JP2009070560A - 光ピックアップ装置の対物光学素子、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 - Google Patents
光ピックアップ装置の対物光学素子、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 Download PDFInfo
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Abstract
コマ収差をバランス良く補正でき、異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録又は再生を行える光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光ピックアップ装置並びに光情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】
DVD使用時に正弦条件を完全に補正してしまうと、CD使用時での正弦条件が、一定値からのズレ量が大きくなり結果として軸外のコマ収差が大きくなってしまう。かかる場合における正弦条件不満足量をSC=h1/sinU−fと定義した場合に、有効径内の光線高さh1における正弦条件不満足量をDVDCDの使用時でそれぞれ振り分け設計を行うことで、結果として双方のディスク使用時における軸外コマ収差バランスを取る。
【選択図】 図6
Description
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側(光軸から離れた側、以下同じ)に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、正弦条件不満足量が最大となる場合が共用領域に存在し、
前記第1の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA1(λ1rms)、前記第2の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA2(λ2rms)とすると、
0.5≦COMA2/COMA1≦1.0 (1)
を満たすことを特徴とする。尚、コマ収差に関して、波長λの光源からの光束に関して波面収差の3次のコマ収差をΔW3(λrms)、5次のコマ収差をΔW5(λrms)、7次のコマ収差をΔW7(λrms)とすると、コマ収差COMA(λrms)は、以下の式で求められる。
COMA={(ΔW3)2+(ΔW5)2+(ΔW7)2}1/2 (1’)
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域において、前記第1の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号と、前記第2の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号とが、負であることを特徴とする。
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (2)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (3)
を満たすことを特徴とする。
│SC1(hmax)│≦0.010mm (4)
を満たすと、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を満たす前記対物光学素子を提供できる。
1.2・SC1Dmin ≦ SC1Smin (5)
であることを特徴とする。
1.2・SC1Dmin≦SC1out(h0) (6)
であることを特徴とする。
0.5≦COMA1/COMA2≦1.0 (7)
を満たすことを特徴とする。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第2の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、前記共用領域において、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての微分値(dy/dx)を求めると、前記第2の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhCDNAとした場合、
h<0.6hCDNAのとき(dy/dx)≦0 (8)
であり且つ、光軸から第1の高さにおいてその微分値を傾きとする直線をひいたときに、前記第1の高さより光軸から遠い側で、前記曲線は前記直線より正側に存在する領域を有することを特徴とする。
0.5h0<h<0.8h0のとき(d2y/dx2)>0 (8’)
であるので、請求項11に記載の発明に関連して説明した曲線を得ることができる。
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (9)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (10)
を満たすことを特徴とする。
│SC1(hmax)│≦0.010mm (11)
を満たすことを特徴とする。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の最内周部を通過する光線の、光軸からの高さをh0、正弦条件不満足量をSC1out(h0)、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとすると、
SC1(h0/2)≦SC1out(h0) (12)
SC1(h0/2)≦0 (13)
SC1(hmax)≧0 (14)
を満たすことを特徴とする。
0.000mm<d2≦0.004mm (15)
であることを特徴とする。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光源側の前記光学機能面には、光軸を回転中心とした回折構造が設けられ、
前記対物光学素子の光情報記録媒体側の光学機能面には、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域と、前記共用領域と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対して外側を向いた段差部とが設けられており、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成することを特徴とする。
0.000mm<d2<0.004mm (16)
であることを特徴とする。
0.000mm<d1<0.004mm (17)
であることを特徴とする。
0.59≦NA1≦0.68且つ0.43≦NA2≦0.58 (18)
を満たすので、例えばDVDやCDなどを使用できる互換性のある光ピックアップ装置に好適な対物光学素子を提供できる。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、正弦条件不満足量が最大となる場合が共用領域に存在し、
前記第1の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA1(λ1rms)、前記第2の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA2(λ2rms)とすると、
0.5≦COMA2/COMA1≦1.0 (1)
を満たすので請求項1に記載の発明と同様な作用効果を達成できる。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域において、前記第1の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号と、前記第2の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号とが、負であるので、請求項2に記載の発明と同様な作用効果を達成できる。
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (2)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (3)
を満たすことを特徴とする。
│SC1(hmax)│≦0.010mm (4)
を満たすことを特徴とする。
1.2・SC1Dmin ≦ SC1Smin (5)
であることを特徴とする。
