JP2006228368A - Objective lens, optical pickup apparatus, and optical disk apparatus - Google Patents

Objective lens, optical pickup apparatus, and optical disk apparatus Download PDF

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JP2006228368A JP2005043694A JP2005043694A JP2006228368A JP 2006228368 A JP2006228368 A JP 2006228368A JP 2005043694 A JP2005043694 A JP 2005043694A JP 2005043694 A JP2005043694 A JP 2005043694A JP 2006228368 A JP2006228368 A JP 2006228368A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an objective lens whose aberration is satisfactorily corrected with respect to optical disks of a plurality of generations, an optical pickup apparatus, and an optical disk apparatus thereof. <P>SOLUTION: A resin layer 108b is adhered to a surface closer to a light source of a refractive lens 108a, and further, a diffraction surface having a blaze shape is formed. The blaze-shaped grating has a groove depth d which affects the diffraction efficiency of the diffraction surface. A high transmittance is required for the objective lens 108. A higher diffraction efficiency of the diffraction surface is desired. First order light or second order light occurs with respect to each wavelength, depending on selection of the grating groove depth d, so that the efficiency of diffraction with respect to each diffracted light varies, and the cycle varies among the wavelengths. The cycle varies, depending on the refractive indices of materials for the objective lens 108 and the resin layer 108b. CD/blue and DVD/blue have a significantly large wavelength ratio as compared to CD/DVD, and have a short cycle with respect to blue as compared to CD and DVD. In order to provide common parts with respect to each combination of blue, DVD and CD, the grating groove depth d is set so that a diffraction order different from that of others occurs with respect to at least blue. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に係り、詳しくは、光源からの入射光束を情報記録媒体（以下、光ディスクという）の記録面に集光する対物レンズ、情報記録媒体の記録面に光を照射して記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置、及びこの光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関するものである。   The present invention relates to an objective lens, an optical pickup device, and an optical disk device, and more specifically, an objective lens that focuses an incident light beam from a light source on a recording surface of an information recording medium (hereinafter referred to as an optical disk), and a recording surface of the information recording medium The present invention relates to an optical pickup device that irradiates light to receive reflected light from a recording surface, and an optical disk device including the optical pickup device.

近年、情報記録媒体としてＣＤやＤＶＤ等の光ディスクが広く普及しており、これらの光ディスクに記録再生処理（アクセス）するための光ディスク装置の開発が行われている。また、最近ではBlu-ray Disc やＨＤ−ＤＶＤ等のさらに大容量の光ディスク、及びその光ディスクにアクセスするための光ディスク装置の開発も進められている。これらの光ディスク装置では、光ディスクの記録面にレーザ光の微小スポットの光束を形成することにより情報の記録を行い、記録面からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。そして、光ディスク装置には、記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置として光ピックアップ装置が設けられている。   In recent years, optical discs such as CDs and DVDs have been widely used as information recording media, and optical disc apparatuses for recording / reproducing (accessing) these optical discs have been developed. Recently, development of a larger capacity optical disk such as Blu-ray Disc and HD-DVD, and an optical disk apparatus for accessing the optical disk is also underway. In these optical disk apparatuses, information is recorded by forming a light beam of a small spot of laser light on the recording surface of the optical disk, and information is reproduced based on reflected light from the recording surface. The optical disk device is provided with an optical pickup device as a device for irradiating the recording surface with laser light and receiving reflected light from the recording surface.

一般的に光ピックアップ装置は対物レンズを含み、光源から出射される光束を記録面に導くとともに、記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系、及び受光位置に配置された光検出器などを備えている。この光検出器からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体と対物レンズの位置制御に必要な情報（サーボ情報）などを含む信号が出力される。そして、光ディスク装置は、光検出器からの出力信号に基づいて、記録面の所定位置に所定形状の光スポットが形成されるように各種サーボ制御を行っている。   In general, an optical pickup device includes an objective lens, and is disposed at a light receiving position and an optical system that guides a light beam emitted from a light source to a recording surface and guides a return light beam reflected by the recording surface to a predetermined light receiving position. It has a photodetector. This photodetector outputs not only the reproduction information of the data recorded on the recording surface but also a signal including information (servo information) necessary for position control of the optical pickup device itself and the objective lens. The optical disc apparatus performs various servo controls based on the output signal from the photodetector so that a light spot having a predetermined shape is formed at a predetermined position on the recording surface.

前述したように情報記録媒体には、ＣＤやＤＶＤ、さらに大容量のBlu-ray Disc やＨＤ−ＤＶＤ等、光源波長や透明基板厚さ、対物レンズのＮＡ（開口数）等の規格が異なる数種類の光ディスクが存在している。これらの光ディスクを同一の光ディスク装置で取り扱えることが望ましいが、それぞれの光ディスクに対応した光ピックアップ装置を複数搭載することは、小型化、低コスト化の観点から好ましくない。そこで、図３２に示すように青色（Blu-ray Disc やＨＤ−ＤＶＤ等）用光源、ＤＶＤ用光源、ＣＤ用光源の各光源と、各光源からの出射光束を所定の光ディスク１０９に集光させるための１つの対物レンズ１０８を備えた構成が望ましい。ところが、このように１つの対物レンズで、青色、ＤＶＤ、あるいはＣＤの異なる規格の光ディスクに集光させるためには、異なる光源波長、及び／または、異なる透明基板厚さに対してほぼ回折限界に収差補正する必要がある。   As described above, there are several types of information recording media such as CDs and DVDs, large-capacity Blu-ray Discs and HD-DVDs, etc., with different standards such as light source wavelength, transparent substrate thickness, and objective lens NA (numerical aperture). An optical disc exists. Although it is desirable that these optical discs can be handled by the same optical disc apparatus, it is not preferable to mount a plurality of optical pickup devices corresponding to the respective optical discs from the viewpoint of miniaturization and cost reduction. Therefore, as shown in FIG. 32, each light source of a blue (Blu-ray Disc, HD-DVD, etc.) light source, a DVD light source, and a CD light source, and an emitted light beam from each light source are condensed on a predetermined optical disk 109. A configuration including one objective lens 108 is desirable. However, in order to focus light onto optical discs of different standards such as blue, DVD, or CD with a single objective lens in this way, the diffraction limit is almost limited for different light source wavelengths and / or different transparent substrate thicknesses. Aberration correction is required.

また、記録／再生可能な光ディスク装置の場合、記録時と再生時における光源の出力変化に伴う波長変動（いわゆる、モードホップ）によって対物レンズにおける屈折率が変わり、フォーカスサーボ制御が追従するまでの間、光ディスクの記録面での光スポットがデフォーカス状態になって情報の記録が不十分になり、再生ができなくなるという問題がある。通常の硝材は波長が短くなるほど波長分散が大きくなるため、特に低波長の光源に対して色収差を補正し、波長変動時におけるベストフォーカス位置の変動を小さく抑える必要がある。   In the case of a recordable / reproducible optical disc apparatus, the refractive index of the objective lens changes due to wavelength fluctuations (so-called mode hop) caused by the change in the output of the light source during recording and reproduction, and until the focus servo control follows. There is a problem that the light spot on the recording surface of the optical disc becomes defocused, information recording becomes insufficient, and reproduction becomes impossible. Since a normal glass material has a larger wavelength dispersion as the wavelength becomes shorter, it is necessary to correct the chromatic aberration particularly for a light source having a low wavelength, and to suppress the fluctuation of the best focus position when the wavelength fluctuates.

さらに、光源の部分における温度変化に伴う波長変動や、光源の発振波長の固体ばらつきによって発生する色収差により、光ディスクの記録面における集光スポットが劣化し、情報の再生性能等が悪化するという問題もある。これらの波長変動に伴う色収差は、フォーカスサーボ制御によりある程度は補正可能であるが、前述のモードホップ以上の波長変動を見込む必要があり、残留収差が懸念される。前述したように、通常の硝材は波長が短くなるほど波長分散が大きくなるため、特に低波長の光源に対する波長変動特性を考慮する必要がある。   In addition, there is a problem that the light collection spot on the recording surface of the optical disk deteriorates due to wavelength fluctuations due to temperature changes in the light source portion and chromatic aberration caused by variations in the oscillation wavelength of the light source, and information reproduction performance deteriorates. is there. These chromatic aberrations due to wavelength fluctuations can be corrected to some extent by focus servo control. However, it is necessary to allow for wavelength fluctuations greater than the above-mentioned mode hops, and there is concern about residual aberrations. As described above, since the wavelength dispersion of a normal glass material increases as the wavelength becomes shorter, it is necessary to take into consideration the wavelength variation characteristics particularly for a light source with a low wavelength.

特許文献１には、光ディスクの基板の厚さに対応した発振波長でレーザ光源から発された光ビームを、光ディスクの信号記録面に集光して記録再生を行う光ヘッドに用いられる屈折型対物レンズと回転対称な位相型回折レンズ構造を持つ球面収差補正素子との組合せからなる複合対物レンズ、光情報記録再生装置が記載されており、また、特許文献２には、互いに異なる少なくとも２つの波長の光を用い、異なる種類の情報記録媒体に適用する場合であっても、大きな球面収差や色収差を発生させることなくそれぞれの異なる情報記録媒体に対して、情報の記録及び／または再生を、１つのピックアップ装置で可能とする光ピックアップ装置、記録再生装置、光学素子、記録再生方法について記載され、また、本件発明者の出願による特願２００３−３３４８０４には、複数世代に対して十分に収差補正され、かつ光利用効率の高い対物レンズを用いた光ピックアップ装置と光情報処理装置が記載されている。   Patent Document 1 discloses a refractive objective for use in an optical head that records and reproduces a light beam emitted from a laser light source at an oscillation wavelength corresponding to the thickness of a substrate of an optical disk on a signal recording surface of the optical disk. A compound objective lens composed of a combination of a lens and a spherical aberration correction element having a rotationally symmetric phase type diffractive lens structure, and an optical information recording / reproducing apparatus are described. Patent Document 2 discloses at least two wavelengths different from each other. Even when the light is applied to different types of information recording media, information recording and / or reproduction is performed on each different information recording medium without causing large spherical aberration or chromatic aberration. An optical pickup device, a recording / reproducing device, an optical element, and a recording / reproducing method that can be performed by one pickup device are described, and Japanese Patent Application No. 2 filed by the present inventor. The 03-334804, an optical pickup apparatus and optical information processing apparatus using the well-being aberration correction, and high objective lens of the light use efficiency are described for multiple generations.

特許文献１，２及び特願２００３−３３４８０４においては、対物レンズ面上に回折面を設けることにより球面収差等を補正し、対物レンズのみで前述した様々な性能を確保するとしている。
特開２０００−２６００５６号公報 特開２００１−１９５７６９号公報 In Patent Documents 1 and 2 and Japanese Patent Application No. 2003-334804, spherical aberration and the like are corrected by providing a diffractive surface on the objective lens surface, and the above-described various performances are ensured only by the objective lens.
JP 2000-260056 A JP 2001-195769 A

しかしながら、青色／ＤＶＤ／ＣＤの３世代に対して十分に収差補正する場合、特に青色光学系を無限系とした場合は、前記特許文献１，２及び特願２００３−３３４８０４の構成では対物レンズ設計の自由度が少ないため、ＣＤ光学系については有限系光束の入射として収差を補正する最適な結像倍率とせざるを得ない。このときの結像倍率は、−１／１４〜−１／１８程度である。このようにＣＤ光学系が有限系であることによって、ＣＤ光学系に対して対物レンズの画角特性が悪くなってしまう。具体的には、画角０．５°の入射光束に対して波面収差が０．０６λｒｍｓ〜０．０８λｒｍｓ程度になる。画角特性が悪いと光ピックアップ装置の組付け精度が厳しくなるため、画角を振ったときに発生する収差はなるべく抑えられていることが望ましく、また、結像倍率の絶対値が大きいほど光軸ずれによる収差劣化が懸念される。   However, when aberration correction is sufficiently performed for the three generations of blue / DVD / CD, particularly when the blue optical system is an infinite system, the objective lens design is used in the configurations of Patent Documents 1 and 2 and Japanese Patent Application No. 2003-334804. Therefore, it is unavoidable that the CD optical system has an optimum imaging magnification for correcting the aberration as the incidence of the finite system light beam. The imaging magnification at this time is about −1/14 to −1/18. As described above, since the CD optical system is a finite system, the field angle characteristic of the objective lens is deteriorated with respect to the CD optical system. Specifically, the wavefront aberration is about 0.06 λ rms to 0.08 λ rms with respect to an incident light beam with an angle of view of 0.5 °. If the angle of view is poor, the assembly accuracy of the optical pickup device becomes severe. Therefore, it is desirable to suppress aberrations that occur when the angle of view is shaken as much as possible. There is a concern about aberration deterioration due to axial deviation.

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、ＣＤ光学系を無限系とすること、また光源の波長変動に応じて対物レンズに入射する光束を有限系光束として整合することにより、複数世代の光ディスクに対して良好に収差補正された対物レンズと、これを用いた規格の異なる複数の光ディスクの記録面に対して良好な集光スポットを形成できる小型の光ピックアップ装置、及び規格の異なる複数の光ディスクへのアクセスを安定して行うことができる光ディスク装置を提供することを目的とする。   The present invention is directed to solving the problems of the prior art, and the CD optical system is an infinite system, and the light beam incident on the objective lens according to the wavelength variation of the light source is matched as a finite system light beam. By doing so, an objective lens that has been successfully corrected for aberrations with respect to a plurality of generations of optical disks, and a compact optical pickup device that can form a good condensing spot on the recording surfaces of a plurality of optical disks of different standards using the objective lens An object of the present invention is to provide an optical disc apparatus capable of stably accessing a plurality of optical discs having different standards.

