JP2010198717A - Objective lens, optical pickup and optical disk device - Google Patents
Objective lens, optical pickup and optical disk device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010198717A JP2010198717A JP2009180894A JP2009180894A JP2010198717A JP 2010198717 A JP2010198717 A JP 2010198717A JP 2009180894 A JP2009180894 A JP 2009180894A JP 2009180894 A JP2009180894 A JP 2009180894A JP 2010198717 A JP2010198717 A JP 2010198717A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- light beam
- objective lens
- optical disc
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
Description
本発明は、異なる3種類の光ディスクに対して情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップに用いられる対物レンズ、並びに光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスク装置に関する。 The present invention relates to an objective lens used for an optical pickup that records and / or reproduces information signals on three different types of optical discs, an optical pickup, and an optical disc apparatus using the optical pickup.
近年、次世代光ディスクフォーマットとして、青紫色半導体レーザによる波長405nm程度の光ビームを用いて信号の記録再生を行う高密度記録が可能な光ディスク(以下、「高密度記録光ディスク」という。)が提案されている。この高密度記録光ディスクは、信号記録層を保護するカバー層の厚さを薄く、例えば0.1mmとした構造のものが提案されている。 In recent years, as a next-generation optical disc format, an optical disc capable of high-density recording (hereinafter referred to as a “high-density recording optical disc”) in which signals are recorded and reproduced using a light beam having a wavelength of about 405 nm by a blue-violet semiconductor laser has been proposed. ing. This high-density recording optical disk has been proposed with a structure in which the cover layer for protecting the signal recording layer is thin, for example, 0.1 mm.
これらの高密度記録光ディスクに対応する光ピックアップを提供するに際して、従来の光ディスクとの互換性を有することが望まれる。すなわち、従来の使用波長が785nm付近であるCD(Compact Disc)、使用波長が655nm付近であるDVD(Digital Versatile Disc)等のフォーマットの異なる光ディスクとの互換性を有するものが望まれる。このように、ディスク構造及びこれに伴うレーザ仕様が異なるフォーマットの光ディスク間の互換性を有する光ピックアップ及び光ディスク装置が必要とされる。 In providing an optical pickup corresponding to these high-density recording optical disks, it is desired to have compatibility with conventional optical disks. That is, a disc having compatibility with optical discs having different formats such as a conventional CD (Compact Disc) having a used wavelength of about 785 nm and a DVD (Digital Versatile Disc) having a used wavelength of about 655 nm is desired. Thus, there is a need for an optical pickup and an optical disk apparatus that have compatibility between optical disks of different formats that have different disk structures and accompanying laser specifications.
従来、異なるフォーマットとされた3種類の光ディスクに対して、情報信号の記録又は再生を実現する方法として、例えば、図59のような構成が考えられる。すなわち、図59に示すようなDVD・CD用、及び、高密度記録光ディスク用の2種類の対物レンズと2種類の光学系を設け、それぞれの対物レンズを使用波長毎に切り換える方式のものがある。 Conventionally, for example, a configuration as shown in FIG. 59 is conceivable as a method for realizing recording or reproduction of an information signal for three types of optical disks having different formats. In other words, there are two types of objective lenses and two types of optical systems for DVD / CD and high-density recording optical disc as shown in FIG. 59, and switching each objective lens for each wavelength used. .
図59に示す光ピックアップ130は、2種類の対物レンズ133,134を設けることにより、異なる種類の光ディスクの記録及び/又は再生を実現するものである。光ピックアップ130は、CD等の光ディスクに対して波長785nm程度の光ビームを出射する出射部と、DVD等の光ディスクに対して波長655nm程度の光ビームを出射する出射部とを有するレーザダイオード等の光源部132を有する。また、光ピックアップ130は、高密度記録光ディスクに対して波長405nm程度の光ビームを出射する出射部を有するレーザダイオード等の光源部131を有する。また、光ピックアップ130は、DVD、CD等の光ディスク用の対物レンズ134と、高密度記録光ディスク用の対物レンズ133とを備える。また、この光ピックアップは、コリメータレンズ142A,142B、1/4波長板143A,143B、立ち上げミラー144A,144B、ビームスプリッタ137,138、グレーティング139,140、光検出器145、マルチレンズ146等を備える。
The
光源部132より出射された波長785nm程度の光ビームは、ビームスプリッタ137、ビームスプリッタ138を透過し、対物レンズ134へと入射する。この対物レンズ134によって厚さ1.1mmの保護層(カバー層)を有する光ディスクの信号記録面に集光される。
The light beam having a wavelength of about 785 nm emitted from the
同様に、光源部132より出射された波長655nm程度の光ビームは、まったく同一の光路によって対物レンズ134へと入射し、厚さ0.6mmの保護層を有する光ディスクの信号記録面に集光される。光ディスクの信号記録面で反射された波長785nm及び波長655nmの戻り光は、ビームスプリッタ138を経て、フォトディテクタ等を有する光検出器145で検出される。
Similarly, a light beam having a wavelength of about 655 nm emitted from the
光源部131より出射された波長405nm程度の光ビームは、ビームスプリッタ137で反射され、ビームスプリッタ138を経て対物レンズ133へと入射する。この対物レンズ133によって厚さ約0.1mmの保護層を有する光ディスクの信号記録面に集光される。光ディスクの信号記録面で反射された波長405nmの戻り光は、ビームスプリッタ138を経て、光検出器145で検出される。
The light beam having a wavelength of about 405 nm emitted from the
以上のような図59に示す光ピックアップは、上述のようなDVD/CD用の対物レンズ134と、高密度記録光ディスク用の対物レンズ133との2種類の対物レンズを設けることにより、異なる3種類の光ディスクの記録及び/又は再生を実現する。すなわち、かかる光ピックアップは、複数種類の光ディスク間の互換を実現する。
The optical pickup shown in FIG. 59 has three different types of objective lenses by providing two types of objective lenses, the DVD / CD
しかしながら、上述のような光ピックアップでは、以下のような問題がある。まず、各光ディスク毎に最適となる対物レンズの傾きに相違がある。上述の光ピックアップでは、2個の対物レンズ133,134を用いることによって、それぞれの対物レンズ133,134のアクチュエータのレンズホルダへの取り付け角度が不適切となる場合がある。そして、このことにより光ディスクに対して最適な対物レンズの傾きとすることができない場合がある。この結果、再生信号の品質が低下するといった問題がある。また、上述の光ピックアップでは、2種類の対物レンズ133,134を用いることによって、立ち上げミラー、コリメータレンズ或いは1/4波長板といった2種類の光学系のそれぞれの光路内に挿入する必要のある部品点数が増大することとなる。このため、高コストになり、光ピックアップが大型化してしまうといった問題がある。さらに、上述の光ピックアップでは、2つの対物レンズ133,134を対物レンズ駆動用のアクチュエータに搭載する必要があるため、アクチュエータの重量が増大し、感度が低下するという問題もあった。
However, the optical pickup as described above has the following problems. First, there is a difference in the inclination of the objective lens that is optimal for each optical disc. In the optical pickup described above, the use of the two
これに対し、上述のような問題を解消するとともに、さらに光学部品の簡素化を可能とするため複数種類の光ディスク及び3種類の使用波長に対して共通の単一の対物レンズを備える光ピックアップも検討されている。3波長の光ビームに対応した対物レンズを設ける場合の基本的指針としては、対物レンズに入射する前の光路上に回折光学素子等の回折部を設ける。そして、対物レンズに対して拡散・収束光の状態で入射させ、使用波長とメディアの組み合わせによって生じる球面収差を補正するというものである。 On the other hand, there is also an optical pickup provided with a single objective lens common to a plurality of types of optical disks and three types of operating wavelengths in order to solve the above-described problems and further simplify optical components. It is being considered. As a basic guideline when providing an objective lens corresponding to a three-wavelength light beam, a diffractive portion such as a diffractive optical element is provided on an optical path before entering the objective lens. Then, the light is incident on the objective lens in the state of diffused / converged light to correct spherical aberration caused by the combination of the wavelength used and the medium.
しかし、従来検討されている光ピックアップでは、回折部が複数面に設けられることにより構成されていたり、対物レンズの球面とは異なる球面形状を回折面に設ける必要があったりした。さらに、対物レンズの入射前の光路に複雑な構成を有する液晶素子を設けることが必要であったりした。これらの構成は、いずれもレンズ部、回折部、液晶素子等が別々に形成されたのち組み合わされており、これらの位置合わせや複数の回折面の貼り合わせにかなり高い精度が要求される。よって、製造の煩雑化・複雑化といった問題や、これらの精度が満たされないことによる問題等もあった。 However, the optical pickups that have been studied in the past have been configured by providing the diffractive portion on a plurality of surfaces, or it has been necessary to provide a spherical surface different from the spherical surface of the objective lens on the diffractive surface. Furthermore, it may be necessary to provide a liquid crystal element having a complicated configuration in the optical path before incidence of the objective lens. These configurations are combined after a lens portion, a diffractive portion, a liquid crystal element, and the like are separately formed, and considerably high accuracy is required for the alignment and bonding of a plurality of diffractive surfaces. Therefore, there have been problems such as manufacturing complexity and complexity, and problems due to failure to satisfy these accuracies.
また、例えば、特開2004−265573号公報に記載のように、回折部を一面に設けた光ピックアップも考えられているが、2波長互換の実現に留まっていた。かかる構成では、3波長互換を実現するためには、別に残りの1波長に対応した対物レンズを設ける必要があり、光学部品の増大及び構成の複雑化といった問題があった。(特許文献1参照)。 For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-265573, an optical pickup provided with a diffractive portion on one surface is also considered, but the two-wavelength compatibility has been realized. In such a configuration, in order to realize the three-wavelength compatibility, it is necessary to separately provide an objective lens corresponding to the remaining one wavelength, which causes problems such as an increase in optical components and a complicated configuration. (See Patent Document 1).
本発明の目的は、構成を複雑にすることなく、それぞれ使用波長を異にする3種類の光ディスクに対して、共通の一の対物レンズを用いて光ビームを信号記録面に集光して情報信号の記録及び/又は再生を実現する光ピックアップに用いられる対物レンズ並びに光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することにある。 An object of the present invention is to collect information by condensing a light beam on a signal recording surface using a common objective lens for three types of optical disks each having a different use wavelength without complicating the configuration. An object of the present invention is to provide an objective lens used in an optical pickup that realizes signal recording and / or reproduction, as well as an optical pickup and an optical disc apparatus.