1.2・SC1Dmin≦SC1out(h0) (6)
であることを特徴とする。
0.5≦COMA1/COMA2≦1.0 (7)
を満たすことを特徴とする。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第2の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、前記共用領域において、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての微分値(dy/dx)を求めると、前記第2の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhCDNAとした場合、
h<0.6hCDNAのとき(dy/dx)≦0 (8)
であり且つ、光軸から第1の高さにおいてその微分値を傾きとする直線をひいたときに、前記第1の高さより光軸から遠い側で、前記曲線は前記直線より正側に存在する領域を有するので、請求項11に記載の発明と同様な作用効果を達成できる。
0.5h0<h<0.8h0のとき(d2y/dx2)>0 (8’)
であることを特徴とする。
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (9)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (10)
を満たすことを特徴とする。
│SC1(hmax)│≦0.010mm (11)
を満たすことを特徴とする。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の最内周部を通過する光線の、光軸からの高さをh0、正弦条件不満足量をSC1out(h0)、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとすると、
SC1(h0/2)≦SC1out(h0) (12)
SC1(h0/2)≦0 (13)
SC1(hmax)≧0 (14)
を満たすので、請求項18に記載の発明と同様な作用効果を達成できる。
0.000mm<d2≦0.004mm (15)
であることを特徴とする。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光源側の前記光学機能面には、光軸を回転中心とした回折構造が設けられ、
前記対物光学素子の光情報記録媒体側の光学機能面には、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域と、前記共用領域と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対して外側を向いた段差部とが設けられており、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するので、請求項22に記載の発明と同様な作用効果を達成できる。
0.000mm<d2<0.004mm (16)
であることを特徴とする。
0.000mm<d1<0.004mm (17)
であることを特徴とする。
0.59≦NA1≦0.68且つ0.43≦NA2≦0.58 (18)
を満たすことを特徴とする。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、正弦条件不満足量が最大となる場合が共用領域に存在し、
前記第1の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA1(λ1rms)、前記第2の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA2(λ2rms)とすると、
0.5≦COMA2/COMA1≦1.0 (1)
を満たすので、請求項1に記載の発明と同様な作用効果を達成できる。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域において、前記第1の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号と、前記第2の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号とが、負であるので、請求項2に記載の発明と同様な作用効果を達成できる。
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (2)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (3)
を満たすことを特徴とする。
│SC1(hmax)│≦0.010mm (4)
を満たすことを特徴とする。
1.2・SC1Dmin ≦ SC1Smin (5)
であることを特徴とする。
1.2・SC1Dmin≦SC1out(h0) (6)
であることを特徴とする。
0.5≦COMA1/COMA2≦1.0 (7)
を満たすことを特徴とする。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第2の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、前記共用領域において、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての微分値(dy/dx)を求めると、前記第2の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhCDNAとした場合、
h<0.6hCDNAのとき(dy/dx)≦0 (8)
であり且つ、光軸から第1の高さにおいてその微分値を傾きとする直線をひいたときに、前記第1の高さより光軸から遠い側で、前記曲線は前記直線より正側に存在する領域を有するので、請求項11に記載の発明と同様な作用効果を達成できる。
0.5h0<h<0.8h0のとき(d2y/dx2)>0 (8’)
であることを特徴とする。
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (9)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (10)
を満たすことを特徴とする。
│SC1(hmax)│≦0.010mm (11)
を満たすことを特徴とする。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の最内周部を通過する光線の、光軸からの高さをh0、正弦条件不満足量をSC1out(h0)、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとすると、
SC1(h0/2)≦SC1out(h0) (12)
SC1(h0/2)≦0 (13)
SC1(hmax)≧0 (14)
を満たすので、請求項18に記載の発明と同様な作用効果を達成できる。
0.000mm<d2≦0.004mm (15)
であることを特徴とする。
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光源側の前記光学機能面には、光軸を回転中心とした回折構造が設けられ、
前記対物光学素子の光情報記録媒体側の光学機能面には、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域と、前記共用領域と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対して外側を向いた段差部とが設けられており、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するので、請求項22に記載の発明と同様な作用効果を達成できる。
0.000mm<d2<0.004mm (16)
であることを特徴とする。
0.000mm<d1<0.004mm (17)
であることを特徴とする。
0.59≦NA1≦0.68且つ0.43≦NA2≦0.58 (18)
を満たすことを特徴とする。
対物レンズの両面は[数1]で示される非球面である。ただし、Zは光軸方向の軸で、hは光軸からの高さ、rは近軸曲率半径、κは円錐係数、A2iは非球面係数である。