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載される対物レンズは、波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）の各無限系光束のそれぞれを情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズであって、少なくとも片面に樹脂層を接合した屈折レンズと、樹脂層あるいは屈折レンズの少なくとも一方の表面に形成した回折面とを備えた構成によって、全て無限系の複数世代の情報記録媒体に対して収差補正された画角特性の良好な対物レンズを得ることができる。   In order to achieve the above object, an objective lens according to a first aspect of the present invention records each infinite system light flux having wavelengths λ1, λ2, and λ3 (λ1 <λ2 <λ3) on an information recording medium. An objective lens that focuses on a surface, and includes a refractive lens having a resin layer bonded to at least one surface and a diffractive surface formed on at least one surface of the resin layer or the refractive lens. It is possible to obtain an objective lens with good field angle characteristics that is aberration-corrected with respect to information recording media of the next generation.

また、請求項２に記載される対物レンズは、波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）のうち２つの無限系光束と１つの有限系光束のそれぞれを情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズであって、少なくとも片面に樹脂層を接合した屈折レンズと、樹脂層あるいは屈折レンズの少なくとも一方の表面に形成した回折面とを備え、有限系光束に対する結像倍率の絶対値を、少なくとも１つの波長における無限系対物レンズに有限系光束を入射して収差を補正する結像倍率の絶対値よりも小さくした構成によって、複数世代の情報記録媒体に対して収差補正された画角特性，波長変動特性の良好な対物レンズを得ることができる。   The objective lens described in claim 2 collects two infinite system light beams and one finite system light beam of wavelengths λ1, λ2, and λ3 (λ1 <λ2 <λ3) on the recording surface of the information recording medium. An objective lens that illuminates, and includes a refractive lens having a resin layer bonded to at least one surface, and a diffractive surface formed on at least one surface of the resin layer or the refractive lens. An angle of view in which aberration is corrected with respect to a plurality of generations of information recording media by a configuration that is smaller than the absolute value of the imaging magnification for correcting aberration by injecting a finite beam to an infinite objective lens at at least one wavelength. An objective lens with good characteristics and wavelength fluctuation characteristics can be obtained.

また、請求項３に記載される対物レンズは、請求項１，２の対物レンズであって、屈折レンズを、ガラスレンズとした構成によって、温度変化等の環境変化に対して屈折率の変化や膨張等による収差劣化を抑え、製作が容易となり、低コスト化が実現できる。   Further, the objective lens described in claim 3 is the objective lens of claims 1 and 2, wherein the refractive lens is made of a glass lens, so that the refractive index changes with respect to environmental changes such as temperature changes. Aberration deterioration due to expansion or the like is suppressed, manufacturing becomes easy, and cost reduction can be realized.

また、請求項４，５に記載される対物レンズは、請求項１〜３の対物レンズであって、屈折レンズ及び樹脂層を、使用波長の中で最短の波長に対する屈折率が略一致する材料により形成したこと、さらに、屈折レンズ及び樹脂層を、波長分散のそれぞれ異なる材料により形成した構成によって、一般的に最も高い光利用効率を求められる最短波長の入射光束に対して屈折レンズと樹脂層の境界面での反射を抑えて光量の損失を小さくでき、さらに、複数世代の情報記録媒体に対して波長変動特性を良好にすることができる。   Moreover, the objective lens of Claims 4 and 5 is the objective lens of Claims 1-3, Comprising: The refractive index with respect to the shortest wavelength is substantially equal among a refractive lens and a resin layer. In addition, the refractive lens and the resin layer are formed with respect to the incident light beam having the shortest wavelength, which is generally required to have the highest light utilization efficiency. Thus, it is possible to reduce the loss of the light amount by suppressing the reflection at the boundary surface, and to improve the wavelength variation characteristics with respect to the information recording media of a plurality of generations.

また、請求項６，７に記載される対物レンズは、請求項１〜５の対物レンズであって、屈折レンズの回折面における回折格子の形状を、ブレーズ形状としたこと、さらに、屈折レンズの回折面における回折格子の構造を、回折面において発生する回折光のうち回折効率が最大となる回折次数の絶対値が、波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）のうち少なくとも２つの波長に対して互いに異なり、かつ全ての波長に対して１以上となるようにした構成によって、回折面における回折効率を高くでき、複数世代の情報記録媒体に対して高い回折効率を確保することができる。   The objective lens described in claims 6 and 7 is the objective lens of claims 1 to 5, wherein the diffraction grating on the diffraction surface of the refractive lens has a blazed shape. The diffraction grating structure on the diffractive surface has an absolute value of the diffraction order that maximizes the diffraction efficiency of the diffracted light generated on the diffractive surface, and at least two wavelengths of wavelengths λ1, λ2, and λ3 (λ1 <λ2 <λ3). In contrast, the configuration that is different from each other and is 1 or more for all wavelengths can increase the diffraction efficiency on the diffraction surface, and can ensure a high diffraction efficiency for a plurality of generations of information recording media. .

また、請求項８に記載される対物レンズは、請求項１〜７の対物レンズであって、屈折レンズの回折面において、波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）に対して発生する回折光のうち回折効率が最大となる回折次数をｍ１，ｍ２，ｍ３としたとき、次の条件：
３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ
６３０ｎｍ＜λ２＜６７０ｎｍ
７６０ｎｍ＜λ３＜８２０ｎｍ
ｍ１＝２，ｍ２＝１，ｍ３＝１
を満たす構成によって、青色／ＤＶＤ／ＣＤの３世代の情報記録媒体に対して光利用効率の高い対物レンズを得ることができる。 The objective lens described in claim 8 is the objective lens according to claims 1 to 7, and is generated with respect to wavelengths λ1, λ2, and λ3 (λ1 <λ2 <λ3) on the diffractive surface of the refractive lens. When the diffraction orders that maximize the diffraction efficiency of the diffracted light are m1, m2, and m3, the following conditions:
390 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <820 nm
m1 = 2, m2 = 1, m3 = 1
By satisfying the configuration, an objective lens with high light utilization efficiency can be obtained for the information recording medium of the third generation of blue / DVD / CD.

また、請求項９に記載される対物レンズは、請求項１〜８の対物レンズであって、波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）に対する対物レンズの開口数ＮＡをそれぞれＮＡ１，ＮＡ２，ＮＡ３、各波長が対応する情報記録媒体における記録面までの透明基板厚さをそれぞれｔ１，ｔ２，ｔ３としたとき、次の条件：
ＮＡ１＝０．６５，ＮＡ２＝０．６５，ＮＡ３＝０．５０
ｔ１＝０．６ｍｍ，ｔ２＝０．６ｍｍ，ｔ３＝１．２ｍｍ
を満たす構成によって、青色／ＤＶＤ／ＣＤの３世代の情報記録媒体に対して収差補正された対物レンズを得ることができる。 The objective lens described in claim 9 is the objective lens according to claims 1 to 8, wherein the numerical aperture NA of the objective lens for wavelengths λ1, λ2, and λ3 (λ1 <λ2 <λ3) is set to NA1, NA2, respectively. , NA3, where the transparent substrate thicknesses up to the recording surface in the information recording medium corresponding to each wavelength are t1, t2, and t3, respectively, the following conditions:
NA1 = 0.65, NA2 = 0.65, NA3 = 0.50
t1 = 0.6mm, t2 = 0.6mm, t3 = 1.2mm
With the configuration satisfying the above, it is possible to obtain an objective lens whose aberration is corrected with respect to the information recording medium of the third generation of blue / DVD / CD.

また、請求項１０に記載される光ピックアップ装置は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の対物レンズを用いて、種類の異なる複数の情報記録媒体のそれぞれに対応した波長が異なる複数の光源からの光束を、情報記録媒体の記録面に集光して、記録面からの反射光を光検出器により受光する構成によって、規格の異なる複数の情報記録媒体の記録面に対して良好な集光スポットを形成できる。   An optical pickup device according to a tenth aspect uses a plurality of different wavelengths corresponding to a plurality of different types of information recording media using the objective lens according to any one of the first to ninth aspects. Concentrates the light beam from the light source on the recording surface of the information recording medium, and receives the reflected light from the recording surface by the photodetector, so that it is good for the recording surfaces of multiple information recording media with different standards Can form a focused spot.

また、請求項１１に記載される光ディスク装置は、請求項１０記載の光ピックアップ装置を用いて、情報記録媒体に対して情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも１以上の処理を行うため、光ピックアップ装置の信号を処理する手段を備えた構成によって、規格の異なる複数の情報記録媒体へのアクセスを安定して行うことができる。   An optical disk apparatus according to an eleventh aspect uses an optical pickup apparatus according to a tenth aspect to perform at least one of information recording, reproduction, and erasing on an information recording medium. With the configuration provided with means for processing the signal of the pickup device, it is possible to stably access a plurality of information recording media with different standards.

本発明に係る対物レンズによれば、青色／ＤＶＤ／ＣＤの３世代にわたる複数世代の光ディスクに対して十分に収差補正でき、またこれを用いる光ピックアップ装置及び光ディスク装置によれば、規格の異なる複数の光ディスクの記録面に対して良好な集光スポットを形成できる小型の光ピックアップ装置を構成でき、さらに規格の異なる複数の光ディスクへのアクセスを安定して行う光ディスク装置を得ることができるという効果を奏する。   According to the objective lens of the present invention, it is possible to sufficiently correct aberrations for a plurality of generations of optical discs of three generations of blue / DVD / CD, and according to an optical pickup device and an optical disc apparatus using the same, a plurality of different standards are provided. It is possible to construct a small optical pickup device that can form a good light-collecting spot on the recording surface of the optical disc, and to obtain an optical disc device that stably accesses a plurality of optical discs with different standards. Play.

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本発明の実施の形態１における実施例１の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、青色光学系として、青色波長帯域の半導体レーザ１０１、コリメートレンズ１０２、偏光ビームスプリッタ１０３、ダイクロイックプリズム２０３，３０３、偏向プリズム１０４、１／４波長板１０５、開口部１０６、開口制限手段１０７、対物レンズ１０８、検出レンズ１１０、光束分割手段１１１、光検出器１１２より構成される。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical pickup device of Example 1 according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, as a blue optical system, a semiconductor laser 101 in a blue wavelength band, a collimating lens 102, a polarization beam splitter 103, dichroic prisms 203 and 303, a deflection prism 104, a quarter wavelength plate 105, an opening 106, The aperture limiting means 107, the objective lens 108, the detection lens 110, the light beam splitting means 111, and the photodetector 112 are included.

また、ＤＶＤ光学系として、ホログラムユニット２０１、コリメートレンズ２０２、ダイクロイックプリズム２０３，３０３、偏向プリズム１０４、１／４波長板１０５、開口部１０６、開口制限手段１０７、対物レンズ１０８から構成される。   The DVD optical system includes a hologram unit 201, a collimating lens 202, dichroic prisms 203 and 303, a deflection prism 104, a quarter-wave plate 105, an aperture 106, an aperture limiting means 107, and an objective lens 108.

また、ＣＤ光学系として、ホログラムユニット３０１、コリメートレンズ３０２、ダイクロイックプリズム３０３、偏向プリズム１０４、１／４波長板１０５、開口部１０６、開口制限手段１０７、対物レンズ１０８から構成される。   The CD optical system includes a hologram unit 301, a collimating lens 302, a dichroic prism 303, a deflecting prism 104, a quarter wavelength plate 105, an aperture 106, an aperture limiting means 107, and an objective lens 108.

以上のように、光ピックアップ装置は、青色光学系、ＤＶＤ光学系、ＣＤ光学系から構成されている。各光学系のうち、ダイクロイックプリズム２０３，３０３、偏向プリズム１０４、１／４波長板１０５、開口部１０６、開口制限手段１０７、対物レンズ１０８は複数の光学系の共通部品である。   As described above, the optical pickup device includes the blue optical system, the DVD optical system, and the CD optical system. Among the optical systems, the dichroic prisms 203 and 303, the deflecting prism 104, the quarter-wave plate 105, the aperture 106, the aperture limiting means 107, and the objective lens 108 are common components of a plurality of optical systems.

また、光ディスク１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃはそれぞれ光源波長が異なる光ディスクであり、光ディスク１０９ａは透明基板厚さが０．６ｍｍの青色系光ディスク、光ディスク１０９ｂは透明基板厚さが０．６ｍｍのＤＶＤ系光ディスク、光ディスク１０９ｃは透明基板厚さが１．２ｍｍのＣＤ系光ディスクである。   The optical disks 109a, 109b, and 109c are optical disks having different light source wavelengths, the optical disk 109a is a blue optical disk having a transparent substrate thickness of 0.6 mm, the optical disk 109b is a DVD optical disk having a transparent substrate thickness of 0.6 mm, The optical disk 109c is a CD optical disk having a transparent substrate thickness of 1.2 mm.

なお、開口部１０６は、対物レンズ１０８をフォーカス方向、トラック方向に可動させるアクチュエータ（図示せず）の対物レンズ１０８を保持するボビン上で規制することが可能であり、具体的な光学部品を用いる必要はない。   The opening 106 can be regulated on a bobbin that holds the objective lens 108 of an actuator (not shown) that moves the objective lens 108 in the focus direction and the track direction, and uses specific optical components. There is no need.

以下、図１を参照して青色／ＤＶＤ／ＣＤの各光学系の動作について説明する。   The operation of each blue / DVD / CD optical system will be described below with reference to FIG.