この目的を達成するため、本発明に係る対物レンズは、少なくとも第1の光ディスクと、上記第1の光ディスクとは異なる種類の第2の光ディスクと、上記第1及び第2の光ディスクとは異なる種類の第3の光ディスクとに対して光ビームを照射して情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップに用いられ、上記第1の光ディスクに対応した第1の波長の光ビームと、上記第2の光ディスクに対応した上記第1の波長より長い第2の波長の光ビームと、上記第3の光ディスクに対応した上記第2の波長より長い第3の波長の光ビームとを対応する光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズにおいて、入射側の面又は出射側の面に設けられる回折部を備え、上記回折部は、最内周部に設けられ略円形状の光ビームを回折する第1の領域と、上記第1の領域の外側に設けられ輪帯状の光ビームを回折する第2の領域と、上記第2の領域の外側に設けられ輪帯状の第3の領域とを有し、上記第1の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk3iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、上記第2の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1の回折構造とは異なる構造の第2の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させるとともに、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、上記第3の領域は、通過する上記第1の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とする。そして、上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(1,−1,−2)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−2)、(0,−1)、又は(+1,0)である。 In order to achieve this object, an objective lens according to the present invention includes at least a first optical disc, a second optical disc of a different type from the first optical disc, and a different type from the first and second optical discs. The third optical disk is used for an optical pickup that irradiates a light beam to record and / or reproduce an information signal, and a first wavelength light beam corresponding to the first optical disk; A light beam having a second wavelength longer than the first wavelength corresponding to the second optical disk and a light beam having a third wavelength longer than the second wavelength corresponding to the third optical disk. The objective lens for condensing on the signal recording surface includes a diffractive portion provided on the incident side surface or the outgoing side surface, and the diffractive portion is provided on the innermost peripheral portion and diffracts a substantially circular light beam. First A region, a second region provided outside the first region and diffracting an annular light beam, and a third region provided outside the second region, The first region is formed with a first diffractive structure having a ring shape and a predetermined depth, and the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens of the light beam having the first wavelength that passes therethrough. The diffracted light of the order k1i condensed on the second light is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second light beam passing through the objective lens is passed through the objective lens. The diffracted light of order k2i condensed on the signal recording surface of the optical disc is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the objective of the light beam having the third wavelength passing therethrough is generated. The order of focusing on the signal recording surface of the third optical disc through the lens is k The diffracted light of i is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to other orders of diffracted light, and the second region has a ring shape and has a predetermined depth and the first diffractive structure. A second diffractive structure having a different structure is formed, and diffracted light of order k1m is condensed on the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens of the light beam having the first wavelength that passes therethrough. Diffracted light of the second order is generated so as to have the maximum diffraction efficiency, and the order of the light beam having the second wavelength that passes through the second optical disc is focused on the signal recording surface of the second optical disc through the objective lens. The diffracted light of k2m is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the signal recording of the third optical disc is performed via the objective lens of the light beam of the third wavelength passing therethrough. Diffracted light of orders other than the order of focusing on the surface is dominant. The third region causes the light beam having the first wavelength to pass therethrough to be condensed on the signal recording surface of the first optical disc via the objective lens, and passes through the second region. The light beam having the wavelength is not condensed on the signal recording surface of the second optical disk via the objective lens, and the light beam having the third wavelength passing therethrough is recorded on the third optical disk via the objective lens. The surface is not condensed. The k1i, k2i, and k3i are (k1i, k2i, k3i) = (1, -1, -2), and the k1m, k2m are (k1m, k2m) = (0, -2), (0, -1) or (+1, 0).
また、本発明に係る対物レンズは、上記(k1i,k2i,k3i)及び上記(k1m,k2m)に換えて、上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(+1,−2,−3)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、又は(+1,0)である。 In the objective lens according to the present invention, instead of (k1i, k2i, k3i) and (k1m, k2m), k1i, k2i, k3i are (k1i, k2i, k3i) = (+ 1, −2, −3), and k1m and k2m are (k1m, k2m) = (0, −1), (0, −2), or (+1, 0), respectively.
また、本発明に係る対物レンズは、上記(k1i,k2i,k3i)及び上記(k1m,k2m)に換えて、上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(0,−1,−2)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、(+1,0)又は(+1,−1)である。 In the objective lens according to the present invention, instead of (k1i, k2i, k3i) and (k1m, k2m), k1i, k2i, k3i are (k1i, k2i, k3i) = (0, -1, −2), and k1m and k2m are (k1m, k2m) = (0, −1), (0, −2), (+1,0) or (+ 1, −1), respectively.
また、本発明に係る対物レンズは、上記(k1i,k2i,k3i)及び上記(k1m,k2m)に換えて、上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(0,−2,−3)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、又は(+1,0)である。 In the objective lens according to the present invention, instead of (k1i, k2i, k3i) and (k1m, k2m), k1i, k2i, k3i are (k1i, k2i, k3i) = (0, −2, −3), and k1m and k2m are (k1m, k2m) = (0, −1), (0, −2), or (+1, 0), respectively.
また、本発明に係る対物レンズは、上記(k1i,k2i,k3i)及び上記(k1m,k2m)に換えて、上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(+2,−1,−2)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、又は(+1,0)である。 Further, in the objective lens according to the present invention, the k1i, k2i, and k3i are (k1i, k2i, k3i) = (+ 2, −1,) instead of the (k1i, k2i, k3i) and the (k1m, k2m). −2), and k1m and k2m are (k1m, k2m) = (0, −1), (0, −2), or (+1, 0), respectively.
また、本発明に係る対物レンズにおいて、上記第3の領域は、非球面連続面として形成され、レンズ曲面の屈折力により、通過する上記第1の波長の光ビームを第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態としてもよい。 In the objective lens according to the present invention, the third region is formed as an aspherical continuous surface, and the light beam having the first wavelength that passes therethrough is recorded on the first optical disc by the refractive power of the curved surface of the lens. The light beam having the second wavelength that passes through the surface of the second optical disc is focused on the signal recording surface of the second optical disc, and the light beam that passes through the third wavelength passes through the signal of the third optical disc. It is good also as a state which is not condensed on a recording surface.
また、本発明に係る対物レンズにおいて、上記第3の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1及び第2の回折構造とは異なる構造の第3の回折構造が形成された回折領域であり、通過する上記第1の波長の光ビームの当該対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数の回折光を発生させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームの当該対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの当該対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させるようにしてもよい。 In the objective lens according to the present invention, the third region is formed in a third diffractive structure having an annular shape and a predetermined depth, which is different from the first and second diffractive structures. A diffraction region of the first wavelength that passes through the objective lens of the light beam having the first wavelength that passes therethrough and generates the diffracted light of the order that is condensed on the signal recording surface of the first optical disc, A diffracted light of an order other than the order focused on the signal recording surface of the second optical disc via the objective lens of the wavelength light beam is generated so as to be dominant, and the light beam of the third wavelength passing therethrough The diffracted light of the order other than the order condensed on the signal recording surface of the third optical disk via the objective lens may be generated so as to be dominant.
また、本発明に係る光ピックアップは、第1の光ディスクに対応した第1の波長の光ビームを出射する第1の出射部と、上記第1の光ディスクとは異なる種類の第2の光ディスクに対応した上記第1の波長より長い第2の波長の光ビームを出射する第2の出射部と、上記第1及び第2の光ディスクとは異なる種類の第3の光ディスクに対応した上記第2の波長より長い第3の波長の光ビームを出射する第3の出射部と、上記第1乃至第3の出射部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、上記第1乃至第3の波長の光ビームの光路上に配置される光学素子又は上記対物レンズの一方の面に設けられる回折部とを備え、上記回折部は、最内周部に設けられ略円形状の光ビームを回折する第1の領域と、上記第1の領域の外側に設けられ輪帯状の光ビームを回折する第2の領域と、上記第2の領域の外側に設けられ輪帯状の第3の領域とを有し、上記第1の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk3iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、上記第2の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1の回折構造とは異なる構造の第2の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させるとともに、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、上記第3の領域は、通過する上記第1の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(1,−1,−2)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−2)、(0,−1)、又は(+1,0)である。
The optical pickup according to the present invention is compatible with a first emission unit that emits a light beam having a first wavelength corresponding to the first optical disc, and a second optical disc of a type different from the first optical disc. The second emission unit emitting a light beam having a second wavelength longer than the first wavelength, and the second wavelength corresponding to a third optical disc of a type different from the first and second optical discs. A third emission section for emitting a light beam having a longer third wavelength, an objective lens for condensing the light beams emitted from the first to third emission sections on the signal recording surface of the optical disc, and An optical element disposed on the optical path of the light beam having the first to third wavelengths or a diffractive part provided on one surface of the objective lens, and the diffractive part is provided on the innermost peripheral part and is substantially circular. A first region for diffracting a shaped light beam, and A second region that diffracts a ring-shaped light beam provided outside the region, and a ring-shaped third region provided outside the second region, wherein the first region is A first order diffractive structure which is annular and has a predetermined depth is formed, and the order of focusing the light beam of the first wavelength passing through the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens Is generated so that the diffracted light of k1i has the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the signal recording of the second optical disk through the objective lens of the light beam of the second wavelength passing therethrough The diffracted light of the order k2i condensed on the surface is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the light beam having the third wavelength passing therethrough is passed through the objective lens. Diffracted light of order k3i that is focused on the signal recording surface of the
また、本発明に係る光ピックアップは、上記(k1i,k2i,k3i)及び上記(k1m,k2m)に換えて、上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(+1,−2,−3)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、又は(+1,0)である。 Further, in the optical pickup according to the present invention, the k1i, k2i, and k3i are (k1i, k2i, k3i) = (+ 1, −2,) instead of the (k1i, k2i, k3i) and the (k1m, k2m). −3), and k1m and k2m are (k1m, k2m) = (0, −1), (0, −2), or (+1, 0), respectively.
また、本発明に係る光ディスク装置は、少なくとも第1の光ディスクと、上記第1の光ディスクとは異なる種類の第2の光ディスクと、上記第1及び第2の光ディスクとは異なる種類の第3の光ディスクとから任意に選択される光ディスクを保持して回転駆動する駆動手段と、上記駆動手段によって回転駆動される光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射することにより情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップとを有する光ディスク装置であり、この光ディスク装置に用いる光ピックアップとして、上述したようなものを用いたものである。 The optical disc apparatus according to the present invention includes at least a first optical disc, a second optical disc of a type different from the first optical disc, and a third optical disc of a type different from the first and second optical discs. A driving means for holding and rotating an optical disk arbitrarily selected from the above, and a plurality of light beams having different wavelengths to the optical disk rotated and driven by the driving means. An optical disc apparatus having an optical pickup for recording and / or reproduction, and the optical pickup used in the optical disc apparatus uses the one described above.
