JP2010153037A

JP2010153037A - Objective lens

Info

Publication number: JP2010153037A
Application number: JP2010088495A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Koreeda; 大輔是枝; Koichi Maruyama; 晃一丸山; Shuichi Takeuchi; 修一竹内
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2010-07-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an objective lens which can generate an appropriate spot on a recording surface of a disk by suppressing the occurrence of coma aberration even if any optical disks with different standards are used. <P>SOLUTION: The objective lens has the first surface and the second surface sequentially from a light source. Either of the surfaces has an inner area for securing an NA required when each of the optical disks is used and an outer area for securing the NA required when the first optical disk is used. On each of the surfaces, the inner area reduces at least the quantity of the coma aberration occurring on a border position between the areas rather than the coma aberration occurring in the outer area when a second optical disk is used. At the border position between the areas on the second surface, a tilt on the surface for the outer area θ<SB>2B</SB>[degree] with respect to a tilt on the surface in the inner area θ<SB>2A</SB>[degree] is formed to satisfy -2.5<θ<SB>2B</SB>-θ<SB>2A</SB><0.0. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、記録密度や保護層の厚みが異なる複数種類の光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録再生装置に用いられる対物レンズに関する。 The present invention relates to an objective lens used in an optical information recording / reproducing apparatus that records or reproduces information with respect to a plurality of types of optical disks having different recording densities and protective layer thicknesses.

光ディスクには、記録密度や保護層の厚みが異なる複数の規格が存在する。例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）よりもＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）の記録密度は高く、保護層が薄い。そこで、情報の記録または再生に際し、規格が異なる光ディスクを使い分ける場合には、保護層の厚みによって変化してしまう球面収差を補正しつつ、情報の記録または再生に使用する光の開口数（ＮＡ）を変化させて記録密度の違いに対応したビームスポットが得られるようにする必要がある。 There are multiple standards for optical disks with different recording densities and protective layer thicknesses. For example, a DVD (digital versatile disk) has a higher recording density and a protective layer is thinner than a CD (compact disk). Therefore, when using different optical discs for recording or reproducing information, the numerical aperture (NA) of light used for recording or reproducing information is corrected while correcting spherical aberration that changes depending on the thickness of the protective layer. Therefore, it is necessary to obtain a beam spot corresponding to the difference in recording density.

例えば、保護層厚が比較的薄く記録密度が高い光ディスクの記録／再生には、保護層厚が比較的厚く記録密度が低い光ディスク専用の光学系より高ＮＡにしてビームスポットを絞る必要がある。スポット径は波長が短いほど小さくなるため、ＤＶＤを利用する光学系では、ＣＤ専用の光学系で用いられていた７８０〜８３０ｎｍより短い６３５〜６６５ｎｍの発振波長のレーザ光源を用いる。そのため近年、光情報記録再生装置には、波長の異なるレーザ光を発振可能な光源部が使用されている。 For example, for recording / reproduction of an optical disc having a relatively thin protective layer thickness and a high recording density, it is necessary to narrow the beam spot by setting a higher NA than an optical system dedicated to an optical disc having a relatively thick protective layer thickness and a low recording density. Since the spot diameter becomes smaller as the wavelength is shorter, an optical system using DVD uses a laser light source having an oscillation wavelength of 635 to 665 nm shorter than 780 to 830 nm used in an optical system dedicated to CD. Therefore, in recent years, a light source unit that can oscillate laser beams having different wavelengths is used in an optical information recording / reproducing apparatus.

また、保護層の厚みが異なる複数種類の光ディスクに対して、それぞれ良好な状態で各光ディスクの記録面位置にレーザ光を収束させる手段の一つとして、従来、例えば下記の特許文献１に開示される対物レンズが知られている。特許文献１には、片側の一面に輪帯状の微細な段差を有する回折構造を設けた対物レンズに波長の異なる二種類の平行光束を入射させる構成が開示されている。 Further, as a means for converging laser light to the recording surface position of each optical disk in a good state with respect to a plurality of types of optical disks having different thicknesses of protective layers, for example, conventionally disclosed in Patent Document 1 below, for example. Objective lenses are known. Patent Document 1 discloses a configuration in which two types of parallel light beams having different wavelengths are incident on an objective lens provided with a diffraction structure having a ring-shaped fine step on one surface.

ところで、規格の異なる光ディスクに対して情報の記録または再生を実現するための対物レンズは、各光ディスクに対応したレーザ光束を各光ディスクの記録面上に収束させる際に、球面収差が補正されているだけでなく、対物レンズに光束が光軸に対して斜めに入射した際に発生するコマ収差も良好に補正されていることが要求される。しかし、上記特許文献１に例示されるような構成の対物レンズは、各光ディスク使用時に発生するコマ収差をそれぞれ良好に抑えることはできてはいない。特許文献１からわかるように、従来は、光情報記録再生装置の用途に対応して、各光ディスク使用時に発生するコマ収差のバランスを調整するように対物レンズを構成しているにすぎなかった。 By the way, the objective lens for realizing information recording or reproduction with respect to optical discs of different standards has spherical aberration corrected when the laser beam corresponding to each optical disc is converged on the recording surface of each optical disc. In addition, it is required that the coma generated when the light beam is incident on the objective lens obliquely with respect to the optical axis is also well corrected. However, the objective lens configured as exemplified in Patent Document 1 cannot satisfactorily suppress the coma generated when each optical disk is used. As can be seen from Patent Document 1, conventionally, the objective lens is merely configured to adjust the balance of coma aberration generated when each optical disk is used, corresponding to the use of the optical information recording / reproducing apparatus.

上記の事情に鑑み、下記の特許文献２に開示される対物レンズが提案されている。特許文献２に開示される対物レンズは、該レンズの第一面と第二面の双方において、第一の光ディスクよりも保護層の厚い第二の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要なＮＡを確保するための内側領域と、第一の光ディスクに対する情報の記録または再生に必要なＮＡを確保するための外側領域とを有している。そして各面において、内側領域と外側領域の面形状を異なるように構成している。 In view of the above circumstances, an objective lens disclosed in Patent Document 2 below has been proposed. The objective lens disclosed in Patent Document 2 has an NA necessary for recording or reproducing information on a second optical disc having a thicker protective layer than the first optical disc on both the first and second surfaces of the lens. It has an inner area for securing and an outer area for securing an NA necessary for recording or reproducing information on the first optical disc. And each surface is comprised so that the surface shape of an inner side area | region and an outer side area | region may differ.

特許文献２には、このような構成の対物レンズを使用することにより、各光ディスク使用時に光束が光軸に対して斜めに入射することにより発生するコマ収差が低減されたと記載されている。しかし、各面における内側領域と外側領域を、互いの領域との関係においてどのような面形状にすればコマ収差を効果的に低減できるか、という点については、何ら開示されていない。そのため、上記特許文献２に基づいて、各光ディスク使用時に発生するコマ収差をバランスよく低減することができる対物レンズを実現するためには、試行錯誤で設計する必要があった。 Patent Document 2 describes that by using the objective lens having such a configuration, coma aberration generated when a light beam enters obliquely with respect to the optical axis when each optical disk is used is reduced. However, there is no disclosure regarding what surface shape the inner region and the outer region of each surface can be reduced in relation to each other region, so that the coma aberration can be effectively reduced. Therefore, in order to realize an objective lens that can reduce coma aberration generated when each optical disk is used in a well-balanced manner based on Patent Document 2, it is necessary to design by trial and error.

従って、依然として、どの光ディスクを使用しても高精度な情報の記録または再生が可能となるように、対物レンズのさらなる改良が強く望まれていた。 Therefore, there has been a strong demand for further improvement of the objective lens so that any optical disc can be used to record or reproduce information with high accuracy.

特開２００１−２４３６５１号公報JP 2001-243651 A 特開２００３−１５６６８２号公報JP 2003-156682 A

そこで、本発明は上記の事情に鑑み、規格の異なるどの光ディスクに対して情報の記録または再生を行った場合であっても、対物レンズに光束が光軸に対して斜めに入射した際のコマ収差の発生を抑えてディスク記録面上に良好なスポットを形成することができる対物レンズを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention provides a coma when the light beam is incident on the objective lens obliquely with respect to the optical axis, even when information is recorded or reproduced on any optical disc of different standards. An object of the present invention is to provide an objective lens capable of suppressing the generation of aberration and forming a good spot on a disk recording surface.