まず、青色光学系の動作について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３、ダイクロイックプリズム２０３，３０３を透過し、偏向プリズム１０４で光路を９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過し円偏光とされ、開口部１０６を透過し、開口制限手段１０７においてＮＡ０．６５に制限され、対物レンズ１０８に入射し、光ディスク１０９ａの記録面に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。さらに、光ディスク１０９ａから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ１０８で再び略平行光とされ、１／４波長板１０５を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射されて、検出レンズ１１０で収束光とされ、光束分割手段１１１により複数の光路に偏向分割され光検出器１１２に至る。光検出器１１２からは、情報信号、サーボ信号が検出される。   First, the operation of the blue optical system will be described. The linearly polarized divergent light emitted from the semiconductor laser 101 having a wavelength of 405 nm is made substantially parallel light by the collimator lens 102, passes through the polarization beam splitter 103 and the dichroic prisms 203 and 303, and is deflected by 90 degrees by the deflecting prism 104. , Passes through the quarter-wave plate 105 and becomes circularly polarized light, passes through the aperture 106, is limited to NA 0.65 by the aperture limiting means 107, enters the objective lens 108, and forms a minute spot on the recording surface of the optical disc 109a. Focused. Information is recorded, reproduced, or erased by this spot. Furthermore, the light reflected from the optical disk 109a becomes circularly polarized light opposite to the outward path, becomes substantially parallel light again by the objective lens 108, passes through the quarter wavelength plate 105, and becomes linearly polarized light orthogonal to the outward path, The light is reflected by the polarization beam splitter 103, is converged by the detection lens 110, is deflected and divided into a plurality of optical paths by the light beam splitting means 111, and reaches the photodetector 112. An information signal and a servo signal are detected from the photodetector 112.

次に、ＤＶＤ光学系の動作について説明する。図１において、ホログラムユニット２０１は、半導体レーザ２０１ａ、ホログラム２０１ｂ及び光検出器２０１ｃを一体化して構成されたユニットである。このホログラムユニット２０１内に実装された波長６６０ｎｍの半導体レーザ２０１ａのチップから出射した直線偏光の発散光は、ホログラム２０１ｂを透過し、コリメートレンズ２０２で略平行光とされ、ダイクロイックプリズム２０３によって偏向プリズム１０４の方向に反射され、偏向プリズム１０４で光路を９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過し円偏光とされ、開口部１０６においてＮＡ０．６５に制限され、対物レンズ１０８に入射し、光ディスク１０９ｂの記録面に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。光ディスク１０９ｂから反射した光は、偏向プリズム１０４で偏向され、ダイクロイックプリズム２０３で反射され、コリメートレンズ２０２で収束光とされ、ホログラム２０１ｂにより複数の光路に分割，回折されてホログラムユニット２０１内の光検出器２０１ｃに至る。光検出器２０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。   Next, the operation of the DVD optical system will be described. In FIG. 1, a hologram unit 201 is a unit configured by integrating a semiconductor laser 201a, a hologram 201b, and a photodetector 201c. The linearly polarized divergent light emitted from the chip of the semiconductor laser 201 a having a wavelength of 660 nm mounted in the hologram unit 201 is transmitted through the hologram 201 b to be substantially parallel light by the collimator lens 202, and is deflected by the dichroic prism 203. , The optical path is deflected 90 degrees by the deflecting prism 104, passes through the quarter-wave plate 105 and is circularly polarized, is limited to NA 0.65 at the opening 106, and enters the objective lens 108, and the optical disk It is condensed as a minute spot on the recording surface 109b. Information is recorded, reproduced, or erased by this spot. The light reflected from the optical disk 109b is deflected by the deflecting prism 104, reflected by the dichroic prism 203, converged by the collimating lens 202, divided into a plurality of optical paths by the hologram 201b, and diffracted to detect light in the hologram unit 201. To the container 201c. An information signal and a servo signal are detected from the photodetector 201c.

次に、ＣＤ光学系の動作について説明する。図１において、ホログラムユニット３０１は、半導体レーザ３０１ａ、ホログラム３０１ｂ及び光検出器３０１ｃを一体化して構成されたユニットである。このホログラムユニット３０１内に実装された波長７８５ｎｍの半導体レーザ３０１ａのチップから出射した直線偏光の発散光は、ホログラム３０１ｂを透過し、コリメートレンズ３０２で略平行光とされ、ダイクロイックプリズム３０３によって偏向プリズム１０４の方向に反射され、偏向プリズム１０４で光路を９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過し楕円偏光あるいは円偏光とされ、開口部１０６を通過し、開口制限手段１０７においてＮＡ０．５０に制限され、対物レンズ１０８に入射し、光ディスク１０９ｃの記録面に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。さらに、光ディスク１０９ｃから反射した光は、偏向プリズム１０４で偏向され、ダイクロイックプリズム３０３で反射され、コリメートレンズ３０２で収束光とされ、ホログラム３０１ｂにより複数の光路に分割，回折されてホログラムユニット３０１内の光検出器３０１ｃに至る。光検出器３０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。   Next, the operation of the CD optical system will be described. In FIG. 1, a hologram unit 301 is a unit configured by integrating a semiconductor laser 301a, a hologram 301b, and a photodetector 301c. The linearly polarized divergent light emitted from the chip of the semiconductor laser 301 a having a wavelength of 785 nm mounted in the hologram unit 301 passes through the hologram 301 b and is made into substantially parallel light by the collimator lens 302, and is deflected by the dichroic prism 303. , The optical path is deflected by 90 degrees by the deflecting prism 104, passes through the quarter-wave plate 105, becomes elliptically polarized light or circularly polarized light, passes through the opening 106, and becomes NA 0.50 in the aperture limiting means 107. It is limited, enters the objective lens 108, and is condensed as a minute spot on the recording surface of the optical disc 109c. Information is recorded, reproduced, or erased by this spot. Further, the light reflected from the optical disk 109c is deflected by the deflecting prism 104, reflected by the dichroic prism 303, and converged by the collimating lens 302, and divided and diffracted into a plurality of optical paths by the hologram 301b. The light detector 301c is reached. An information signal and a servo signal are detected from the photodetector 301c.

ここで、図１に示す開口制限手段１０７について、図２を用いて詳細に説明する。青色光学系、ＤＶＤ光学系、ＣＤ光学系で、光学系の倍率や制限されるＮＡが異なるため、必ずしも対物レンズ１０８に入射する入射瞳径φ１，φ２，φ３は等しくならない。そこで、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すような開口制限手段１０７が必要である。開口制限手段１０７は一例として波長選択性膜１，２を有しているような構成がある。すなわち、波長選択性膜１は青色，ＤＶＤの光源波長帯域の光束は透過し、ＣＤの光源波長帯域の光束は反射するような膜となっていて、ＣＤのＮＡを制限する。また、波長選択性膜２は青色の光源波長帯域の光束は透過し、ＤＶＤ、ＣＤの光源波長帯域の光束は反射するような膜となっていて、青色のＮＡを制限する。また、開口制限手段１０７は対物レンズ１０８に入射する入射瞳径を制限するため、対物レンズと一体となって可動することが望ましく、図１に示すように対物レンズ１０８を可動させるアクチュエータに搭載させることが望ましい。また、アクチュエータにおける可動部の軽量化、組付け工数の低減を考慮すると、上述した波長選択性膜１，２を対物レンズ１０８のレンズ面に構成することがより好ましい。なお、開口制限手段１０７の他の構成としては、波長選択性の回折格子として、波長を選択的に反射するのではなく、回折するような構成でもよい。   Here, the opening limiting means 107 shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIG. The blue optical system, DVD optical system, and CD optical system have different optical system magnifications and limited NAs, so that the entrance pupil diameters φ1, φ2, and φ3 incident on the objective lens 108 are not necessarily equal. Therefore, an opening limiting means 107 as shown in FIGS. 2A to 2C is necessary. As an example, the aperture limiting means 107 has a configuration having wavelength selective films 1 and 2. That is, the wavelength selective film 1 is a film that transmits blue light flux in the light source wavelength band of DVD and reflects light flux in the light source wavelength band of CD, and restricts the NA of the CD. The wavelength selective film 2 is a film that transmits a light beam in the blue light source wavelength band and reflects a light beam in the light source wavelength band of DVD and CD, and limits the blue NA. Further, it is desirable that the aperture limiting means 107 be movable integrally with the objective lens in order to limit the entrance pupil diameter incident on the objective lens 108, and is mounted on an actuator that moves the objective lens 108 as shown in FIG. It is desirable. In view of reducing the weight of the movable part in the actuator and reducing the number of assembling steps, it is more preferable to configure the wavelength selective films 1 and 2 described above on the lens surface of the objective lens 108. As another configuration of the aperture limiting means 107, a wavelength-selective diffraction grating may be configured to diffract instead of selectively reflecting the wavelength.

次に、以上に述べたような光ピックアップ装置の光学系において複数の光学系に対して共通部品となっている本発明に係る対物レンズについて詳細に説明する。   Next, the objective lens according to the present invention, which is a common component for a plurality of optical systems in the optical system of the optical pickup apparatus as described above, will be described in detail.

図３は対物レンズの概略を示す図であるが、屈折レンズ１０８ａの光源側の表面に樹脂層１０８ｂが接合され、さらにその表面には図３に示すようなブレーズ形状の回折面が形成されている。ブレーズ形状あるいはキノフォームと呼ばれる回折格子形状は、回折格子の形状としては最も回折効率が高く有利である。ある波長に対して最適化されると、その波長での回折効率はスカラー回折理論によれば１００％になり、また、これを階段近似した形状であっても９０％以上の回折効率を期待できる。図３に示す符号ｄはブレーズ形状の格子溝深さであって、回折面における回折効率に作用する。対物レンズ１０８は高い透過率が求められるため、回折面における回折効率が高い方が望ましい。   FIG. 3 schematically shows the objective lens. A resin layer 108b is bonded to the surface of the refractive lens 108a on the light source side, and a blazed diffraction surface as shown in FIG. 3 is formed on the surface. Yes. A diffraction grating shape called a blazed shape or kinoform has the highest diffraction efficiency and is advantageous as a diffraction grating shape. When optimized for a certain wavelength, the diffraction efficiency at that wavelength is 100% according to the scalar diffraction theory, and a diffraction efficiency of 90% or more can be expected even if the shape is a step approximation. . The symbol d shown in FIG. 3 is the depth of the blazed grating groove, which affects the diffraction efficiency on the diffraction surface. Since the objective lens 108 is required to have a high transmittance, it is desirable that the diffraction efficiency on the diffraction surface is high.

図４は対物レンズ１０８の樹脂層１０８ｂの材料にｄ線の屈折率ｎｄ：１．５１１、アッベ数νｄ：３９．６の硝材（５１１．３９６）を用いた場合の格子溝深さｄに対する青色（波長４０５ｎｍ）、ＤＶＤ（波長６６０ｎｍ）、ＣＤ（波長７８５ｎｍ）に対する回折効率をスカラー回折理論を用いて求めた結果を示す図である。格子溝深さｄを様々な深さにすることによって、各波長に対して、１次光や２次光が発生し、各回折光に対する回折効率が変動しており、その周期は各波長で互いに異なっている。したがって、図４に示す結果によれば、波長４０５ｎｍに対しては２次光、波長６６０ｎｍに対しては１次光、波長７８５ｎｍに対しては１次光が発生するような格子溝深さにすることにより、高い回折効率を確保できることがわかる。具体的には図４に示すように、格子溝深さｄは１．３〜１．４ｍｍ程度が望ましい。前述した周期は対物レンズ１０８の樹脂層１０８ｂに用いる材料の屈折率によって異なるが、ＣＤ／ＤＶＤの波長比と比べて、ＣＤ／青色、ＤＶＤ／青色の波長比が非常に大きいため、青色に対する周期はＣＤやＤＶＤと比べて短くなり、青色／ＤＶＤ、青色／ＣＤ、青色／ＤＶＤ／ＣＤのような組合せの光学系に対して共通部品とするには少なくとも青色に対しては他と異なる回折次数が発生するような格子溝深さにすることが望ましい。   FIG. 4 shows the blue color relative to the grating groove depth d when a glass material (511.396) having a d-line refractive index nd: 1.511 and an Abbe number νd: 39.6 is used as the material of the resin layer 108b of the objective lens 108. It is a figure which shows the result of having calculated | required the diffraction efficiency with respect to (wavelength 405nm), DVD (wavelength 660nm), and CD (wavelength 785nm) using the scalar diffraction theory. By changing the grating groove depth d to various depths, primary light and secondary light are generated for each wavelength, and the diffraction efficiency for each diffracted light varies. They are different from each other. Therefore, according to the results shown in FIG. 4, the grating groove depth is such that secondary light is generated for a wavelength of 405 nm, primary light is generated for a wavelength of 660 nm, and primary light is generated for a wavelength of 785 nm. It can be seen that a high diffraction efficiency can be ensured. Specifically, as shown in FIG. 4, the grating groove depth d is preferably about 1.3 to 1.4 mm. The period described above varies depending on the refractive index of the material used for the resin layer 108b of the objective lens 108. However, since the wavelength ratio of CD / blue and DVD / blue is very large compared to the wavelength ratio of CD / DVD, the period for blue is as follows. Is shorter than CD and DVD, and in order to make it a common part for optical systems such as blue / DVD, blue / CD, blue / DVD / CD, at least a different diffraction order for blue It is desirable to set the depth of the grating groove so as to generate.

