を透明な保護基板と、透明基板の情報記録面が保護基板と向かい合うようにして、貼り合わせた構成をなしている。かかる構成の光ディスクから光ディスク装置で情報信号を再生する場合には、光源からのレーザビームを光ディスクの情報記録面に透明基板を介して集光させる必要がある。このレーザービームは後に述べるようにＣＤとＤＶＤとでは互いに波長が異なっている。このレーザビームを集光させるために、光ディスク装置では、対物レンズが使用されているが、ＣＤでは、透明基板の厚さが1.2ｍｍ、ＤＶＤでは、透明基板の厚さが0.6ｍｍと光ディスクの種類（レーザービームの波長の違い）に応じて情報記録面が設けられている透明基板の厚さが異なるものであり、このような種類が異なる光ディスクを再生する光ディスク装置では、このように使用する光ディスクの種類に応じて透明基板の厚さが異なっても、レーザビームを情報記録面に集光させることが必要である。 Conventionally, compatible optical disk devices have been proposed that can play back together optical disks of different types, such as CDs and DVDs. CDs, DVDs, and the like (hereinafter collectively referred to as optical disks) all use a transparent substrate, and an information recording surface is provided on one surface of the transparent substrate. Either the information recording surfaces are facing each other, or they are bonded together, or the transparent substrate is bonded to the transparent protective substrate and the information recording surface of the transparent substrate is facing the protective substrate. ing. When an information signal is reproduced from an optical disk having such a configuration by an optical disk device, it is necessary to focus the laser beam from the light source on the information recording surface of the optical disk via a transparent substrate. As will be described later, the wavelength of this laser beam differs between CD and DVD. In order to condense the laser beam, an objective lens is used in the optical disc apparatus, but the thickness of the transparent substrate is 1.2 mm for CD, and the thickness of the transparent substrate is 0.6 mm for DVD. In the optical disk apparatus for reproducing such different types of optical disks, the thickness of the transparent substrate on which the information recording surface is provided varies depending on (the difference in wavelength of the laser beam). Even if the thickness of the transparent substrate differs depending on the type, it is necessary to focus the laser beam on the information recording surface.

このような光ディスク装置としては、ピックアップに光ディスクの種類毎に対物レンズを設け、使用する光ディスクの種類に応じて該当する対物レンズに交換したり、光ディスクの種類毎にピックアップを設け、使用する光ディスクの種類に応じてピックアップを交換したりすることが考えられるが、コストの面や装置の小型化を実現するために、対物レンズとして、光ディスクのいずれの種類にも同じレンズを用いることができるようにした光ディスク装置が提案されている。 As such an optical disk apparatus, an objective lens is provided for each type of optical disk in the pickup, and the objective lens is replaced according to the type of optical disk to be used, or a pickup is provided for each type of optical disk. It is conceivable to change the pickup depending on the type, but in order to realize cost reduction and downsizing of the apparatus, the same lens can be used for any type of optical disc as an objective lens. An optical disc apparatus has been proposed.

かかる対物レンズの一代表例は、正の屈折力を有するレンズであって、半径方向に３以上の輪帯状レンズ面に区分され、１つおきの輪帯状レンズ面と他の１つおきの輪帯状レンズ面とは屈折力を異にして、同じ波長のレーザビームに対し、１つおきの輪帯状レンズ面が、例えば、薄い透明基板（0.6ｍｍ）の光ディスク（ＤＶＤ）の情報記録面にレーザビームを集光させ、他の１つおきの輪帯状レンズ面が、例えば、厚い透明基板（1.2ｍｍ）の光ディスク（ＣＤ）の情報記録面にレーザビームを集光させるようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。 A typical example of such an objective lens is a lens having a positive refractive power, and is divided into three or more annular lens surfaces in the radial direction, and every other annular lens surface and every other annular lens surface. Unlike the belt-like lens surface, every other lens-like lens surface has a laser beam on the information recording surface of an optical disk (DVD) on a thin transparent substrate (0.6 mm) for a laser beam having the same wavelength. The beam is condensed, and every other annular lens surface condenses the laser beam on the information recording surface of an optical disk (CD) of a thick transparent substrate (1.2 mm), for example ( For example, see Patent Document 1).

また、他の代表例は、薄い透明基板のＤＶＤに対しては、短波長（635ｎｍまたは650ｎｍ）のレーザビームを使用し、厚い透明基板のＣＤに対しては、長波長（780ｎｍ）のレーザビームを使用する光ディスク装置において、これらレーザビームに共通に使用する対物レンズであって、正のパワーを有する屈折レンズの一方の面に輪帯状の微細な段差が密に設けられてなる回折レンズ構造が形成されたものである（例えば、特許文献２参照）。 Another representative example uses a short wavelength (635 nm or 650 nm) laser beam for a DVD with a thin transparent substrate, and a long wavelength (780 nm) laser beam for a CD with a thick transparent substrate. In an optical disk apparatus using a diffractive lens, an objective lens commonly used for these laser beams has a diffractive lens structure in which a minute annular step is densely provided on one surface of a refractive lens having a positive power. It is formed (see, for example, Patent Document 2).

かかる回折レンズ構造は、薄い透明基板のＤＶＤに対し、上記短波長のレーザビームの回折光を情報記録面に集光し、厚い透明基板のＣＤに対し、上記長波長のレーザビームの上記回折光と同一次数の回折光を情報記録面に集光するように設けられている。なお、ＤＶＤに対して上記の短波長のレーザビームを用いるのは、ＣＤに比べてＤＶＤの記録密度は高く、このために、ビームスポットを小さく絞る必要があるためである（よく知られているように、光スポットの大きさは、波長に比例し、開口数ＮＡに反比例する）。 Such a diffractive lens structure condenses the diffracted light of the short wavelength laser beam on the information recording surface of a DVD on a thin transparent substrate, and the diffracted light of the long wavelength laser beam on a CD of a thick transparent substrate. And diffracted light of the same order as is collected on the information recording surface. The reason why the laser beam having the short wavelength is used for the DVD is that the recording density of the DVD is higher than that of the CD, and therefore the beam spot needs to be narrowed down (well known). Thus, the size of the light spot is proportional to the wavelength and inversely proportional to the numerical aperture NA).

なお、レンズ面に輪帯状位相シフタを設けた輪帯位相補正レンズ方式の対物レンズも提案されている（例えば、特許文献３参照）。 An objective lens of an annular phase correction lens system in which an annular zone phase shifter is provided on the lens surface has also been proposed (see, for example, Patent Document 3).

これは、ＤＶＤに使用する波長λ₁が640ｎｍのレーザビームで波面収差をなくすようにしたレンズ面を基準として、半径方向に複数の輪帯状の屈折面に区分し、これら屈折面を夫々この基準レンズ面から所定の段差(レンズ中心からｉ番目の段差をｄ_iとする）をもって形成し、かかる段差ｄ_iにより、夫々の屈折面によってＤＶＤのレーザビームが基準レンズ面に対してこの波長λ₁の整数ｍ_i倍だけ位相シフトすることにより、ＣＤ系の波面収差を低減するものである。
特開平９ー１４５９９５号公報特開２０００ー８１５６６号公報特開２００１ー５１１９２号公報 This is based on a lens surface that eliminates wavefront aberration with a laser beam having a wavelength λ ₁ of 640 nm used for DVD, and is divided into a plurality of annular refracting surfaces in the radial direction. (the i-th from the lens center step and d _i) lenses predetermined step from the surface and formed with, by such level difference d _i, the wavelength lambda ₁ to the laser beam reference lens surface of the DVD by the refractive surfaces of the respective By shifting the phase by an integer m _i times, the wavefront aberration of the CD system is reduced.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-145995 JP 2000-81666 A JP 2001-51192 A

上記いずれの従来例でも、ＤＶＤ，ＣＤともに共通の対物レンズを用いることができるから、対物レンズを含めてＤＶＤ，ＣＤ毎に使用部材を交換するための手段などが不要となり、コストの面や構成の簡略化の点で有利となるが、上記特許文献１では、ＤＶＤ、ＣＤ毎に対物レンズでの利用する輪帯状レンズ面が異なるため、入射レーザビームに対して無効となる部分が多く、光利用効率が著しく低いという問題がある。換言すれば、レンズ面の輪帯区間毎に固有の焦点を持たせたために、１つの単色光をレンズ面全域で受けてひとつの焦点に結ばせることが出来ない点で利用効率が低下しているということになる。 In any of the above conventional examples, since a common objective lens can be used for both DVD and CD, means for exchanging members used for each DVD and CD including the objective lens becomes unnecessary, and the cost and configuration are reduced. However, in Patent Document 1, since the annular lens surface used in the objective lens differs for each DVD and CD, there are many ineffective portions with respect to the incident laser beam. There is a problem that usage efficiency is extremely low. In other words, since each lens zone has a unique focal point, the use efficiency is reduced in that one monochromatic light cannot be received and combined into one focal point over the entire lens surface. It means that there is.