本実施例においては、対物光学素子としての対物レンズの光源側の面に2つの光学機能面が形成されている。光軸を含む光学機能面は、DVD、CDそれぞれの使用時における球面収差を補正した内側光学機能面(共用領域)が形成され、その外側の光学機能面は、DVD使用時に球面収差補正され且つベストフォーカス状態でのCD使用時にはかかる光学機能面を通過した光束が光情報記録媒体面上でフレアー光となる専用領域が形成されている。表2に、本実施例にかかる対物レンズのレンズデータを示す。
SC1max 0.006mm
SC2max 0.024mm
SC1(hmax) 0.007mm
SC1(h0) 0.004mm
SC1(h0/2) -0.006mm
SC2(h0) -0.024mm
SC2(h0/2) -0.012mm
本実施例においては、対物光学素子としての対物レンズの光源側と光情報記録媒体側の両方の面に、2つの光学機能面が形成されている。光軸を含む光学機能面は、DVD、CDそれぞれの使用時における球面収差を補正した内側光学機能面(共用領域)が形成され、その外側の光学機能面は、DVD使用時に球面収差補正され且つベストフォーカス状態でのCD使用時にはかかる光学機能面を通過した光束が光情報記録媒体面上でフレアー光となる専用領域が形成されている。また共用領域と専用領域との間には、図9に示すような段差部が設けられている。表3に、本実施例にかかる対物レンズのレンズデータを示す。
SC1max 0.012mm
SC2max 0.015mm
SC1(hmax) −0.001mm
SC1(h0) 0.012mm
SC1(h0/2) −0.001mm
SC2(h0) −0.014mm
SC2(h0/2) −0.006mm
SC1Dmin −0.002mm
SC1Smin −0.001mm
SC1out(h) −0.001mm
d1 0.001mm
d2 0.002mm
hCDNA 1.589mm
本実施例においては、対物光学素子としての対物レンズの光源側と光情報記録媒体側の両方の面に、2つの光学機能面が形成されている。光軸を含む光学機能面は、DVD(光源波長655nm)、CD(光源波長785nm)それぞれの使用時における球面収差を補正した内側光学機能面(共用領域)が形成され、その外側の光学機能面は、DVD使用時に球面収差補正され且つベストフォーカス状態でのCD使用時にはかかる光学機能面を通過した光束が光情報記録媒体面上でフレアー光となる専用領域が形成されている。表4に、本実施例にかかる対物レンズのレンズデータを示す。
SC1max 0.005
SC2max 0.053
SC1(hmax) −0.001
SC1(h0) 0.001
SC1(h0/2) −0.004
SC2(h0) −0.053
SC2(h0/2) −0.014
本実施例においては、対物光学素子としての対物レンズの光源側と光情報記録媒体側の両方の面に、2つの光学機能面が形成されている。光軸を含む光学機能面は、DVD(光源波長660nm)、CD(光源波長788nm)それぞれの使用時における球面収差を補正した内側光学機能面(共用領域)が形成され、その外側の光学機能面は、DVD使用時に球面収差補正され且つベストフォーカス状態でのCD使用時にはかかる光学機能面を通過した光束が光情報記録媒体面上でフレアー光となる専用領域が形成されている。表5に、本実施例にかかる対物レンズのレンズデータを示す。
SC1max 0.016
SC2max 0.080
SC1(hmax) 0.001
SC1(h0) −0.003
SC1(h0/2) −0.011
SC2(h0) −0.080
SC2(h0/2) −0.026
112 第2半導体レーザ
16 対物レンズ
17 絞り
20 光情報記録媒体(DVD又はCD)
30 光検出器
Claims (108)
- 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光ピックアップ装置の対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、正弦条件不満足量が最大となる場合が共用領域に存在し、
前記第1の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA1(λ1rms)、前記第2の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA2(λ2rms)とすると、
0.5≦COMA2/COMA1≦1.0 (1)
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光ピックアップ装置の対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域において、前記第1の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号と、前記第2の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号とが、負であることを特徴とする光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC1max、前記第2の光情報記録媒体の使用時における共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC2maxとすると、
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (2)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (3)
を満たすことを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとした場合、前記最外周光線の正弦条件不満足量SC1が、
│SC1(hmax)│≦0.010mm (4)
を満たすことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における、前記共用領域での正弦条件不満足量絶対値が最大値をとる正弦条件不満足量の符号は負であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における、前記共用領域での正弦条件不満足量の最小値をSC1Dmin、専用領域での正弦条件不満足量の最小値をSC1Sminとすると、
1.2・SC1Dmin ≦ SC1Smin (5)
であることを特徴とする請求項5に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量が、前記共用領域から前記専用領域に切り替わる部分で、負(−)側に不連続となることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時に、前記共用領域において正弦条件不満足量が最大となる正弦条件不満足量の符号は正であることを特徴とする請求項7に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の最内周部を通過する光線の正弦条件不満足量をSC1out(h0)、前記共用領域における正弦条件不満足量の最小値をSC1Dminとすると、
1.2・SC1Dmin≦SC1out(h0) (6)
であることを特徴とする請求項8に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、正弦条件不満足量の絶対値が最大となる場合が前記共用領域に存在し、前記第1の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA1(λ1rms)、前記第2の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA2(λ2rms)とすると、
0.5≦COMA1/COMA2≦1.0 (7)
を満たすことを特徴とする請求項9に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光ピックアップ装置の対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第2の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、前記共用領域において、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての微分値(dy/dx)を求めると、前記第2の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhCDNAとした場合、
h<0.6hCDNAのとき(dy/dx)≦0 (8)