上記の目的を達成するため、本発明に係る対物レンズは、第一の光ディスクと、該第一の光ディスクよりも相対的に保護層厚が厚い第二の光ディスクと、の保護層厚が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクに対して記録または再生が可能な光ディスク用対物レンズであって、該対物レンズは、光源側に配設される第一面および光ディスク側に配設される第二面を有し、第一面および第二面はどちらも、第二の光ディスクに対する情報の記録または再生時に必要なＮＡを確保するための内側領域と、該内側領域の外側にあり、第一の光ディスクに対する情報の記録または再生時に必要なＮＡを確保するための外側領域と、を有し、各面における内側領域は、第二の光ディスクに対する情報の記録または再生時に前記内側領域と前記外側領域の境界位置において、光束が光軸に対して斜めに入射した際に外側領域において発生するコマ収差よりも、該内側領域で発生するコマ収差の量が小さくなるような面形状を有する。そして具体的には、第二面での、内側領域と外側領域の境界位置において、光軸に平行な線に対する面法線の角度を面の傾きθで表し、時計方向を正とした場合、内側領域での面の傾きθ_2A［degree］に対する外側領域での面の傾きθ_2B［degree］が、以下の式(1)、
-2.5＜θ_2B-θ_2A＜0.0 ・・・(1)
を満足することを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the objective lens according to the present invention, the protective layer thickness of the first optical disc is different from that of the second optical disc having a relatively thick protective layer thickness than the first optical disc. An objective lens for an optical disk capable of recording or reproducing with respect to at least two types of optical disks, the objective lens having a first surface disposed on the light source side and a second surface disposed on the optical disk side. Both the first surface and the second surface are an inner area for securing an NA necessary for recording or reproducing information with respect to the second optical disk, and outside the inner area, and information about the first optical disk. An outer area for securing an NA required for recording or reproduction of the recording medium, and an inner area on each surface includes the inner area and the outer area when information is recorded or reproduced on the second optical disc. In the boundary position, the light beam than coma aberration generated in the outer area when the incident obliquely to the optical axis, has a plane shape such that the amount of the coma aberration generated in the inner region is reduced. And specifically, at the boundary position between the inner region and the outer region on the second surface, the angle of the surface normal to the line parallel to the optical axis is represented by the surface inclination θ, and when the clockwise direction is positive, The inclination θ _2B [degree] of the surface in the outer region with respect to the inclination θ _2A [degree] of the surface in the inner region is expressed by the following equation (1),
-2.5 <θ _2B -θ _2A <0.0 (1)
It is characterized by satisfying.

本発明に係る対物レンズは、対物レンズが持つ二つの面のどちらにも、内側領域と外側領域が設けられている。そして各面における、内側領域と外側領域の面形状を上記のように構成する。すなわち、対物レンズの両面を面形状の異なる複数の領域に分けることにより、設計の自由度を増やし、各光ディスク使用時に発生するコマ収差を個別に補正する。本発明に係る対物レンズによれば、第一の光ディスクと第二の光ディスクのいずれを使用した場合にも対物レンズに光束が光軸に対して斜めに入射した際に発生するコマ収差を良好に補正することができる。 The objective lens according to the present invention is provided with an inner region and an outer region on both of the two surfaces of the objective lens. The surface shapes of the inner region and the outer region on each surface are configured as described above. That is, by dividing both surfaces of the objective lens into a plurality of regions having different surface shapes, the degree of freedom of design is increased, and coma generated when using each optical disk is individually corrected. According to the objective lens of the present invention, the coma aberration generated when the light beam is incident on the objective lens obliquely with respect to the optical axis can be improved regardless of whether the first optical disc or the second optical disc is used. It can be corrected.

図１９は、本願発明に係る対物レンズを拡大して示す、光軸ＡＸを含む面での断面模式図である。面の傾きθは、図１９に示すように光軸に平行な線に対する面法線の角度で表し、時計方向を正として測ることとする。図１９において、各符号はそれぞれ以下のものを示す。
Ｐ…境界位置
ＬＡ…内側領域（の断面形状）を表す線
ＬＡ’…内側領域の形状を境界位置Ｐから外側領域まで延長した線
ＬＢ…外側領域（の断面形状）を表す線
ＬＢ’…外側領域の形状を境界位置Ｐから内側領域まで延長した線
ＰＬ…境界位置Ｐにおける面法線
θ…光軸ＡＸに対して面法線ＰＬがなす角
但し、各符号に下付けされた数字は、第一面、第二面の別を意味する。
ここで、境界位置Ｐでの内側領域の傾きとは、該領域を表す線ＬＡおよび該領域ＬＡの延長線ＬＡ’によって規定される面形状の境界位置Ｐでの面法線ＰＬが光軸ＡＸに対してなす角をいう。同様に、境界位置Ｐでの外側領域の傾きとは、該領域を表す線ＬＢおよび該領域ＬＢの延長線ＬＢ’によって規定される面形状の境界位置Ｐでの面法線ＰＬが光軸ＡＸに対してなす角をいう。 FIG. 19 is a schematic cross-sectional view on a plane including the optical axis AX, showing the objective lens according to the present invention in an enlarged manner. The surface inclination θ is represented by the angle of the surface normal to the line parallel to the optical axis as shown in FIG. 19, and is measured with the clockwise direction being positive. In FIG. 19, each symbol indicates the following.
P ... Boundary position LA ... Line representing inner region (cross-sectional shape thereof) LA '... Line extending inner region from boundary position P to outer region LB ... Line representing outer region (cross-sectional shape thereof) LB' ... Outside A line extending from the boundary position P to the inner region PL ... a surface normal at the boundary position P θ ... an angle formed by the surface normal PL with respect to the optical axis AX, where the numbers subscripted to each symbol are It means the difference between the first side and the second side.
Here, the inclination of the inner region at the boundary position P means that the surface normal PL at the boundary position P of the surface shape defined by the line LA representing the region LA and the extension line LA ′ of the region LA is the optical axis AX. The angle made with respect to. Similarly, the inclination of the outer region at the boundary position P is that the surface normal PL at the boundary position P of the surface shape defined by the line LB representing the region and the extension line LB ′ of the region LB is the optical axis AX. The angle made with respect to.

これにより、外側領域では比較的保護層厚の薄い光ディスクを使用したときに対物レンズに光束が光軸に対して斜めに入射した際に発生するコマ収差を補正しつつ、内側領域では比較的保護層厚の厚い光ディスクを使用したときに対物レンズに光束が光軸に対して斜めに入射した際に発生するコマ収差を低減することができる。なお、上記式（１）について、上限を超えると、いずれの光ディスクを使用したときに発生するコマ収差に対する低減する効果も小さくなる。下限を超えると、特に第一の光ディスク使用時に発生するコマ収差が発生する。 As a result, when the optical disk with a relatively thin protective layer is used in the outer region, the coma aberration that occurs when the light beam is incident on the objective lens at an angle with respect to the optical axis is corrected, while the inner region is relatively protected. It is possible to reduce coma aberration that occurs when a light beam is incident on the objective lens obliquely with respect to the optical axis when a thick optical disk is used. Note that if the upper limit of Formula (1) is exceeded, the effect of reducing coma that occurs when any of the optical disks is used becomes small. When the lower limit is exceeded, coma aberration that occurs particularly when the first optical disk is used occurs.

さらに、第一面での、内側領域と外側領域の境界位置において、内側領域での面の傾きθ_1A［degree］に対する外側領域での面の傾きθ_1B［degree］を、以下の式(2)、
-1.2＜θ_1B-θ_1A＜0.0 ・・・(2)
を満足することが好ましい。上記式（２）について、上限を超えると、いずれの光ディスクを使用したときに発生するコマ収差に対する低減する効果も小さくなる。下限を超えると、特に第一の光ディスク使用時に発生するコマ収差が発生する。 Further, at the boundary position between the inner region and the outer region on the first surface, the surface inclination θ _1B [degree] in the outer region with respect to the surface inclination θ _1A [degree] in the inner region is expressed by the following equation (2 ),
-1.2 <θ _1B -θ _1A <0.0 (2)
Is preferably satisfied. If the upper limit of Formula (2) is exceeded, the effect of reducing coma generated when any optical disk is used is also reduced. When the lower limit is exceeded, coma aberration that occurs particularly when the first optical disk is used occurs.