本発明は、光ビームを出射する出射部と光ディスクの信号記録面との間の光路上に配置される光学素子の一面に設けられた回折部により、それぞれ使用波長を異にする3種類の光ディスクに対して、共通の一の対物レンズを用いてそれぞれ対応する光ビームを信号記録面に適切に集光することを可能として、構成を複雑にすることなく、対物レンズを共通とした3波長互換を実現してそれぞれの光ディスクに対して良好な信号の記録及び/又は再生を実現する。 The present invention provides three types of optical discs each having a different wavelength to be used by a diffractive portion provided on one surface of an optical element disposed on an optical path between an emitting portion for emitting a light beam and a signal recording surface of the optical disc. On the other hand, it is possible to properly collect the corresponding light beams on the signal recording surface using one common objective lens, and it is compatible with three wavelengths without complicating the configuration. To realize good signal recording and / or reproduction for each optical disc.
以下、発明を実施するための最良の形態を以下の順で説明する。
1.光ディスク装置の全体構成
2.光ピックアップの全体構成
3.本発明を適用した対物レンズについて
4.本発明を適用した対物レンズの他の例について
5.本発明を適用した光ピックアップに用いられる回折部の例について(〔3.〕の変形例)
6.本発明を適用した光ピックアップに用いられる回折部の他の例について(〔4.〕の変形例)
7.対物レンズの実施例
8.本発明を適用した光ピックアップについて
9.本発明を適用した光ピックアップの他の例について
10.外輪帯に特徴を有する対物レンズ及びこれを備えた光ピックアップの例について
Hereinafter, the best mode for carrying out the invention will be described in the following order.
1. 1. Overall configuration of
6). Another example of the diffractive portion used in the optical pickup to which the present invention is applied (modified example of [4.])
7). Example of objective lens8. 8. Optical pickup to which the present invention is applied 10. Another example of an optical pickup to which the present invention is applied Example of objective lens characterized by outer ring zone and optical pickup provided with the same
〔1.光ディスク装置の全体構成〕
以下、本発明を適用した光ピックアップを用いた光ディスク装置について、図面を参照して説明する。
[1. Overall configuration of optical disk device]
Hereinafter, an optical disk apparatus using an optical pickup to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
本発明が適用された光ディスク装置1は、図1に示すように、光ディスク2から情報記録再生を行う光ピックアップ3と、光ディスク2を回転操作する駆動手段としてのスピンドルモータ4とを備える。また、光ディスク装置1は、光ピックアップ3を光ディスク2の径方向に移動させる送りモータ5を備えている。この光ディスク装置1は、フォーマットの異なる3種類の光ディスク及び記録層が積層化された光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うことができる3規格間互換性を実現した光ディスク装置である。
As shown in FIG. 1, an
ここで用いられる光ディスクは、例えば、発光波長が785nm程度の半導体レーザを用いたCD(Compact Disc)、CD−R(Recordable)、CD−RW(ReWritable)等の光ディスクである。また、ここで用いられる光ディスクは、発光波長を655nm程度の半導体レーザを用いたDVD(Digital Versatile Disc)、DVD−R(Recordable)、DVD−RW(ReWritable)、DVD+RW(ReWritable)等の光ディスクである。さらに、ここで用いられる光ディスクは、さらに発光波長が短い405nm程度(青紫色)の半導体レーザを用いた高密度記録が可能なBD(Blu-ray Disc(登録商標))等の高密度記録光ディスクである。 The optical disk used here is, for example, an optical disk such as a CD (Compact Disc), a CD-R (Recordable), a CD-RW (ReWritable) using a semiconductor laser having an emission wavelength of about 785 nm. The optical disk used here is an optical disk such as a DVD (Digital Versatile Disc), DVD-R (Recordable), DVD-RW (ReWritable), DVD + RW (ReWritable) using a semiconductor laser having an emission wavelength of about 655 nm. . Furthermore, the optical disk used here is a high-density recording optical disk such as a BD (Blu-ray Disc (registered trademark)) capable of high-density recording using a semiconductor laser having a shorter emission wavelength of about 405 nm (blue-violet). is there.
特に、以下で光ディスク装置1により情報の再生又は記録を行う3種類の光ディスク2として、以下の第1乃至第3の光ディスク11,12,13を用いるものとして説明する。第1の光ディスク11は、0.1mm程度の第1の厚さで形成された保護層を有し波長405nm程度の光ビームを記録再生光として使用する高密度記録が可能な上述したBD等の光ディスクである。第2の光ディスクは、0.6mm程度の第2の厚さで形成された保護層を有し波長655nm程度の光ビームを記録再生光として使用するDVD等の光ディスクである。第3の光ディスクは、1.1mm程度の第3の厚さで形成された保護層を有し波長785nm程度の光ビームを記録再生光として使用するCD等の光ディスク13である。
In particular, the following description will be made assuming that the following first to third
光ディスク装置1において、スピンドルモータ4及び送りモータ5は、ディスク種類判別手段ともなるシステムコントローラ7からの指令に基づいて制御されるサーボ制御部9によりディスク種類に応じて駆動制御されている。スピンドルモータ4及び送りモータ5は、例えば、第1の光ディスク11、第2の光ディスク12、第3の光ディスク13に応じて所定の回転数で駆動される。
In the
光ピックアップ3は、3波長互換光学系を有する光ピックアップであり、規格の異なる光ディスクの記録層に対して異なる波長の光ビームを保護層側から照射するとともに、この光ビームの記録層における反射光を検出する。光ピックアップ3は、検出した反射光から各光ビームに対応する信号を出力する。
The
光ディスク装置1は、光ピックアップ3から出力された信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、RF信号等を生成するプリアンプ14を備える。また、光ディスク装置1は、プリアンプ14からの信号を復調し又は外部コンピュータ17等からの信号を変調するための信号変復調器及びエラー訂正符号ブロック(以下、信号変復調器&ECCブロックと記す。)15を備える。また、光ディスク装置1は、インターフェース16と、D/A,A/D変換器18と、オーディオ・ビジュアル処理部19と、オーディオ・ビジュアル信号入出力部20とを備える。
The
このプリアンプ14は、光検出器からの出力に基づいて、非点収差法等によってフォーカスエラー信号を生成し、また、3ビーム法、DPD法、DPP法等によってトラッキングエラー信号を生成する。また、プリアンプ14は、更にRF信号を生成し、RF信号を、信号変復調器&ECCブロック15に出力する。また、プリアンプ14は、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とをサーボ制御部9に出力する。
The
信号変復調器&ECCブロック15は、第1の光ディスクに対して、データの記録を行うとき、インターフェース16又はD/A,A/D変換器18から入力されたディジタル信号に対して、以下の処理を行う。すなわち、信号変復調器&ECCブロック15は、第1の光ディスク11に対してデータを記録するとき、入力されたディジタル信号に対して、LDC−ECC及びBIS等のエラー訂正方式によってエラー訂正処理を行う。信号変復調器&ECCブロック15は、次いで、1−7PP方式等の変調処理を行う。また、信号変復調器&ECCブロック15は、第2の光ディスク12に対してデータを記録するとき、PC(Product Code)等のエラー訂正方式に従ってエラー訂正処理を行い、次いで、8−16変調等の変調処理を行う。更に、信号変復調器&ECCブロック15は、第3の光ディスク13に対してデータを記録するとき、CIRC等のエラー訂正方式によってエラー訂正処理を行い、次いで、8−14変調処理等の変調処理を行う。そして、信号変復調器&ECCブロック15は、変調されたデータをレーザ制御部21に出力する。更に、信号変復調器&ECCブロック15は、各光ディスクの再生を行うとき、プリアンプ14から入力されたRF信号に基づいて、変調方式に応じた復調処理を行う。更に、信号変復調器&ECCブロック15は、エラー訂正処理を行って、インターフェース16又はデータをD/A,A/D変換器18に出力する。
When recording data on the first optical disc, the signal modulator / demodulator &
なお、データ圧縮してデータ記録するときには、圧縮伸長部を信号変復調器&ECCブロック15とインターフェース16又はD/A,A/D変換器18との間に設けても良い。この場合、データは、MPEG2やMPEG4といった方式でデータが圧縮される。
When data is compressed and recorded, a compression / decompression unit may be provided between the signal modulator / demodulator &
サーボ制御部9は、プリアンプ14からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が入力される。サーボ制御部9は、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が0となるようなフォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号を生成し、これらのサーボ信号に基づいて、対物レンズを駆動する2軸アクチュエータ等の対物レンズ駆動部を駆動制御する。また、プリアンプ14からの出力より、同期信号等を検出して、CLV(Constant Linear Velocity)やCAV(Constant Angular Velocity)、更にはこれらの組み合わせの方式等で、スピンドルモータをサーボ制御する。
The
レーザ制御部21は、光ピックアップ3のレーザ光源を制御する。特に、この具体例では、レーザ制御部21は、記録モード時と再生モード時とでレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。また、光ディスク2の種類に応じてもレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。レーザ制御部21は、ディスク種類判別部22によって検出された光ディスク2の種類に応じて光ピックアップ3のレーザ光源を切り換えている。
The
ディスク種類判別部22は、第1〜第3の光ディスク11,12,13の間の表面反射率、形状的及び外形的な違い等から反射光量の変化を検出し光ディスク2の異なるフォーマットを検出することができる。
The disc
光ディスク装置1を構成する各ブロックは、ディスク種類判別部22における検出結果に応じて、装着される光ディスク2の仕様に基づく信号処理ができるように構成されている。
Each block constituting the
システムコントローラ7は、ディスク種類判別部22で判別された光ディスク2の種類に応じて装置全体を制御する。また、システムコントローラ7は、ユーザからの操作入力に応じて、光ディスク最内周にあるプリマスタードピットやグルーブ等に記録されたアドレス情報や目録情報(Table Of Contents;TOC)に基づいて、各部を制御する。すなわち、システムコントローラ7は、上述の情報に基づいて、記録再生を行う光ディスクの記録位置や再生位置を特定し、特定した位置に基づいて、各部を制御する。
The
以上のように構成された光ディスク装置1は、スピンドルモータ4によって、光ディスク2を回転操作する。そして、光ディスク装置1は、サーボ制御部9からの制御信号に応じて送りモータ5を駆動制御し、光ピックアップ3を光ディスク2の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク2に対して情報の記録再生を行う。