であり且つ、光軸から第1の高さにおいてその微分値を傾きとする直線をひいたときに、前記第1の高さより光軸から遠い側で、前記曲線は前記直線より正側に存在する領域を有することを特徴とする光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、前記共用領域における前記正弦条件不満足量を示す曲線は、光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第2の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての2階微分値(d2y/dx2)を求めると、前記共用領域の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをh0として、
0.5h0<h<0.8h0のとき(d2y/dx2)>0 (8’)
であることを特徴とする請求項11に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第1の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、前記専用領域において、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての微分値(dy/dx)を求めると、光軸からある高さにおいてその微分値を傾きとする直線をひいたときに、前記ある高さより光軸から遠い側で、前記曲線は前記直線より正側に存在する領域を有することを特徴とする請求項11又は12に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の正弦条件不満足量は、前記光学素子ヘの入射光線の光軸からの高さが増大するにつれて、単調に増加することを特徴とする請求項11又は12に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域において、前記第1の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号と、前記第2の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号とが、負であることを特徴とする請求項11乃至14のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における前記共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC1max、前記第2の光情報記録媒体の使用時における前記共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC2maxとすると、
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (9)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (10)
を満たすことを特徴とする請求項11乃至15のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとした場合、前記最外周光線の正弦条件不満足量SC1が、
│SC1(hmax)│≦0.010mm (11)
を満たすことを特徴とする請求項11乃至16のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光ピックアップ装置の対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の最内周部を通過する光線の、光軸からの高さをh0、正弦条件不満足量をSC1out(h0)、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとすると、
SC1(h0/2)≦SC1out(h0) (12)
SC1(h0/2)≦0 (13)
SC1(hmax)≧0 (14)
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域の最外周部を通過する光線の正弦条件不満足量の符号が正であることを特徴とする請求項18に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記対物光学素子の光学機能面上において、光軸を回転中心とした回折構造と、該光学機能面上の光情報記録媒体側の面において、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、前記共用領城と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対し外側を向いた段差部が設けられていることを特徴とする請求項10又は請求項14乃至19のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記段差部の段差量d2は、
0.000mm<d2≦0.004mm (15)
であることを特徴とする請求項20に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光ピックアップ装置の対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光源側の前記光学機能面には、光軸を回転中心とした回折構造が設けられ、
前記対物光学素子の光情報記録媒体側の光学機能面には、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域と、前記共用領域と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対して外側を向いた段差部とが設けられており、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成することを特徴とする光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 前記対物光学素子の前記共用領域における前記段差部との隣接部と、前記専用領域における前記段差部との隣接部とで、局所曲率R(h)の符号が異なることを特徴とする請求項22に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記共用領域における前記段差部との隣接部と、前記専用領域における前記段差部との隣接部とで、局所曲率R(h)の符号が正から負に反転することを特徴とする請求項23に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記対物光学素子の光源側の光学機能面には、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域と、前記共用領域と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対して内側を向いた段差部が設けられていることを特徴とする請求項22乃至24のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記光情報記録媒体側の光学機能面における段差部の段差量d2は、
0.000mm<d2<0.004mm (16)
であることを特徴とする請求項22乃至25のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 前記光源側の光学機能面における段差部の段差量d1は、
0.000mm<d1<0.004mm (17)