図５は、対物レンズ１０８における屈折レンズ１０８ａと屈折レンズ１０８ａに接合する樹脂層１０８ｂの材料をそれぞれ、ＳＣＨＯＴＴ社製のＫ３と前述の硝材（５１１．３９６）としたときの波長に対する屈折率の変化を示した図である。図５に示すように、最も高い透過率を求められる青色波長帯域で、屈折レンズ１０８ａと樹脂層１０８ｂの屈折率がほぼ等しくなるような材料とした方が境界面での反射による光量損失を抑えることができて望ましい。また、屈折レンズ１０８ａの材料をガラスにすると、材料が樹脂であった場合と比較して、温度変化等の環境変化に対して屈折率の変化や膨張等による収差劣化を抑えることができる。樹脂層１０８ｂに用いられる材料としては、光硬化性樹脂であっても熱硬化性樹脂であってもよく、金型に樹脂層表面に形成したい回折格子形状を作り込んで成形することにより回折面を得ることができる。なお、屈折レンズ１０８ａの光源側とは反対側の表面にも樹脂層１０８ｂと同様に樹脂層１０８ｂ’が接合されていてもよい。また、樹脂層１０８ｂ’の表面にも回折面を形成してもよい。   FIG. 5 shows a change in refractive index with respect to wavelength when the material of the refractive lens 108a and the resin layer 108b bonded to the refractive lens 108a in the objective lens 108 is K3 manufactured by SCHOTT and the glass material (511.396) described above, respectively. FIG. As shown in FIG. 5, in the blue wavelength band where the highest transmittance is required, the light loss caused by reflection at the boundary surface is suppressed by using a material in which the refractive indexes of the refractive lens 108a and the resin layer 108b are substantially equal. It can be desirable. Further, when the material of the refractive lens 108a is made of glass, it is possible to suppress aberration deterioration due to a change in refractive index or an expansion with respect to an environmental change such as a temperature change as compared with a case where the material is a resin. The material used for the resin layer 108b may be a photo-curing resin or a thermosetting resin, and a diffraction surface is formed by forming a diffraction grating shape to be formed on the surface of the resin layer in a mold. Can be obtained. In addition, the resin layer 108b 'may be bonded to the surface of the refractive lens 108a opposite to the light source side similarly to the resin layer 108b. Further, a diffractive surface may be formed on the surface of the resin layer 108b '.

以下に本実施の形態１における実施例１として、光ピックアップ装置に用いる対物レンズの具体的な例を挙げ説明する。   A specific example of an objective lens used in the optical pickup device will be described below as Example 1 in the first embodiment.

本実施例１の対物レンズは、光源波長４０５ｎｍ、透明基板厚さ０．６ｍｍ、ＮＡ０．６５の青色系光ディスクと、光源波長６６０ｎｍ、透明基板厚さ０．６ｍｍ、ＮＡ０．６５のＤＶＤ系光ディスクと、光源波長７８５ｎｍ、透明基板厚さ１．２ｍｍ、ＮＡ０．５０のＣＤ系光ディスクとの３種類の規格の光ディスクについて記録、再生を行う光ピックアップ装置に用いられる対物レンズである。   The objective lens of Example 1 includes a light source wavelength of 405 nm, a transparent substrate thickness of 0.6 mm, a blue optical disc having a NA of 0.65, a light source wavelength of 660 nm, a transparent substrate thickness of 0.6 mm, and a NA 0.65 DVD optical disc. This objective lens is used in an optical pickup device that records and reproduces optical discs of three kinds of standards, ie, a CD optical disc having a light source wavelength of 785 nm, a transparent substrate thickness of 1.2 mm, and an NA of 0.50.

まず、光源波長４０５ｎｍの青色系光ディスクに対して使用した場合について、図６及び（表１）を用いて説明する。図６は対物レンズを示す概略図である。図６に示す対物レンズ１０８における屈折レンズ１０８ａの材料にはＳＣＨＯＴＴ社製のＫ３、屈折レンズ１０８ａに接合する樹脂層１０８ｂ、１０８ｂ’の材料には、ｄ線の屈折率ｎｄ：１．５１１、アッベ数νｄ：３９．６の硝材（５１１．３９６）を用いている。また、レンズ面の非球面形状は、光軸方向の軸Ｘ、光軸と垂直方向の軸（光軸からの高さ）Ｙ、近軸曲率半径Ｒ、円錐係数Ｋ、非球面係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・を用いて、次の（数１）で表される。   First, the case where it is used for a blue optical disk having a light source wavelength of 405 nm will be described with reference to FIG. 6 and (Table 1). FIG. 6 is a schematic view showing the objective lens. The material of the refractive lens 108a in the objective lens 108 shown in FIG. 6 is K3 manufactured by SCHOTT, and the material of the resin layers 108b and 108b ′ to be joined to the refractive lens 108a is a refractive index nd of 1.511 for Ab line, Abbe. A glass material (511.396) having a number νd of 39.6 is used. Further, the aspherical shape of the lens surface includes an axis X in the optical axis direction, an axis Y perpendicular to the optical axis (height from the optical axis), a paraxial radius of curvature R, a conical coefficient K, and aspherical coefficients A and B. , C, D,..., Represented by the following (Equation 1).

Figure 2006228368
また、回折面による光路差の付加量は、光軸と垂直方向の軸（光軸からの高さ）Ｙ、回折面係数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５・・・を用いて次式の光路差関数Φは（数２）で表される。
Figure 2006228368
 Further, the additional amount of the optical path difference due to the diffractive surface is expressed by the following equation using an axis Y (height from the optical axis) Y perpendicular to the optical axis, and diffractive surface coefficients C1, C2, C3, C4, C5. The optical path difference function Φ is expressed by (Expression 2).

Figure 2006228368
なお、これに用いる回折次数がｍ次であった場合は、ｍ倍する必要がある。
Figure 2006228368
 In addition, when the diffraction order used for this is m order, it is necessary to multiply by m.

さらに、（表１）中の記号について説明する。ＯＢＪは物点（光源位置）を意味するが、青色光学系に対しては無限系であり、曲率半径ＲＤＹ及び厚さＴＨＩをＩＮＦＩＮＩＴＹ（無限大）としている。また、ＳＴＯは入射瞳面であり、その曲率半径はＩＮＦＩＮＩＴＹ、厚さＴＨＩを設計上０としている。Ｓ２は対物レンズの光源側の面、Ｓ５は対物レンズの光ディスク側の面である。詳細には、対物レンズは図６に示すように、Ｓ２〜Ｓ５の４面から構成され、光源側の面からそれぞれ、樹脂層１０８ｂ表面に形成される回折面（Ｓ２）、樹脂層１０８ｂと屈折レンズ１０８ａの接合面（Ｓ３）、屈折レンズ１０８ａと樹脂層１０８ｂ’の接合面（Ｓ４）、樹脂層１０８ｂ’表面（Ｓ５）である。対物レンズの総厚みは２．０５ｍｍであり、Ｓ５の厚さＴＨＩ：１．４６００４ｍｍはワーキングディスタンスを表す。Ｓ６は光ディスクの光束入射面、ＩＭＧは光ディスクの記録面であり、これらの面間隔、すなわち透明基板厚さは０．６ｍｍである。ＥＰＤは入射瞳径を表し、３．９０ｍｍである。なお、回折面における回折光としては２次光を用いている。   Further, symbols in (Table 1) will be described. OBJ means an object point (light source position), which is an infinite system for the blue optical system, and has a radius of curvature RDY and a thickness THI of INFINITY (infinite). STO is the entrance pupil plane, the radius of curvature is INFINITY, and the thickness THI is set to 0 in design. S2 is a light source side surface of the objective lens, and S5 is a surface of the objective lens on the optical disk side. Specifically, as shown in FIG. 6, the objective lens is composed of four surfaces S2 to S5, and the diffraction surface (S2) formed on the surface of the resin layer 108b, the resin layer 108b, and the refractive surface from the light source side surface, respectively. These are the joint surface (S3) of the lens 108a, the joint surface (S4) of the refractive lens 108a and the resin layer 108b ′, and the surface (S5) of the resin layer 108b ′. The total thickness of the objective lens is 2.05 mm, and the thickness THI of S5: 1.46004 mm represents the working distance. S6 is a light beam incident surface of the optical disk, and IMG is a recording surface of the optical disk. The distance between these surfaces, that is, the transparent substrate thickness is 0.6 mm. EPD represents the entrance pupil diameter and is 3.90 mm. Note that secondary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

Figure 2006228368
次に、前述の対物レンズを光源波長６６０ｎｍのＤＶＤ系光ディスクに対して使用した場合について、図７及び（表１）を用いて説明する。（表１）中の記号は前述した通りである。ＤＶＤ光学系に対しても無限系であり、物点ＯＢＪから入射瞳面ＳＴＯまでの距離をＩＮＦＩＮＩＴＹとしている。ワーキングディスタンスは１．５７２１４ｍｍ、入射瞳径ＥＰＤは４．０４ｍｍである。なお、回折面における回折光としては１次光を用いている。
Figure 2006228368
 Next, a case where the above-described objective lens is used for a DVD optical disk having a light source wavelength of 660 nm will be described with reference to FIG. 7 and (Table 1). The symbols in (Table 1) are as described above. The DVD optical system is also an infinite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is INFINITY. The working distance is 1.57214 mm, and the entrance pupil diameter EPD is 4.04 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

また、前述の対物レンズを光源波長７８５ｎｍのＣＤ系光ディスクに対して使用した場合について、図８及び（表１）を用いて説明する。ＣＤ光学系に対しても無限系であり、物点ＯＢＪから入射瞳面ＳＴＯまでの距離をＩＮＦＩＮＩＴＹとしている。ワーキングディスタンスは１．１９０５１ｍｍ、入射瞳径ＥＰＤは３．１０ｍｍである。なお、回折面における回折光としては１次光を用いている。   A case where the above-described objective lens is used for a CD optical disk having a light source wavelength of 785 nm will be described with reference to FIG. 8 and (Table 1). The CD optical system is also an infinite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is INFINITY. The working distance is 1.9051 mm, and the entrance pupil diameter EPD is 3.10 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

図９は（表１）のレンズデータにより構成した対物レンズを用いたときの青色系光ディスク，ＤＶＤ系光ディスク，ＣＤ系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図である。各光ディスクに対して波面収差は０．０２λｒｍｓ以下となっており、良好な収差特性を有している。   FIG. 9 is a diagram showing on-axis wavefront aberration characteristics with respect to a blue optical disc, a DVD optical disc, and a CD optical disc when an objective lens constituted by lens data shown in Table 1 is used. The wavefront aberration for each optical disc is 0.02λrms or less, and it has good aberration characteristics.

また、図１０は青色用光源がモードホップしたときの中心波長（４０５ｎｍ）におけるベストフォーカス位置に固定した場合の波面収差特性を示す図である。図１０に示すように、＋１ｎｍ程度のモードホップに対して波面収差劣化量は０．０１４λｒｍｓと小さく、十分に色収差補正されている。なお、ベストフォーカス位置の変動は、０．０５ｍｍ／ｎｍと小さく抑えられており、光ディスクの記録面での光スポットがデフォーカス状態になって情報の記録が不十分になり、再生ができなくなる問題は解消されている。   FIG. 10 is a diagram showing the wavefront aberration characteristics when the blue light source is fixed at the best focus position at the center wavelength (405 nm) when the mode hop occurs. As shown in FIG. 10, the wavefront aberration degradation amount is as small as 0.014 λrms with respect to the mode hop of about +1 nm, and the chromatic aberration is sufficiently corrected. Note that the fluctuation of the best focus position is suppressed to a small value of 0.05 mm / nm, and the light spot on the recording surface of the optical disc becomes defocused, so that information recording becomes insufficient and reproduction cannot be performed. Has been resolved.

また、図１１は青色系に対する波長変動特性を示す図である。すなわち、青色用光源の波長が変動したときの各変動波長に対するベストフォーカス位置での波面収差特性である。中心波長＋５ｎｍの波長に対して波面収差劣化量が０．０７５λｒｍｓとなっており、光源の波長変動に応じて対物レンズに入射する光束を有限系にするなどして収差を抑える工夫をしてもよい。   FIG. 11 is a diagram showing the wavelength variation characteristic with respect to a blue system. That is, the wavefront aberration characteristic at the best focus position with respect to each fluctuating wavelength when the wavelength of the blue light source fluctuates. The wavefront aberration degradation amount is 0.075λ rms with respect to the wavelength of the center wavelength +5 nm, and even if a measure is taken to suppress the aberration by making the light beam incident on the objective lens a finite system according to the wavelength variation of the light source. Good.

また、ＣＤ光学系に対する画角特性としては、ＣＤ光学系を無限系としたことにより、画角０．５°の入射光束に対して波面収差が０．０３λｒｍｓと小さく抑えられ、良好な画角特性を得た。   In addition, as an angle of view characteristic with respect to the CD optical system, by making the CD optical system an infinite system, the wavefront aberration is suppressed to a small 0.03λ rms with respect to an incident light beam with an angle of view of 0.5 °, and a good angle of view. Got the characteristics.

次に、本実施の形態１における実施例２について説明する。前述した実施例１において説明した例では、樹脂層１０８ｂ，１０８ｂ’を屈折レンズ１０８ａの両面に接合した構成を示したが、片面であってもよい。この場合、回折面は樹脂層１０８ｂの表面に形成されてもよいし、樹脂層１０８ｂが接合されない側の屈折レンズ１０８ａの表面に形成してもよい。このように樹脂層１０８ｂを片面にすることで、対物レンズ１０８の製作が容易になる。以下に、樹脂層を片面のみとした対物レンズ１０８について具体的な例を挙げ説明する。   Next, Example 2 in the first embodiment will be described. In the example described in the first embodiment, the configuration in which the resin layers 108b and 108b 'are bonded to both surfaces of the refractive lens 108a is shown, but it may be one surface. In this case, the diffractive surface may be formed on the surface of the resin layer 108b, or may be formed on the surface of the refractive lens 108a on the side where the resin layer 108b is not bonded. By making the resin layer 108b on one side in this way, the objective lens 108 can be easily manufactured. Below, a specific example is given and demonstrated about the objective lens 108 which made the resin layer only one side.