また、上記特許文献２では、回折レンズ構造による回折光を利用しているため、異なる波長に夫々対する回折効率を同時に100％にすることはできないという問題がある（なお、これでは、ＤＶＤに用いる短波長（635ｎｍまたは650ｎｍ）のレーザビームとＣＤに用いる長波長（780ｎｍ）のレーザビームに対し、それらの間のほぼ705ｎｍの波長で回折効率が100％となるようにして、これら使用レーザビームに対して回折効率がバランスするようにしている）。また、レンズ面に回折レンズ構造を設けるため、微小な段差が必要になるが、製造上の誤差の影響を受け易く、回折構造が設計からズレた場合、回折効率の劣化を招くことになる。このように、回折効率の劣化やそもそも回折効率が100％に達しないということは、入射光の全てを光ディスクの透明基板に設けられた情報記録面に集光することはできないことを意味しており、これが光量損失となる。 Further, in the above-mentioned patent document 2, since the diffracted light by the diffractive lens structure is used, there is a problem that the diffraction efficiency for each of the different wavelengths cannot be made 100% at the same time. Compared to a short wavelength (635 nm or 650 nm) laser beam and a long wavelength (780 nm) laser beam used for CD, the diffraction efficiency is 100% at a wavelength of about 705 nm between them. The diffraction efficiency is balanced against that). In addition, since a diffractive lens structure is provided on the lens surface, a minute step is required, but it is easily affected by manufacturing errors, and if the diffractive structure deviates from the design, the diffraction efficiency is deteriorated. As described above, the deterioration of the diffraction efficiency or the fact that the diffraction efficiency does not reach 100% means that all of the incident light cannot be condensed on the information recording surface provided on the transparent substrate of the optical disk. This is a light loss.

さらに、特許文献３では、即ち、輪帯位相補正レンズ方式では、光利用効率は高いが、ＤＶＤのレーザビームに対して波面収差をなくすように設計したレンズ面を基準面とし、これより、ＣＤのレーザビームに対する波面収差を低減するように、この基準面からＤＶＤのレーザビームの波長λ₁の整数ｍ_i倍の段差ｄ_iだけ窪ませて屈折面としている。しかし、もとよりＤＶＤを基準として、単なる段差を設けるだけでは、ＣＤのレーザビームに対して、波面収差を充分に低減することができていない。 Further, in Patent Document 3, that is, in the annular phase correction lens system, the light use efficiency is high, but the lens surface designed to eliminate the wavefront aberration with respect to the DVD laser beam is used as a reference surface. In order to reduce the wavefront aberration with respect to the laser beam, a step d _i that is an integral number m _i times the wavelength λ ₁ of the DVD laser beam is recessed from the reference surface to form a refracting surface. However, the wavefront aberration cannot be sufficiently reduced with respect to the laser beam of the CD simply by providing a level difference from the DVD as a reference.

本発明の目的は、かかる問題を解消し、透明基板の厚さが異なる複数種の光記録媒体夫々に対し、可及的に波面収差が低減された状態で、しかも、高い光利用効率で光ビームを情報記録面に集光させることができるようにした対物レンズ，光ヘッド及び光ディスク装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve such a problem and to reduce the wavefront aberration as much as possible for each of a plurality of types of optical recording media having different transparent substrate thicknesses and to achieve high light utilization efficiency. An object of the present invention is to provide an objective lens, an optical head, and an optical disc apparatus that can focus a beam on an information recording surface.

上記目的を達成するために、本発明では、透明基板の厚さが異なる複数種の光記録媒体毎に異なる波長の光ビームが入射され、光記録媒体側で光ビームを集光させる正のパワーを有する対物レンズの設計方法において、光ビームの波長の違いによって発生する色収差で光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差を打ち消す関数を求め、この関数でもってレンズ面を構成するという設計方法を編み出した。 In order to achieve the above object, in the present invention, a positive power for condensing a light beam on the side of the optical recording medium is incident on a light beam having a different wavelength for each of a plurality of types of optical recording media having different transparent substrate thicknesses. In the design method of an objective lens having the above, a function for canceling the wavefront aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrate of the optical recording medium due to the chromatic aberration caused by the difference in the wavelength of the light beam is obtained, and the lens surface is constituted by this function The design method was devised.

また、これにより、本発明は、透明基板の厚さが異なる複数種の光記録媒体毎に異なる波長の光ビームが入射され、光記録媒体の該透明基板に設けられた情報記録面に該光ビームを屈折作用により集光させる正のパワーを有する対物レンズであって、光ビームの波長λの違いによって発生する色収差で光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差を打ち消すことにより、いずれの種類の光記録媒体に対しても、
該当する光ビームを該情報記録面にＲＭＳ波面収差が0.035λ以下で、好ましくは0.033λ以下で、さらに好ましくは0.030λ以下で集光させる、
あるいは、該当する光ビームを該情報記録面にＲＭＳ波面収差が、ｉ番目の光ビームの波長をλ_i（ｉ＝１，２，……）とし、波長λ_iの光ビームの波面収差をＷiとして、

Accordingly, the present invention allows a light beam having a different wavelength to be incident on each of a plurality of types of optical recording media having different transparent substrate thicknesses, and the light is incident on an information recording surface provided on the transparent substrate of the optical recording medium. An objective lens having a positive power for condensing the beam by refraction, and canceling wavefront aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrate of the optical recording medium due to chromatic aberration caused by the difference in wavelength λ of the light beam. For any type of optical recording medium,
A corresponding light beam is condensed on the information recording surface with an RMS wavefront aberration of 0.035λ or less, preferably 0.033λ or less, more preferably 0.030λ or less,
Alternatively, the corresponding RMS wavefront aberration of the light beam on the information recording surface, i-th light beam wavelength _{λ i (i = 1,2, ......} ) and then, the wave front aberration of the light beam having the wavelength lambda _i Wi As

（但し、ｉ番目の該光ビームの波長をλ_i（ｉ＝１，２，……）、全ての波長にわたる個々のＲＭＳ波面収差の二乗の総和をΣＷ_i2、波長λ_iの光ビームのＲＭＳ波面収差をＷ_i・λ_iとする）
好ましくは、

(Where the wavelength of the i-th light beam is λ _i (i = 1, 2,...), The sum of squares of individual RMS wavefront aberrations over all wavelengths is ΣW _i2 , and the RMS of the light beam of wavelength λ _i Wavefront aberration is assumed to be W _i · λ _i )
Preferably,

（但し、ｉ番目の該光ビームの波長をλ_i（ｉ＝１，２，……）、全ての波長にわたる個々のＲＭＳ波面収差の二乗の総和をΣＷ_i2、波長λ_iの光ビームのＲＭＳ波面収差をＷ_i・λ_iとする）
さらに好ましくは、

(Where the wavelength of the i-th light beam is λ _i (i = 1, 2,...), The sum of squares of individual RMS wavefront aberrations over all wavelengths is ΣW _i2 , and the RMS of the light beam of wavelength λ _i Wavefront aberration is assumed to be W _i · λ _i )
More preferably,

（但し、ｉ番目の該光ビームの波長をλ_i（ｉ＝１，２，……）、全ての波長にわたる個々のＲＭＳ波面収差の二乗の総和をΣＷ_i2、波長λ_iの光ビームのＲＭＳ波面収差をＷ_i・λ_iとする）にて集光させる、または、該当する光ビームを該情報記録面に波長表示ＲＭＳ波面収差比が、該光ビームの波面収差のうちの最大の波面収差をＷ_max、最小の波面収差をＷ_minとして、Ｗ_max／Ｗ_min≦1.8で好ましくは、Ｗ_max／Ｗ_min≦1.6で、さらに好ましくは、Ｗ_max／Ｗ_min≦1.4で集光させる対物レンズ、あるいは、複数種の光記録媒体毎に異なる波長の光ビームが入射され、該光記録媒体の該透明基板に設けられた情報記録面に該光ビームを屈折作用により集光させる正のパワーを有する対物レンズであって、いずれの種類の光記録媒体に対しても、該当する光ビームを該情報記録面にＲＭＳ波面収差が0.035λ以下に集光させることを特徴とする対物レンズを提供するものである。このことは、一面において、換言すれば、複数種類の単色光を夫々屈折作用により集光させる多波長用レンズを含む光学系であって、レンズ面全域にわたり該単色光の固有の波長に対応した単一の焦点を有するとともに、当該焦点は、異なる所定波長の該複数種類の単色光に対応して夫々異なる所定の位置に配置されている多波長用光学系を初めて提供することを意味する。 (Where the wavelength of the i-th light beam is λ _i (i = 1, 2,...), The sum of squares of individual RMS wavefront aberrations over all wavelengths is ΣW _i2 , and the RMS of the light beam of wavelength λ _i The wavefront aberration is set to W _i · λ _i ), or the corresponding light beam is displayed on the information recording surface, and the wavelength display RMS wavefront aberration ratio is the largest wavefront aberration among the wavefront aberrations of the light beam. as the W _max, the minimum wavefront aberration W _min, preferably at W _max / W _min ≦ 1.8, with W _max / W _min ≦ 1.6, more preferably, an objective lens for condensing at W _max / W _min ≦ 1.4 Or, a light beam having a different wavelength is incident on each of a plurality of types of optical recording media, and a positive power for condensing the light beam by refraction on the information recording surface provided on the transparent substrate of the optical recording medium. An objective lens having any type of optical recording medium, An equivalent light beam is intended to provide an objective lens which RMS wavefront aberration on the information recording surface, characterized in that the condensing below 0.035. In other words, this is an optical system including a multi-wavelength lens that condenses a plurality of types of monochromatic light by refraction, and corresponds to the unique wavelength of the monochromatic light over the entire lens surface. This means that for the first time a multi-wavelength optical system having a single focal point and disposed at different predetermined positions corresponding to the plurality of types of monochromatic light having different predetermined wavelengths is provided.