であることを特徴とする請求項22乃至26のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 前記対物光学素子における光源側の共用領域に、光軸を回転中心とした回折構造が形成されたことを特徴とする請求項1乃至27のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記第1の光情報記録媒体及び前記第2の光情報記録媒体の使用時において、それぞれ前記対物光学素子単体での結像倍率がほぼ無限倍率であることを特徴とする請求項1乃至28のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記光源から前記光情報記録媒体までの光学系の倍率mが、第1の光情報記録媒体及び第2の光情報記録媒体の使用時において、それぞれ−1/5≦m≦−1/10であることを特徴とする請求項1乃至28のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記第1の光情報記録媒体の使用時における前記対物光学素子単体での結像倍率は、前記第2の光情報記録媒体の使用時における前記対物光学素子単体での結像倍率と異なることを特徴とする請求項1乃至28のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記第1の光源から出射された光束は、無限光束として前記対物光学素子に入射し、前記第2の光源から出射された光束は、有限光束として前記対物光学素子に入射することを特徴とする請求項31に記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記対物光学素子の焦点距離fが1.0mm≦f≦4.0mmであることを特徴とする請求項1乃至32のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記対物光学素子の焦点距離fが1.5mm≦f≦3.5mm、前記第1の光情報記録媒体の透明基板厚さt1は、前記第2の光情報記録媒体の透明基板厚さt2の半分であり(2×t1≒t2)、前記第1の光情報記録媒体の使用時の要求開口数がNA1、前記第2の光情報記録媒体の使用時の要求開口数がNA2である場合に、
0.59≦NA1≦0.68且つ0.43≦NA2≦0.58 (18)
を満たすことを特徴とする請求項1乃至33のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。 - 画角1°におけるそれぞれのコマ収差がおのおの0.05λrms以下に抑えられたことを特徴とする請求項1乃至34のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記第1の光情報記録媒体用光源と前記第2の光情報記録媒体用光源とがユニット化された光源を用いた光ピックアップ装置に使用されることを特徴とする請求項1乃至35のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、正弦条件不満足量が最大となる場合が共用領域に存在し、
前記第1の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA1(λ1rms)、前記第2の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA2(λ2rms)とすると、
0.5≦COMA2/COMA1≦1.0 (1)
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域において、前記第1の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号と、前記第2の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号とが、負であることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC1max、前記第2の光情報記録媒体の使用時における共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC2maxとすると、
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (2)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (3)
を満たすことを特徴とする請求項38に記載の光ピックアップ装置。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとした場合、前記最外周光線の正弦条件不満足量SC1が、
│SC1(hmax)│≦0.010mm (4)
を満たすことを特徴とする請求項37乃至39のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における、前記共用領域での正弦条件不満足量絶対値が最大値をとる正弦条件不満足量の符号は負であることを特徴とする請求項37乃至40のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における、前記共用領域での正弦条件不満足量の最小値をSC1Dmin、専用領域での正弦条件不満足量の最小値をSC1Sminとすると、 1.2・SC1Dmin ≦ SC1Smin (5)
であることを特徴とする請求項41に記載の光ピックアップ装置。 - 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量が、前記共用領域から前記専用領域に切り替わる部分で、負(−)側に不連続となることを特徴とする請求項38乃至40のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時に、前記共用領域において正弦条件不満足量が最大となる正弦条件不満足量の符号は正であることを特徴とする請求項43に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の最内周部を通過する光線の正弦条件不満足量をSC1out(h0)、前記共用領域における正弦条件不満足量の最小値をSC1Dminとすると、
1.2・SC1Dmin≦SC1out(h0) (6)
であることを特徴とする請求項44に記載の光ピックアップ装置。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、正弦条件不満足量の絶対値が最大となる場合が前記共用領域に存在し、前記第1の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA1(λ1rms)、前記第2の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA2(λ2rms)とすると、
0.5≦COMA1/COMA2≦1.0 (7)
を満たすことを特徴とする請求項45に記載の光ピックアップ装置。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第2の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、前記共用領域において、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての微分値(dy/dx)を求めると、前記第2の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhCDNAとした場合、
h<0.6hCDNAのとき(dy/dx)≦0 (8)
であり且つ、光軸から第1の高さにおいてその微分値を傾きとする直線をひいたときに、前記第1の高さより光軸から遠い側で、前記曲線は前記直線より正側に存在する領域を有することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、前記共用領域における前記正弦条件不満足量を示す曲線は、光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第2の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての2階微分値(d2y/dx2)を求めると、前記共用領域の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをh0として、
0.5h0<h<0.8h0のとき(d2y/dx2)>0 (8’)