さらに、本発明によれば、第一面および第二面のうち、少なくとも一方の面に回折構造を設けることにより、各光ディスク使用時に光源から照射される光束（例えば、第一のレーザ光束と第二のレーザ光束）の波長が異なる場合に、その波長差による回折作用の差を用いて、ディスク保護層厚によって変化する球面収差を良好に補正することができる。 Furthermore, according to the present invention, by providing a diffractive structure on at least one of the first surface and the second surface, a light beam (for example, the first laser beam and the first laser beam emitted from the light source when each optical disk is used). When the wavelengths of the two laser beams are different, it is possible to satisfactorily correct the spherical aberration that changes depending on the thickness of the disk protective layer by using the difference in diffraction action due to the wavelength difference.

なお、回折構造を設けた面の形状は、回折効率を高めるために微細な段差をもつフレネルレンズ状にすることが一般的である。フレネルレンズ状に回折構造を設けた面の傾きは、ベース形状の傾きとする。 In general, the shape of the surface provided with the diffractive structure is a Fresnel lens having a fine step in order to increase diffraction efficiency. The inclination of the surface provided with the diffraction structure in the Fresnel lens shape is the inclination of the base shape.

上記構成の対物レンズを使用した場合、第一の光ディスクと第二の光ディスクは、共に略同一の結像倍率で使用することができる。そのため、単一の光源を用いる場合、あるいは２波長レーザーなどと呼ばれる複数の波長の光束を発振可能な光源を用いた場合でも、複数の光ディスクに対して互換性のある光情報記録再生装置が実現できる。また、対物レンズに非平行光を入射させる有限共役系（有限系）を利用した場合、トラッキング動作時に発生する軸外コマ収差による性能劣化が問題となるが、本発明によれば複数の保護層厚の光ディスクのどれを使用した場合であってもコマ収差の量を低減することができるため、良好な性能が得られる。 When the objective lens configured as described above is used, both the first optical disk and the second optical disk can be used at substantially the same imaging magnification. Therefore, even when using a single light source or using a light source capable of oscillating light beams of a plurality of wavelengths called a two-wavelength laser, an optical information recording / reproducing apparatus compatible with a plurality of optical disks is realized. it can. Further, when a finite conjugate system (finite system) in which non-parallel light is incident on the objective lens is used, performance degradation due to off-axis coma aberration generated during tracking operation becomes a problem. According to the present invention, a plurality of protective layers are used. The amount of coma aberration can be reduced regardless of the thickness of the optical disk used, so that good performance can be obtained.

本発明に係る対物レンズによれば、第二面における外側領域は、第一面における外側領域を透過した光が第二面に当たる領域であることが望ましい。また、本発明に係る対物レンズによれば、内側領域は、第一の光ディスクの保護層厚と第二の光ディスクの保護層厚との中間厚においてコマ収差が良好に補正されるように設計することができる。 According to the objective lens according to the present invention, it is desirable that the outer region on the second surface is a region where light transmitted through the outer region on the first surface hits the second surface. Further, according to the objective lens according to the present invention, the inner region is designed so that the coma aberration is favorably corrected at an intermediate thickness between the protective layer thickness of the first optical disc and the protective layer thickness of the second optical disc. be able to.

以上のように、本発明に係る対物レンズは、両面に内側領域と外側領域を設け、各領域を互いに異なる面形状とすることにより、従来、規格（保護層厚）の異なる複数の光ディスクを使用したときに発生するコマ収差を、どの光ディスクを使用した場合であっても良好に補正することができる。 As described above, the objective lens according to the present invention has conventionally used a plurality of optical discs having different standards (protection layer thicknesses) by providing an inner region and an outer region on both surfaces and making each region have a different surface shape. The coma that occurs when the optical disc is used can be corrected satisfactorily regardless of which optical disc is used.

本発明の実施形態の対物レンズおよび各光ディスクを、各光ディスク使用時における光路ごとに分けて示している。The objective lens and each optical disk of the embodiment of the present invention are shown separately for each optical path when each optical disk is used. 本発明の実施形態の対物レンズを拡大して表す図である。It is a figure which expands and represents the objective lens of embodiment of this invention. 実施例１の対物レンズの、第一の光ディスク使用時における波面収差を表す収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram illustrating wavefront aberration of the objective lens according to Example 1 when the first optical disc is used. 実施例１の対物レンズの、第二の光ディスク使用時における波面収差を表す収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram illustrating wavefront aberration of the objective lens according to Example 1 when the second optical disc is used. 比較例１の対物レンズの、第一の光ディスク使用時における波面収差を表す収差図である。6 is an aberration diagram illustrating wavefront aberration of the objective lens of Comparative Example 1 when using the first optical disc. FIG. 比較例１の対物レンズの、第二の光ディスク使用時における波面収差を表す収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram showing wavefront aberration of the objective lens of Comparative Example 1 when using a second optical disc. 実施例１の対物レンズの、第一の光ディスク使用時に発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。6 is a graph showing a relationship between wavefront aberration generated when the first optical disk is used and the image height of the objective lens of Example 1; 実施例１の対物レンズの、第二の光ディスク使用時に発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。6 is a graph showing the relationship between wavefront aberration and image height that occur when the second optical disk is used in the objective lens of Example 1; 比較例１の対物レンズの、第一の光ディスク使用時に発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the wavefront aberration generated when the first optical disk is used and the image height of the objective lens of Comparative Example 1; 比較例１の対物レンズの、第二の光ディスク使用時に発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。6 is a graph showing the relationship between wavefront aberration and image height that occur when the second optical disk of the objective lens of Comparative Example 1 is used. 実施例２の対物レンズの、第一の光ディスク使用時における波面収差を表す収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram illustrating wavefront aberration of the objective lens according to Example 2 when the first optical disc is used. 実施例２の対物レンズの、第二の光ディスク使用時における波面収差を表す収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram illustrating wavefront aberration of the objective lens according to Example 2 when the second optical disc is used. 比較例２の対物レンズの、第一の光ディスク使用時における波面収差を表す収差図である。FIG. 10 is an aberration diagram illustrating wavefront aberration of the objective lens of Comparative Example 2 when using the first optical disc. 比較例２の対物レンズの、第二の光ディスク使用時における波面収差を表す収差図である。10 is an aberration diagram showing wavefront aberration of the objective lens of Comparative Example 2 when using a second optical disc. FIG. 実施例２の対物レンズの、第一の光ディスク使用時に発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。6 is a graph showing the relationship between wavefront aberration and image height generated when the first optical disk is used in the objective lens of Example 2. 実施例２の対物レンズの、第二の光ディスク使用時に発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。6 is a graph showing the relationship between wavefront aberration and image height that occur when the second optical disk is used in the objective lens of Example 2. 比較例２の対物レンズの、第一の光ディスク使用時に発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。10 is a graph showing the relationship between wavefront aberration and image height generated when the first optical disk is used in the objective lens of Comparative Example 2. 比較例２の対物レンズの、第二の光ディスク使用時に発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。10 is a graph showing the relationship between wavefront aberration and image height generated when the second optical disk is used in the objective lens of Comparative Example 2. 本発明に係る対物レンズの面の傾きに関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the inclination of the surface of the objective lens which concerns on this invention.

以下、この発明に係る対物レンズの実施形態を説明する。図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、実施形態に係る対物レンズ１０と第一の光ディスク２０Ａ、第二の光ディスク２０Ｂを、各光ディスク２０Ａ、２０Ｂ使用時における光路ごとに分けて図示したものである。対物レンズ１０は、保護層厚や記録密度といった規格が異なる複数種類の光ディスクに対して互換性を有する、光情報記録再生装置に搭載される。なお本文において、光情報記録再生装置には、記録専用装置、再生専用装置、および記録、再生兼用装置の全てが含まれる。 Hereinafter, embodiments of the objective lens according to the present invention will be described. FIGS. 1A and 1B illustrate the objective lens 10 according to the embodiment, the first optical disk 20A, and the second optical disk 20B separately for each optical path when the optical disks 20A and 20B are used. It is. The objective lens 10 is mounted on an optical information recording / reproducing apparatus having compatibility with a plurality of types of optical discs having different standards such as a protective layer thickness and a recording density. In this description, the optical information recording / reproducing apparatus includes all of a recording-only apparatus, a reproduction-only apparatus, and a recording / reproducing apparatus.