本発明によれば、透明基板の厚さが異なる２種類以上の光ディスクに対して、回折レンズ構造を用いずに、屈折作用によって記録または再生に必要な開口（ＮＡ）で全ての光束を所望とする位置に可及的に少ない収差で集光させることができ、光利用効率をより高めることができる。 According to the present invention, with respect to two or more types of optical discs having different thicknesses of transparent substrates, all light beams can be obtained with an aperture (NA) necessary for recording or reproduction by refraction without using a diffractive lens structure. Therefore, the light can be condensed with as little aberration as possible, and the light utilization efficiency can be further increased.

いま、厚さｔ₁の透明基板を用いた第１の光ディスクに対し、これを用いる光ディスク装置での対物レンズが良好に収差補正され、この基板に設けられた情報記録面にレーザビームが良好に集光するものとする。かかる光ディスク装置にこの透明基板とは異なる厚さｔ₂の透明基板を用いた第２の光ディスクを使用した場合、この透明基板の厚さｔ₂が厚さｔ₁と異なるために、この対物レンズと厚さｔ₂の透明基板とによって波面収差が生じ、この厚さｔ₂の透明基板に設けられている情報記録面にレーザビームが良好に集光しない。 Now, with respect to a first optical disk using a transparent substrate having a thickness t ₁ , the objective lens in the optical disk apparatus using the optical disk is corrected with good aberration, and the laser beam is excellent on the information recording surface provided on the substrate. Condensate. When using the second optical disc using the transparent transparent substrates of different thicknesses t ₂ to the substrate in such an optical disk apparatus, for different thicknesses t ₂ of the transparent substrate and the thickness t _1, the objective lens And a transparent substrate having a thickness t ₂ cause wavefront aberration, and the laser beam is not condensed well on the information recording surface provided on the transparent substrate having the thickness t ₂ .

一方、かかる対物レンズと透明基板からなる光学系に異なる波長のレーザビームを用いると、色収差が生ずるが、本発明は、かかる色収差を利用して上記の波面収差を低減するものであって、基板の厚みが異なる光ディスク毎に異なる波長のレーザビームを用い、基板の厚みが異なることによって生ずる波面収差をレーザビームの波長の違いによって生ずる色収差でもって相殺し、いずれの厚みの基板に対しても、総合的な収差が許容範囲内になるようにするものである。 On the other hand, when a laser beam having a different wavelength is used in an optical system composed of such an objective lens and a transparent substrate, chromatic aberration is produced. Using laser beams with different wavelengths for optical discs with different thicknesses, wavefront aberrations caused by different substrate thicknesses are offset by chromatic aberrations caused by differences in laser beam wavelengths, and for any thickness substrate, The total aberration is set within an allowable range.

このことは、基板の厚さが異なる光ディスクのいずれに対しても、その基板の厚さに対応する波長のレーザビームを用いた場合、このレーザビームの対物レンズと基板を通った全ての光線がこの基板の情報記録面上で良好に集光するような光路長を経るようにするものである。 This means that for any optical disc having a different substrate thickness, when a laser beam having a wavelength corresponding to the thickness of the substrate is used, all the light beams that have passed through the objective lens and the substrate of the laser beam are transmitted. The optical path length is such that the light is well condensed on the information recording surface of the substrate.

いま、図３において、対物レンズ１を用いて基板２の情報記録面２ａにレーザビームを集光させる場合についてみる。ここで、対物レンズ１の面Ａは光入射側面、面Ｂは光出射側面であり、基板２の情報記録面２ａは対物レンズ１側とは反対側にある。 Now, in FIG. 3, the case where the laser beam is focused on the information recording surface 2 a of the substrate 2 using the objective lens 1 will be described. Here, the surface A of the objective lens 1 is a light incident side surface, the surface B is a light emission side surface, and the information recording surface 2a of the substrate 2 is on the side opposite to the objective lens 1 side.

図３は、対物レンズ１に入射するレーザビームは平行光とし（従って、図３に示す光学系は、いわゆる無限光学系である）、対物レンズ１の光軸ＯＡからこれに垂直な方向の距離（光線高さ）ｈの位置Ｐ₁を通る光線が光軸ＯＡを横切る点（集光点）Ｐ₅に達するまでの光路を摸式的に示すものである。ここで、かかる光路での対物レンズ１への入射点をＰ₂、対物レンズ１からの出射点をＰ₃、透明基板２への入射点をＰ4とし、
点Ｐ₁〜入射点Ｐ₂：空間距離＝Ｓ_1h 屈折率＝ｎ₁
入射点Ｐ₂〜出射点Ｐ₃：空間距離＝Ｓ_2h 屈折率＝ｎ₂
出射点Ｐ₃〜入射点Ｐ₄：空間距離＝Ｓ_3h 屈折率＝ｎ₃
入射点Ｐ₄〜集光点Ｐ₅：空間距離＝Ｓ_4h 屈折率＝ｎ₄
とすると、点Ｐ₁から集光点Ｐ₅までの光路長Ｌ_hは、

In FIG. 3, the laser beam incident on the objective lens 1 is parallel light (the optical system shown in FIG. 3 is a so-called infinite optical system), and the distance from the optical axis OA of the objective lens 1 in the direction perpendicular thereto. (Light height) The optical path until the light beam passing through the position P ₁ of the light beam h crosses the optical axis OA and reaches the point (condensing point) P ₅ is schematically shown. Here, the incident point to the objective lens 1 in this optical path is P ₂ , the exit point from the objective lens 1 is P ₃ , and the incident point to the transparent substrate 2 is P 4.
Point P ₁ to incident point P ₂ : Spatial distance = S _1h Refractive index = n ₁
Entrance point P ₂ to exit point P ₃ : Spatial distance = S _2h Refractive index = n ₂
Outgoing point P ₃ to incident point P ₄ : Spatial distance = S _3h Refractive index = n ₃
Incident point P ₄ to condensing point P ₅ : Spatial distance = S _4h Refractive index = n ₄
Then, the optical path length L _h from the point P ₁ to the condensing point P ₅ is

で表わされる。なお、光軸ＯＡ上での光路長Ｌ_hは、この数５において、ｈ＝０の場合である。 It is represented by Note that the optical path length L _h on the optical axis OA corresponds to the case where h = 0 in Equation 5.

この数５は任意の光線高さｈについて該当するものであり、収差補正されている場合には、夫々の光線高さｈに対する集光点Ｐ₅が夫々の許容範囲内で情報記録面２ａ上にある。すなわち、本発明は、例えば厚さが異なる複数の基板夫々毎に異なる波長のレーザビームを用いることにより、色収差と波面収差とが相殺し合って夫々の光線高さｈに対する集光点Ｐ₅が夫々の許容範囲内で情報記録面２ａ上にあるようにするものである。本発明の実施形態としては、対物レンズ１のレンズ面形状をこれを実現する形状とするものである。これにより、基板の厚さが異なるいずれの光ディスクに対しても、情報記録面に良好な光スポットを形成することが可能となる。なおこのことは、ディスク基板の厚みが異なっていなくても、つまり、厚みが同じで波長が異なるような場合でも前記集光点Ｐ₅を夫々の許容範囲内にすることにより適用可能である。また、光記録媒体に限らず、光通信などで異なる波長のレーザービームを同一のレンズもしくは光学系を通過させるような場合にも適用可能である。 This formula 5 corresponds to an arbitrary light beam height h, and when aberration correction is performed, the focal point P ₅ for each light beam height h is within the allowable range on the information recording surface 2a. It is in. That is, according to the present invention, for example, by using a laser beam having a different wavelength for each of a plurality of substrates having different thicknesses, the chromatic aberration and the wavefront aberration cancel each other, so that the focal point P ₅ with respect to each ray height h is obtained. It is intended to be on the information recording surface 2a within each allowable range. In the embodiment of the present invention, the lens surface shape of the objective lens 1 is a shape that realizes this. This makes it possible to form a good light spot on the information recording surface for any optical disc having a different substrate thickness. This can be applied even if the thickness of the disk substrate is not different, that is, even when the thickness is the same and the wavelength is different, by setting the condensing point P ₅ within each allowable range. Further, the present invention is not limited to an optical recording medium, and can also be applied to cases where laser beams having different wavelengths are passed through the same lens or optical system for optical communication or the like.

以下、本発明の実施形態を、透明基板の厚さが異なる２種類の光ディスク、即ち、ＤＶＤとＣＤとを例に、図面を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking two types of optical disks having different transparent substrate thicknesses, that is, a DVD and a CD as an example.

図１は本発明による対物レンズの第１の実施形態の作用を示す図であって、同図（ａ）はＤＶＤに対するもの、同図（ｂ）はＣＤに対するものであり、１はこの実施形態の対物レンズ、２はＤＶＤの透明基板（以下、ＤＶＤ基板という）、３はＣＤの透明基板（以下、ＣＤ基板という）、４，５はレーザビームである。 FIG. 1 is a diagram showing the operation of the first embodiment of the objective lens according to the present invention. FIG. 1 (a) is for a DVD, FIG. 1 (b) is for a CD, and 1 is this embodiment. 2 is a transparent substrate for DVD (hereinafter referred to as DVD substrate), 3 is a transparent substrate for CD (hereinafter referred to as CD substrate), and 4 and 5 are laser beams.