であることを特徴とする請求項47に記載の光ピックアップ装置。 - 光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第1の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、前記専用領域において、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての微分値(dy/dx)を求めると、光軸からある高さにおいてその微分値を傾きとする直線をひいたときに、前記ある高さより光軸から遠い側で、前記曲線は前記直線より正側に存在する領域を有することを特徴とする請求項47又は48に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の正弦条件不満足量は、前記光学素子ヘの入射光線の光軸からの高さが増大するにつれて、単調に増加することを特徴とする請求項47又は48に記載の光ピックアップ装置。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域において、前記第1の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号と、前記第2の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号とが、負であることを特徴とする請求項47乃至50のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における前記共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC1max、前記第2の光情報記録媒体の使用時における前記共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC2maxとすると、
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (9)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (10)
を満たすことを特徴とする請求項47乃至51のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとした場合、前記最外周光線の正弦条件不満足量SC1が、
│SC1(hmax)│≦0.010mm (11)
を満たすことを特徴とする請求項47乃至52のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の最内周部を通過する光線の、光軸からの高さをh0、正弦条件不満足量をSC1out(h0)、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとすると、
SC1(h0/2)≦SC1out(h0) (12)
SC1(h0/2)≦0 (13)
SC1(hmax)≧0 (14)
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域の最外周部を通過する光線の正弦条件不満足量の符号が正であることを特徴とする請求項54に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子の光学機能面上において、光軸を回転中心とした回折構造と、該光学機能面上の光情報記録媒体側の面において、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、前記共用領城と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対し外側を向いた段差部が設けられていることを特徴とする請求項46又は請求項50乃至55のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記段差部の段差量d2は、
0.000mm<d2≦0.004mm (15)
であることを特徴とする請求項56に記載の光ピックアップ装置。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光ピックアップ装置であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光源側の前記光学機能面には、光軸を回転中心とした回折構造が設けられ、
前記対物光学素子の光情報記録媒体側の光学機能面には、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域と、前記共用領域と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対して外側を向いた段差部とが設けられており、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記対物光学素子の前記共用領域における前記段差部との隣接部と、前記専用領域における前記段差部との隣接部とで、局所曲率R(h)の符号が異なることを特徴とする請求項58に記載の光ピックアップ装置。
- 前記共用領域における前記段差部との隣接部と、前記専用領域における前記段差部との隣接部とで、局所曲率R(h)の符号が正から負に反転することを特徴とする請求項59に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子の光源側の光学機能面には、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域と、前記共用領域と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対して内側を向いた段差部が設けられていることを特徴とする請求項58乃至60のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記光情報記録媒体側の光学機能面における段差部の段差量d2は、
0.000mm<d2<0.004mm (16)
であることを特徴とする請求項58乃至61のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 前記光源側の光学機能面における段差部の段差量d1は、
0.000mm<d1<0.004mm (17)
であることを特徴とする請求項58乃至62のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 前記対物光学素子における光源側の共用領域に、光軸を回転中心とした回折構造が形成されたことを特徴とする請求項37乃至63のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1の光情報記録媒体及び前記第2の光情報記録媒体の使用時において、それぞれ前記対物光学素子単体での結像倍率がほぼ無限倍率であることを特徴とする請求項37乃至64のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記光源から前記光情報記録媒体までの光学系の倍率mが、第1の光情報記録媒体及び第2の光情報記録媒体の使用時において、それぞれ−1/5≦m≦−1/10であることを特徴とする請求項37乃至65のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1の光情報記録媒体の使用時における前記対物光学素子単体での結像倍率は、前記第2の光情報記録媒体の使用時における前記対物光学素子単体での結像倍率と異なることを特徴とする請求項37乃至64のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1の光源から出射された光束は、無限光束として前記対物光学素子に入射し、前記第2の光源から出射された光束は、有限光束として前記対物光学素子に入射することを特徴とする請求項67に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子の焦点距離fが1.0mm≦f≦4.0mmであることを特徴とする請求項37乃至68のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子の焦点距離fが1.5mm≦f≦3.5mm、前記第1の光情報記録媒体の透明基板厚さt1は、前記第2の光情報記録媒体の透明基板厚さt2の半分であり(2×t1≒t2)、前記第1の光情報記録媒体の使用時の要求開口数がNA1、前記第2の光情報記録媒体の使用時の要求開口数がNA2である場合に、
0.59≦NA1≦0.68且つ0.43≦NA2≦0.58 (18)
を満たすことを特徴とする請求項37乃至69のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 画角1°におけるそれぞれのコマ収差がおのおの0.05λrms以下に抑えられたことを特徴とする請求項37乃至70のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1の光情報記録媒体用光源と前記第2の光情報記録媒体用光源とがユニット化された光源を用いた光ピックアップ装置であることを特徴とする請求項37乃至71のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光情報記録再生装置であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、正弦条件不満足量が最大となる場合が共用領域に存在し、