各光ディスク２０Ａ、２０Ｂは、図示しないターンテーブル上に載置され回転駆動される。なお本明細書では、保護層が薄く記録密度が高い光ディスク（例えばＤＶＤ）を第一の光ディスク２０Ａと記す。また、保護層が厚く記録密度が低い光ディスク（例えばＣＤやＣＤ−Ｒ等）を第二の光ディスク２０Ｂと記す。 Each of the optical disks 20A and 20B is placed on a turntable (not shown) and rotated. In this specification, an optical disc (for example, DVD) having a thin protective layer and a high recording density is referred to as a first optical disc 20A. An optical disc (eg, CD, CD-R, etc.) having a thick protective layer and a low recording density is referred to as a second optical disc 20B.

第一の光ディスク２０Ａに対して情報の記録または再生を行う際には、記録面上において小径のビームスポットを形成するために短波長（例えば、６５７ｎｍ）のレーザ光（以下、第一のレーザー光という）が光源（不図示）から照射される。また、記録密度の低い第二の光ディスク２０Ｂに対して記録または再生を行う際には、記録面上において比較的大きな径のスポットを形成するために、第一のレーザ光よりも長波長のレーザ光（以下、第二のレーザー光という）が光源から照射される。 When recording or reproducing information on the first optical disc 20A, a short wavelength (for example, 657 nm) laser beam (hereinafter referred to as the first laser beam) is used to form a small-diameter beam spot on the recording surface. Is emitted from a light source (not shown). Further, when recording or reproduction is performed on the second optical disc 20B having a low recording density, a laser having a wavelength longer than that of the first laser beam is used to form a spot having a relatively large diameter on the recording surface. Light (hereinafter referred to as second laser light) is emitted from the light source.

上記光源から照射され、コリメートレンズ（不図示）を介して平行光に変換されたレーザ光は、対物レンズ１０により光ディスク２０Ａ、もしくは光ディスク２０Ｂの記録面近傍に収束される。ここで、平行光束を対物レンズ１０に入射させることにより、対物レンズ１０がトラッキングシフトした場合であっても、収差が発生しない。 Laser light emitted from the light source and converted into parallel light via a collimator lens (not shown) is converged by the objective lens 10 near the recording surface of the optical disc 20A or the optical disc 20B. Here, even if the objective lens 10 is tracking-shifted by causing the parallel light beam to enter the objective lens 10, no aberration occurs.

対物レンズ１０は、光源側から順に第一面１０ａと第二面１０ｂを有する。対物レンズ１０は、図１に示すように両面１０ａ、１０ｂとも非球面である両凸のプラスチック製単レンズである。上述した通り、第一の光ディスク２０Ａと第二の光ディスク２０Ｂでは、保護層の厚さが異なる。このため、使用されるディスクによってコマ収差や球面収差が変化する。そこで、本実施形態の対物レンズ１０は、以下のように構成することにより、各収差を良好に抑えている。 The objective lens 10 has a first surface 10a and a second surface 10b in order from the light source side. As shown in FIG. 1, the objective lens 10 is a biconvex plastic single lens in which both surfaces 10a and 10b are aspherical surfaces. As described above, the thickness of the protective layer differs between the first optical disc 20A and the second optical disc 20B. For this reason, coma and spherical aberration vary depending on the disc used. Therefore, the objective lens 10 of the present embodiment is configured as follows to suppress each aberration satisfactorily.

図２（Ａ）は対物レンズ１０の拡大図、図２（Ｂ）は対物レンズ１０の第一面１０ａの一部拡大図、図２（Ｃ）は対物レンズ１０の第二面１０ｂの一部拡大図である。図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、対物レンズ１０の第一面１０ａは、光軸の周囲に位置する内側領域１１ａと、内側領域１１ａの周囲に位置し、レンズ外周部までの外側領域１２ａを有する。内側領域１１ａと外側領域１２ａは互いの面形状が異なる。また、第二面１０ｂも内側領域１１ｂと外側領域１２ｂを有する。内側領域１１ｂと外側領域１２ｂも互いの面形状が異なる。より詳しくは、外側領域１２ｂの方が内側領域１１ｂよりも面の傾きが小さくなるよう設計されている。なお、第一面１０ａを基準として考えた場合、外側領域１２ａを透過した光が第二面１０ｂに当たる（入射する）領域が第二面１０ｂにおける外側領域１２ｂとする。 2A is an enlarged view of the objective lens 10, FIG. 2B is a partially enlarged view of the first surface 10 a of the objective lens 10, and FIG. 2C is a part of the second surface 10 b of the objective lens 10. It is an enlarged view. As shown in FIGS. 2B and 2C, the first surface 10a of the objective lens 10 is positioned around the inner region 11a around the optical axis and around the inner region 11a, up to the lens outer periphery. It has an outer region 12a. The inner region 11a and the outer region 12a have different surface shapes. The second surface 10b also has an inner region 11b and an outer region 12b. The inner region 11b and the outer region 12b also have different surface shapes. More specifically, the outer region 12b is designed to have a smaller surface inclination than the inner region 11b. When the first surface 10a is considered as a reference, the region where the light transmitted through the outer region 12a impinges on (is incident on) the second surface 10b is the outer region 12b on the second surface 10b.

内側領域１１ａ、１１ｂは、第二のレーザ光が、第二の光ディスク２０Ｂの記録面において情報の記録または再生に必要なスポット径を得るためのＮＡを確保するための領域である。 The inner areas 11a and 11b are areas for securing the NA for the second laser beam to obtain a spot diameter necessary for recording or reproducing information on the recording surface of the second optical disc 20B.

記録密度の高い第一の光ディスク２０Ａに対する情報の記録または再生時は、記録密度が相対的に低い第二の光ディスクに対する情報の記録または再生時よりも、小径なスポット形成が要求される。つまり第一の光ディスク２０Ａ使用時には、より高いＮＡが要求される。そのため、内側領域１１ａ、１１ｂを透過した第一のレーザ光のみでは、情報の記録または再生を実現するために十分小径化されたスポットを得ることができない。そこで外側領域１２ａ、１２ｂは、第一のレーザ光が第一の光ディスク２０Ａの記録面において情報の記録または再生に必要なスポット径を得るためのＮＡを確保するための領域として用いられる。外側領域１２ａ、１２ｂは、第二のレーザ光の収束には寄与しない。 When recording or reproducing information on the first optical disk 20A having a high recording density, spot formation with a smaller diameter is required than when recording or reproducing information on the second optical disk having a relatively low recording density. That is, a higher NA is required when using the first optical disc 20A. For this reason, it is not possible to obtain a spot having a sufficiently small diameter for realizing information recording or reproduction only with the first laser light transmitted through the inner regions 11a and 11b. Therefore, the outer regions 12a and 12b are used as regions for securing a NA for obtaining a spot diameter necessary for recording or reproducing information on the recording surface of the first optical disc 20A by the first laser light. The outer regions 12a and 12b do not contribute to the convergence of the second laser beam.

このように、対物レンズ１０の両面１０ａ、１０ｂをそれぞれ、互いに面形状が異なる二つの領域に分けることにより、対物レンズ１０の設計の自由度を増加させることができる。これにより、光ディスク２０Ａ、２０Ｂのいずれを使用した場合にも、対物レンズに光束が光軸に対して斜めに入射した際に発生するコマ収差を良好に補正することができる。本実施形態では、以下のように各領域を形成することにより、各ディスク使用時に対物レンズに光束が光軸に対して斜めに入射した際に発生するコマ収差を補正している。 Thus, by dividing the both surfaces 10a and 10b of the objective lens 10 into two regions having different surface shapes, the degree of freedom in designing the objective lens 10 can be increased. As a result, coma aberration generated when a light beam is incident on the objective lens obliquely with respect to the optical axis can be satisfactorily corrected regardless of which of the optical disks 20A and 20B is used. In the present embodiment, coma aberration generated when a light beam is incident on the objective lens obliquely with respect to the optical axis when each disk is used is corrected by forming each region as follows.