まず、図１（ａ）において、対物レンズ１が図示しない光ディスク装置の光ヘッドに設けられており、ＤＶＤがこの光ディスク装置に装着されて、対物レンズ１によって平行光として入射されるレーザビーム４が集光されることにより、記録再生が行なわれる。ここで、ＤＶＤ基板２の厚さｔ₁は0．6ｍｍであり、このときのレーザビーム４としては、波長λ₁＝655ｎｍのレーザビームが開口数ＮＡ＝0.63の光束として用いられる。かかる条件のもとに、かかるレーザビームは、ＤＶＤ基板２の対物レンズ１側とは反対側の面の情報記録面２ａに集光される。 First, in FIG. 1A, an objective lens 1 is provided in an optical head of an optical disc apparatus (not shown), and a laser beam 4 incident as parallel light by the objective lens 1 is mounted on the optical disc apparatus. Recording and reproduction are performed by collecting the light. Here, the thickness t ₁ of the DVD substrate 2 is 0.6 mm. As the laser beam 4 at this time, a laser beam having a wavelength λ ₁ = 655 nm is used as a light beam having a numerical aperture NA = 0.63. Under such conditions, the laser beam is focused on the information recording surface 2a on the opposite side of the DVD substrate 2 from the objective lens 1 side.

図１（ｂ）は上記と同じ光ディスク装置にＣＤが装着され、同じ対物レンズ１を用いて記録再生が行なわれる場合を示す。ここで、ＣＤ基板３の厚さｔ₂は1.2ｍｍであり、このときのレーザビーム５としては、波長λ₂＝790ｎｍのレーザビームがほぼ開口数ＮＡ＝0.63の光束として用いられるが、実質的には、開口数ＮＡ＝0.47の光束がＣＤ基板３の情報記録面３ａに集光し、ハッチングして示すほぼＮＡ＝0.47〜0.63の対物レンズ１の光軸ＯＡから離れた部分を通る光束はこの情報記録面３ａで集光しない。このように、この開口数ＮＡがほぼ0.47までの上記のレンズ領域は、ＤＶＤ，ＣＤの共通使用領域となる。 FIG. 1B shows a case where a CD is mounted on the same optical disk apparatus as described above, and recording / reproduction is performed using the same objective lens 1. Here, the thickness t ₂ of the CD substrate 3 is 1.2 mm. As the laser beam 5 at this time, a laser beam having a wavelength λ ₂ = 790 nm is used as a light beam having a numerical aperture NA = 0.63. The light flux having a numerical aperture NA = 0.47 is condensed on the information recording surface 3a of the CD substrate 3, and the light flux passing through a portion away from the optical axis OA of the objective lens 1 having substantially NA = 0.47 to 0.63 shown by hatching. Light is not condensed on the information recording surface 3a. As described above, the lens area having a numerical aperture NA up to about 0.47 is a common use area for DVD and CD.

このように、この第１の実施形態は、ＤＶＤ，ＣＤともに収差が良好に低減されて、情報記録面２ａ，３ａで良好な光スポットが得られるようにするものであるが、このために、ＤＶＤ，ＣＤの両方共に、任意の光線高さｈに対して上記数５で示す光路長Ｌ_hが収差を低減して許容値内とするような値とするように、対物レンズ１のレンズ面形状を設定するものである。以下、かかるレンズ面形状の一具体例を図２により説明する。 As described above, in the first embodiment, aberrations are reduced well for both DVD and CD, and a good light spot is obtained on the information recording surfaces 2a and 3a. For both DVD and CD, the lens surface of the objective lens 1 is set so that the optical path length L _h expressed by the above equation 5 is within the allowable value by reducing the aberration with respect to an arbitrary light height h. The shape is set. Hereinafter, a specific example of the lens surface shape will be described with reference to FIG.

図２において、対物レンズ１の光出射側面Ｂについて、光線高さｈの点をｃ、この点ｃから光軸ＯＡに平行な方向での光出射側面Ｂ上の点をｄとすると、この光出射側面Ｂの面形状は、任意の光線高さｈに対する点ｃ，ｄ間の距離Ｚ_Bにより、

In FIG. 2, regarding the light exit side B of the objective lens 1, if the point of the light beam height h is c, and the point on the light exit side B in a direction parallel to the optical axis OA from this point c is d, The surface shape of the exit side surface _{B is determined} by the distance Z _B between the points c and d with respect to an arbitrary ray height h.

で表わされるようにする。 As shown in

なお、数６において、上記係数Ｃ，Ｋ，Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀の値を代入して任意の光線高さｈ（≠０）に対する距離Ｚ_Bを求めると、その値は負の値となるが、これは光出射側面Ｂ上の点ｄが点ｃ、従って、この光出射側面Ｂの光軸ＯＡが通る面頂点ｅよりも入射面側（図２での左側）に位置することを示している。距離Ｚ_Bが正の値である場合には、逆の右側に位置することを示している。 In Equation ₆ , when the values of the coefficients C, K, A ₄ , A ₆ , A ₈ , A ₁₀ are substituted to determine the distance Z _B for an arbitrary ray height h (≠ 0), the value is Although this is a negative value, this is because the point d on the light emission side surface B is the point c, and therefore closer to the incident surface side (left side in FIG. 2) than the surface vertex e through which the optical axis OA of the light emission side surface B passes. It shows that it is located. When the distance Z _B is a positive value, it indicates that it is located on the opposite right side.

次に、対物レンズ１の光入射側面Ａについて、光線高さｈの点をａ、この点ａから光軸ＯＡに平行な方向での光入射側面Ａ面上の点をｂとすると、光入射側面Ａの面形状は、光線高さｈ（ｍｍ）とこの光線高さｈに対する点ａ，ｂ間の距離Ｚ_A（ｍｍ）とが次の表１に示す関係となるレンズ面形状に設定される。

Next, with respect to the light incident side A of the objective lens 1, the point of the light beam height h is a, and the point on the light incident side A surface in a direction parallel to the optical axis OA from this point a is b. The surface shape of the side surface A is set to a lens surface shape in which the ray height h (mm) and the distance Z _A (mm) between the points a and b with respect to the ray height h have the relationship shown in Table 1 below. The

対物レンズ１の上記数６で表わされる光出射側面Ｂも、また、上記表１の点列データで表わされる光入射側面Ａも、連続した非球面をなすものである。また、対物レンズ１の光軸上の面頂点ｆ，ｅ間の距離、即ち、中心厚ｔ₀は２.２ｍｍであって、波長λ₁＝655ｎｍ(ＤＶＤ）での屈折率ｎは1.54014であり、波長λ₂＝790ｎｍ（ＣＤ）での屈折率ｎは1.5365である。 The light emission side surface B represented by the above equation 6 of the objective lens 1 and the light incident side surface A represented by the point sequence data of Table 1 also form a continuous aspherical surface. The distance between the surface vertices f and e on the optical axis of the objective lens 1, that is, the center thickness t ₀ is 2.2 mm, and the refractive index n at the wavelength λ ₁ = 655 nm (DVD) is 1.54014. The refractive index n at a wavelength λ ₂ = 790 nm (CD) is 1.5365.

（ｉ）ここで、収差を評価するための上記の収差の許容値としては、対物レンズ１への入射レーザビームが入射角０゜である場合（即ち、光軸ＯＡに平行な平行光）について、ＤＶＤ（波長λ₁＝655ｎｍ），ＣＤ（波長λ₂＝790ｎｍ）ともに、ＲＭＳ（Root Mean Square）波面収差で0.035λ、好ましくは、0.033λ、さらに好ましくは、0.030λとする。この第１の実施形態では、ＤＶＤ，ＣＤの波面収差がかかる許容値以下となるように、光出射面Ｂと光入射面Ａを上記の面形状に設定しているものである。 (I) Here, as an allowable value of the aberration for evaluating the aberration, the incident laser beam to the objective lens 1 has an incident angle of 0 ° (that is, parallel light parallel to the optical axis OA). Both DVD (wavelength λ ₁ = 655 nm) and CD (wavelength λ ₂ = 790 nm) have an RMS (Root Mean Square) wavefront aberration of 0.035λ, preferably 0.033λ, and more preferably 0.030λ. In the first embodiment, the light exit surface B and the light entrance surface A are set to the above-described surface shapes so that the wavefront aberration of DVD and CD is less than the allowable value.

この第１の実施形態では、２種類の異なる波長λ₁，λ₂を用いた場合を示しているが、一般に、ｎ種類（但し、ｎは２以上の整数）の異なる波長λ_i（但し、ｉ＝１，２，……，ｎ）を用いる場合も、同様である。 In the first embodiment, a case where _two different wavelengths λ ₁ and λ ₂ are used is shown. In general, however, n types (where n is an integer of 2 or more) different wavelengths λ _i (where, The same applies when i = 1, 2,..., n).

(ii)また、このようにｎ種類の波長λ_iを用いた場合について、これら波長λ_iの入射レーザビームが入射角０゜である場合の夫々の波面収差をＷ_iとすると、これら収差は、

(ii) Further, when n types of wavelengths λ _i are used in this way, if each wavefront aberration when the incident laser beam of these wavelengths λ _i has an incident angle of 0 ° is W _i , these aberrations are ,

（但し、ｉ番目の該光ビームの波長をλ_i（ｉ＝１，２，……）、全ての波長にわたる個々のＲＭＳ波面収差の二乗の総和をΣＷ_i2、波長λ_iの光ビームのＲＭＳ波面収差をＷ_i・λ_iとする）を満足するようにする。このときの許容値Ｗ₀としては、0.028、好ましくは0.026，さらに好ましくは0.025、さらに好ましくは0.023とする。上記第１の実施形態では、ＤＶＤの波面収差をＷ₁、ＣＤの波面収差をＷ₂とし、かつｉ＝１，２であるから、上記数７は、

(Where the wavelength of the i-th light beam is λ _i (i = 1, 2,...), The sum of squares of individual RMS wavefront aberrations over all wavelengths is ΣW _i2 , and the RMS of the light beam of wavelength λ _i The wavefront aberration is set to satisfy W _i · λ _i ). The allowable value W _{0 at} this time is 0.028, preferably 0.026, more preferably 0.025, and further preferably 0.023. In the first embodiment, the wavefront aberration of the DVD is W ₁ , the wavefront aberration of the CD is W ₂ , and i = 1, 2, the above formula 7 is

となる。 It becomes.