前記第1の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA1(λ1rms)、前記第2の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA2(λ2rms)とすると、
0.5≦COMA2/COMA1≦1.0 (1)
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光情報記録再生装置であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域において、前記第1の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号と、前記第2の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号とが、負であることを特徴とする光情報記録再生装置。 - 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC1max、前記第2の光情報記録媒体の使用時における共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC2maxとすると、
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (2)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (3)
を満たすことを特徴とする請求項74に記載の光情報記録再生装置。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとした場合、前記最外周光線の正弦条件不満足量SC1が、
│SC1(hmax)│≦0.010mm (4)
を満たすことを特徴とする請求項73乃至75のいずれかに記載の光情報記録再生装置。 - 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における、前記共用領域での正弦条件不満足量絶対値が最大値をとる正弦条件不満足量の符号は負であることを特徴とする請求項73乃至76のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における、前記共用領域での正弦条件不満足量の最小値をSC1Dmin、専用領域での正弦条件不満足量の最小値をSC1Sminとすると、
1.2・SC1Dmin ≦ SC1Smin (5)
であることを特徴とする請求項77に記載の光情報記録再生装置。 - 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量が、前記共用領域から前記専用領域に切り替わる部分で、負(−)側に不連続となることを特徴とする請求項74乃至76のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時に、前記共用領域において正弦条件不満足量が最大となる正弦条件不満足量の符号は正であることを特徴とする請求項79に記載の光情報記録再生装置。
- 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の最内周部を通過する光線の正弦条件不満足量をSC1out(h0)、前記共用領域における正弦条件不満足量の最小値をSC1Dminとすると、
1.2・SC1Dmin≦SC1out(h0) (6)
であることを特徴とする請求項80に記載の光情報記録再生装置。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、正弦条件不満足量の絶対値が最大となる場合が前記共用領域に存在し、前記第1の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA1(λ1rms)、前記第2の光情報記録媒体の使用時に画角1°で前記対物光学素子に斜入射する場合に発生するコマ収差をCOMA2(λ2rms)とすると、
0.5≦COMA1/COMA2≦1.0 (7)
を満たすことを特徴とする請求項81に記載の光情報記録再生装置。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光情報記録再生装置であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第2の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、前記共用領域において、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての微分値(dy/dx)を求めると、前記第2の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhCDNAとした場合、
h<0.6hCDNAのとき(dy/dx)≦0 (8)
であり且つ、光軸から第1の高さにおいてその微分値を傾きとする直線をひいたときに、前記第1の高さより光軸から遠い側で、前記曲線は前記直線より正側に存在する領域を有することを特徴とする光情報記録再生装置。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、前記共用領域における前記正弦条件不満足量を示す曲線は、光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第2の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての2階微分値(d2y/dx2)を求めると、前記共用領域の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをh0として、
0.5h0<h<0.8h0のとき(d2y/dx2)>0 (8’)
であることを特徴とする請求項83に記載の光情報記録再生装置。 - 光軸からの高さを縦軸(x)にとり、前記第1の光情報記録媒体の使用時における正弦条件不満足量を横軸(y)にとり、前記専用領域において、光軸からの高さと前記正弦条件不満足量との関係を示す曲線についての微分値(dy/dx)を求めると、光軸からある高さにおいてその微分値を傾きとする直線をひいたときに、前記ある高さより光軸から遠い側で、前記曲線は前記直線より正側に存在する領域を有することを特徴とする請求項83又は84に記載の光情報記録再生装置。
- 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の正弦条件不満足量は、前記光学素子ヘの入射光線の光軸からの高さが増大するにつれて、単調に増加することを特徴とする請求項83又は84に記載の光情報記録再生装置。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域において、前記第1の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号と、前記第2の光情報記録媒体の使用時に最小となる正弦条件不満足量の符号とが、負であることを特徴とする請求項83乃至86のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
- 光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC(h)=h/sinU−f(fはそれぞれの情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記第1の光情報記録媒体の使用時における前記共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC1max、前記第2の光情報記録媒体の使用時における前記共用領域での正弦条件不満足量絶対値の最大値をSC2maxとすると、
0.003mm≦SC1max≦0.020mm (9)
0.010mm≦SC2max≦0.040mm (10)