詳しくは、本実施形態では、各面の内側領域１１ａ、１１ｂは、第二の光ディスク２０Ｂ使用時に対物レンズ１０に光束が光軸に対して斜めに入射した際に発生するコマ収差を第一の光ディスク使用時に発生するコマ収差よりも優先的に補正するような面形状に形成される。そのため、第一面１０ａの内側領域１１ａは、外側領域１２ａの形状をそのまま内側まで（つまり光軸まで）延長させた延長面を想定した場合、第二の光ディスク２０Ｂ使用時に該延長面に光束が光軸に対して斜めに入射した際に発生するコマ収差よりもコマ収差発生量を低減するような面形状になっている。第二面１０ｂの内側領域１１ｂの面形状についても同様である。なお上記の延長面は、図２（Ｂ）、（Ｃ）中、一点鎖線で示す。 Specifically, in the present embodiment, the inner regions 11a and 11b of each surface have a coma aberration generated when a light beam is incident on the objective lens 10 obliquely with respect to the optical axis when the second optical disc 20B is used. It is formed in a surface shape that preferentially corrects coma aberration that occurs when an optical disk is used. Therefore, assuming that the inner region 11a of the first surface 10a is an extended surface obtained by extending the shape of the outer region 12a to the inner side (that is, to the optical axis) as it is, a light beam is applied to the extended surface when the second optical disc 20B is used. The surface shape is such that the amount of coma generated is less than the amount of coma generated when entering obliquely with respect to the optical axis. The same applies to the surface shape of the inner region 11b of the second surface 10b. In addition, said extended surface is shown with a dashed-dotted line in FIG. 2 (B) and (C).

そして、各面の外側領域１２ａ、１２ｂは、第一の光ディスクを使用したときに発生するコマ収差を補正するような面形状に形成される。詳しくは、第一面１０ａは、各領域１１ａ、１２ａの境界位置Ｐａにおいて、外側領域１２ａの面の傾きが内側領域１１ａの面の傾きよりも小さくなるように形成される。第二面１０ｂも各領域１１ｂ、１２ｂの境界位置Ｐｂにおいて同様に形成される。具体的には、第一面１０ａは以下の条件式（２）を、第二面１０ｂは以下の条件式（１）を満たすように形成される。
-2.5＜θ_2B-θ_2A＜0.0 ・・・(1)
-1.2＜θ_1B-θ_1A＜0.0 ・・・(2) The outer regions 12a and 12b of each surface are formed in a surface shape that corrects coma generated when the first optical disk is used. Specifically, the first surface 10a is formed so that the inclination of the surface of the outer region 12a is smaller than the inclination of the surface of the inner region 11a at the boundary position Pa between the regions 11a and 12a. The second surface 10b is similarly formed at the boundary position Pb between the regions 11b and 12b. Specifically, the first surface 10a is formed to satisfy the following conditional expression (2), and the second surface 10b is formed to satisfy the following conditional expression (1).
-2.5 <θ _2B -θ _2A <0.0 (1)
-1.2 <θ _1B -θ _1A <0.0 (2)

本実施形態の対物レンズ１０は、内側領域１１ａ、１１ｂと外側領域１２ａ、１２ｂを上記のように異なる面形状にすることにより、第二の光ディスク使用時に発生するコマ収差を低減するとともに、第一の光ディスク使用時に発生するコマ収差も情報の記録または再生に必要な径のスポット形成に影響を及ぼさない程度に十分補正している。 The objective lens 10 of this embodiment reduces the coma aberration generated when the second optical disc is used and reduces the first region by making the inner regions 11a, 11b and the outer regions 12a, 12b different surface shapes as described above. The coma aberration generated when using the above optical disk is sufficiently corrected so as not to affect the spot formation having a diameter necessary for recording or reproducing information.

また、本実施形態では、図２（Ｂ）実線で示すように、第一面１０ａに回折構造を設けることも可能である。第一面１０ａに回折構造を設ける場合、該回折構造は、内側領域１１ａと外側領域１２ａとで異なる構造に構成される。 In the present embodiment, as shown by a solid line in FIG. 2B, it is possible to provide a diffractive structure on the first surface 10a. When the first surface 10a is provided with a diffractive structure, the diffractive structure is configured to be different between the inner region 11a and the outer region 12a.

第一面１０ａの内側領域１１ａは、第一および第二のレーザ光がそれぞれ対応する光ディスク２０Ａ、２０Ｂの記録面において良好に収束するような回折構造を備える。 The inner region 11a of the first surface 10a has a diffractive structure that allows the first and second laser beams to converge well on the recording surfaces of the corresponding optical disks 20A and 20B.

第一面１０ａの外側領域１２ａに形成される回折構造は、第一のレーザ光が入射した場合、第一の光ディスク２０Ａの記録面において良好に収束し、かつ第二のレーザ光が入射した場合は拡散してしまい、第二の光ディスク２０Ｂの記録面におけるスポットの形成に寄与しないように設計される。具体的には、外側領域１２ａの回折構造は、該領域１２ａを透過した第一のレーザ光の波面が、内側領域１１ａを透過した第一のレーザ光の波面と略連続するように構成される。 When the first laser beam is incident, the diffraction structure formed in the outer region 12a of the first surface 10a is well converged on the recording surface of the first optical disc 20A, and the second laser beam is incident. Is designed to diffuse and not contribute to the formation of spots on the recording surface of the second optical disc 20B. Specifically, the diffractive structure of the outer region 12a is configured such that the wavefront of the first laser beam transmitted through the region 12a is substantially continuous with the wavefront of the first laser beam transmitted through the inner region 11a. .

上記構成の対物レンズ１０を透過した第二のレーザ光は、内側領域１１を透過した成分のみが第二の光ディスク２０Ｂの記録面に良好に収束する。これにより該記録面には、第二の光ディスク２０Ｂに対する情報の記録または再生に好適な、比較的大径のスポットが形成される。また対物レンズ１０を透過する第一のレーザ光は、第一の光ディスク２０Ａの記録面上に小径のスポットを形成する。 In the second laser light transmitted through the objective lens 10 having the above-described configuration, only the component transmitted through the inner region 11 converges favorably on the recording surface of the second optical disc 20B. Thereby, a relatively large-diameter spot suitable for recording or reproducing information on the second optical disc 20B is formed on the recording surface. Further, the first laser light transmitted through the objective lens 10 forms a small-diameter spot on the recording surface of the first optical disc 20A.

次に上述した実施形態に基づく具体的な実施例を２例提示する。いずれの実施例も、保護層の厚みが０．６ｍｍの第一の光ディスク２０Ａと、保護層の厚みが１．２ｍｍの第二の光ディスク２０Ｂとの互換性を有する対物レンズ１０に関するものである。各実施例の対物レンズ１０を表す概略図は、図１に示される。 Next, two specific examples based on the above-described embodiment will be presented. Both examples relate to the objective lens 10 having compatibility between the first optical disc 20A having a protective layer thickness of 0.6 mm and the second optical disc 20B having a protective layer thickness of 1.2 mm. A schematic diagram representing the objective lens 10 of each example is shown in FIG.

実施例１の対物レンズ１０の具体的な仕様は表１に示されている。また、実施例１の対物レンズ１０を用いて各光ディスク２０Ａ、２０Ｂに対して情報の記録または再生を行う場合における光情報記録または再生装置の具体的数値構成を表２、表３に示す。 Specific specifications of the objective lens 10 of Example 1 are shown in Table 1. Tables 2 and 3 show specific numerical configurations of the optical information recording or reproducing apparatus when information is recorded or reproduced on each of the optical disks 20A and 20B using the objective lens 10 of the first embodiment.

表１中、設計波長λは各光ディスクに対する情報の記録または再生に最も適した波長（単位：ｎｍ）、開口数ＮＡは各光ディスクに対する情報の記録または再生に必要な開口数である。後述する表６においても同様である。 In Table 1, the design wavelength λ is the most suitable wavelength (unit: nm) for recording or reproducing information on each optical disk, and the numerical aperture NA is the numerical aperture necessary for recording or reproducing information on each optical disk. The same applies to Table 6 described later.