(iii）あるいはまた、異なるｎ種類の波長λ_iのレーザビームを用いる場合、夫々の波長λ_iのうちで最大の波面収差をＷ_max、最小の波面収差をＷ_minとすると、
１≦Ｗ_max／Ｗ_min＜Ｗ_th
とする。この場合の許容値Ｗ_thとしては、1.8、好ましくは1.6、さらに好ましくは1.4とする。上記第１の実施形態の場合には、ＤＶＤの波面収差Ｗ₁とＣＤの波面収差Ｗ₂とのいずれか一方が最大波面収差Ｗ_maxとなり、他方が最小波面収差Ｗ_minとする。 (iii) Alternatively, when using laser beams of different n types of wavelengths λ _i , the maximum wavefront aberration of each wavelength λ _i is W _max and the minimum wavefront aberration is W _min .
1 ≦ W _max / W _min <W _th
And In this case, the allowable value W _th is 1.8, preferably 1.6, and more preferably 1.4. In the case of the first embodiment, either the wavefront aberration W ₂ of the wavefront aberration W ₁ and CD of DVD is the maximum wavefront aberration W _max, and the other is to minimize the wavefront aberration W _min.

図４はこの第１の実施形態でのＲＭＳ波面収差の測定結果を示すものであって、横軸に像高（ｍｍ）を取り、縦軸にＲＭＳ波面収差を取っている。ここで、入射角は０゜であり、像高＝０ｍｍは入射ビームが平行光であることを示しており、像高が大きくなるほど、平行光からずれてくることになる。 FIG. 4 shows the measurement result of the RMS wavefront aberration in the first embodiment. The horizontal axis represents the image height (mm), and the vertical axis represents the RMS wavefront aberration. Here, the incident angle is 0 °, and the image height = 0 mm indicates that the incident beam is parallel light. As the image height increases, the incident light deviates from the parallel light.

図４（ａ）はＤＶＤ（波長λ₁＝655ｎｍ）に対するＲＭＳ波面収差を示しており、像高＝０ｍｍのときには、ＲＭＳ波面収差＝0.02130λ₁であった。また、図４（ｂ）はＣＤ（波長λ₂＝790ｎｍ）に対するＲＭＳ波面収差を示しており、像高＝０ｍｍのときには、ＲＭＳ波面収差＝0.02410λ₂であった。 FIG. 4A shows the RMS wavefront aberration with respect to DVD (wavelength λ ₁ = 655 nm). When the image height = 0 mm, the RMS wavefront aberration = 0.02130λ ₁ . FIG. 4B shows the RMS wavefront aberration for CD (wavelength λ ₂ = 790 nm). When the image height is 0 mm, the RMS wavefront aberration is 0.02410λ ₂ .

かかる数値を評価するために、上記の各条件式に挿入すると、
（ｉ）まず、ＤＶＤ，ＣＤについて、ＲＭＳ波面収差が0.02130λ，0.02410λと上記の許容値0.035λ、好ましくは、0.033λ、さらに好ましくは、0.030λよりも小さい。 In order to evaluate such a numerical value, if inserted into the above conditional expressions,
(I) First, for DVD and CD, the RMS wavefront aberration is 0.02130λ, 0.02410λ, and the allowable value of 0.035λ, preferably 0.033λ, and more preferably smaller than 0.030λ.

（ii）ＤＶＤ，ＣＤについて、上記数８により、

(Ii) For DVD and CD,

であるから、上記の許容値0.028、好ましくは0.026，さらに好ましくは0.025、さらに好ましくは0.023以下となっている。 Therefore, the allowable value is 0.028, preferably 0.026, more preferably 0.025, and further preferably 0.023 or less.

(iii)ＤＶＤ，ＣＤについて、Ｗ_max／Ｗ_minをみると、
Ｗ_max／Ｗ_min＝0.02410／0.02130＝1.1315
となるから、上記の許容値1.8、好ましくは1.6、さらに好ましくは1.4以下となっている。 (iii) For DVD and CD, looking at W _max / W _min ,
W _max / W _min = 0.02410 / 0.02130 = 1.1315
Therefore, the allowable value is 1.8, preferably 1.6, and more preferably 1.4 or less.

図５は上記数６で示す面形状の光出射側面Ｂと上記表１で示す面形状の入射側面Ａとを有する対物レンズ１を用いたことによるＤＶＤ，ＣＤの情報記録面上での光スポットの計算結果に示す図であって、横軸は情報記録面での光軸を基準点とした光軸に垂直方向の位置を距離（ｍｍ）で表わしたものであり、縦軸はこの基準点（＝０ｍｍ）での光強度を１としたときの各位置の相対的光強度を表わしている。 FIG. 5 shows a light spot on the information recording surface of a DVD or CD by using the objective lens 1 having the light emitting side surface B having the surface shape shown in Equation 6 and the incident side surface A having the surface shape shown in Table 1 above. The horizontal axis represents the position in the direction perpendicular to the optical axis with respect to the optical axis on the information recording surface as a reference point, and the vertical axis represents this reference point. It represents the relative light intensity at each position when the light intensity at (= 0 mm) is 1.

図５（ａ）はＤＶＤに対する光スポットを示すものであって、相対的光強度が1／e²（＝13.5％）となる光スポット直径φ_Dは0.85μｍである。また、図５（ｂ）はＣＤに対する光スポットを示すものであって、相対的光強度が1／e²となる光スポット直径φ_Cは1.37μｍであった。このように、ＤＶＤ，ＣＤともに、情報記録面に良好な光スポットが得られるものであった。 FIG. 5A shows a light spot with respect to a DVD, and the light spot diameter φ _D at which the relative light intensity is 1 / e ² (= 13.5%) is 0.85 μm. FIG. 5B shows a light spot with respect to the CD, and the light spot diameter φ _C at which the relative light intensity is 1 / e ² was 1.37 μm. Thus, a good light spot was obtained on the information recording surface for both DVD and CD.

次に、本発明による対物レンズの第２の実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the objective lens according to the present invention will be described.

この第２の実施形態は、その基本的構成は上記の第１の実施形態と同様であるが、光入射面Ａを光軸から半径方向に複数の区間に区分し、夫々の区間の面形状を、ＤＶＤ，ＣＤともに収差が許容値内に良好に低減されるように、設定するものである。 The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment described above, but the light incident surface A is divided into a plurality of sections in the radial direction from the optical axis, and the surface shape of each section is obtained. Are set so that the aberration is reduced well within the allowable range for both DVD and CD.

この第２の実施形態の光入射面Ａの面形状を図２を用いて説明する。いま、この光入射面Ａの光線高さｈ方向（半径方向）の光軸ＯＡ側からｊ番目の区間での点ａ，ｂ間の距離を次の関数Ｚ_Ajで、即ち、

The surface shape of the light incident surface A of the second embodiment will be described with reference to FIG. Now, the distance between the points a and b in the j-th section from the optical axis OA side in the light beam height h direction (radial direction) of the light incident surface A is expressed by the following function Z _Aj , that is,

で表わされる。なお、数１０での光源高さｈは、ｊ番目の区間でのものである。 It is represented by Note that the light source height h in Equation 10 is for the j-th section.

そして、ＤＶＤ，ＣＤともに収差を許容値内に良好に低減するための数１０での区間毎に、その範囲(ｈの範囲）とその各定数B，C，K，A₄，A₆，A₈，A₁₀，A₁₂，A₁₄，A₁₆を示すと、次の表２に示すようになる。

For both DVD and CD, the range (range h) and its constants B, C, K, A ₄ , A ₆ , A for each section of Equation 10 for reducing aberrations well within the allowable value. ₈ , A ₁₀ , A ₁₂ , A ₁₄ , and A ₁₆ are shown in the following Table 2.

また、この第２の実施形態での光出射面Ｂの面形状Ｚ_Bは、次の数１１で表わされる。

Further, the surface shape Z _B of the light emitting surface B in the second embodiment is expressed by the following formula 11.

また、対物レンズ１の光軸上の面頂点ｆ，ｅ間の距離、即ち、中心厚さｔ₀は2.2ｍｍであって、波長λ₁＝655ｎｍ（ＤＶＤ）での屈折率ｎは1.604194であり、波長λ₂＝790ｎｍ（ＣＤ）での屈折率ｎは1.599906である。 The distance between the surface vertices f and e on the optical axis of the objective lens 1, that is, the center thickness t ₀ is 2.2 mm, and the refractive index n at the wavelength λ ₁ = 655 nm (DVD) is 1.604194. The refractive index n at the wavelength λ ₂ = 790 nm (CD) is 1.599906.

ここで、収差を評価するための上記収差の許容値としては、上記第１の実施形態と同様である。 Here, the allowable value of the aberration for evaluating the aberration is the same as that in the first embodiment.