を満たすことを特徴とする請求項83乃至87のいずれかに記載の光情報記録再生装置。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとした場合、前記最外周光線の正弦条件不満足量SC1が、
│SC1(hmax)│≦0.010mm (11)
を満たすことを特徴とする請求項83乃至88のいずれかに記載の光情報記録再生装置。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光情報記録再生装置であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光学機能面は、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成するとともに、
前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記専用領域の最内周部を通過する光線の、光軸からの高さをh0、正弦条件不満足量をSC1out(h0)、前記対物光学素子の有効径の最外周部を通過する光線の光軸からの高さをhmaxとすると、
SC1(h0/2)≦SC1out(h0) (12)
SC1(h0/2)≦0 (13)
SC1(hmax)≧0 (14)
を満たすことを特徴とする光情報記録再生装置。 - 前記第1の光情報記録媒体の使用時において、光軸からの高さがhの無限物体距離光線が前記対物光学素子から出射したときに、出射後における該光線と光軸とのなす角をUで表し、且つ正弦条件不満足量をSC1(h)=h/sinU−f(fは第1の光情報記録媒体使用時における前記対物光学素子の焦点距離)と定義した場合、前記共用領域の最外周部を通過する光線の正弦条件不満足量の符号が正であることを特徴とする請求項90に記載の光情報記録再生装置。
- 前記対物光学素子の光学機能面上において、光軸を回転中心とした回折構造と、該光学機能面上の光情報記録媒体側の面において、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域とを有し、前記共用領城と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対し外側を向いた段差部が設けられていることを特徴とする請求項82又は請求項86乃至91のいずれかに記載の光ピックアップ装置の対物光学素子。
- 前記段差部の段差量d2は、
0.000mm<d2≦0.004mm (15)
であることを特徴とする請求項88に記載の光情報記録再生装置。 - 透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ1の第1の光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行う波長λ2(λ1<λ2)である第2の光源と、前記第1及び前記第2の光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2の光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物光学素子を含む集光光学系と、を有する光情報記録再生装置であって、
前記対物光学素子は、前記第1又は前記第2の光源からの光束を集光する対物レンズと、前記光束に光学的作用を与える光学機能面とを有し、
前記対物光学素子の光源側の前記光学機能面には、光軸を回転中心とした回折構造が設けられ、
前記対物光学素子の光情報記録媒体側の光学機能面には、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域と、前記共用領域と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対して外側を向いた段差部とが設けられており、
前記対物光学素子は、前記第1の光情報記録媒体において、有効径と前記対物光学素子の焦点距離とから定められる前記第1の光情報記録媒体上のスポット径を形成することを特徴とする光情報記録再生装置。 - 前記対物光学素子の前記共用領域における前記段差部との隣接部と、前記専用領域における前記段差部との隣接部とで、局所曲率R(h)の符号が異なることを特徴とする請求項94に記載の光情報記録再生装置。
- 前記共用領域における前記段差部との隣接部と、前記専用領域における前記段差部との隣接部とで、局所曲率R(h)の符号が正から負に反転することを特徴とする請求項95に記載の光情報記録再生装置。
- 前記対物光学素子の光源側の光学機能面には、光軸を含み且つ前記第1の光情報記録媒体と前記第2の光情報記録媒体の両方に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる共用領域と、該共用領域の外側に設けられ、主に前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録及び/又は再生に用いられる専用領域と、前記共用領域と前記専用領域に隣接し、光軸にほぼ平行でかつ光軸に対して内側を向いた段差部が設けられていることを特徴とする請求項94乃至96のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
- 前記光情報記録媒体側の光学機能面における段差部の段差量d2は、
0.000mm<d2<0.004mm (16)
であることを特徴とする請求項94乃至97のいずれかに記載の光情報記録再生装置。 - 前記光源側の光学機能面における段差部の段差量d1は、
0.000mm<d1<0.004mm (17)
であることを特徴とする請求項94乃至98のいずれかに記載の光情報記録再生装置。 - 前記対物光学素子における光源側の共用領域に、光軸を回転中心とした回折構造が形成されたことを特徴とする請求項73乃至99のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
- 前記第1の光情報記録媒体及び前記第2の光情報記録媒体の使用時において、それぞれ前記対物光学素子単体での結像倍率がほぼ無限倍率であることを特徴とする請求項73乃至100のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
- 前記光源から前記光情報記録媒体までの光学系の倍率mが、第1の光情報記録媒体及び第2の光情報記録媒体の使用時において、それぞれ−1/5≦m≦−1/10であることを特徴とする請求項73乃至100のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
- 前記第1の光情報記録媒体の使用時における前記対物光学素子単体での結像倍率は、前記第2の光情報記録媒体の使用時における前記対物光学素子単体での結像倍率と異なることを特徴とする請求項73乃至100のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
- 前記第1の光源から出射された光束は、無限光束として前記対物光学素子に入射し、前記第2の光源から出射された光束は、有限光束として前記対物光学素子に入射することを特徴とする請求項103に記載の光情報記録再生装置。
- 前記対物光学素子の焦点距離fが1.0mm≦f≦4.0mmであることを特徴とする請求項73乃至104のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
- 前記対物光学素子の焦点距離fが1.5mm≦f≦3.5mm、前記第1の光情報記録媒体の透明基板厚さt1は、前記第2の光情報記録媒体の透明基板厚さt2の半分であり(2×t1≒t2)、前記第1の光情報記録媒体の使用時の要求開口数がNA1、前記第2の光情報記録媒体の使用時の要求開口数がNA2である場合に、
0.59≦NA1≦0.68且つ0.43≦NA2≦0.58 (18)
を満たすことを特徴とする請求項73乃至105のいずれかに記載の光情報記録再生装置。 - 画角1°におけるそれぞれのコマ収差がおのおの0.05λrms以下に抑えられたことを特徴とする請求項73乃至106のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
- 前記第1の光情報記録媒体用光源と前記第2の光情報記録媒体用光源とがユニット化された光源を有することを特徴とする請求項73乃至107のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
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