（表２）により構成した対物レンズは、（表１）により構成した対物レンズと同様、光源波長４０５ｎｍ、透明基板厚さ０．６ｍｍ、ＮＡ０．６５の青色系光ディスクと、光源波長６６０ｎｍ、透明基板厚さ０．６ｍｍ、ＮＡ０．６５のＤＶＤ系光ディスクと、光源波長７８５ｎｍ、透明基板厚さ１．２ｍｍ、ＮＡ０．５０のＣＤ系光ディスクとの３種類の規格の光ディスクについて記録、再生を行う光ピックアップ装置に用いられる対物レンズである。   The objective lens constituted by (Table 2) is the same as the objective lens constituted by (Table 1), a blue optical disc having a light source wavelength of 405 nm, a transparent substrate thickness of 0.6 mm and NA of 0.65, a light source wavelength of 660 nm, and a transparent substrate. Optical pickup for recording and reproduction on three types of optical discs: a DVD optical disc having a thickness of 0.6 mm and NA 0.65 and a CD optical disc having a light source wavelength of 785 nm, a transparent substrate thickness of 1.2 mm and an NA of 0.50 An objective lens used in the apparatus.

まず、光源波長４０５ｎｍの青色系光ディスクに対して使用した場合について、図１２及び（表２）を用いて説明する。図１２は対物レンズの概略図である。図１２に示す対物レンズ１０８における屈折レンズ１０８ａの材料にはＳＣＨＯＴＴ社製のＫ３、屈折レンズ１０８ａに接合する樹脂層１０８ｂの材料には、ｄ線の屈折率ｎｄ１．５１１、アッベ数νｄ３９．６の硝材（５１１．３９６）を用いている。また、レンズ面の非球面形状は前述した（数１）で表され、回折面による光路差の付加量は（数２）で表される。   First, the case where it is used for a blue optical disk having a light source wavelength of 405 nm will be described with reference to FIG. 12 and (Table 2). FIG. 12 is a schematic diagram of the objective lens. In the objective lens 108 shown in FIG. 12, the material of the refractive lens 108a is K3 manufactured by SCHOTT, and the material of the resin layer 108b bonded to the refractive lens 108a is d-line refractive index nd1.511 and Abbe number νd39.6. Glass material (511.396) is used. Further, the aspherical shape of the lens surface is expressed by (Expression 1) described above, and the added amount of the optical path difference due to the diffraction surface is expressed by (Expression 2).

さらに、（表２）中の記号について説明する。ＯＢＪは物点（光源位置）を意味するが、青色光学系に対しては無限系であり、曲率半径ＲＤＹ及び厚さＴＨＩをＩＮＦＩＮＩＴＹ（無限大）としている。また、ＳＴＯは入射瞳面であり、その曲率半径はＩＮＦＩＮＩＴＹ、厚さＴＨＩを設計上０としている。Ｓ２は対物レンズの光源側の面、Ｓ４は対物レンズの光ディスク側の面である。詳細には、対物レンズは図１２に示すように、Ｓ２〜Ｓ４の３面から構成され、光源側の面からそれぞれ、樹脂層１０８ｂ表面に形成される回折面（Ｓ２）、樹脂層１０８ｂと屈折レンズ１０８ａの接合面（Ｓ３）、屈折レンズ１０８ａ表面（Ｓ４）である。対物レンズの総厚みは１．９５ｍｍであり、Ｓ４の厚さＴＨＩ：１．５０６４２ｍｍはワーキングディスタンスを表す。Ｓ５は光ディスクの光束入射面、ＩＭＧは光ディスクの記録面であり、これらの面間隔、すなわち透明基板厚さは０．６ｍｍである。ＥＰＤは入射瞳径を表し、３．９０ｍｍである。なお、回折面における回折光としては２次光を用いている。   Further, symbols in (Table 2) will be described. OBJ means an object point (light source position), which is an infinite system for the blue optical system, and has a radius of curvature RDY and a thickness THI of INFINITY (infinite). STO is the entrance pupil plane, the radius of curvature is INFINITY, and the thickness THI is set to 0 in design. S2 is a surface on the light source side of the objective lens, and S4 is a surface on the optical disc side of the objective lens. In detail, as shown in FIG. 12, the objective lens is composed of three surfaces S2 to S4. From the surface on the light source side, the diffractive surface (S2) formed on the surface of the resin layer 108b, and the resin layer 108b are refracted. These are the cemented surface (S3) of the lens 108a and the surface (S4) of the refractive lens 108a. The total thickness of the objective lens is 1.95 mm, and the thickness THI of S4: 1.560642 mm represents the working distance. S5 is a light beam incident surface of the optical disk, and IMG is a recording surface of the optical disk, and the distance between these surfaces, that is, the thickness of the transparent substrate is 0.6 mm. EPD represents the entrance pupil diameter and is 3.90 mm. Note that secondary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

Figure 2006228368
次に、前述の対物レンズを光源波長６６０ｎｍのＤＶＤ系光ディスクに対して使用した場合について、図１３及び（表２）を用いて説明する。（表２）中の記号は前述した通りである。ＤＶＤ光学系に対しても無限系であり、物点ＯＢＪから入射瞳面ＳＴＯまでの距離をＩＮＦＩＮＩＴＹとしている。ワーキングディスタンスは１．６２３７６ｍｍ、入射瞳径ＥＰＤは４．０４ｍｍである。なお、回折面における回折光としては１次光を用いている。
Figure 2006228368
 Next, the case where the above-described objective lens is used for a DVD optical disk having a light source wavelength of 660 nm will be described with reference to FIG. 13 and (Table 2). Symbols in (Table 2) are as described above. The DVD optical system is also an infinite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is INFINITY. The working distance is 1.62376 mm, and the entrance pupil diameter EPD is 4.04 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

また、前述の対物レンズを光源波長７８５ｎｍのＣＤ系光ディスクに対して使用した場合について、図１４及び（表２）を用いて説明する。ＣＤ光学系に対しても無限系であり、物点ＯＢＪから入射瞳面ＳＴＯまでの距離をＩＮＦＩＮＩＴＹとしている。ワーキングディスタンスは１．２４１０９ｍｍ、入射瞳径ＥＰＤは３．１０ｍｍである。なお、回折面における回折光としては１次光を用いている。   The case where the above-described objective lens is used for a CD optical disk having a light source wavelength of 785 nm will be described with reference to FIG. 14 and (Table 2). The CD optical system is also an infinite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is INFINITY. The working distance is 1.24109 mm and the entrance pupil diameter EPD is 3.10 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

図１５は（表２）により構成した対物レンズを用いたときの青色系光ディスク、ＤＶＤ系光ディスク、ＣＤ系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図である。各光ディスクに対して波面収差は０．０２λｒｍｓ以下となっており、良好な収差特性を有している。   FIG. 15 is a diagram showing on-axis wavefront aberration characteristics with respect to a blue optical disc, a DVD optical disc, and a CD optical disc when the objective lens configured as shown in Table 2 is used. The wavefront aberration for each optical disc is 0.02λrms or less, and it has good aberration characteristics.

また、図１６は青色用光源がモードホップしたときの中心波長（４０５ｎｍ）におけるベストフォーカス位置に固定した場合の波面収差特性を示す図である。図１６に示すように、＋１ｎｍ程度のモードホップに対して波面収差劣化量は０．０１３λｒｍｓと小さく、十分に色収差補正されている。なお、ベストフォーカス位置の変動は、０．０４ｍｍ／ｎｍと小さく抑えられており、光ディスクの記録面での光スポットがデフォーカス状態になって情報の記録が不十分になり、再生ができなくなる問題は解消されている。   FIG. 16 is a diagram showing wavefront aberration characteristics when the blue light source is fixed at the best focus position at the center wavelength (405 nm) when the mode hop is performed. As shown in FIG. 16, the wavefront aberration deterioration amount is as small as 0.013 λrms with respect to the mode hop of about +1 nm, and the chromatic aberration is sufficiently corrected. Note that the fluctuation of the best focus position is suppressed to a small value of 0.04 mm / nm, and the light spot on the recording surface of the optical disc becomes defocused, so that information recording becomes insufficient and reproduction cannot be performed. Has been resolved.

また、図１７は青色系に対する波長変動特性を示す図である。すなわち、青色用光源の波長が変動したときの各変動波長に対するベストフォーカス位置での波面収差特性である。中心波長＋５ｎｍの波長に対して波面収差劣化量が０．０７５λｒｍｓとなっており、光源の波長変動に応じて対物レンズに入射する光束を有限系にするなどして収差を抑える工夫をしてもよい。   FIG. 17 is a diagram showing wavelength variation characteristics with respect to a blue system. That is, the wavefront aberration characteristic at the best focus position with respect to each fluctuating wavelength when the wavelength of the blue light source fluctuates. The wavefront aberration degradation amount is 0.075λ rms with respect to the wavelength of the center wavelength +5 nm, and even if a measure is taken to suppress the aberration by making the light beam incident on the objective lens a finite system according to the wavelength variation of the light source. Good.

また、ＣＤ光学系に対する画角特性としては、ＣＤ光学系を無限系としたことにより、画角０．５°の入射光束に対して波面収差が０．０３λｒｍｓと小さく抑えられ、良好な画角特性を得た。   In addition, as an angle of view characteristic with respect to the CD optical system, by making the CD optical system an infinite system, the wavefront aberration is suppressed to a small 0.03λ rms with respect to an incident light beam with an angle of view of 0.5 °, and a good angle of view. Got the characteristics.

以上に述べたような構成によって、全て無限系の複数世代に対して良好に収差補正され、画角特性の良好な対物レンズ１０８を実現でき、さらに、規格の異なる複数の光ディスク（情報記録媒体）の記録面に対して良好な集光スポットを形成できる光ピックアップ装置を実現できる。   With the configuration as described above, it is possible to realize an objective lens 108 that is satisfactorily corrected for aberrations for all generations of an infinite system and has good field angle characteristics, and a plurality of optical discs (information recording media) having different standards. It is possible to realize an optical pickup device that can form a good condensing spot on the recording surface.

図１８は本発明の実施の形態１における実施例３の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。本実施例２は、前述した図１に示す実施例１の構成におけるＣＤ光学系のコリメートレンズ３０２に代えてカップリングレンズ３０２ａとして構成したものである。ここで、実施例１と構成の異なるＣＤ光学系の動作について説明する。図１８において、ホログラムユニット３０１は、半導体レーザ３０１ａ、ホログラム３０１ｂ及び光検出器３０１ｃを一体化して構成されたユニットである。このホログラムユニット３０１内に実装された波長７８５ｎｍの半導体レーザ３０１ａのチップから出射した直線偏光の発散光は、ホログラム３０１ｂを透過し、カップリングレンズ３０２ａで所定の発散光とされ、ダイクロイックプリズム３０３によって偏向プリズム１０４の方向に反射され、偏向プリズム１０４で光路を９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過し楕円偏光あるいは円偏光とされ、開口部１０６を通過し、開口制限手段１０７においてＮＡ０．５０に制限され、対物レンズ１０８に入射し、光ディスク１０９ｃの記録面に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。さらに、光ディスク１０９ｃから反射した光は、偏向プリズム１０４で偏向され、ダイクロイックプリズム３０３で反射され、カップリングレンズ３０２ａで収束光とされ、ホログラム３０１ｂにより複数の光路に分割，回折されてホログラムユニット３０１内の光検出器３０１ｃに至る。光検出器３０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。   FIG. 18 is a schematic diagram showing the configuration of the optical pickup device of Example 3 according to Embodiment 1 of the present invention. The second embodiment is configured as a coupling lens 302a instead of the collimating lens 302 of the CD optical system in the configuration of the first embodiment shown in FIG. Here, the operation of the CD optical system having a configuration different from that of the first embodiment will be described. In FIG. 18, a hologram unit 301 is a unit formed by integrating a semiconductor laser 301a, a hologram 301b, and a photodetector 301c. The linearly polarized divergent light emitted from the chip of the semiconductor laser 301 a having a wavelength of 785 nm mounted in the hologram unit 301 passes through the hologram 301 b, becomes a predetermined divergent light by the coupling lens 302 a, and is deflected by the dichroic prism 303. Reflected in the direction of the prism 104, the optical path is deflected by 90 degrees by the deflecting prism 104, passes through the quarter-wave plate 105, becomes elliptically polarized light or circularly polarized light, passes through the opening 106, and the NA0. It is limited to 50, enters the objective lens 108, and is condensed as a minute spot on the recording surface of the optical disc 109c. Information is recorded, reproduced, or erased by this spot. Further, the light reflected from the optical disk 109 c is deflected by the deflecting prism 104, reflected by the dichroic prism 303, converged by the coupling lens 302 a, divided into a plurality of optical paths by the hologram 301 b, and diffracted into the hologram unit 301. To the light detector 301c. An information signal and a servo signal are detected from the photodetector 301c.