また表２中、ｒはレンズ各面の曲率半径（単位：ｍｍ）、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔（単位：ｍｍ）、ｎ（Ｘｎｍ）は波長Ｘｎｍでの屈折率、備考は各面番号が示す光学部材を表す。表３および後述する表７、表８も同様である。なお、表２と表３に示すｄが異なるのは、各光ディスク使用時に用いられるレーザ光の波長と各光ディスクの保護層厚が異なるからである。表２、表３に示すように、対物レンズ１０の第一面１０ａは、光軸ＡＸからの高さｈが１．５８ｍｍである境界位置を境にして、内側領域１１ａと外側領域１２ａに分けられている。同様に、第二面１０ｂも、光軸ＡＸからの高さｈが１．１４ｍｍである境界位置を境にして、内側領域１１ｂと外側領域１２ｂに分けられている。 In Table 2, r is the radius of curvature of each lens surface (unit: mm), d is the lens thickness or lens interval (unit: mm), n (Xnm) is the refractive index at wavelength Xnm, and the remarks are the surface numbers. The optical member shown is represented. The same applies to Table 3 and later-described Tables 7 and 8. The reason why d shown in Table 2 and Table 3 is different is that the wavelength of the laser beam used when each optical disk is used and the protective layer thickness of each optical disk are different. As shown in Tables 2 and 3, the first surface 10a of the objective lens 10 is divided into an inner region 11a and an outer region 12a with a boundary position where the height h from the optical axis AX is 1.58 mm as a boundary. It has been. Similarly, the second surface 10b is also divided into an inner region 11b and an outer region 12b with a boundary position where the height h from the optical axis AX is 1.14 mm.

対物レンズ１０の第一面１０ａおよび第二面１０ｂは非球面である。その形状は光軸からの高さがｈとなる非球面上の座標点の非球面の光軸上での接平面からの距離（サグ量）をＸ（ｈ）、非球面の光軸上での曲率（１／ｒ）をＣ、円錐係数をＫ、４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数をＡ_４，Ａ_６，Ａ_８，Ａ_１０，Ａ_１２として、以下の式で表される。

The first surface 10a and the second surface 10b of the objective lens 10 are aspherical surfaces. The shape is such that the distance (sag amount) from the tangential plane on the aspherical optical axis of the coordinate point on the aspherical surface where the height from the optical axis is h is X (h), on the aspherical optical axis. Is the curvature (1 / r) of C, the conic coefficient is K, the fourth, sixth, eighth, tenth, and twelfth aspheric coefficients are A ₄ , A ₆ , A ₈ , A ₁₀ , A ₁₂ , It is expressed by the following formula.

各非球面を規定する円錐係数と非球面係数は、表４に示される。表２〜表４に示すように、第一面１０ａは各領域１１ａ、１２ａによって、第二面１０ｂは各領域１１ｂ、１２ｂによって、それぞれ面形状（曲率半径ｒや非球面係数など）が異なる。なお、表４における表記Ｅは、１０を基数とし、Ｅの右の数字を指数とする累乗を表している。以下に示す各表においても同様である。 Table 4 shows conical coefficients and aspheric coefficients that define each aspheric surface. As shown in Tables 2 to 4, the surface shape (curvature radius r, aspheric coefficient, etc.) of the first surface 10a differs depending on the regions 11a and 12a, and the second surface 10b differs depending on the regions 11b and 12b. In addition, the notation E in Table 4 represents a power with 10 as the radix and the number to the right of E as the exponent. The same applies to each table shown below.

さらに、対物レンズ１０の第一面１０ａには、回折構造が形成される。該回折構造は、以下の光路差関数φ（ｈ）を用いて規定される。

Further, a diffractive structure is formed on the first surface 10 a of the objective lens 10. The diffractive structure is defined using the following optical path difference function φ (h).

光路差関数φ（ｈ）は、波長λの光束に対して回折レンズが与える回折作用を、光軸からの高さｈの位置における光路長付加量の形で表現したものである。Ｐ_２、Ｐ_４、Ｐ_６、…はそれぞれ光路差関数に関する２次、４次、６次、…の係数である。対物レンズ１０の回折構造を規定するために用いられる光路差関数係数Ｐ_２、…は、表５に示される。なお、ｍは情報の記録または再生に利用する回折光の次数を表し、本実施例ではｍ＝1としている。 The optical path difference function φ (h) expresses the diffractive action given by the diffractive lens to the light flux having the wavelength λ in the form of an optical path length addition amount at a position of height h from the optical axis. P ₂ , P ₄ , P ₆ ,... Are second-order, fourth-order, sixth-order,. Table 5 shows optical path difference function coefficients P ₂ ,... Used for defining the diffractive structure of the objective lens 10. Note that m represents the order of diffracted light used for recording or reproducing information, and m = 1 in this embodiment.

なお、第二面１０ｂの境界位置において、内側領域１１ｂの傾きθ_2Aが−３．９４degree、外側領域１２ｂの傾きθ_2Bが−４．４８である。よって、θ_2B-θ_2A=−０．５２degreeとなり、条件式（１）を満足する。 At the boundary position of the second surface 10b, the slope θ _2A of the inner region 11b is −3.94 degrees, and the slope θ _2B of the outer region 12b is −4.48. Therefore, θ _2B −θ _2A = −0.52 degree, which satisfies the conditional expression (1).

また、実施例１の対物レンズ１０を使用して第一の光ディスク２０Ａ、第二の光ディスク２０Ｂに対する情報の記録または再生を行った場合の波面収差図を、順に、図３と図４に示す。また、比較例１の対物レンズを使用して第一の光ディスク２０Ａ、第二の光ディスク２０Ｂに対する情報の記録または再生を行った場合の波面収差図を、順に、図５と図６に示す。なお、各図において、（Ａ）が軸上での波面収差を、（Ｂ）が軸外（像高０．０６ｍｍ）での波面収差を表す。比較例１の対物レンズとは、実施例１の対物レンズ１０と同一の構成を取りつつも、第二面１０ｂを連続面として形成したものをいう。 FIGS. 3 and 4 show wavefront aberration diagrams in the case where information is recorded on or reproduced from the first optical disc 20A and the second optical disc 20B using the objective lens 10 of the first embodiment. FIGS. 5 and 6 show wavefront aberration diagrams in the case where information is recorded on or reproduced from the first optical disc 20A and the second optical disc 20B using the objective lens of Comparative Example 1, respectively. In each figure, (A) represents the wavefront aberration on the axis, and (B) represents the wavefront aberration at the off-axis (image height 0.06 mm). The objective lens of Comparative Example 1 refers to an objective lens having the same configuration as that of the objective lens 10 of Example 1 but having the second surface 10b formed as a continuous surface.

図７は実施例１の対物レンズ１０を用いて第一の光ディスク２０Ａに対する情報の記録または再生を行ったときに発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。図８は実施例１の対物レンズ１０を用いて第二の光ディスク２０Ｂに対する情報の記録または再生を行ったときに発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。図９は、比較例１の対物レンズを使用して第一の光ディスク２０Ａに対する情報の記録または再生を行ったときに発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。図１０は、比較例１の対物レンズを使用して第二の光ディスク２０Ｂに対する情報の記録または再生を行ったときに発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。各グラフ中、coma3は３次のコマ収差を、as3は３次の非点収差を、coma5は５次のコマ収差を、それぞれ表す。後述する実施例２に関するグラフ（図１５〜図１８）においても同様である。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between wavefront aberration and image height generated when information is recorded on or reproduced from the first optical disc 20A using the objective lens 10 of the first embodiment. FIG. 8 is a graph showing the relationship between wavefront aberration and image height generated when information is recorded on or reproduced from the second optical disc 20B using the objective lens 10 of the first embodiment. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the wavefront aberration that occurs when information is recorded on or reproduced from the first optical disc 20A using the objective lens of Comparative Example 1, and the image height. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the wavefront aberration generated when information is recorded on or reproduced from the second optical disc 20B using the objective lens of Comparative Example 1 and the image height. In each graph, coma3 represents third-order coma, as3 represents third-order astigmatism, and coma5 represents fifth-order coma. The same applies to graphs (FIGS. 15 to 18) relating to Example 2 described later.