The
具体的には、光ディスク装置1により記録再生するときには、サーボ制御部9は、CAVやCLVやこれらの組み合わせで光ディスク2を回転する。光ピックアップ3は、光源から光ビームを照射して光検出器により光ディスク2からの戻りの光ビームを検出し、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成する。また、光ピックアップ3は、これらフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構により対物レンズを駆動してフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行う。
Specifically, when recording / reproducing is performed by the
また、光ディスク装置1により記録する際には、外部コンピュータ17からの信号がインターフェース16を介して信号変復調器&ECCブロック15に入力される。信号変復調器&ECCブロック15は、インターフェース16又はA/D変換器18から入力されたディジタルデータに対して上述したような所定のエラー訂正符号を付加し、更に所定の変調処理を行った後に記録信号を生成する。レーザ制御部21は、信号変復調器&ECCブロック15で生成された記録信号に基づいて、光ピックアップ3のレーザ光源を制御して、所定の光ディスクに記録する。
When recording is performed by the
また、光ディスク2に記録された情報を光ディスク装置1により再生する際には、光検出器で検出された信号に対して、信号変復調器&ECCブロック15が復調処理を行う。信号変復調器&ECCブロック15により復調された記録信号がコンピュータのデータストレージ用であれば、インターフェース16を介して外部コンピュータ17に出力される。これにより、外部コンピュータ17は、光ディスク2に記録された信号に基づいて動作することができる。また、信号変復調器&ECCブロック15により復調された記録信号がオーディオビジュアル用であれば、D/A変換器18でデジタルアナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処理部19に供給される。そしてオーディオ・ビジュアル処理部19でオーディオビジュアル処理が行われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部20を介して、図示しない外部のスピーカやモニターに出力される。
When the information recorded on the
ここで、上述した光ディスク装置1に用いられる記録再生用光ピックアップ3等について詳しく説明する。
Here, the recording / reproducing
〔2.光ピックアップの全体構成〕
次に、上述した光ディスク装置1に用いられる本発明を適用した光ピックアップ3について説明する。この光ピックアップ3は、上述したように、保護層の厚さ等のフォーマットが異なる3種類の第1乃至第3の光ディスク11,12,13から任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、この光ピックアップ3は、3種類の光ディスクのそれぞれに対して情報信号の記録及び/又は再生を行う3波長互換を実現する光ピックアップである。それとともに、この光ピックアップ3は、光利用効率を高めること、不要光入射を低減させること、作動距離と焦点距離を適切にすること、製造の観点から有利な構成とすること等を実現するものである。
[2. Overall configuration of optical pickup)
Next, the
本発明を適用した光ピックアップ3は、図2に示すように、第1の波長の光ビームを出射する第1の出射部を有する第1の光源部31を備える。また、光ピックアップ3は、第1の波長より長い第2の波長の光ビームを出射する第2の出射部を有する第2の光源部32を備える。また、光ピックアップ3は、第2の波長より長い第3の波長の光ビームを出射する第3の出射部を有する第3の光源部33を備える。また、光ピックアップ3は、この第1乃至第3の出射部から出射された光ビームを光ディスク2の信号記録面上に集光する集光光学デバイスとして機能する対物レンズ34を備える。
As shown in FIG. 2, the
また、光ピックアップ3は、第2及び第3の出射部と対物レンズ34との間に設けられる第1のビームスプリッタ36を有する。この第1のビームスプリッタ36は、第2の出射部から出射された第2の波長の光ビームの光路と第3の出射部から出射された第3の波長の光ビームの光路とを合成する光路合成手段として機能する。また、光ピックアップ3は、第1のビームスプリッタ36と対物レンズ34との間に設けられる第2のビームスプリッタ37を有する。この第2のビームスプリッタ37は、第1のビームスプリッタ36で光路を合成された第2及び第3の波長の光ビームの光路と、第1の出射部から出射された第1の波長の光ビームの光路とを合成する光路合成手段として機能する。また、光ピックアップ3は、第2のビームスプリッタ37と対物レンズ34との間に設けられる第3のビームスプリッタ38を有する。この第3のビームスプリッタ38は、第2のビームスプリッタ37で光路を合成された第1乃至第3の波長の光ビームの往路の光路と、光ディスクで反射された第1乃至第3の波長の光ビームの戻り(以下、「復路」ともいう。)の光路とを分離する光路分離手段として機能する。
Further, the
さらに、光ピックアップ3は、第1の光源部31の第1の出射部と第2のビームスプリッタ37との間に設けられる第1のグレーティング39を有する。この第1のグレーティング39は、第1の出射部から出射された第1の波長の光ビームをトラッキングエラー信号等の検出のために3ビームに回折する。また、光ピックアップ3は、第2の光源部32の第2の出射部と第1のビームスプリッタ36との間に設けられる第2のグレーティング40を有する。この第2のグレーティング40は、第2の出射部から出射された第2の波長の光ビームをトラッキングエラー信号等の検出のために3ビームに回折する。また、光ピックアップ3は、第3の光源部33の第3の出射部と第1のビームスプリッタ36との間に設けられる第3のグレーティング41を有する。この第3のグレーティング41は、第3の出射部から出射された第3の波長の光ビームをトラッキングエラー信号等の検出のために3ビームに回折する。
Further, the
また、光ピックアップ3は、第3のビームスプリッタ38と対物レンズ34との間に設けられるコリメータレンズ42を有する。このコリメータレンズ42は、第3のビームスプリッタ38で光路を合成された第1乃至第3の波長の光ビームの発散角を変換して略平行光の状態又は略平行光に対して拡散若しくは収束した状態となるように調整して出射させる発散角変換手段として機能する。また、光ピックアップ3は、コリメータレンズ42と対物レンズ34との間に設けられ、コリメータレンズ42に発散角を調整された第1乃至第3の波長の光ビームに1/4波長の位相差を与える1/4波長板43を有する。また、光ピックアップ3は、対物レンズ34と1/4波長板43との間に設けられる立ち上げミラー44を有する。立ち上げミラー44は、対物レンズ34の光軸に略直交する平面内で上述した光学部品を経由された光ビームを反射して立ち上げることにより対物レンズ34の光軸方向に光ビームを出射させる。
Further, the
さらに、光ピックアップ3は、第3のビームスプリッタ38で往路の第1乃至第3の波長の光ビームの光路から分離された復路の第1乃至第3の波長の光ビームを受光して検出する光検出器45を有する。また、光ピックアップ3は、第3のビームスプリッタ38と光検出器45との間に設けられるマルチレンズ46を有する。このマルチレンズ46は、第3のビームスプリッタ38で分離された復路の第1乃至第3の波長の光ビームを光検出器45のフォトディテクタ等の受光面に集光させるとともにフォーカスエラー信号等の検出のための非点収差を付与する。
Further, the
第1の光源部31は、第1の光ディスク11に対して405nm程度の第1の波長の光ビームを出射する第1の出射部を有する。第2の光源部32は、第2の光ディスク12に対して655nm程度の第2の波長の光ビームを出射する第2の出射部を有する。第3の光源部33は、785nm程度の第3の光ディスクに対して第3の波長の光ビームを出射する第3の出射部を有する。尚、ここでは、第1乃至第3の出射部をそれぞれ別々の光源部31,32,33に配置するように構成したが、これに限られるものではない。例えば、第1乃至第3の出射部の内2つの出射部を有する光源部と、残りの1つの出射部を有する光源部とを異なる位置に配置するように構成してもよい。さらに例えば、第1乃至第3の出射部を略同一位置に有する光源部となるように構成してもよい。
The first
対物レンズ34は、入射した第1乃至第3の波長の光ビームを光ディスク2の信号記録面上に集光させる。この対物レンズ34は、図示しない2軸アクチュエータ等の対物レンズ駆動機構によって移動自在に保持されている。そして、この対物レンズ34は、光検出器45で検出された光ディスク2からの戻り光のRF信号により生成されたトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号に基づいて、2軸アクチュエータ等により移動操作される。これにより対物レンズ34は、光ディスク2に近接離間する方向及び光ディスク2の径方向の2軸方向へ移動される。よって、対物レンズ34は、第1乃至第3の出射部から出射される光ビームが光ディスク2の信号記録面上で常に焦点が合うように、この光ビームを集束するとともに、この集束された光ビームを光ディスク2の信号記録面上に形成された記録トラックに追従させる。尚、後述のように回折部50を対物レンズとは別体の光学素子(回折光学素子35B)に設ける場合(図6参照)がある。この場合には、対物レンズ34Bが保持される対物レンズ駆動機構のレンズホルダに、この対物レンズ34Bと一体となるように後述の回折光学素子35Bを保持するように構成されることになる。そして、かかる構成により、対物レンズ34Bのトラッキング方向への移動等の視野振りの際にも回折光学素子35Bに設けた回折部50の後述の作用効果を適切に発揮することができる。
The
また、対物レンズ34は、その一方の面として例えば、入射側の面に複数の回折領域からなる回折部50が設けられている。対物レンズ34は、この回折部50により、複数の回折領域毎に通過する第1乃至第3の波長の光ビームのそれぞれを所定の次数となるように回折する。対物レンズ34の回折部50は、所定の発散角を有する拡散状態又は収束状態の光ビームとして対物レンズ34に入射させるのと同様の状態とできる。すなわち、回折部50は、この単一の対物レンズ34を用いて第1乃至第3の波長の光ビームをそれぞれに対応する3種類の光ディスクの信号記録面に球面収差を発生しないように適切に集光することを可能とする。回折部50を有する対物レンズ34は、基準となる屈折力を発生させるレンズ面形状を基準として回折力を発生させる回折構造が形成されている。回折部50を有する対物レンズ34は、かかる構成により、3つの異なる波長の光ビームをそれぞれに対応する光ディスクの信号記録面に球面収差を発生しないように適切に集光する集光光学デバイスとして機能する。また、このように対物レンズ34は、屈折素子の機能と回折素子の機能を兼ね備えており、すなわち、レンズ曲面による屈折機能と、一方の面に設けられた回折部50による回折機能とを兼ね備えるものである。
Further, the
ここで、回折部50の回折機能について概念的に説明するために、後述のように、回折部50が屈折力を有する対物レンズ34Bと別体の回折光学素子35Bに設けられていた場合(図6参照)を例に挙げて説明する。屈折機能のみを有する対物レンズ34Bとともに用いられ、回折光学素子35Bは、例えば、図3(a)に示すように、回折部50を通過した第1の波長の光ビームBB0を+1次回折光BB1となるように回折して対物レンズ34Bに入射させる。すなわち、回折部50を有する回折光学素子35Bは、所定の発散角を有する拡散状態の光ビームとして対物レンズ34Bに入射させることで、第1の光ディスク11の信号記録面に適切に集光させる。また、この回折光学素子35Bは、図3(b)に示すように、回折部50を通過した第2の波長の光ビームBD0を−1次回折光BD1となるように回折して対物レンズ34Bに入射させる。すなわち、回折部50を有する回折光学素子35Bは、所定の発散角を有する収束状態の光ビームとして対物レンズ34Bに入射させることで、第2の光ディスク12の信号記録面に適切に集光させる。また、この回折光学素子35Bは、図3(c)に示すように、回折部50を通過した第3の波長の光ビームBC0を−2次回折光BC1となるように回折して対物レンズ34Bに入射させる。すなわち、回折部50を有する回折光学素子35Bは、所定の発散角を有する収束状態の光ビームとして対物レンズ34Bに入射させることで、第3の光ディスク13の信号記録面に適切に集光させる。このように、回折光学素子35Bの回折部50は、単一の対物レンズ34Bを用いて3種類の光ディスクの信号記録面に球面収差を発生しないように適切に集光することを可能とする。尚、ここでは、回折部50の複数の回折領域において、同じ波長の光ビームを同じ回折次数の回折光とする例について図3を用いて説明したが、これに限られるものでない。本発明を適用した光ピックアップ3を構成する回折部50は、後述のように、各領域毎に各波長に対する回折次数を設定し、適切な開口制限を行うとともに球面収差を低減するように構成することを可能とする。以上では、説明のため回折部50を対物レンズと別体の光学素子に設けた場合を例に挙げて説明したが、ここで説明する対物レンズ34の一方の面に一体に設けた回折部50もその回折構造に応じた回折力を付与することで同様の機能を有する。そして、回折部50の回折力と、対物レンズ34の基準となるレンズ曲面による屈折力により、各波長の光ビームを対応する光ディスクの信号記録面に球面収差を発生しないように適切に集光することを可能とする。
Here, in order to conceptually explain the diffractive function of the
上述及び以下の回折次数の記載において、入射した光ビームに対して、進行方向に進むにつれて光軸側に近接する方向に回折する次数を正の次数とし、進行方向に進むにつれて光軸から離間する方向に回折する次数を負の次数とする。換言すると、入射した光ビームに対して光軸方向に向かって回折する次数を正の次数とする。 In the description of the diffraction order described above and below, the incident light beam is diffracted in the direction closer to the optical axis as it travels in the traveling direction, and the order that is diffracted in the direction closer to the optical axis is positive. The order that diffracts in the direction is the negative order. In other words, the order in which the incident light beam is diffracted in the optical axis direction is a positive order.