図６はこの第２の実施形態でのＲＭＳ波面収差の測定結果を示すものであって、横軸，縦軸は図４と同様である。 FIG. 6 shows the measurement result of the RMS wavefront aberration in the second embodiment, and the horizontal axis and the vertical axis are the same as those in FIG.

図６（ａ）はＤＶＤ（波長λ₁＝655ｎｍ）に対するＲＭＳ波面収差を示しており、像高＝０ｍｍのときには、ＲＭＳ波面収差＝0.01945λ₁であった。また、図６（ｂ）はＣＤ（波長λ₂＝790ｎｍ）に対するＲＭＳ波面収差を示しており、像高＝０ｍｍのときには、ＲＭＳ波面収差＝0.02525λ₂であった。 FIG. 6A shows the RMS wavefront aberration for a DVD (wavelength λ ₁ = 655 nm). When the image height is 0 mm, the RMS wavefront aberration is 0.01945λ ₁ . FIG. 6B shows the RMS wavefront aberration for CD (wavelength λ ₂ = 790 nm). When the image height is 0 mm, the RMS wavefront aberration is 0.02525λ ₂ .

かかる数値を評価するために、第１の実施形態と同様、上記の各条件式に挿入すると、
（ｉ）まず、ＤＶＤ，ＣＤについて、ＲＭＳ波面収差が0.01945λ₁，0.02525λ₂と上記の許容値0.035λ、好ましくは、0.033λ、さらに好ましくは、0.030λよりも小さい。 In order to evaluate such numerical values, as in the first embodiment, when inserted into the above conditional expressions,
(I) First, for DVD and CD, the RMS wavefront aberration is 0.01945λ ₁ , 0.02525λ ₂ and the allowable value 0.035λ, preferably 0.033λ, and more preferably smaller than 0.030λ.

（ii）ＤＶＤ，ＣＤについて、上記数８により、

(Ii) For DVD and CD,

(iii)ＤＶＤ，ＣＤについて、Ｗ_max／Ｗ_minをみると、
Ｗ_max／Ｗ_min＝0.02525／0.01945＝1.298
となるから、上記の許容値1.8、好ましくは1.6、さらに好ましくは1.4以下となっている。 (iii) For DVD and CD, looking at W _max / W _min ,
W _max / W _min = 0.02525 / 0.01945 = 1.298
Therefore, the allowable value is 1.8, preferably 1.6, and more preferably 1.4 or less.

図７は上記数１１で示す面形状の光出射側面Ｂと上記数１０及び表２で示す面形状の入射側面Ａとを有する対物レンズ１を用いたことによるＤＶＤ，ＣＤの情報記録面上での光スポットの計算結果に示す図であって、横軸，縦軸は図５と同様である。 FIG. 7 shows an information recording surface of a DVD or CD obtained by using the objective lens 1 having the light emitting side surface B having the surface shape shown in the above equation 11 and the light incident side surface A having the surface shape shown in the above equation 10 and Table 2. The horizontal axis and the vertical axis are the same as those in FIG. 5.

図７（ａ）はＤＶＤに対する光スポットを示すものであって、相対的光強度が1／e²（＝13.5％）となる光スポット直径φ_Dは0.89μｍである。また、図７（ｂ）はＣＤに対する光スポットを示すものであって、相対的光強度が1／e²となる光スポット直径φ_Cは1.30μｍであった。このように、ＤＶＤ，ＣＤともに、情報記録面に良好な光スポットが得られるものであった。 FIG. 7A shows a light spot with respect to a DVD, and the light spot diameter φ _D at which the relative light intensity is 1 / e ² (= 13.5%) is 0.89 μm. FIG. 7B shows a light spot with respect to the CD, and the light spot diameter φ _C at which the relative light intensity is 1 / e ² is 1.30 μm. Thus, a good light spot was obtained on the information recording surface for both DVD and CD.

なお、一例として、先の特開２００１ー５１１９２号公報に記載のＤＶＤとＣＤとの収差をみると、
ＤＶＤ：0.001λ₁ ＣＤ：0.047λ₂
ＤＶＤ：0.019λ₁ ＣＤ：0.037λ₂
但し、λ₁＝640ｎｍ λ₂＝780ｎｍ
の２つの例が挙げられているが、いずれにおいても、ＣＤについては、上記の許容値0.035λを越えるものである。また、これらの

As an example, looking at the aberration between DVD and CD described in the above-mentioned JP-A-2001-51192,
DVD: 0.001λ ₁ CD: 0.047λ ₂
DVD: 0.019λ ₁ CD: 0.037λ ₂
However, λ ₁ = 640nm λ ₂ = 780nm
In any case, the CD exceeds the above allowable value of 0.035λ. Also these

は、上記夫々について、0.0332，0.0294となり、いずれも上記の許容値0.028、好ましくは0.026，さらに好ましくは0.025、さらに好ましくは0.023を越えているし、さらに、これらのＷ_max／Ｗ_minも夫々、47，1.947となり、いずれも上記の許容値1.8、好ましくは1.6、さらに好ましくは1.4を越えている。 Is 0.0332, 0.0294 for each of the above, both of which exceed the allowable value of 0.028, preferably 0.026, more preferably 0.025, more preferably 0.023, and these W _max / W _min are also respectively 47 and 1.947, both of which exceed the allowable value 1.8, preferably 1.6, and more preferably 1.4.

このように、上記第１，第２の実施例とも、収差を上記の許容値内に抑えることができるものであるが、これは、収差がかかる許容値内に収まるように、波面収差が色収差でキャンセルし合うレンズ面形状としていることによるものである。これに対し、先の特開２００１ー５１１９２号公報では、単に入射レーザビームをＤＶＤレーザビームの波長の整数倍分位相シフトすることにより、ＣＤの収差低減を図るようにしたものであるから、いずれか１つの波長に対しては、収差を充分小さく抑えることができるとしても、全ての波長に対して、上記のような小さい値の許容値内に収差を同時に納めることができないのである。 As described above, in both the first and second embodiments, the aberration can be suppressed within the allowable value. However, the wavefront aberration is chromatic aberration so that the aberration is within the allowable value. This is due to the lens surface shape canceling each other. On the other hand, in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2001-51192, since the incident laser beam is simply phase-shifted by an integral multiple of the wavelength of the DVD laser beam, the CD aberration is reduced. Even if the aberration can be suppressed to a sufficiently small value for one wavelength, the aberration cannot be simultaneously accommodated within the allowable value of the small value as described above for all wavelengths.

以上の実施形態では、ＤＶＤとＣＤとで基板厚さが夫々0.6ｍｍと1.2ｍｍと異なることによる波面収差が655ｎｍと790ｎｍとの波長の差による色収差により打ち消して総合的な収差が低減されていることが、図５及び図７に示す光スポット及び図４，図６に示す波面収差のグラフから明らかである。また、以上の実施形態では、対物レンズ１の光入射側面Ａの面形状は上記表１に示す点列データ，数１０及び表２で与えられ、光出射側面Ｂの面形状は上記数６，数１１に示す非球面の式により与えられるので、先の従来例のような回折レンズ構造を用いておらず、また、記録または再生に必要な開口（ＮＡ）に対してほぼ全ての光束を集光することができるので、高い光利用効率が得られることになる。 In the above embodiment, the total aberration is reduced by canceling out the wavefront aberration due to the difference in wavelength between 655 nm and 790 nm due to the difference in substrate thickness between 0.6 mm and 1.2 mm for DVD and CD, respectively. This is apparent from the light spot shown in FIGS. 5 and 7 and the wavefront aberration graphs shown in FIGS. In the above embodiment, the surface shape of the light incident side surface A of the objective lens 1 is given by the point sequence data shown in Table 1 above, Equation 10 and Table 2, and the surface shape of the light exit side surface B is expressed by Equation 6 above. Since it is given by the aspherical formula shown in Equation 11, the diffractive lens structure as in the prior art is not used, and almost all the light flux is collected with respect to the aperture (NA) necessary for recording or reproduction. Since light can be emitted, high light utilization efficiency can be obtained.

なお、以上の実施形態では、図１に示すように、ほぼ開口数ＮＡ＝0.47から開口数ＮＡ＝0.63までの対物レンズ１の外側領域はＤＶＤのみに使用され、ＣＤでは使用しないので、かかる外側領域での光入射側面Ａ，光出射側面Ｂのいずれか一方または双方にＤＶＤのときの波長655ｎｍの光を透過し、ＣＤのときの波長790ｎｍの光を透過しない薄膜処理を施したり、あるいは、かかる外側領域での光入射側面Ａ，光出射側面Ｂのいずれか一方または双方に波長655ｎｍの光には作用しないが、波長790ｎｍの光に作用するような回折格子を形成して、波長655ｎｍの光利用効率を落とさずに、波長790ｎｍの光利用効率を落とすようにしてもよい。 In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the outer region of the objective lens 1 having a numerical aperture NA = 0.47 to a numerical aperture NA = 0.63 is used only for DVD and not used for CD. Either one or both of the light incident side surface A and the light emitting side surface B in the region is subjected to a thin film treatment that transmits light with a wavelength of 655 nm for DVD and does not transmit light with a wavelength of 790 nm for CD, or A diffraction grating that does not act on light having a wavelength of 655 nm but acts on light having a wavelength of 790 nm is formed on one or both of the light incident side surface A and the light emitting side surface B in such an outer region. You may make it reduce the light use efficiency of wavelength 790nm, without reducing light use efficiency.