図７と図９を比較しつつ第一の光ディスク２０Ａ使用時に該ディスクの記録面上で発生する波面収差の量を検証する。実施例１の対物レンズ１０を使用した場合、３次のコマ収差は、比較例１の対物レンズ使用時とほぼ同程度に抑えられている。また、図８と図１０を比較しつつ第二の光ディスク２０Ｂ使用時に該ディスクの記録面上で発生する波面収差の量を検証する。実施例１の対物レンズ１０を使用した場合、比較例１の対物レンズを使用した場合に比べて、３次のコマ収差が良好に抑えられている、つまり波面収差全体の発生量が低減している。結果として、実施例１の対物レンズ１０を使用すると、第一の光ディスク２０Ａと第二の光ディスク２０Ｂのどちらを使用した場合であっても、３次のコマ収差が良好に補正されることにより、各光ディスクの記録面上において、情報の記録または再生に好適なスポットを形成できる程度まで十分にコマ収差を抑えることが可能となる。 The amount of wavefront aberration generated on the recording surface of the disc when the first optical disc 20A is used is verified while comparing FIG. 7 and FIG. When the objective lens 10 of Example 1 is used, the third-order coma aberration is suppressed to substantially the same level as when the objective lens of Comparative Example 1 is used. Further, the amount of wavefront aberration generated on the recording surface of the disc when the second optical disc 20B is used is verified by comparing FIG. 8 and FIG. When the objective lens 10 of Example 1 is used, the third-order coma aberration is satisfactorily suppressed as compared with the case of using the objective lens of Comparative Example 1, that is, the generation amount of the entire wavefront aberration is reduced. Yes. As a result, when the objective lens 10 of Example 1 is used, the third-order coma aberration is favorably corrected regardless of which of the first optical disc 20A and the second optical disc 20B is used. It is possible to sufficiently suppress coma aberration to such an extent that a spot suitable for recording or reproducing information can be formed on the recording surface of each optical disc.

なお、各光ディスク２０Ａ、２０Ｂに対する情報の記録または再生時に実施例１の対物レンズ１０を使用すると、比較例１の対物レンズ使用時に比べて若干５次のコマ収差の量が大きくなっている。しかし５次のコマ収差に関するこの程度の増加量は実使用上特に問題とはならない。 Note that when the objective lens 10 of Example 1 is used when recording or reproducing information on each of the optical disks 20A and 20B, the amount of fifth-order coma aberration is slightly larger than when the objective lens of Comparative Example 1 is used. However, this amount of increase with respect to the fifth-order coma aberration is not a problem in practical use.

実施例２の対物レンズ１０の具体的な仕様は表６に示されている。また、実施例２の対物レンズ１０を用いて各光ディスク２０Ａ、２０Ｂに対して情報の記録または再生を行う場合における光情報記録または再生装置の具体的数値構成を表７、表８に示す。 Specific specifications of the objective lens 10 of Example 2 are shown in Table 6. Tables 7 and 8 show specific numerical configurations of the optical information recording or reproducing apparatus when information is recorded or reproduced on each of the optical disks 20A and 20B using the objective lens 10 of the second embodiment.

表７、表８に示すように、対物レンズ１０の第一面１０ａは、光軸ＡＸからの高さｈが１．５８ｍｍである位置を境にして、内側領域１１ａと外側領域１２ａに分けられている。同様に、第二面１０ｂも、光軸ＡＸからの高さｈが１．１５ｍｍである位置を境にして、内側領域１１ｂと外側領域１２ｂに分けられている。 As shown in Tables 7 and 8, the first surface 10a of the objective lens 10 is divided into an inner region 11a and an outer region 12a with a position where the height h from the optical axis AX is 1.58 mm as a boundary. ing. Similarly, the second surface 10b is also divided into an inner region 11b and an outer region 12b with a position where the height h from the optical axis AX is 1.15 mm as a boundary.

対物レンズ１０の第一面１０ａおよび第二面１０ｂは非球面である。従って、各非球面の形状は上記の数１によって表される。数１に用いられる円錐係数と非球面係数は、表９に示される。表７〜表９に示すように、実施例２の対物レンズ１０における各面１０ａはそれぞれ内側領域と外側領域によって、面形状（曲率半径ｒや非球面係数など）が異なる。 The first surface 10a and the second surface 10b of the objective lens 10 are aspherical surfaces. Therefore, the shape of each aspherical surface is expressed by the above equation 1. Table 9 shows the conical coefficient and the aspherical coefficient used in Equation (1). As shown in Tables 7 to 9, the surface 10a of the objective lens 10 of Example 2 has different surface shapes (such as a radius of curvature r and an aspherical coefficient) depending on the inner region and the outer region.

なお、第一面１０ａの境界位置において、内側領域１１ａの傾きθ_1Aが４１．５７、外側領域１２ａの傾きθ_1Bが４１．２２である。また、第二面１０ｂの境界位置において、内側領域１１ｂの傾きθ_2Aが−７．７５degree、外側領域１２ｂの傾きθ_2Bが−７．７７degreeである。よって、θ_1B-θ_1A＝−０．３５degree、θ_2B-θ_2A＝−０．０２degreeとなり、実施例２は条件式（１）および条件式（２）をともに満足する。 At the boundary position of the first surface 10a, the slope θ _1A of the inner region 11a is 41.57, and the slope θ _1B of the outer region 12a is 41.22. Further, at the boundary position of the second surface 10b, the inclination θ _2A of the inner region 11b is −7.75 degree, and the inclination θ _2B of the outer region 12b is −7.77 degree. Therefore, θ _1B −θ _1A = −0.35 degree and θ _2B −θ _2A = −0.02 degree, and Example 2 satisfies both conditional expression (1) and conditional expression (2).

実施例２の対物レンズ１０を使用して第一の光ディスク２０Ａ、第二の光ディスク２０Ｂに対する情報の記録または再生を行った場合の波面収差図を、順に、図１１と図１２に示す。また、比較例２の対物レンズを使用して第一の光ディスク２０Ａ、第二の光ディスク２０Ｂに対する情報の記録または再生を行った場合の波面収差図を、順に、図１３と図１４に示す。なお、各図において、（Ａ）が軸上での波面収差を、（Ｂ）が軸外（像高０．０６ｍｍ）での波面収差を表す。なお、比較例２の対物レンズとは、実施例２の対物レンズ１０と同一の構成を取りつつも、第二面１０ｂを連続面として形成したものをいう。 FIG. 11 and FIG. 12 show wavefront aberration diagrams in the case where information is recorded on or reproduced from the first optical disc 20A and the second optical disc 20B using the objective lens 10 according to the second embodiment. Further, FIG. 13 and FIG. 14 show wavefront aberration diagrams in the case where information is recorded on or reproduced from the first optical disc 20A and the second optical disc 20B using the objective lens of Comparative Example 2, respectively. In each figure, (A) represents the wavefront aberration on the axis, and (B) represents the wavefront aberration at the off-axis (image height 0.06 mm). The objective lens of Comparative Example 2 refers to an objective lens having the same configuration as that of the objective lens 10 of Example 2 but having the second surface 10b formed as a continuous surface.

図１５は実施例２の対物レンズ１０を用いて第一の光ディスク２０Ａに対する情報の記録または再生を行ったときに発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。図１６は実施例２の対物レンズ１０を用いて第二の光ディスク２０Ｂに対する情報の記録または再生を行ったときに発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。図１７は、比較例２の対物レンズを使用して第一の光ディスク２０Ａに対する情報の記録または再生を行ったときに発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。図１８は、比較例２の対物レンズを使用して第二の光ディスク２０Ｂに対する情報の記録または再生を行ったときに発生する波面収差と像高との関係を表すグラフである。 FIG. 15 is a graph showing the relationship between wavefront aberration and image height generated when information is recorded on or reproduced from the first optical disc 20A using the objective lens 10 of the second embodiment. FIG. 16 is a graph showing the relationship between wavefront aberration and image height generated when information is recorded on or reproduced from the second optical disk 20B using the objective lens 10 of the second embodiment. FIG. 17 is a graph showing the relationship between the wavefront aberration generated when information is recorded on or reproduced from the first optical disc 20A using the objective lens of Comparative Example 2 and the image height. FIG. 18 is a graph showing the relationship between the wavefront aberration generated when information is recorded on or reproduced from the second optical disc 20B using the objective lens of Comparative Example 2 and the image height.