以下に本実施例３として、光ピックアップ装置に用いる対物レンズの具体的な例を挙げ説明する。本実施例３の対物レンズは、光源波長４０５ｎｍ、透明基板厚さ０．６ｍｍ、ＮＡ０．６５の青色系光ディスクと、光源波長６６０ｎｍ、透明基板厚さ０．６ｍｍ、ＮＡ０．６５のＤＶＤ系光ディスクと、光源波長７８５ｎｍ、透明基板厚さ１．２ｍｍ、ＮＡ０．５０のＣＤ系光ディスクとの３種類の規格の光ディスクについて記録、再生を行う光ピックアップ装置に用いられる対物レンズである。   Hereinafter, as Example 3, a specific example of an objective lens used in the optical pickup device will be described. The objective lens of Example 3 includes a light source wavelength of 405 nm, a transparent substrate thickness of 0.6 mm, a blue optical disc having a NA of 0.65, a light source wavelength of 660 nm, a transparent substrate thickness of 0.6 mm, and a NA 0.65 DVD optical disc. This objective lens is used in an optical pickup device that records and reproduces optical discs of three kinds of standards, ie, a CD optical disc having a light source wavelength of 785 nm, a transparent substrate thickness of 1.2 mm, and an NA of 0.50.

まず、光源波長４０５ｎｍの青色系光ディスクに対して使用した場合について、対物レンズを示す概略を示す図１９及び（表３）を用いて説明する。図１９に示すように対物レンズ１０８における屈折レンズ１０８ａの材料にはＳＣＨＯＴＴ社製のＫ３、屈折レンズ１０８ａに接合する樹脂層１０８ｂ、１０８ｂ’の材料には、ｄ線の屈折率ｎｄ：１．５１１、アッベ数νｄ：３９．６の硝材（５１１．３９６）を用いている。また、レンズ面の非球面形状は、光軸方向の軸Ｘ、光軸と垂直方向の軸（光軸からの高さ）Ｙ、近軸曲率半径Ｒ、円錐係数Ｋ、非球面係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・を用いて、次の（数３）で表される。   First, the case where it is used for a blue optical disk having a light source wavelength of 405 nm will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 19, the material of the refractive lens 108a in the objective lens 108 is K3 manufactured by SCHOTT, and the material of the resin layers 108b and 108b ′ bonded to the refractive lens 108a is the refractive index nd of the d-line: 1.511. A glass material (511.396) having an Abbe number νd of 39.6 is used. Further, the aspherical shape of the lens surface includes an axis X in the optical axis direction, an axis Y perpendicular to the optical axis (height from the optical axis), a paraxial radius of curvature R, a conical coefficient K, and aspherical coefficients A and B. , C, D,..., Represented by the following (Equation 3).

Figure 2006228368
また、回折面による光路差の付加量は、光軸と垂直方向の軸（光軸からの高さ）Ｙ、回折面係数Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５・・・を用いて次式の光路差関数Φは（数４）で表される。
Figure 2006228368
 Further, the additional amount of the optical path difference due to the diffractive surface is expressed by the following equation using an axis Y (height from the optical axis) Y perpendicular to the optical axis, and diffractive surface coefficients C1, C2, C3, C4, C5. The optical path difference function Φ is expressed by (Equation 4).

Figure 2006228368
なお、これに用いる回折次数がｍ次であった場合は、ｍ倍する必要がある。
Figure 2006228368
 In addition, when the diffraction order used for this is m order, it is necessary to multiply by m.

さらに、（表３）中の記号について説明する。ＯＢＪは物点（光源位置）を意味するが、青色光学系に対しては無限系であり、曲率半径ＲＤＹ及び厚さＴＨＩをＩＮＦＩＮＩＴＹ（無限大）としている。また、ＳＴＯは入射瞳面であり、その曲率半径はＩＮＦＩＮＩＴＹ、厚さＴＨＩを設計上０としている。Ｓ２は対物レンズの光源側の面、Ｓ５は対物レンズの光ディスク側の面である。詳細には、対物レンズは図１９に示すように、Ｓ２〜Ｓ５の４面から構成され、光源側の面からそれぞれ、樹脂層１０８ｂ表面に形成される回折面（Ｓ２）、樹脂層１０８ｂと屈折レンズ１０８ａの接合面（Ｓ３）、屈折レンズ１０８ａと樹脂層１０８ｂ’の接合面（Ｓ４）、樹脂層１０８ｂ’表面（Ｓ５）である。対物レンズの総厚みは２．０５ｍｍであり、Ｓ５の厚さＴＨＩ：１．４５６５０ｍｍはワーキングディスタンスを表す。Ｓ６は光ディスクの光束入射面、ＩＭＧは光ディスクの記録面であり、これらの面間隔、すなわち透明基板厚さは０．６ｍｍである。ＥＰＤは入射瞳径を表し、３．９０ｍｍである。なお、回折面における回折光としては２次光を用いている。   Further, symbols in (Table 3) will be described. OBJ means an object point (light source position), which is an infinite system for the blue optical system, and has a radius of curvature RDY and a thickness THI of INFINITY (infinite). STO is the entrance pupil plane, the radius of curvature is INFINITY, and the thickness THI is set to 0 in design. S2 is a light source side surface of the objective lens, and S5 is a surface of the objective lens on the optical disk side. Specifically, as shown in FIG. 19, the objective lens is composed of four surfaces S2 to S5, and the diffraction surface (S2) formed on the surface of the resin layer 108b, the resin layer 108b, and the refractive surface from the light source side surface, respectively. These are the joint surface (S3) of the lens 108a, the joint surface (S4) of the refractive lens 108a and the resin layer 108b ′, and the surface (S5) of the resin layer 108b ′. The total thickness of the objective lens is 2.05 mm, and the thickness THI of S5: 1.45650 mm represents a working distance. S6 is a light beam incident surface of the optical disk, and IMG is a recording surface of the optical disk. The distance between these surfaces, that is, the transparent substrate thickness is 0.6 mm. EPD represents the entrance pupil diameter and is 3.90 mm. Note that secondary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

Figure 2006228368
次に、前述の対物レンズを光源波長６６０ｎｍのＤＶＤ系光ディスクに対して使用した場合について、図２０及び（表３）を用いて説明する。（表３）中の記号は前述した通りである。ＤＶＤ光学系に対しても無限系であり、物点ＯＢＪから入射瞳面ＳＴＯまでの距離をＩＮＦＩＮＩＴＹとしている。ワーキングディスタンスは１．５７３９８ｍｍ、入射瞳径ＥＰＤは４．０４ｍｍである。なお、回折面における回折光としては１次光を用いている。
Figure 2006228368
 Next, the case where the above-described objective lens is used for a DVD optical disk having a light source wavelength of 660 nm will be described with reference to FIG. 20 and (Table 3). The symbols in (Table 3) are as described above. The DVD optical system is also an infinite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is INFINITY. The working distance is 1.57398 mm, and the entrance pupil diameter EPD is 4.04 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

また、前述の対物レンズを光源波長７８５ｎｍのＣＤ系光ディスクに対して使用した場合について、図２１及び（表３）を用いて説明する。ＣＤ光学系に対しては有限系であるが、物点ＯＢＪから入射瞳面ＳＴＯまでの距離を１００ｍｍとし、結像倍率としては−１／３１となっている。ワーキングディスタンスは１．２７９７７ｍｍ、入射瞳径ＥＰＤは３．１６ｍｍである。なお、回折面における回折光としては１次光を用いている。   The case where the above-described objective lens is used for a CD optical disk having a light source wavelength of 785 nm will be described with reference to FIG. 21 and (Table 3). Although it is a finite system for the CD optical system, the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is 100 mm, and the imaging magnification is -1/31. The working distance is 1.27977 mm, and the entrance pupil diameter EPD is 3.16 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

図２２は（表３）により構成した対物レンズを用いたときの青色系光ディスク、ＤＶＤ系光ディスク、ＣＤ系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図である。各光ディスクに対して波面収差は０．０２λｒｍｓ以下となっており、良好な収差特性を有している。   FIG. 22 is a diagram showing on-axis wavefront aberration characteristics with respect to a blue optical disc, a DVD optical disc, and a CD optical disc when the objective lens configured according to Table 3 is used. The wavefront aberration for each optical disc is 0.02λrms or less, and it has good aberration characteristics.

また、図２３は青色用光源がモードホップしたときの中心波長（４０５ｎｍ）におけるベストフォーカス位置に固定した場合の波面収差特性を示す図である。図１０に示すように、＋１ｎｍ程度のモードホップに対して波面収差劣化量は０．００２λｒｍｓと僅かであり、十分に色収差補正されている。なお、ベストフォーカス位置の変動は、０．０２ｍｍ／ｎｍと小さく抑えられており、光ディスクの記録面での光スポットがデフォーカス状態になって情報の記録が不十分になり、再生ができなくなる問題は解消されている。   FIG. 23 is a diagram showing wavefront aberration characteristics when the blue light source is fixed at the best focus position at the center wavelength (405 nm) when the mode hop is performed. As shown in FIG. 10, the wavefront aberration deterioration amount is as small as 0.002 λrms with respect to the mode hop of about +1 nm, and the chromatic aberration is sufficiently corrected. Note that the variation of the best focus position is suppressed to 0.02 mm / nm, and the light spot on the recording surface of the optical disc is in a defocused state, so that information recording becomes insufficient and reproduction cannot be performed. Has been resolved.

また、図２４は青色系に対する波長変動特性を示す図である。すなわち、青色用光源の波長が変動したときの各変動波長に対するベストフォーカス位置での波面収差特性である。中心波長＋５ｎｍの波長に対して波面収差劣化量が０．０２６λｒｍｓと小さく、十分な収差特性を有している。   FIG. 24 is a diagram showing wavelength variation characteristics with respect to a blue system. That is, the wavefront aberration characteristic at the best focus position with respect to each fluctuating wavelength when the wavelength of the blue light source fluctuates. The wavefront aberration deterioration amount is as small as 0.026λrms with respect to the wavelength of the central wavelength +5 nm, and it has sufficient aberration characteristics.

また、ＣＤ光学系に対する画角特性としては、ＣＤ光学系に対する結像倍率の絶対値を小さくしたことにより、画角０．５°の入射光束に対して波面収差が０．０５λｒｍｓに抑えられ、比較的良好な画角特性を有している。   In addition, as an angle of view characteristic with respect to the CD optical system, by reducing the absolute value of the imaging magnification with respect to the CD optical system, the wavefront aberration is suppressed to 0.05 λrms with respect to the incident light beam with an angle of view of 0.5 °, It has relatively good field angle characteristics.

なお、ＣＤ光学系に対する結像倍率の絶対値をさらに小さくすれば、青色光学系に対する波長変動特性は劣化するが、ＣＤ光学系に対する画角特性は良好になるので、両者のバランスが必要な性能と整合が取れるような結像倍率とするのがよい。   If the absolute value of the imaging magnification with respect to the CD optical system is further reduced, the wavelength variation characteristic with respect to the blue optical system is deteriorated, but the angle of view characteristic with respect to the CD optical system is improved. The magnification should be such that it can be matched with the image.

次に、本実施の形態１における実施例４について説明する。前述した実施例３において説明した例では、樹脂層１０８ｂ，１０８ｂ’を屈折レンズ１０８ａの両面に接合した構成を示したが、片面であってもよい。この場合、回折面は樹脂層１０８ｂの表面に形成されてもよいし、樹脂層１０８ｂが接合されない側の屈折レンズ１０８ａの表面に形成してもよい。このように樹脂層１０８ｂを片面にすることで、対物レンズ１０８の製作が容易になる。以下に、樹脂層を片面のみとした対物レンズ１０８について具体的な例を挙げ説明する。   Next, Example 4 in the first embodiment will be described. In the example described in the above-described third embodiment, the configuration in which the resin layers 108b and 108b 'are bonded to both surfaces of the refractive lens 108a is shown. In this case, the diffractive surface may be formed on the surface of the resin layer 108b, or may be formed on the surface of the refractive lens 108a on the side where the resin layer 108b is not bonded. By making the resin layer 108b on one side in this way, the objective lens 108 can be easily manufactured. Below, a specific example is given and demonstrated about the objective lens 108 which made the resin layer only one side.

（表４）により構成した対物レンズは、（表３）により構成した対物レンズと同様、光源波長４０５ｎｍ、透明基板厚さ０．６ｍｍ、ＮＡ０．６５の青色系光ディスクと、光源波長６６０ｎｍ、透明基板厚さ０．６ｍｍ、ＮＡ０．６５のＤＶＤ系光ディスクと、光源波長７８５ｎｍ、透明基板厚さ１．２ｍｍ、ＮＡ０．５０のＣＤ系光ディスクとの３種類の規格の光ディスクについて記録、再生を行う光ピックアップ装置に用いられる対物レンズである。   The objective lens constituted by (Table 4) is the same as the objective lens constituted by (Table 3), a blue optical disc having a light source wavelength of 405 nm, a transparent substrate thickness of 0.6 mm and NA of 0.65, a light source wavelength of 660 nm, and a transparent substrate. Optical pickup for recording and reproduction on three types of optical discs: a DVD optical disc having a thickness of 0.6 mm and NA 0.65 and a CD optical disc having a light source wavelength of 785 nm, a transparent substrate thickness of 1.2 mm and an NA of 0.50 An objective lens used in the apparatus.

まず、光源波長４０５ｎｍの青色系光ディスクに対して使用した場合について、図２５及び（表２）を用いて説明する。図２５は対物レンズの概略図である。図２５に示す対物レンズ１０８における屈折レンズ１０８ａの材料にはＳＣＨＯＴＴ社製のＫ３、屈折レンズ１０８ａに接合する樹脂層１０８ｂの材料には、ｄ線の屈折率ｎｄ：１．５１１、アッベ数νｄ：３９．６の硝材（５１１．３９６）を用いている。また、レンズ面の非球面形状は前述した（数３）で表され、回折面による光路差の付加量は（数４）で表される。   First, the case where it is used for a blue optical disk having a light source wavelength of 405 nm will be described with reference to FIG. 25 and (Table 2). FIG. 25 is a schematic diagram of an objective lens. The material of the refractive lens 108a in the objective lens 108 shown in FIG. 25 is K3 manufactured by SCHOTT, and the material of the resin layer 108b to be joined to the refractive lens 108a is the refractive index nd of d-line: 1.511, Abbe number νd: 39.6 glass material (511.396) is used. Further, the aspherical shape of the lens surface is expressed by the above (Equation 3), and the added amount of the optical path difference due to the diffraction surface is expressed by (Equation 4).