尚、本発明を適用した光ピックアップ3等に設けられる対物レンズや回折部としては、図4に示す対物レンズ34及び回折部50に限られるものではなく、他の構成として図5〜図7の例が挙げられる。各具体的構成については、後述の〔3.〕〜〔6.〕で詳細に説明する。
Note that the objective lens and the diffractive portion provided in the
対物レンズ34と第3のビームスプリッタ38との間に設けられたコリメータレンズ42は、第2のビームスプリッタ37で光路を合成され、第3のビームスプリッタ38を透過された、第1乃至第3の波長の光ビームの発散角をそれぞれ変換する。かかるコリメータレンズ42は、各波長の光ビームの発散角を変換して、例えば略平行光の状態として、1/4波長板43及び対物レンズ34側に出射させる。例えば、コリメータレンズ42は、第1の波長の光ビームの発散角を、略平行光の状態として上述した対物レンズ34に入射させる。それとともに、コリメータレンズ42は、第2及び第3の波長の光ビームの発散角を、平行光に対してわずかに拡散した発散角の状態(以下、この拡散した状態及び収束した状態のことを「有限系の状態」ともいう。)で対物レンズ34に入射させる。このように構成することにより、コリメータレンズ42は、第2又は第3の波長の光ビームの対物レンズ34を介して第2、第3の光ディスクの信号記録面に集光する際の球面収差を低減してより収差が発生しない3波長互換を実現する。この点については、図9及び図10を用いて後述する。ここでは、第2の光源部32とコリメータレンズ42との配置関係、及び/又は、第3の光源部33とコリメータレンズ42との配置関係により、この所定の発散角の状態で対物レンズ34に入射させることを実現できる。その他の構成としては、例えば、複数の出射部を共通の光源部に配置した場合には、第2及び/又は第3の波長の光ビームの発散角のみを変換する素子を設けることで実現してもよい。さらに、コリメータレンズ42を駆動する手段を設けること等により所定の発散角の状態で対物レンズ34に入射させることを実現してもよい。また、状況に応じて、第2及び第3の波長の光ビームのうちいずれかを有限系の状態で対物レンズ34に入射させるように構成して、さらに収差を低減するようにしてもよい。また、第2及び第3の波長の光ビームを有限系で且つ拡散状態で入射させることにより、戻り倍率を調整することを実現することもできる。そして、かかる場合は、戻り倍率の調整によりフォーカス引き込み範囲等をフォーマットに適合させた所望の状態として、さらに良好な光学系の互換性を達成するという効果も有している。
The
マルチレンズ46は、例えば、波長選択性のマルチレンズである。マルチレンズ46には、各光ディスクの信号記録面で反射され、対物レンズ34、コリメータレンズ42等を経由して、第3のビームスプリッタ38で反射されて往路の光ビームより分離された戻りの第1乃至第3の波長の光ビームが入射される。マルチレンズ46は、かかる光ビームを光検出器45のフォトディテクタ等の受光面に適切に集光する。このとき、マルチレンズ46は、フォーカスエラー信号等の検出のための非点収差を戻りの光ビームに付与する。
The
光検出器45は、マルチレンズ46で集光された戻りの光ビームを受光して、情報信号とともに、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号等の各種検出信号を検出する。
The
以上のように構成された光ピックアップ3において、光検出器45によって得られたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ34が駆動変位される。光ピックアップ3は、対物レンズ34を駆動変位することで、光ディスク2の信号記録面に対して対物レンズ34が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク2の信号記録面に合焦されて、光ディスク2に対して情報の記録又は再生が行われる。
In the
〔3.本発明を適用した対物レンズについて〕
次に、上述した光ピックアップ3に用いられる本発明を適用した対物レンズ34と、この対物レンズ34に設けられる回折部50について詳細に説明する。
[3. Regarding the objective lens to which the present invention is applied]
Next, the
具体的に、図4(a)及び図4(b)に示すように、対物レンズ34の入射側の面に設けられた回折部50は、最内周部に設けられ略円形状の回折領域である第1の領域(以下、「内輪帯」、「第1の回折領域」ともいう。)51を有する。また、回折部50は、第1の領域51の外側に設けられ輪帯状の回折領域である第2の回折(以下、「中輪帯」、「第2の回折領域」ともいう。)52を有する。また、回折部50は、第2の領域52の外側に設けられ輪帯状の第3の領域(以下、「外輪帯」ともいう。)53を有する。
Specifically, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
内輪帯である第1の領域51は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成される。第1の領域51は、通過する第1の波長の光ビームの対物レンズ34を介して第1の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第1の領域51は、当該次数の回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。
In the
また、第1の領域51は、第1の回折構造により、通過する第2の波長の光ビームの対物レンズ34を介して第2の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第1の領域51は、当該次数の回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。
Further, the
また、第1の領域51は、第1の回折構造により、通過する第3の波長の光ビームの対物レンズ34を介して第3の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第1の領域51は、当該次数の回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。
Further, the
このように、第1の領域51は、上述の各波長の光ビームに対して上述の所定の次数の回折光が支配的となるのに適するような回折構造が形成されている。このため、第1の領域51を通過して所定の次数の回折光とされた各波長の光ビームが対物レンズ34によりそれぞれの光ディスクの信号記録面に集光される際の球面収差を補正して低減することを可能とする。尚、この第1の領域51及び後述で詳細に説明する第2及び第3の領域52,73において、各波長の光ビームに対して支配的となるように選択される所定の次数の回折光には、透過光、すなわち、0次光が含まれるものとして、上述及び後述する。
As described above, the
具体的には、第1の領域51は、図5及び図8(a)に示すように、光軸を中心とした輪帯状の回折構造が基準面に対して設けられる構成とされている。すなわち、基準面に対してこの輪帯の断面形状が、所定の深さ(以下、「溝深さ」ともいう。)dで所定のステップ数S(Sは、正の整数とする。)の階段形状(以下、「マルチステップの階段形状」ともいう。)が半径方向に連続して形成されている。ここで、上述の回折構造における輪帯の断面形状とは、輪帯の半径方向を含む面、すなわち、輪帯の接線方向に直交する面における断面形状を意味する。
Specifically, as shown in FIGS. 5 and 8A, the
また、この基準面は、対物レンズ34の屈折素子の機能として要求される入射側の面の面形状を意味するものとする。そして、この第1の領域51には、実際には図4(a)に示すように、対物レンズ34の屈折素子の機能として要求される入射側の面の面形状を基準面として、回折構造が以下のように形成されている。すなわち、第1の領域51には、この基準面に対して、図8(a)に示すような回折機能を有する回折構造となる輪帯状で階段形状の面形状を合わせたような面形状が形成されている。しかしこの図8(a)〜図8(c)では、説明のためその基準面に対する回折構造の形状のみを示すとともに、以下の説明においても基準面に対する形状について説明するものとする。尚、回折部50を対物レンズと別体の光学素子(後述の回折光学素子35B)に設けた場合には、図8(a)〜図8(c)に示す形状が、当該回折光学素子35Bの断面形状となる。また、この図4等で示した回折構造は、実際には後述のように微小な寸法で形成されており、図8等は拡大断面を示すものである。
The reference surface means the surface shape of the incident side surface required as a function of the refractive element of the
また、ここで、所定のステップ数Sの階段形状を有する回折構造とは、各段の深さが略同一深さとされた第1乃至第Sの段部を有する階段部が半径方向に連続して形成されている構造である。さらに、換言すると光軸方向に略同一間隔に形成された第1乃至第(S+1)の回折面を有して形成されている構造である。また、回折構造における所定の深さdは、階段形状の最も表面側(最高段、浅い位置)に位置される第(S+1)の回折面と、階段形状の最も素子側(最低段、深い位置)に位置される第1の回折面との光軸方向の長さを意味する。尚、図8(a)において、階段形状の各階段部内において段部が半径方向の内側に向けて形成、すなわち、段部が半径方向の内側に向かうにつれて表面側に向けて形成されるように構成した。この理由は、内輪帯において後述するような回折次数が最大回折効率次数として選択されているからである。また、図8(b)及び図8(c)においては、内輪帯と同様に、鋸歯形状の凹凸の斜面又は階段形状の段部の形成方向が半径方向の内側に向かうにつれて表面側に向けて形成されるような例について図示しているが、これに限られるものではない。すなわち、選択される回折次数に応じてブレーズ形状又は階段形状の形成方向が設定されることとなる。図8(a)〜図8(c)中ROは、輪帯の半径方向外側に向けた方向を示し、すなわち、光軸から離間する方向を示すものである。 Further, here, the diffractive structure having a staircase shape having a predetermined number of steps S means that a staircase portion having first to S-th step portions in which the depth of each step is substantially the same depth is continuous in the radial direction. It is a structure that is formed. Further, in other words, it is a structure having first to (S + 1) -th diffraction surfaces formed at substantially the same interval in the optical axis direction. The predetermined depth d in the diffractive structure is such that the (S + 1) -th diffractive surface located on the most surface side (highest step, shallow position) of the staircase shape and the most element side (lowest step, deep position) of the staircase shape. ) In the optical axis direction with respect to the first diffractive surface. In FIG. 8 (a), the stepped portion is formed toward the inside in the radial direction in each stepped portion of the staircase shape, that is, the stepped portion is formed toward the surface side toward the inside in the radial direction. Configured. This is because a diffraction order as described later in the inner ring zone is selected as the maximum diffraction efficiency order. Further, in FIGS. 8B and 8C, as in the case of the inner ring zone, the formation direction of the sawtooth-shaped uneven slope or the stepped stepped portion is directed toward the surface side toward the inner side in the radial direction. Although an example of formation is illustrated, the present invention is not limited to this. That is, the formation direction of the blaze shape or the staircase shape is set according to the selected diffraction order. In FIGS. 8A to 8C, RO indicates a direction toward the radially outer side of the annular zone, that is, indicates a direction away from the optical axis.