図１５と図１７を比較しつつ第一の光ディスク２０Ａ使用時に該ディスクの記録面上で発生する波面収差の量を検証する。実施例２の対物レンズ１０を使用した場合、３次のコマ収差は、比較例２の対物レンズ使用時よりは若干収差量が増えているものの、実使用上は何ら問題がない程度に十分抑えられている。また、図１６と図１８を比較しつつ第二の光ディスク２０Ｂ使用時に該ディスクの記録面上で発生する波面収差の量を検証する。実施例２の対物レンズ１０を使用した場合、比較例２の対物レンズを使用した場合に比べて、３次のコマ収差が良好に抑えられている。結果として、実施例２の対物レンズ１０を使用すると、第一の光ディスク２０Ａと第二の光ディスク２０Ｂのどちらを使用した場合であっても、３次のコマ収差を良好に補正することが可能となる。 The amount of wavefront aberration generated on the recording surface of the disc when the first optical disc 20A is used will be verified while comparing FIG. 15 and FIG. When the objective lens 10 of Example 2 is used, the third-order coma aberration is sufficiently suppressed to the extent that there is no problem in actual use although the amount of aberration is slightly larger than when the objective lens of Comparative Example 2 is used. It has been. Further, the amount of wavefront aberration generated on the recording surface of the disc when the second optical disc 20B is used is verified by comparing FIG. 16 and FIG. When the objective lens 10 of Example 2 is used, the third-order coma aberration is suppressed more satisfactorily than when the objective lens of Comparative Example 2 is used. As a result, when the objective lens 10 of Example 2 is used, it is possible to satisfactorily correct third-order coma aberration regardless of whether the first optical disc 20A or the second optical disc 20B is used. Become.

以上が本発明の実施形態である。なお、上記実施形態はあくまでも本発明に係る対物レンズの一例である。つまり本発明に係る対物レンズは、上記実施形態の構成に限定されるものではない。 The above is the embodiment of the present invention. The above embodiment is merely an example of the objective lens according to the present invention. That is, the objective lens according to the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment.

上記実施形態では、対物レンズ１０に入射させる第一のレーザ光や第二のレーザ光は、平行光束であると説明したが、略同一の結像倍率であれば、必ずしも平行光束でなくてもよい。 In the above embodiment, the first laser beam and the second laser beam incident on the objective lens 10 have been described as parallel light beams. Good.

また本実施形態では、各面の内側領域１１ａ、１１ｂは、第二の光ディスクを使用したときに発生するコマ収差を優先的に補正するような面形状に形成されると説明した。ここで、各面の内側領域１１ａ、１１ｂは、少なくとも第二の光ディスクを使用したときに発生するコマ収差を低減するような面形状であれば、上記実施形態と略同様の効果を得ることができる。例えば、各面の内側領域１１ａ、１１ｂを、第一の光ディスク２０Ａの保護層厚と第二の光ディスク２０Ｂの保護層厚との中間厚の位置においてコマ収差が良好に補正されるような面形状に形成することも可能である。 Further, in the present embodiment, it has been described that the inner regions 11a and 11b of each surface are formed in a surface shape that preferentially corrects coma generated when the second optical disk is used. Here, if the inner regions 11a and 11b of each surface have a surface shape that reduces coma generated when at least the second optical disk is used, substantially the same effect as the above embodiment can be obtained. it can. For example, the inner regions 11a and 11b of each surface have a surface shape in which coma is favorably corrected at a position intermediate between the protective layer thickness of the first optical disc 20A and the protective layer thickness of the second optical disc 20B. It is also possible to form it.

また、特に第二面において内側領域と外側領域の境界位置に段差が生じないよう、境界位置を平滑化した成形用金型で対物レンズを成形することにより、コート膜の剥離や成形時における転写不良で生じる段差のダレといった実際の製造時や使用時に想定される不具合が生じる可能性も有効に防ぐことができる。 In addition, transfer of the coating film during peeling or molding is performed by molding the objective lens with a molding die with a smooth boundary position so that there is no step at the boundary position between the inner area and outer area on the second surface. It is also possible to effectively prevent the possibility of inconveniences that may occur during actual manufacturing or use, such as sagging of steps caused by defects.

１０対物レンズ
２０Ａ第一の光ディスク
２０Ｂ第二の光ディスク 10 Objective lens 20A First optical disc 20B Second optical disc

Claims

第一の光ディスクと、前記第一の光ディスクよりも相対的に保護層厚が厚い第二の光ディスクと、の保護層厚が互いに異なる少なくとも２種類の光ディスクに対して情報の記録または再生が可能な光ディスク用対物レンズであって、
前記対物レンズは、光源側に配設される第一面および前記光ディスク側に配設される第二面を有し、
前記第一面および前記第二面はどちらも、前記第二の光ディスクに対する情報の記録または再生時に必要なＮＡを確保するための内側領域と、該内側領域の外側にあり、前記第一の光ディスクに対する情報の記録または再生時に必要なＮＡを確保するための外側領域と、を有し、
各面における前記内側領域は、前記第二の光ディスクに対する情報の記録または再生時に前記内側領域と前記外側領域の境界位置において光束が光軸に対して斜めに入射した際に、前記外側領域において発生するコマ収差よりも、該内側領域において発生するコマ収差の量のほうが小さくなるような面形状を有し、
前記第二面での、前記内側領域と前記外側領域の境界位置における、前記内側領域での面の傾きθ_2A［degree］に対する前記外側領域での面の傾きθ_2B［degree］が、以下の式(1)、
-2.5＜θ_2B-θ_2A＜0.0 ・・・(1)
（但し、面の傾きθは光軸に平行な線に対する面法線の角度で表し、時計方向を正とする。）
を満たすことを特徴とする対物レンズ。 Information can be recorded or reproduced on at least two types of optical discs having different protective layer thicknesses between the first optical disc and the second optical disc having a relatively thick protective layer thickness than the first optical disc. An objective lens for an optical disc,
The objective lens has a first surface disposed on the light source side and a second surface disposed on the optical disc side,
Both the first surface and the second surface are inside an area for securing an NA necessary for recording or reproducing information on the second optical disk and outside the inner area, and the first optical disk An outer area for securing the NA necessary for recording or reproducing information on
The inner area on each surface is generated in the outer area when a light beam is incident obliquely with respect to the optical axis at the boundary position between the inner area and the outer area when recording or reproducing information on the second optical disc. It has a surface shape such that the amount of coma generated in the inner region is smaller than the coma that
The slope θ _2B [degree] of the surface in the outer region with respect to the surface tilt θ _2A [degree] in the inner region at the boundary position of the inner region and the outer region on the second surface is as follows: Formula (1),
-2.5 <θ _2B -θ _2A <0.0 (1)
(However, the inclination θ of the surface is expressed by the angle of the surface normal to the line parallel to the optical axis, and the clockwise direction is positive.)
Objective lens characterized by satisfying

請求項１に記載の対物レンズにおいて、
前記第一面での、前記内側領域と前記外側領域の境界位置における、前記内側領域での面の傾きθ_1A［degree］に対する前記外側領域での面の傾きθ_1B［degree］が、以下の式(2)、
-1.2＜θ_1B-θ_1A＜0.0 ・・・(2)
を満たすことを特徴とする対物レンズ。 The objective lens according to claim 1, wherein
The slope θ _1B [degree] of the surface in the outer region relative to the surface tilt θ _1A [degree] in the inner region at the boundary position between the inner region and the outer region on the first surface is as follows: Formula (2),
-1.2 <θ _1B -θ _1A <0.0 (2)
Objective lens characterized by satisfying

請求項１または請求項２に記載の対物レンズにおいて、
前記第一面および前記第二面のうち、少なくとも一方の面は輪帯状の回折構造を有していることを特徴とする対物レンズ。 The objective lens according to claim 1 or 2,
An objective lens, wherein at least one of the first surface and the second surface has an annular diffractive structure.

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
前記第一の光ディスクと前記第二の光ディスクは、共に略同一の結像倍率で使用されることを特徴する対物レンズ。 In the objective lens according to any one of claims 1 to 3,
The objective lens, wherein the first optical disc and the second optical disc are used at substantially the same imaging magnification.

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
前記第二面における前記外側領域は、前記第一面における前記外側領域を透過した光が前記第二面に当たる領域であることを特徴とする対物レンズ。 In the objective lens according to any one of claims 1 to 4,
The objective lens according to claim 1, wherein the outer region on the second surface is a region where light transmitted through the outer region on the first surface hits the second surface.

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
前記内側領域は、前記第一の光ディスクの保護層厚と前記第二の光ディスクの保護層厚との中間厚においてコマ収差が良好に低減されるように設計されていることを特徴とする対物レンズ。 In the objective lens according to any one of claims 1 to 5,
The objective lens is characterized in that the inner region is designed so that coma is favorably reduced at an intermediate thickness between a protective layer thickness of the first optical disc and a protective layer thickness of the second optical disc. .