さらに、（表４）中の記号について説明する。ＯＢＪは物点（光源位置）を意味するが、青色光学系に対しては無限系であり、曲率半径ＲＤＹ及び厚さＴＨＩをＩＮＦＩＮＩＴＹ（無限大）としている。また、ＳＴＯは入射瞳面であり、その曲率半径はＩＮＦＩＮＩＴＹ、厚さＴＨＩを設計上０としている。Ｓ２は対物レンズの光源側の面、Ｓ４は対物レンズの光ディスク側の面である。詳細には、対物レンズは図２５に示すように、Ｓ２〜Ｓ４の３面から構成され、光源側の面からそれぞれ、樹脂層１０８ｂ表面に形成される回折面（Ｓ２）、樹脂層１０８ｂと屈折レンズ１０８ａの接合面（Ｓ３）、屈折レンズ１０８ａ表面（Ｓ４）である。対物レンズの総厚みは１．９５ｍｍであり、Ｓ４の厚さＴＨＩ：１．５０８０５ｍｍはワーキングディスタンスを表す。Ｓ５は光ディスクの光束入射面、ＩＭＧは光ディスクの記録面であり、これらの面間隔、すなわち透明基板厚さは０．６ｍｍである。ＥＰＤは入射瞳径を表し、３．９０ｍｍである。なお、回折面における回折光としては２次光を用いている。   Further, symbols in (Table 4) will be described. OBJ means an object point (light source position), which is an infinite system for the blue optical system, and has a radius of curvature RDY and a thickness THI of INFINITY (infinite). STO is the entrance pupil plane, the radius of curvature is INFINITY, and the thickness THI is set to 0 in design. S2 is a surface on the light source side of the objective lens, and S4 is a surface on the optical disc side of the objective lens. Specifically, as shown in FIG. 25, the objective lens is composed of three surfaces S2 to S4, and from the surface on the light source side, the diffraction surface (S2) formed on the surface of the resin layer 108b, the resin layer 108b, and the refraction. These are the cemented surface (S3) of the lens 108a and the surface (S4) of the refractive lens 108a. The total thickness of the objective lens is 1.95 mm, and the thickness THI of S4: 1.580805 mm represents the working distance. S5 is a light beam incident surface of the optical disk, and IMG is a recording surface of the optical disk, and the distance between these surfaces, that is, the thickness of the transparent substrate is 0.6 mm. EPD represents the entrance pupil diameter and is 3.90 mm. Note that secondary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

Figure 2006228368
次に、前述の対物レンズを光源波長６６０ｎｍのＤＶＤ系光ディスクに対して使用した場合について、図２６及び（表４）を用いて説明する。（表４）中の記号は前述した通りである。ＤＶＤ光学系に対しても無限系であり、物点ＯＢＪから入射瞳面ＳＴＯまでの距離をＩＮＦＩＮＩＴＹとしている。ワーキングディスタンスは１．６２９９８ｍｍ、入射瞳径ＥＰＤは４．０４ｍｍである。なお、回折面における回折光としては１次光を用いている。
Figure 2006228368
 Next, a case where the above-described objective lens is used for a DVD optical disk having a light source wavelength of 660 nm will be described with reference to FIG. 26 and (Table 4). Symbols in (Table 4) are as described above. The DVD optical system is also an infinite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is INFINITY. The working distance is 1.62998 mm, and the entrance pupil diameter EPD is 4.04 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

また、前述の対物レンズを光源波長７８５ｎｍのＣＤ系光ディスクに対して使用した場合について、図２７及び（表４）を用いて説明する。ＣＤ光学系に対しては有限系であるが、物点ＯＢＪから入射瞳面ＳＴＯまでの距離を１００ｍｍとし、結像倍率としては−１／３１となっている。ワーキングディスタンスは１．３３４６９ｍｍ、入射瞳径ＥＰＤは３．１６ｍｍである。なお、回折面における回折光としては１次光を用いている。   A case where the above-described objective lens is used for a CD optical disk having a light source wavelength of 785 nm will be described with reference to FIG. 27 and (Table 4). Although it is a finite system for the CD optical system, the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is 100 mm, and the imaging magnification is -1/31. The working distance is 1.33469 mm, and the entrance pupil diameter EPD is 3.16 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.

図２８は（表４）により構成した対物レンズを用いたときの青色系光ディスク、ＤＶＤ系光ディスク、ＣＤ系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図である。各光ディスクに対して波面収差は０．０２λｒｍｓ以下となっており、良好な収差特性を有している。   FIG. 28 is a diagram showing on-axis wavefront aberration characteristics for a blue optical disc, a DVD optical disc, and a CD optical disc when the objective lens configured according to (Table 4) is used. The wavefront aberration for each optical disc is 0.02λrms or less, and it has good aberration characteristics.

また、図２９は青色用光源がモードホップしたときの中心波長（４０５ｎｍ）におけるベストフォーカス位置に固定した場合の波面収差特性を示す図である。図２９に示すように、＋１ｎｍ程度のモードホップに対して波面収差劣化量は０．００１λｒｍｓと僅かであり、十分に色収差補正されている。なお、ベストフォーカス位置の変動は、０．０２ｍｍ／ｎｍと小さく抑えられており、光ディスクの記録面での光スポットがデフォーカス状態になって情報の記録が不十分になり、再生ができなくなる問題は解消されている。   FIG. 29 is a diagram showing wavefront aberration characteristics when the blue light source is fixed at the best focus position at the center wavelength (405 nm) when the mode hop occurs. As shown in FIG. 29, the wavefront aberration deterioration amount is as small as 0.001 λrms with respect to a mode hop of about +1 nm, and the chromatic aberration is sufficiently corrected. Note that the variation of the best focus position is suppressed to 0.02 mm / nm, and the light spot on the recording surface of the optical disc is in a defocused state, so that information recording becomes insufficient and reproduction cannot be performed. Has been resolved.

また、図３０は青色系に対する波長変動特性を示す図である。すなわち、青色用光源の波長が変動したときの各変動波長に対するベストフォーカス位置での波面収差特性である。中心波長＋５ｎｍの波長に対して波面収差劣化量が０．０２４λｒｍｓと小さく、十分な収差特性を有している。   FIG. 30 is a diagram showing wavelength variation characteristics with respect to a blue system. That is, the wavefront aberration characteristic at the best focus position with respect to each fluctuating wavelength when the wavelength of the blue light source fluctuates. The wavefront aberration deterioration amount is as small as 0.024λrms with respect to the wavelength of the central wavelength +5 nm, and it has sufficient aberration characteristics.

また、ＣＤ光学系に対する画角特性としては、ＣＤ光学系に対する結像倍率の絶対値を小さくしたことにより、画角０．５°の入射光束に対して波面収差が０．０５λｒｍｓに抑えられ、比較的良好な画角特性を有している。   In addition, as an angle of view characteristic with respect to the CD optical system, by reducing the absolute value of the imaging magnification with respect to the CD optical system, the wavefront aberration is suppressed to 0.05 λrms with respect to the incident light beam with an angle of view of 0.5 °, It has relatively good field angle characteristics.

なお、ＣＤ光学系に対する結像倍率の絶対値をさらに小さくすれば、青色光学系に対する波長変動特性は劣化するが、ＣＤ光学系に対する画角特性は良好になるので、両者のバランスが必要な性能と整合が取れるような結像倍率とするのがよい。   If the absolute value of the imaging magnification with respect to the CD optical system is further reduced, the wavelength variation characteristic with respect to the blue optical system is deteriorated, but the angle of view characteristic with respect to the CD optical system is improved. The magnification should be such that it can be matched with the image.

以上に述べたような構成によって、複数世代に対して良好に収差補正され、画角特性、波長変動特性の良好な対物レンズ１０８を実現でき、さらに、規格の異なる複数の光ディスク（情報記録媒体）の記録面に対して良好な集光スポットを形成できる光ピックアップ装置を実現できる。   With the configuration as described above, it is possible to realize an objective lens 108 that is favorably corrected for aberrations for a plurality of generations and that has good field angle characteristics and wavelength variation characteristics, and a plurality of optical discs (information recording media) having different standards. It is possible to realize an optical pickup device that can form a good condensing spot on the recording surface.

図３１は本発明の実施の形態２における光情報処理装置である光ディスク装置の概略構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態２の光ディスク装置は、実施の形態１で説明した光ピックアップ装置２０を用いて、情報の記録、再生、消去の少なくともいずれか１以上を行う装置である。図３１に示すように、光ピックアップ装置２０からの信号検出用の光検出器の出力を処理する処理手段である信号処理回路２１で受けて、情報信号、サーボ信号を生成し、サーボ信号は、フォーカスコントローラ２２、トラックコントローラ２３、アクチュエータドライバ２４にフィードバックされて対物レンズのフォーカシング制御及びトラッキング制御が行われる。同様に、対物レンズをチルト制御する場合には、チルト信号が対物レンズチルトコントローラ２５、対物レンズチルトドライバ２６にフィードバックされて対物レンズのチルト制御が行われる。また、光源の出力についてもレーザコントローラ２７、レーザドライバ２８にフィードバックされた信号により出力制御が行われる。光ディスク１０９はスピンドルコントローラ２９、スピンドルドライバ３０にフィードバックされた信号によりスピンドルモータ３１を用いて回転制御される。図３１に示す光ディスク装置に前述の実施の形態１で説明したような光ピックアップ装置、対物レンズを適宜用いることができる。その光ピックアップ装置からの信号により情報の記録、再生及び消去の少なくともいずれか１つを行う光ディスク装置によれば、規格の異なる複数の情報記録媒体へのアクセスを安定して行うことができる。   FIG. 31 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of an optical disc apparatus that is an optical information processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The optical disk apparatus according to the second embodiment is an apparatus that performs at least one of information recording, reproduction, and erasing using the optical pickup device 20 described in the first embodiment. As shown in FIG. 31, the signal processing circuit 21 which is a processing means for processing the output of the photodetector for signal detection from the optical pickup device 20 receives the signal and generates an information signal and a servo signal. Feedback control to the focus controller 22, track controller 23, and actuator driver 24 performs focusing control and tracking control of the objective lens. Similarly, when tilt control of the objective lens is performed, the tilt signal is fed back to the objective lens tilt controller 25 and the objective lens tilt driver 26 to perform tilt control of the objective lens. The output of the light source is also controlled by signals fed back to the laser controller 27 and the laser driver 28. The optical disk 109 is rotationally controlled using the spindle motor 31 by a signal fed back to the spindle controller 29 and the spindle driver 30. The optical pickup apparatus and objective lens described in the first embodiment can be used as appropriate for the optical disk apparatus shown in FIG. According to the optical disc apparatus that performs at least one of recording, reproduction, and erasing of information by a signal from the optical pickup device, it is possible to stably access a plurality of information recording media having different standards.

本発明に係る対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスク装置は、青色／ＤＶＤ／ＣＤの３世代にわたる複数世代の光ディスクに対して十分に収差補正でき、また規格の異なる複数の光ディスクの記録面に対して良好な集光スポットを形成でき、さらに規格の異なる複数の情報記録媒体へのアクセスを安定して行うことができ、光源からの入射光束を光ディスクの記録面に集光する対物レンズ、情報記録媒体の記録面に光を照射して記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置及びこれを備えた光ディスク装置に有用である。   The objective lens, the optical pickup device, and the optical disc apparatus according to the present invention can sufficiently correct aberrations for a plurality of generations of optical discs of three generations of blue / DVD / CD, and can be used for recording surfaces of a plurality of optical discs having different standards. An objective lens and an information recording medium that can form a good condensing spot, and can stably access a plurality of information recording media of different standards, and collect incident light from a light source on the recording surface of an optical disk. The present invention is useful for an optical pickup device that irradiates light on the recording surface and receives reflected light from the recording surface, and an optical disk device including the same.