このように、第1の領域51には、ステップ数Sとされた階段構造が輪帯の半径方向に連続的に形成された階段形状の回折構造が基準面に対して形成されるが、かかる構成には以下のものが含まれるものとする。すなわち、階段構造には、基本となる1周期の構造における同一段差及び同一間隔に各段部が形成された構造に対して同一とされた段差や間隔の1/2程度の微少な段を付加的に設けたものも含まれるものとする。これは、基本となる段差や間隔の1/2程度の微少な段を付加したものが、全体の特性に大きな影響を与えずに所定の回折次数の回折効率の特性を多少変動させることができるからである。換言すると、後述のように規定されるステップ数Sや溝深さdは、それ自体を規定することで回折部や対物レンズの機能を発揮できるものであり、それに対してさらに上述のような微少な段を付加したものも同様な機能を発揮できるからである。そして、ステップ数Sは、一周期の階段構造における段数であり、段差が階段構造における一段の平均高さの1/2以下となる場合はステップとして数えないものである。また、ステップ数Sは、S=0で平坦を表すように定義している。また、溝深さdは、一周期内の最深及び最浅間の差であり、すなわち、一周期の階段構造における光軸方向に最も離間した面の間の光軸方向の距離である。尚、ここで説明した事項については、後述する第2の領域52についても同様である。
As described above, in the
尚、第1の領域51に形成される第1の回折構造並びに後述の第2及び第3の回折構造において、溝深さd及びステップ数Sは、支配的となる回折次数、及び回折効率を考慮して決定されている。また、各段部の溝幅(階段形状の各段部の半径方向の寸法)は、図8(a)に示すように、一の階段部内において、等しく形成されている。それとともに、半径方向に連続して形成されている異なる階段部間において、光軸から離間するにつれてその値が小さくなるように形成されている。尚、ここでは上述のように構成するものとして説明したが、各段部の溝幅が、半径方向に連続して形成されている異なる階段部間において、光軸から離間するにつれてその値が大きくなるように形成される場合もある。この点については、図8(b)及び図8(c)についても同様である。尚、この溝幅は、光ディスクの信号記録面上で集光されるスポットが最適となるように、この溝幅で形成された回折領域で与える位相差に基づいて決定されている。
In the first diffractive structure formed in the
例えば、第1の領域51の回折構造は、図8(a)に示すように、ステップ数が4(S=4)とされた回折構造である。すなわち、各段の深さが略同一深さ(d/4)とされた第1乃至第4の段部51s1,51s2,51s3,51s4を有する階段部が半径方向に連続して形成されている。また、光軸方向に間隔が(d/5)で略同一間隔に形成された第1乃至第5の回折面51f1,51f2,51f3,51f4,51f5を有して形成されている。
For example, the diffraction structure of the
また、第1の領域51は、通過する第1の波長の光ビームの次数k1iの回折光が支配的となるよう、すなわち、回折効率が最大となるように発生させるとする。また、第1の領域51は、通過する第2の波長の光ビームの次数k2iの回折光が支配的となるよう、すなわち、回折効率が最大となるように発生させるとする。また、第1の領域51は、通過する第3の波長の光ビームの次数k3iの回折光が支配的となるように発生させるとする。この場合に、第1の領域51は、k1i≧k2i>k3iの関係を有するように構成されている。
Further, the
このように、第1の領域51は、k1i≧k2i>k3iの関係を有するように回折光を発生させる構成により、適切に球面収差を低減できる次数の回折光を支配的にするとともに、作動距離と焦点距離との関係を最適な状態にすることができる。そして、かかる構成は、第3の波長λ3を用いる場合の作動距離を確保することにより第1の波長λ1に対する焦点距離が長くなり、これにより対物レンズのレンズ径や光ピックアップ全体として大型化してしまう等の問題を防止する。それとともに、回折効率を確保しつつ収差を低減させることができる。
As described above, the
ここで、第1の領域51において、k1i≧k2i>k3iの関係を有するように構成する理由を含めた最適な回折次数を選択する手法について以下の第1乃至第4の観点から説明する。換言すると、第1の領域51は、第1の観点として、各波長における球面収差を低減する必要があり、第2の観点として、各波長における作動距離及び焦点距離を最適なものにする必要がある。また、第3及び第4の観点として、製造上有利及び製造可能な構成とする必要があり、これらのことに鑑みて回折次数k1i,k2i,k3iが最大の回折効率となる回折次数として選択されている。この点について以下に説明する。
Here, a method for selecting an optimal diffraction order including the reason for configuring the
まず、第1の観点について説明する。第1の観点としては、内輪帯である第1の領域51における回折次数は、対物レンズ34による集光時に、対応する各光ディスクの球面収差を補正できる次数とする必要がある。一般的に、第1の領域51のような機能を有する領域において、材料分散を無視した場合、以下の条件式(1)を満たすことが各波長の各光ディスクの信号記録面上の球面収差を補正して低減できる条件であることが知られている。この式(1)において、内輪帯においてこの条件式中のk1x,k2x,k3xのxは、x=iとする。また、第1の波長をλ1(nm)とし、第2の波長をλ2(nm)とし、第3の波長をλ3(nm)とした。また、第1の波長の光ビームの選択される回折次数をk1iとし、第2の波長の光ビームの選択される回折次数をk2iとし、第3の波長の光ビームの選択される回折次数をk3iとした。また、第1の光ディスクの第1の保護層の厚さをt1(mm)とし、第2の光ディスクの第2の保護層の厚さをt2(mm)とし、第3の光ディスクの第3の保護層の厚さをt3(mm)とした。
(λ1×k1x−λ2×k2x)/(t1−t2)≒(λ1×k1x−λ3×k3x)/(t1−t3) ・・・(1)
First, the first viewpoint will be described. As a first aspect, the diffraction order in the
(Λ1 × k1x−λ2 × k2x) / (t1−t2) ≈ (λ1 × k1x−λ3 × k3x) / (t1−t3) (1)
ここで、内輪帯としての第1の領域51においては、λ1=405(nm)、λ2=655(nm)、λ3=785(nm)、t1=0.1(mm)、t2=0.6(mm)、t3=1.1(mm)としたとする。この場合、例えば、後述のように最適な組み合わせの一例としてのk1i=+1、k2i=−1、k3i=−2の場合には、この条件式を満足することとなり、球面収差を低減できることが確認できた。また、このことを図9を用いて、換言する。図9では、横軸に波長×回折次数(nm)により算出される値を、縦軸に保護層厚さ(mm)を設定して各点Pλ1,Pλ2,Pλ3をプロットした。この際に、一直線上に位置した場合に、各波長の各光ディスクの信号記録面上の球面収差を補正して低減できることを意味する。実際に、下記の条件で各点Pλ1,Pλ2,Pλ3をプロットした場合にはおよそ一直線の設計直線上に各点が位置し、球面収差が補正可能であることを示している。そして、具体的に対物レンズ34は、図9に示す直線LI1を設計直線として、構成材料や入射側及び出射側の面形状が決定されている。この設計直線の傾きは、例えば、(t1−t2)/(λ1×k1i−λ2×k2i)により算出されるPλ1とPλ2とを結ぶ直線の傾きに略近似されるか、以下のように決められる。すなわち、(t1−t3)/(λ1×k1i−λ3×k3i)により算出されるPλ1とPλ3とを結ぶ直線の傾きに略近似され、又はこれらの直線の傾きやその他の設計条件を考慮して決定されている。
Here, in the
尚、図9でPλ3が僅かに直線LI1上から乖離しているが、これは回折部50が設けられた対物レンズ34への入射光を発散光として入射させることで球面収差を確実に補正することができる。すなわち、対物レンズ34に対して発散光を入射させることで見かけ上の保護層厚さが厚くなるのと同様な結果を得ることができるからである。尚、後述のように回折部50を対物レンズとは別体の光学素子(回折光学素子35B、図6参照)に設ける場合には、以下のように構成される。すなわち、対物レンズ34B及び回折光学素子35Bのうち各出射部に近接される側の光学素子として例えば図6では回折光学素子35Bへの入射光を発散光として入射させることで球面収差を確実に補正することができる。
In FIG. 9, Pλ3 is slightly deviated from the straight line LI1, but this corrects spherical aberration by making incident light incident on the
この点について、この補正の概念を示す図10を用いて説明する。具体的には、対物レンズ34に、第2及び第3の波長λ2,λ3の光ビームを僅かな発散光として入射させることによって、図10に示すようになる。すなわち、第2及び第3の波長を示すプロットPλ2’,Pλ3’は、見かけ上の保護層厚さによって、プロットPλ2,Pλ3に対して上方側へシフトすることとなる。そして、図10に示したように、発散光の倍率を適宜調整することによって、この3点Pλ1、Pλ2’、Pλ3’を直線LI1’上に完全に一直線上に位置させる。これにより、保護層厚さの違い等に起因する球面収差を十分に補正することができる。この際、プロットPλ1,Pλ2’,Pλ3’が位置する直線LI1’が設計直線とされることとなる。
This point will be described with reference to FIG. 10 showing the concept of this correction. Specifically, the light beams having the second and third wavelengths λ2 and λ3 are made incident on the
尚、ここで、例えば第3の波長λ3の光ビームだけ収束光を入射させて下方側にシフトさせて各プロットを一直線上に位置させて球面収差を補正することも可能である。しかし収束光を用いる場合には、作動距離が短くなり望ましくない場合があり、上述のように発散光を用いる方が望ましい。さらに、3波長互換を考慮したとき、第2及び第3の波長において発散光を対物レンズに入射させた方が、適切な戻り倍率を確保できるという観点からも有利であるといえる。 Here, for example, it is also possible to correct the spherical aberration by allowing the convergent light to be incident only by the light beam having the third wavelength λ3 and shifting it downward to position each plot on a straight line. However, when convergent light is used, the working distance may be shortened, which may not be desirable, and it is desirable to use divergent light as described above. Furthermore, when considering the three-wavelength compatibility, it can be said that it is more advantageous from the viewpoint of ensuring an appropriate return magnification when diverging light is incident on the objective lens at the second and third wavelengths.