即ち、以上の実施形態のごとく、異なる開口数の系に共用する際に、開口数に応じた絞りを設定できない場合には、開口数の小さな光学系においては、余分の光束をも受容することになるので、開口数の大きな光学系に合致して設計されたレンズの外側領域部分を通過する光が、開口数が小さな光学系に悪影響を及ぼさないような配慮をすることが望ましい。例えば、レンズの外側領域を通過した光がディスク面には集光しないように、横収差量が0.015ｍｍ以上となるようにするのが望ましい。 In other words, as in the above-described embodiment, when the diaphragm corresponding to the numerical aperture cannot be set when sharing the system with different numerical apertures, an extra light beam can be received in an optical system having a small numerical aperture. Therefore, it is desirable to take care that the light passing through the outer region of the lens designed to match the optical system with a large numerical aperture does not adversely affect the optical system with a small numerical aperture. For example, it is desirable that the amount of lateral aberration be 0.015 mm or more so that light that has passed through the outer region of the lens is not collected on the disk surface.

また、以上の実施形態では、ＤＶＤとＣＤとの２種類の光ディスクを例としたが、本発明は、これに限らず、これら以外の種類が異なる光ディスクであってもよいし、また、基板の厚みが異なる３種類以上の光ディスクに対しても、適用可能であり、夫々毎に使用するレーザビームの波長を異ならせ、これらに応じて、色収差が波面収差を打ち消すように、レンズ面形状を設定すればよい。 In the above embodiment, two types of optical disks, DVD and CD, are taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and other types of optical disks may be used. It is also applicable to three or more types of optical discs with different thicknesses, and the lens surface shape is set so that chromatic aberration cancels wavefront aberration according to the wavelength of the laser beam used for each. do it.

図８は本発明による対物レンズを用いた光ヘッドの一実施形態を示す構成図であって、１１はＤＶＤレーザ、１２はＣＤレーザ、１３，１４はハーフプリズム、１５はコリメータレンズ、１６は検出レンズ、１７は光検出器、１８は回析格子、１９はアクチュエータであり、図１に対応する部分には同一符号をつけている。 FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of an optical head using an objective lens according to the present invention, in which 11 is a DVD laser, 12 is a CD laser, 13 and 14 are half prisms, 15 is a collimator lens, and 16 is detection. A lens, 17 is a photodetector, 18 is a diffraction grating, and 19 is an actuator. The same reference numerals are given to portions corresponding to those in FIG.

同図において、ＤＶＤディスク２を記録または再生する場合には、ＤＶＤレーザ１１を駆動する。ＤＶＤレーザ１１から発生される波長655ｎｍのレーザビームが、ハーフプリズム１３で反射し、ハーフプリズム１４を透過してコリメータレンズ１５に入射する。コリメータレンズ１５を通過して平行光となってレーザビームは、対物レンズ１に入射して集光され、ＤＶＤディスク２の情報記録面に光スポットを形成する。そして、ＤＶＤディスク２で反射した反射光が対物レンズ１により平行光となり、コリメータレンズ１５に入射する。コリメータレンズ１５はこの平行光を収束光にし、この収束光はハーフプリズム１４，１３を透過し、検出レンズ１６を通って光検出器１７に到達する。光検出器１７の検出出力信号は信号処理回路（図示せず）に供給され、情報記録再生信号やフォーカス誤差信号，トラッキング誤差信号が得られる。図示しないシステム制御回路は、得られたフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号をもとに、適正なフォーカス位置とトラッキング位置に対物レンズ１が位置するように、アクチュエータ駆動回路（図示せず）を制御してアクチュエータ１９を駆動する。 In the figure, when a DVD disk 2 is recorded or reproduced, a DVD laser 11 is driven. A laser beam having a wavelength of 655 nm generated from the DVD laser 11 is reflected by the half prism 13, passes through the half prism 14, and enters the collimator lens 15. The laser beam that passes through the collimator lens 15 and becomes parallel light enters the objective lens 1 and is condensed, and forms a light spot on the information recording surface of the DVD disk 2. Then, the reflected light reflected by the DVD disk 2 becomes parallel light by the objective lens 1 and enters the collimator lens 15. The collimator lens 15 converts the parallel light into convergent light, and the convergent light passes through the half prisms 14 and 13 and reaches the photodetector 17 through the detection lens 16. The detection output signal of the photodetector 17 is supplied to a signal processing circuit (not shown), and an information recording / reproducing signal, a focus error signal, and a tracking error signal are obtained. A system control circuit (not shown) controls an actuator drive circuit (not shown) so that the objective lens 1 is positioned at an appropriate focus position and tracking position based on the obtained focus error signal and tracking error signal. Then, the actuator 19 is driven.

ＣＤディスク３を記録または再生する場合には、ＣＤレーザ１２を駆動する。ＣＤレーザ１２から発生される波長790ｎｍのレーザビームが回折格子１８を通り、ハーフプリズム１４で反射されてコリメータレンズ１５に入射する。コリメータレンズ１５を通過して平行光となったレーザビームは、対物レンズ１に入射して集光され、ＣＤディスク３の情報記録面に光スポットを形成する。そして、ＣＤディスク３で反射した反射光が対物レンズ１により平行光となり、コリメータレンズ１５に入射する。コリメータレンズ１５はこの平行光を収束光にし、この収束光はハーフプリズム１４，１３を透過し、検出レンズ１６を通って光検出器１７に到達する。光検出器１７の検出出力信号は図示しない信号処理回路に供給され、情報記録再生信号やフォーカス誤差信号，トラッキング誤差信号が得られる。 When recording or reproducing the CD disk 3, the CD laser 12 is driven. A laser beam having a wavelength of 790 nm generated from the CD laser 12 passes through the diffraction grating 18, is reflected by the half prism 14, and enters the collimator lens 15. The laser beam that has passed through the collimator lens 15 and becomes parallel light is incident on the objective lens 1 and condensed to form a light spot on the information recording surface of the CD disk 3. Then, the reflected light reflected by the CD disk 3 becomes parallel light by the objective lens 1 and enters the collimator lens 15. The collimator lens 15 converts the parallel light into convergent light, and the convergent light passes through the half prisms 14 and 13 and reaches the photodetector 17 through the detection lens 16. The detection output signal of the photodetector 17 is supplied to a signal processing circuit (not shown), and an information recording / reproducing signal, a focus error signal, and a tracking error signal are obtained.

なお、ＣＤディスク３の場合のトラッキング誤差信号は、ＣＤレーザ１２からのレーザビームを、回折格子１８により、０次光と土１次光の３ビームに分岐し、これら±１次光によりトラッキング誤差信号を得るようにしている。 Note that the tracking error signal in the case of the CD disk 3 is obtained by branching the laser beam from the CD laser 12 into three beams of zero-order light and soil primary light by the diffraction grating 18, and these ± first-order light causes tracking error. I try to get a signal.

このようにして得られたトラッキング誤差信号とフォーカス誤差信号とにより、ＤＶＤディスク２と同様にして、適正なフォーカス位置とトラッキング位置に対物レンズ１が位置するように、アクチュエータ１９を駆動する。 The actuator 19 is driven so that the objective lens 1 is positioned at an appropriate focus position and tracking position in the same manner as the DVD disk 2 by using the tracking error signal and the focus error signal thus obtained.

なお、本発明において、対物レンズ１の代わりに、コリメータレンズ１５あるいはハーフプリズム１４など両ディスクに共通する光学系において、本発明における対物レンズと同様の機能を持つように光学設計することもできる。また、図示しないが、本発明の対物レンズと同等の機能を有する他の光学要素をハーフプリズム１４からディスク２またはディスク３に至る光路に配置することによってもよい。 In the present invention, instead of the objective lens 1, an optical system common to both disks such as the collimator lens 15 or the half prism 14 can be optically designed to have the same function as the objective lens in the present invention. Although not shown, another optical element having a function equivalent to that of the objective lens of the present invention may be disposed in the optical path from the half prism 14 to the disk 2 or the disk 3.

なお、コリメータレンズ１５は必ずしも必要ではなく、いわゆる有限系の光学系でも、本発明は適用可能である。 The collimator lens 15 is not necessarily required, and the present invention can be applied to a so-called finite optical system.

図９は本発明による対物レンズを用いた光ディスク装置の一実施形態を示す構成図であって、２０はアクチュエータ駆動回路、２１は信号処理回路、２２はレーザ駆動回路、２３はシステム制御回路、２４はディスク判別手段であり、図８に対応する部分には同一符号をつけている。 FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of an optical disk apparatus using an objective lens according to the present invention, wherein 20 is an actuator drive circuit, 21 is a signal processing circuit, 22 is a laser drive circuit, 23 is a system control circuit, 24 Is disc discriminating means, and parts corresponding to those in FIG.

同図において、光ピックアップ装置部分については、図８に示す構成と同様である。 In the figure, the optical pickup device is the same as the configuration shown in FIG.