本発明の実施の形態１における実施例１の光ピックアップ装置の構成を示す概略図Schematic which shows the structure of the optical pick-up apparatus of Example 1 in Embodiment 1 of this invention. 本実施の形態１の実施例１における開口制限手段の（ａ）は青色光学系、（ｂ）はＤＶＤ光学系、（ｃ）はＣＤ光学系を説明する図(A) of the aperture limiting means in Example 1 of Embodiment 1 is a blue optical system, (b) is a DVD optical system, and (c) is a diagram for explaining a CD optical system. 本実施の形態１の実施例１における対物レンズの概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the objective lens in Example 1 of this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態１の実施例１における対物レンズのスカラー回折理論を用いて求めた回折効率の結果を示す図The figure which shows the result of the diffraction efficiency calculated | required using the scalar diffraction theory of the objective lens in Example 1 of this Embodiment 1 本実施の形態１の実施例１における対物レンズ材料の波長に対する屈折率の変化を示した図The figure which showed the change of the refractive index with respect to the wavelength of the objective lens material in Example 1 of this Embodiment 1. 本実施の形態１の実施例１における対物レンズの概略と青色系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 1 of this Embodiment 1, and a blue-type optical disk 本実施の形態１の実施例１における対物レンズの概略とＤＶＤ系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 1 of this Embodiment 1, and a DVD-type optical disk 本実施の形態１の実施例１における対物レンズの概略とＣＤ系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 1 of this Embodiment 1, and a CD-type optical disk 本実施の形態１の実施例１における青色系光ディスク，ＤＶＤ系光ディスク，ＣＤ系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図The figure which shows the on-axis wavefront aberration characteristic with respect to the blue-type optical disk, DVD-type optical disk, and CD-type optical disk in Example 1 of this Embodiment 1 本実施の形態１の実施例１における青色用光源がモードホップしたときの中心波長（４０５ｎｍ）におけるベストフォーカス位置に固定した場合の波面収差特性を示す図The figure which shows the wavefront aberration characteristic at the time of fixing to the best focus position in the center wavelength (405 nm) when the blue light source in Example 1 of this Embodiment 1 mode-hops 本実施の形態１の実施例１における青色系に対する波長変動特性を示す図The figure which shows the wavelength variation characteristic with respect to the blue type | system | group in Example 1 of this Embodiment 1. 本実施の形態１の実施例２における対物レンズの概略と青色系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 2 of this Embodiment 1, and a blue-type optical disk 本実施の形態１の実施例２における対物レンズの概略とＤＶＤ系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 2 of this Embodiment 1, and a DVD-type optical disk 本実施の形態１の実施例２における対物レンズの概略とＣＤ系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 2 of this Embodiment 1, and a CD-type optical disk 本実施の形態１の実施例２における青色系光ディスク，ＤＶＤ系光ディスク，ＣＤ系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図The figure which shows the axial wave-front aberration characteristic with respect to the blue-type optical disk, DVD-type optical disk, and CD-type optical disk in Example 2 of this Embodiment 1 本実施の形態１の実施例２における青色用光源がモードホップしたときの中心波長（４０５ｎｍ）におけるベストフォーカス位置に固定した場合の波面収差特性を示す図The figure which shows the wavefront aberration characteristic at the time of fixing to the best focus position in the center wavelength (405 nm) when the blue light source in Example 2 of this Embodiment 1 mode-hops 本実施の形態１の実施例２における青色系に対する波長変動特性を示す図The figure which shows the wavelength variation characteristic with respect to the blue type | system | group in Example 2 of this Embodiment 1. 本実施の形態１における実施例３の光ピックアップ装置の構成を示す概略図Schematic which shows the structure of the optical pick-up apparatus of Example 3 in this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態１の実施例３における対物レンズの概略と青色系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 3 of this Embodiment 1, and a blue-type optical disk 本実施の形態１の実施例３における対物レンズの概略とＤＶＤ系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 3 of this Embodiment 1, and a DVD-type optical disk 本実施の形態１の実施例３における対物レンズの概略とＣＤ系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 3 of this Embodiment 1, and a CD-type optical disk 本実施の形態１の実施例３における青色系光ディスク，ＤＶＤ系光ディスク，ＣＤ系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図The figure which shows the axial wave-front aberration characteristic with respect to the blue-type optical disk in Example 3 of this Embodiment 1, a DVD-type optical disk, and a CD-type optical disk 本実施の形態１の実施例３における青色用光源がモードホップしたときの中心波長（４０５ｎｍ）におけるベストフォーカス位置に固定した場合の波面収差特性を示す図The figure which shows the wavefront aberration characteristic at the time of fixing to the best focus position in the center wavelength (405 nm) when the blue light source in Example 3 of this Embodiment 1 mode-hops 本実施の形態１の実施例３における青色系に対する波長変動特性を示す図The figure which shows the wavelength variation characteristic with respect to the blue type | system | group in Example 3 of this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態１の実施例４における対物レンズの概略と青色系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 4 of this Embodiment 1, and a blue-type optical disk 本実施の形態１の実施例４における対物レンズの概略とＤＶＤ系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 4 of this Embodiment 1, and a DVD-type optical disk 本実施の形態１の実施例４における対物レンズの概略とＣＤ系光ディスクを示す図The figure which shows the outline of the objective lens in Example 4 of this Embodiment 1, and a CD-type optical disk 本実施の形態１の実施例４における青色系光ディスク，ＤＶＤ系光ディスク，ＣＤ系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図The figure which shows the axial wavefront aberration characteristic with respect to the blue-type optical disk in this Example 1 of Embodiment 1, a DVD-type optical disk, and a CD-type optical disk 本実施の形態１の実施例４における青色用光源がモードホップしたときの中心波長（４０５ｎｍ）におけるベストフォーカス位置に固定した場合の波面収差特性を示す図The figure which shows the wavefront aberration characteristic at the time of fixing to the best focus position in the center wavelength (405 nm) when the blue light source in Example 4 of this Embodiment 1 mode-hops 本実施の形態１の実施例４における青色系に対する波長変動特性を示す図The figure which shows the wavelength variation characteristic with respect to the blue type | system | group in Example 4 of this Embodiment 1. FIG. 本発明の実施の形態２における光ディスク装置の概略構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical disc apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 青色用光源、ＤＶＤ用光源、ＣＤ用光源の各光源と光ディスクに集光させる１つの対物レンズを備えた構成を示す図The figure which shows the structure provided with one objective lens which condenses each light source of blue light source, DVD light source, and CD light source, and an optical disk

符号の説明Explanation of symbols

１，２ 波長選択性膜
２０ 光ピックアップ装置
２１ 信号処理回路
２２ フォーカスコントローラ
２３ トラックコントローラ
２４ アクチュエータドライバ
２５ 対物レンズチルトコントローラ
２６ 対物レンズチルトドライバ
２７ レーザコントローラ
２８ レーザドライバ
２９ スピンドルコントローラ
３０ スピンドルドライバ
３１ スピンドルモータ
１００ 青色用光源
１０１，２０１ａ，３０１ａ 半導体レーザ
１０２，２０２，３０２ コリメートレンズ
１０３ 偏光ビームスプリッタ
１０４ 偏向プリズム
１０５ １／４波長板
１０６ 開口部
１０７ 開口制限手段
１０８ 対物レンズ
１０８ａ 屈折レンズ
１０８ｂ，１０８ｂ’ 樹脂層
１０９，１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ 光ディスク
１１０ 検出レンズ
１１１ 光束分割手段
１１２，２０１ｃ，３０１ｃ 光検出器
２００ ＤＶＤ用光源
２０１，３０１ ホログラムユニット
２０１ｂ，３０１ｂ ホログラム
３０２ａ カップリングレンズ
２０３，３０３ ダイクロイックプリズム
３００ ＣＤ用光源 1, 2 Wavelength selective film 20 Optical pickup device 21 Signal processing circuit 22 Focus controller 23 Track controller 24 Actuator driver 25 Objective lens tilt controller 26 Objective lens tilt driver 27 Laser controller 28 Laser driver 29 Spindle controller 30 Spindle driver 31 Spindle motor 100 Blue light source 101, 201a, 301a Semiconductor laser 102, 202, 302 Collimator lens 103 Polarizing beam splitter 104 Deflection prism 105 1/4 wavelength plate 106 Aperture 107 Aperture limiting means 108 Objective lens 108a Refractive lenses 108b, 108b ′ Resin layer 109 , 109a, 109b, 109c Optical disc 110 Detection lens 111 Beam splitting means 112, 201c, 301c Photodetector 200 Light source for DVD 201, 301 Hologram unit 201b, 301b Hologram 302a Coupling lens 203, 303 Dichroic prism 300 Light source for CD

Claims (11)

波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）の各無限系光束のそれぞれを情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズであって、
少なくとも片面に樹脂層を接合した屈折レンズと、前記樹脂層あるいは前記屈折レンズの少なくとも一方の表面に形成した回折面とを備えたことを特徴とする対物レンズ。 An objective lens for condensing each infinite system light flux of wavelengths λ1, λ2, λ3 (λ1 <λ2 <λ3) on the recording surface of the information recording medium,
An objective lens comprising: a refractive lens having a resin layer bonded to at least one surface; and a diffractive surface formed on at least one surface of the resin layer or the refractive lens. 波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）のうち２つの無限系光束と１つの有限系光束のそれぞれを情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズであって、
少なくとも片面に樹脂層を接合した屈折レンズと、前記樹脂層あるいは前記屈折レンズの少なくとも一方の表面に形成した回折面とを備え、前記有限系光束に対する結像倍率の絶対値を、少なくとも前記１つの波長における無限系対物レンズに前記有限系光束を入射して収差を補正する結像倍率の絶対値よりも小さくしたことを特徴する対物レンズ。 An objective lens for condensing each of two infinite system light fluxes and one finite system light flux among wavelengths λ1, λ2, λ3 (λ1 <λ2 <λ3) on the recording surface of the information recording medium,
A refractive lens having a resin layer bonded to at least one surface; and a diffractive surface formed on at least one surface of the resin layer or the refractive lens, wherein an absolute value of an imaging magnification with respect to the finite system light flux is at least the one An objective lens characterized in that it is smaller than an absolute value of an imaging magnification for correcting aberration by injecting the finite light beam into an infinite objective lens at a wavelength. 前記屈折レンズを、ガラスレンズとしたことを特徴とする請求項１または２記載の対物レンズ。   The objective lens according to claim 1, wherein the refractive lens is a glass lens. 前記屈折レンズ及び前記樹脂層を、使用波長の中で最短の波長に対する屈折率が略一致する材料により形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の対物レンズ。   The objective lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the refractive lens and the resin layer are formed of a material whose refractive indices with respect to the shortest wavelength among operating wavelengths are substantially the same. 前記屈折レンズ及び前記樹脂層を、波長分散のそれぞれ異なる材料により形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の対物レンズ。   The objective lens according to claim 1, wherein the refractive lens and the resin layer are formed of materials having different wavelength dispersion. 前記屈折レンズの回折面における回折格子の形状を、ブレーズ形状としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の対物レンズ。   The objective lens according to claim 1, wherein a shape of a diffraction grating on a diffraction surface of the refractive lens is a blazed shape. 前記屈折レンズの回折面における回折格子の構造を、前記回折面において発生する回折光のうち回折効率が最大となる回折次数の絶対値が、波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）のうち少なくとも２つの波長に対して互いに異なり、かつ全ての波長に対して１以上となるようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の対物レンズ。   The diffraction grating structure on the diffractive surface of the refractive lens has an absolute value of the diffraction order that maximizes the diffraction efficiency among the diffracted light generated on the diffractive surface, with wavelengths λ1, λ2, and λ3 (λ1 <λ2 <λ3). The objective lens according to claim 1, wherein the objective lens is different from each other for at least two wavelengths and is 1 or more for all wavelengths. 前記屈折レンズの回折面において、波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）に対して発生する回折光のうち回折効率が最大となる回折次数をｍ１，ｍ２，ｍ３としたとき、次の条件：
３９０ｎｍ＜λ１＜４２０ｎｍ
６３０ｎｍ＜λ２＜６７０ｎｍ
７６０ｎｍ＜λ３＜８２０ｎｍ
ｍ１＝２，ｍ２＝１，ｍ３＝１
を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の対物レンズ。 In the diffractive surface of the refracting lens, when the diffraction orders at which the diffraction efficiency is maximum among the diffracted lights generated for the wavelengths λ1, λ2, and λ3 (λ1 <λ2 <λ3) are m1, m2, and m3, conditions:
390 nm <λ1 <420 nm
630 nm <λ2 <670 nm
760 nm <λ3 <820 nm
m1 = 2, m2 = 1, m3 = 1
The objective lens according to claim 1, wherein: 波長λ１，λ２，λ３（λ１＜λ２＜λ３）に対する対物レンズの開口数ＮＡをそれぞれＮＡ１，ＮＡ２，ＮＡ３、前記各波長が対応する情報記録媒体における記録面までの透明基板厚さをそれぞれｔ１，ｔ２，ｔ３としたとき、次の条件：
ＮＡ１＝０．６５，ＮＡ２＝０．６５，ＮＡ３＝０．５０
ｔ１＝０．６ｍｍ，ｔ２＝０．６ｍｍ，ｔ３＝１．２ｍｍ
を満たすことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の対物レンズ。 The numerical aperture NA of the objective lens for wavelengths λ1, λ2, λ3 (λ1 <λ2 <λ3) is NA1, NA2, NA3, respectively, and the transparent substrate thickness to the recording surface in the information recording medium corresponding to each wavelength is t1, respectively. When t2, t3, the following conditions:
NA1 = 0.65, NA2 = 0.65, NA3 = 0.50
t1 = 0.6mm, t2 = 0.6mm, t3 = 1.2mm
The objective lens according to claim 1, wherein: 請求項１〜９のいずれか１項に記載の対物レンズを用いて、種類の異なる複数の情報記録媒体のそれぞれに対応した波長が異なる複数の光源からの光束を、前記情報記録媒体の記録面に集光して、前記記録面からの反射光を光検出器により受光することを特徴とする光ピックアップ装置。   Using the objective lens according to any one of claims 1 to 9, a light beam from a plurality of light sources having different wavelengths corresponding to each of a plurality of different types of information recording media is used as a recording surface of the information recording medium. An optical pickup device, wherein the light is condensed and the reflected light from the recording surface is received by a photodetector. 請求項１０記載の光ピックアップ装置を用いて、情報記録媒体に対して情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも１以上の処理を行うため、前記光ピックアップ装置の信号を処理する手段を備えたことを特徴とする光ディスク装置。   11. An optical pickup device according to claim 10, further comprising means for processing a signal of the optical pickup device in order to perform at least one processing of recording, reproducing and erasing information on an information recording medium. An optical disc apparatus characterized by the above.
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