また、上述の関係式と密接に関係する図9のプロットPλ1,Pλ2,Pλ3を考慮すると、各次数k1i,k2i,k3iの間には、各次数の絶対値が3次程度の範囲にあるとすれば、次の式(2A)又は式(2B)の関係式を満足させる必要がある。
k1i≦k2i≦k3i ・・・(2A)
k1i≧k2i≧k3i ・・・(2B)
Further, considering the plots Pλ1, Pλ2, and Pλ3 in FIG. 9 that are closely related to the above relational expression, the absolute value of each order is in the range of about the third order between the orders k1i, k2i, and k3i. Then, it is necessary to satisfy the following relational expression (2A) or (2B).
k1i ≦ k2i ≦ k3i (2A)
k1i ≧ k2i ≧ k3i (2B)
次に、第2の観点について説明する。第2の観点としては、第3の波長λ3を用いる場合の作動距離WD3を大きく保ちつつも、第1の波長λ1に対する焦点距離f1を小さくできる次数とする必要がある。一般的に、作動距離は、焦点距離fを伸ばすことによって伸びる。そして、第1の波長λ1に対する焦点距離f1は、小さくする必要があり、第3の波長λ3に対する焦点距離f3は、大きくする必要がある。ここで、第1の波長λ1に対する焦点距離f1は、2.2mm以下であることが望ましい。また、第3の波長λ3を用いる場合の作動距離(ワーキングディスタンス)は、0.4mm程度以上を確保する必要性がある。そのためには、f1=2.2mmと仮定するとともに、対物レンズ34への入射を無限入射、すなわち平行光入射と仮定した場合に、f3は、2.5mm程度以上とする必要がある。上述のような3波長λ1,λ2,λ3に対応するプラスチック製の対物レンズの材料は、分散が大きいものであるが、ここでは、これを無視して、概略の値を近軸領域にて計算するものとする。
Next, the second viewpoint will be described. As a second aspect, it is necessary to set the order that can reduce the focal length f1 with respect to the first wavelength λ1 while keeping the working distance WD3 large when using the third wavelength λ3. In general, the working distance is increased by increasing the focal length f. The focal length f1 with respect to the first wavelength λ1 needs to be reduced, and the focal length f3 with respect to the third wavelength λ3 needs to be increased. Here, the focal length f1 with respect to the first wavelength λ1 is desirably 2.2 mm or less. In addition, the working distance (working distance) when using the third wavelength λ3 needs to be about 0.4 mm or more. For this purpose, f1 is assumed to be 2.2 mm, and when it is assumed that the incident on the
対物レンズ34は、レンズ曲面による屈折力と、一方の面に設けられた回折部50による回折力を有している。この対物レンズ34の回折部50の回折による焦点距離fdifは、以下の式(3)に従い算出できることが知られている。式(3)中において、λ0は、製造波長であり、ここではλ0=λ1とする。また、C1は、位相差関数係数と呼ばれる値であり、回折構造(回折格子)によって与えられる位相差形状を規定する係数であり、λ0の値により異なる値である。また、式(3)中kは、各波長λ1,λ2,λ3において選択される回折次数を示すものであり、具体的には、k1,k2,k3である。
The
式(3)において、係数C1は、λ0=λ1としたとき絶対値が1×10−2より小さくなければ、ピッチ量が増大してしまい形成不可能となる。また、対物レンズの屈折及び回折全体の焦点距離fallは、レンズ曲面の屈折力による焦点距離をfrとしたとき、上述の回折による焦点距離fdifとこのfrを用いて、式(4)の関係により算出される。 In equation (3), if the absolute value of the coefficient C1 is not smaller than 1 × 10 −2 when λ0 = λ1, the pitch amount increases and cannot be formed. Further, the focal length fall of the entire refraction and diffraction of the objective lens is expressed by the relationship of the formula (4) using the above-mentioned diffraction focal length fdif and fr when the focal length due to the refractive power of the lens curved surface is fr. Calculated.
このような式(3)及び式(4)に基づいて、k1及びk3を変化させたときの、焦点距離f3の値の変化を図11に示す。図11中横軸は、次数k3を示し、縦軸は、第3の波長λ3に対する焦点距離f3を示す。曲線LM3,LM2,LM1,LP0,LP1,LP2,LP3は、それぞれ次数k1iが−3次、−2次、−1次、0次、1次、2次、3次であった場合のk3iの変化に伴う焦点距離f3の変化をプロットしたものを結んだ曲線を示すものである。尚、図11は、係数C1が最大の1×10−2であるものとし、また、第1の波長λ1の式(4)により算出される全体の焦点距離fallを示すfall1が、fall1=2.2(mm)であるものとして算出されたものである。そして、上述で説明した事項における回折次数であるが、実際には内輪帯の部分にしか幾何光学を適用できず、また、焦点距離等の特性は内輪帯の部分で決まる。このため、上述したk1〜k3は、k1i〜k3iと対応しており、換言すると、上述したk1〜k3の関係は、それぞれk1i〜k3iに置き換えた関係を有していることとなる。そして、図11より、f3を2.5mm以上とするためには、次式(5A)の関係が成立することとなる。よって、上述した式(2B)の関係から、次式(5B)の関係を有することが、適切な焦点距離と作動距離を確保する上で必要となる。
k1i>k3i ・・・(5A)
k1i≧k2i>k3i ・・・(5B)
FIG. 11 shows changes in the value of the focal length f3 when k1 and k3 are changed based on the equations (3) and (4). In FIG. 11, the horizontal axis indicates the order k3, and the vertical axis indicates the focal length f3 with respect to the third wavelength λ3. Curves LM3, LM2, LM1, LP0, LP1, LP2, and LP3 have k3i values when the order k1i is −3rd order, −2nd order, −1st order, 0th order, 1st order, 2nd order, and 3rd order, respectively. A curve obtained by connecting plots of changes in focal length f3 accompanying changes is shown. In FIG. 11, it is assumed that the coefficient C1 is 1 × 10 −2 at the maximum, and the fall1 indicating the total focal length fall calculated by the expression (4) of the first wavelength λ1 is fall1 = 2. .2 (mm). The diffraction orders in the matters described above are actually applicable only to the inner ring zone, and the characteristics such as the focal length are determined by the inner ring zone. For this reason, k1-k3 mentioned above respond | corresponds with k1i-k3i, and in other words, the relationship of k1-k3 mentioned above has the relationship replaced by k1i-k3i, respectively. From FIG. 11, in order to set f3 to 2.5 mm or more, the relationship of the following equation (5A) is established. Therefore, in order to secure an appropriate focal length and working distance, it is necessary to have the relationship of the following equation (5B) from the relationship of the above equation (2B).
k1i> k3i (5A)
k1i ≧ k2i> k3i (5B)
さらに、この式(5B)と後述で用いる回折次数は3次程度以下であるという観点から、k1i,k3iがそれぞれ、次の組み合わせが上述の観点から適した組み合わせであるといえる。(k1i,k3i)=(−2,−3)、(−1,−2)、(−1,−3)、(0,−2)、(0,−3)、(1,−2)、(1,−3)、(2,−1)、(2,−2)、(2,−3)、(3,0)、(3,−1)、(3,−2)、(3,−3)。この際,k2iは、式(5B)を満足するように決定されたものが用いられる。尚、厳密には、f1の値と材料分散とによって、図11の関係が変化し、さらにf1を低下させたり対物レンズへの入射倍率を発散光にしたりすることにより、f3の目標値が低下するものの、回折次数の選択肢は、上述したものが適している。 Further, from the viewpoint that the diffraction order used in the equation (5B) and later will be about the third order or less, it can be said that the following combinations of k1i and k3i are suitable from the above viewpoint. (K1i, k3i) = (− 2, −3), (−1, −2), (−1, −3), (0, −2), (0, −3), (1, −2) , (1, -3), (2, -1), (2, -2), (2, -3), (3,0), (3, -1), (3, -2), ( 3, -3). At this time, k2i is determined so as to satisfy Expression (5B). Strictly speaking, the relationship shown in FIG. 11 changes depending on the value of f1 and the material dispersion, and the target value of f3 is lowered by further reducing f1 or making the incident magnification to the objective lens divergent light. However, the above-mentioned options are suitable for the choice of diffraction order.