まず、装着されたディスクの種類をディスク判別手段２４により判別する。そのディスク判別方法としては、ディスクの基板の厚さを光学的もしくは機械的な方法で検出する方法、ディスクまたはディスクのカートリッジに予め記録された識別マークを検出する方法などが考えられる。もしくは、ディスクの厚さ，種類を仮定してディスクの信号を再生し、正常な信号が得られなければ、別の厚さ，種類のディスクであると判断する方法でもよい。ディスク判別結果は、ディスク判別手段２４からシステム制御回路２３に伝達される。 First, the disc discriminating unit 24 discriminates the type of disc loaded. As the disc discrimination method, a method of detecting the thickness of the substrate of the disc by an optical or mechanical method, a method of detecting an identification mark recorded in advance on the disc or the cartridge of the disc, and the like can be considered. Alternatively, a method may be used in which a disc signal is reproduced assuming a disc thickness and type, and if a normal signal cannot be obtained, it is determined that the disc has a different thickness and type. The disc discrimination result is transmitted from the disc discrimination means 24 to the system control circuit 23.

ＤＶＤディスクであると判別された場合には、システム制御回路２３よりレーザ駆動回路２２に対してＤＶＤレーザを点灯させるような信号が伝達され、レーザ駆動回路２２によりＤＶＤレーザ１１が点灯される。これにより、光ヘッドでは、図８に示した実施形態と同様に、波長655ｎｍのレーザビームが光検出器１７に到達する。この光検出器１７からの検出信号が信号処理回路２１に送られて情報記録再生信号とフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とが生成され、システム制御回路２３に送られる。システム制御回路２３では、これらフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、アクチュエータ駆動回路２０を制御し、この制御に基づいてアクチュエータ駆動回路２０がアクチュエータ１９を駆動して対物レンズ１をフォーカス方向及びトラッキング方向に移動させる、いわゆるサーボ回路の動作により、フォーカス制御及びトラッキング制御が正規に行なわれて、対物レンズ１がＤＶＤディスク２に対して正しい位置に位置するように、上記の各回路及びアクチュエータ１９が動作するものとし、その結果、情報記録再生信号が良好に得られる。 When the disc is determined to be a DVD disc, a signal for turning on the DVD laser is transmitted from the system control circuit 23 to the laser drive circuit 22, and the DVD laser 11 is turned on by the laser drive circuit 22. Thereby, in the optical head, a laser beam having a wavelength of 655 nm reaches the photodetector 17 as in the embodiment shown in FIG. The detection signal from the photodetector 17 is sent to the signal processing circuit 21 to generate an information recording / reproducing signal, a focus error signal, and a tracking error signal, and sent to the system control circuit 23. The system control circuit 23 controls the actuator drive circuit 20 based on the focus error signal and the tracking error signal. Based on this control, the actuator drive circuit 20 drives the actuator 19 to move the objective lens 1 in the focus direction and By the operation of a so-called servo circuit that moves in the tracking direction, focus control and tracking control are normally performed so that the objective lens 1 is positioned at the correct position with respect to the DVD disk 2. As a result, an information recording / reproducing signal can be obtained satisfactorily.

装着されたディスクがＣＤディスク３であると判別された場合には、システム制御回路２３より、レーザ駆動回路２２に対してＣＤレーザ１２を点灯させるような信号が伝達される。これにより、ＣＤレーザ１２から波長790ｎｍのレーザビームが発生する。これ以降の動作は図８に光ヘッドの場合と同様であり、このレーザビームが光検出器１７に到達し、上記のＤＶＤディスク２の場合と同様に、各回路やアクチュエータ１９が作動してサーボ動作が行なわれ、情報記録再生信号が良好に得られる。 When it is determined that the loaded disk is the CD disk 3, a signal for turning on the CD laser 12 is transmitted from the system control circuit 23 to the laser driving circuit 22. As a result, a laser beam having a wavelength of 790 nm is generated from the CD laser 12. The subsequent operation is the same as that in the case of the optical head in FIG. 8. This laser beam reaches the photodetector 17, and each circuit and the actuator 19 are operated and the servo is operated as in the case of the DVD disk 2 described above. The operation is performed, and the information recording / reproducing signal is obtained satisfactorily.

本発明による対物レンズの第１の実施形態を示す図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the objective lens by this invention. 図１に示す第１の実施形態のレンズ面形状の一具体例を示す図である。It is a figure which shows one specific example of the lens surface shape of 1st Embodiment shown in FIG. 対物レンズと光ディスクの透明基板とからなる光学系での光路長を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical path length in the optical system which consists of an objective lens and the transparent substrate of an optical disk. 図１に示す第１の実施形態の第１の実施形態の波面収差の測定結果の一具体例を示すグラフ図である。It is a graph which shows a specific example of the measurement result of the wavefront aberration of 1st Embodiment of 1st Embodiment shown in FIG. 図１に示す第１の実施形態を用いた光ディスク装置での種類が異なる光ディスクに対する光スポットの計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the light spot with respect to the optical disk from which the kind differs in the optical disk apparatus using 1st Embodiment shown in FIG. 本発明による対物レンズの第２の実施形態の波面収差の測定結果の一具体例を示すグラフ図である。It is a graph which shows a specific example of the measurement result of the wavefront aberration of 2nd Embodiment of the objective lens by this invention. 本発明による対物レンズの第２の実施形態を用いた光ディスク装置での種類が異なる光ディスクに対する光スポットの計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the light spot with respect to the optical disk from which the kind in the optical disk apparatus using 2nd Embodiment of the objective lens by this invention differs. 本発明による光ヘッドの一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the optical head by this invention. 本発明による光ディスク装置の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the optical disk apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１実施形態の対物レンズ
２ＤＶＤの透明基板
２ａ情報記録面
３ＣＤの透明基板
３ａ情報記録面
４，５レーザビーム
１１ＤＶＤレーザ
１２ＣＤレーザ
１３，１４ハーフプリズム
１５コリメータレンズ
１６検出レンズ
１７光検出器
１８回析格子
１９アクチュエータ
２０アクチュエータ駆動回路
２１信号処理回路
２２レーザ駆動回路
２３システム制御回路
２４ディスク判別手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Objective lens 2 Transparent substrate of DVD 2a Information recording surface 3 Transparent substrate of CD 3a Information recording surface 4, 5 Laser beam 11 DVD laser 12 CD laser 13, 14 Half prism 15 Collimator lens 16 Detection lens 17 Photo detector 18 Diffraction grating 19 Actuator 20 Actuator drive circuit 21 Signal processing circuit 22 Laser drive circuit 23 System control circuit 24 Disc discriminating means

Claims

透明基板の厚さが異なる複数種の光記録媒体毎に異なる波長の光ビームが入射され、該光記録媒体の該透明基板に設けられた情報記録面に該光ビームを集光させる正のパワーを有する対物レンズであって、
該異なる波長でかつ該異なる複数種の光記録媒体の情報記録面上に集光させる光ビームが通るレンズ面第１領域と、該レンズ面第１領域の外側に位置し該複数種の光記録媒体のうちの一種の光記録媒体の情報記録面上のみに集光させる光ビームが通るレンズ面第２領域とから構成され、
該レンズ面第１領域は、該光ビームの波長λの違いによって発生する色収差と該光記録媒体の透明基板の厚みの違いによって発生する波面収差とが相殺し合うような非球面形状で構成され、
該レンズ面第２領域は、該一種の光記録媒体の情報記録面上のみに集光させる光ビーム以外の波長の光ビームについて横収差量が0.015ｍｍ以上となるように構成され、
いずれの種類の光記録媒体に対しても、該当する光ビームを該情報記録面にＲＭＳ波面収差が、

（但し、ｉ番目の該光ビームの波長をλ_i（ｉ＝１，２，……）、全ての波長にわたる個々のＲＭＳ波面収差の二乗の総和をΣＷ_i2、波長λ_iの光ビームのＲＭＳ波面収差をＷ_i・λ_iとする）
で集光させることを特徴とする対物レンズ。 A positive power that allows light beams having different wavelengths to be incident on each of a plurality of types of optical recording media having different thicknesses of the transparent substrate, and focuses the light beams on an information recording surface provided on the transparent substrate of the optical recording medium. An objective lens having
The first surface of the lens surface through which the light beam focused on the information recording surface of the different types of optical recording media has the different wavelength, and the plurality of types of optical recording located outside the first region of the lens surface. A lens surface second region through which a light beam condensed only on an information recording surface of a kind of optical recording medium of the medium passes,
The first surface of the lens surface has an aspherical shape that cancels out chromatic aberration caused by a difference in wavelength λ of the light beam and wavefront aberration caused by a difference in thickness of the transparent substrate of the optical recording medium. ,
The lens surface second region is configured such that a lateral aberration amount is 0.015 mm or more with respect to a light beam having a wavelength other than the light beam condensed only on the information recording surface of the kind of optical recording medium,
For any type of optical recording medium, the corresponding light beam has an RMS wavefront aberration on the information recording surface,

(Where the wavelength of the i-th light beam is λ _i (i = 1, 2,...), The sum of squares of individual RMS wavefront aberrations over all wavelengths is ΣW _i2 , and the RMS of the light beam of wavelength λ _i Wavefront aberration is assumed to be W _i · λ _i )
Objective lens characterized by focusing with

請求項１記載の対物レンズにおいて、
いずれの種類の光記録媒体に対しても、該当する光ビームを前記情報記録面にＲＭＳ波面収差が、

で集光させることを特徴とする対物レンズ。 The objective lens according to claim 1, wherein
For any type of optical recording medium, the corresponding light beam has an RMS wavefront aberration on the information recording surface,

Objective lens characterized by focusing with

請求項１または２に記載の対物レンズを用いたことを特徴とする光ヘッド。 An optical head using the objective lens according to claim 1.

請求項１または２に記載の対物レンズを用いたことを特徴とする光ディスク装置。
An optical disc apparatus using the objective lens according to claim 1.