次に、第3の観点について説明する。第3の観点としては、製造上有利な構成とする必要がある。選択される回折次数があまりに大きい場合には、形成する回折構造の溝深さ、段差が深くなってしまう。そして、回折構造の深さが深くなると形成精度が悪化するおそれがあるほか、温度変化による光路長増大効果が大きくなり、温度回折効率特性が劣化してしまうという問題が発生するおそれがある。また、形成精度の悪化は、回折効率の効率低下を招くという問題もある。このような理由から、3〜4次程度までの回折次数を選択するのが妥当であり、一般的である。よって、上述した第2の観点では、回折次数を3次までとして検討している。 Next, a third aspect will be described. As a third aspect, it is necessary to provide a configuration that is advantageous in manufacturing. When the selected diffraction order is too large, the groove depth and level difference of the diffraction structure to be formed become deep. When the depth of the diffractive structure is increased, the formation accuracy may be deteriorated, and the effect of increasing the optical path length due to the temperature change is increased, which may cause a problem that the temperature diffraction efficiency characteristic is deteriorated. In addition, the deterioration of the formation accuracy also causes a problem that the efficiency of diffraction efficiency is reduced. For these reasons, it is appropriate and general to select diffraction orders up to about 3-4. Therefore, in the second viewpoint described above, the diffraction order is considered to be up to the third order.
次に、第4の観点について説明する。第4の観点としては、第3の観点と似ているが製造可能な構成とする必要がある。後述する「回折構造の深さ及び形状と回折効率の計算」で説明する回折効率計算を行ったときに、深さdが適切な大きさ以下であり形成可能である必要がある。そして、深さdは、少なくとも10μm以下であることが必要である。 Next, a fourth aspect will be described. The fourth aspect is similar to the third aspect but needs to be a manufacturable configuration. When the diffraction efficiency calculation described in “Calculation of Depth and Shape of Diffraction Structure and Diffraction Efficiency” described later is performed, the depth d is not more than an appropriate size and needs to be formed. The depth d needs to be at least 10 μm or less.
以上のような第1乃至第4の観点から、内輪帯である第1の領域51は、以下の組み合わせ(k1i,k2i,k3i)の各回折光を発生させるのが最適である。すなわち、(k1i,k2i,k3i)=(1,−1,−2)、(1,−2,−3)、(0,−1,−2)(0,−2,−3)又は(2,−1,−2)である場合が最適である。ここで、以上のように回折次数k1i,k2i,k3iを選択したときの、回折効率等を考慮したときに選ばれるステップ数S及び溝深さdを内輪帯構成例1〜5としてそれぞれ表1のI1〜I5に示す。また、表1には、併せて上述した図9を用いて説明したプロットPλ1、Pλ2、Pλ3及び設計直線Lの関係における、以下で説明する第3の波長を示すプロットPλ3の設計直線Lからの乖離量Δを表1に示す。すなわち、この乖離量Δについて説明するため、後述の図23に示すように、上述したプロットPλ1及びPλ2を結ぶ直線(以下、「球面収差補正直線」ともいう。)を設定したとする。この場合、乖離量Δは、プロットPλ3からその球面収差補正直線に向けた縦軸方向(保護層厚さを示す方向)への乖離された距離を示すものである。ここで、乖離量Δ=0である場合には、各点Pλ1,Pλ2,Pλ3が完全に一直線上にあることを示す。また、乖離量Δが正である場合には、プロットPλ3が球面収差補正直線より下側に位置することを示し、乖離量Δが負である場合には、プロットPλ3が球面収差補正直線より上側に位置することを示す。尚、ここでは、内輪帯構成例1を示す図9においては、内輪帯の性質上この乖離量Δを図示することが困難であることから、中輪帯参考例として後述する図23を用いて、この乖離量Δについて説明をした。この乖離量Δの定義については内輪帯においても中輪帯においても同様であるものとする。表1に示すように、いずれの構成例も回折効率が十分に確保されており、また、乖離量Δも十分に小さいことから球面収差補正を考慮しても良好な回折次数であることが確認できる。
From the first to fourth viewpoints as described above, it is optimal that the
次に、第1の領域51等における「回折構造の深さ及び形状と回折効率の計算」について具体的な構成例を挙げて説明する。ここでは、上述の各次数の回折光を最大の回折光とするような回折面の設計例を、内輪帯構成例1として、図12を用いて示すものである。尚、選択した回折次数の回折量(回折効率)は、図12に示すように溝深さによって変動するので、適切な溝深さを設定すれば、各波長における選択された回折次数の回折効率を所望の程度まで大きくすることができる。
Next, “calculation of the depth and shape of the diffraction structure and the diffraction efficiency” in the
具体的に、図12は、回折構造をステップ数S=4の階段形状として、(k1i,k2i,k3i)=(+1,−1,−2)としたときの、溝深さdに対する回折効率の変化を示すものである。そして、図12(a)は、第1の波長の光ビームの+1次回折光の回折効率の変化を示す図である。図12(b)は、第2の波長の光ビームの−1次回折光の回折効率の変化を示すとともに、後述のように不要光となる−2次回折光の回折効率の変化を示す図である。図12(c)は、第3の波長の光ビームの−2次回折光の回折効率の変化を示すとともに、後述のように不要光となる+3次回折光の回折効率の変化を示す図である。図12(a)〜図12(c)中において横軸は、溝深さ(nm)を示し、縦軸は、回折効率(光の強度)を示す図である。そして、k1iの回折効率をeff1とし、k2iの回折効率をeff2とし、k3iの回折効率をeff3としたときに、横軸に示す溝深さd=3800(nm)の位置で十分な回折効率を有している。具体的に、図12(a)に示すように、eff1=0.81、図12(b)に示すように、eff2=0.62で、図12(c)に示すように、eff3=0.57であり、十分な回折効率を有するものとなっている。図12に示すように、回折効率と溝深さとの関係は、ステップ数によっても変動するので、適切なステップ数を選択する必要性があるが、ここでは、上述のようにステップ数S=4とした。なお、ここでステップとして微少な段を付加的に設けることで、全体の特性に悪影響を与えず、多少特性を変動させることができる。すなわち、所定の深さで所定のステップ数Sで構成される回折構造に各波長の光ビームの選択された回折次数の回折効率が良好となるように微少な段を付加的に設ける構成としてもよい。ここで、目安として1ステップとしての平均段差の1/2を超えると全体の特性に影響を与えることとなってしまう。 Specifically, FIG. 12 shows the diffraction efficiency with respect to the groove depth d when the diffractive structure is a stepped shape having a step number S = 4 and (k1i, k2i, k3i) = (+ 1, −1, −2). It shows the change of. FIG. 12A shows a change in diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light of the light beam having the first wavelength. FIG. 12B is a diagram showing a change in the diffraction efficiency of the −1st order diffracted light of the light beam of the second wavelength and a change in the diffraction efficiency of the −2nd order diffracted light that becomes unnecessary light as will be described later. . FIG. 12C is a diagram showing a change in the diffraction efficiency of the −2nd order diffracted light of the third wavelength light beam and a change in the diffraction efficiency of the + 3rd order diffracted light that becomes unnecessary light as described later. 12A to 12C, the horizontal axis represents the groove depth (nm), and the vertical axis represents the diffraction efficiency (light intensity). When the diffraction efficiency of k1i is eff1, the diffraction efficiency of k2i is eff2, and the diffraction efficiency of k3i is eff3, sufficient diffraction efficiency is obtained at the position of the groove depth d = 3800 (nm) shown on the horizontal axis. Have. Specifically, eff1 = 0.81 as shown in FIG. 12 (a), eff2 = 0.62 as shown in FIG. 12 (b), and eff3 = 0 as shown in FIG. 12 (c). .57, which has a sufficient diffraction efficiency. As shown in FIG. 12, since the relationship between the diffraction efficiency and the groove depth varies depending on the number of steps, it is necessary to select an appropriate number of steps. Here, as described above, the number of steps S = 4. It was. Here, by providing a small step as a step, the characteristics can be varied somewhat without adversely affecting the overall characteristics. In other words, a diffractive structure having a predetermined depth and a predetermined number of steps S may be additionally provided with a small step so that the diffraction efficiency of the selected diffraction order of the light beam of each wavelength is good. Good. Here, if it exceeds 1/2 of the average step as one step, it will affect the overall characteristics.
また、図12では、温度や波長が変動した際の効率変動を抑える構成とされている。回折構造は比較的環境変動に依存しやすく、温度や波長の変化が生じると図12の回折効率曲線が一様にシフトすることが知られている。このため深さ変動による効率変動量Δeff/Δdが小さければ小さいほど、環境変動に強いレンズとすることができる。すなわち図12で示した深さにおける、回折効率の傾きが緩いほど環境変動に強く、上述の深さ・ステップ設計においてもこのことが考慮されている。また内輪帯の効率変動量と中輪帯の効率変動量を逆極性とすることによって、全体として効率変動を抑える工夫なども行える。受光システムの観点から、レンズ全体として実使用環境化において20%以下の効率変動が望ましい。 Moreover, in FIG. 12, it is set as the structure which suppresses efficiency fluctuation | variation at the time of temperature and a wavelength fluctuating. It is known that the diffractive structure is relatively dependent on environmental fluctuations, and the diffraction efficiency curve of FIG. 12 is uniformly shifted when a change in temperature or wavelength occurs. Therefore, the smaller the efficiency variation Δeff / Δd due to the depth variation, the more resistant the lens to environmental variation. In other words, the gentler the gradient of diffraction efficiency at the depth shown in FIG. 12, the more resistant to environmental fluctuations, and this is taken into account in the above-described depth / step design. In addition, by changing the efficiency fluctuation amount of the inner annular zone and the efficiency fluctuation amount of the middle annular zone to opposite polarities, it is possible to devise measures to suppress the efficiency fluctuation as a whole. From the viewpoint of the light receiving system, it is desirable that the entire lens has an efficiency fluctuation of 20% or less in an actual use environment.
第1の領域51では、内輪帯領域をステップ構造(階段形状の回折構造)としているため、この回折領域において発生する不要光の回折効率を、正規光の回折効率eff1,eff2,eff3より乖離させるのに適した構成である。ここで、正規光とは、上述のように選択した回折次数k1i,k2i,k3iの回折光を意味するもの、すなわち、回折効率が最大となる回折次数の回折光を意味するものとする。また、不要光とは、回折効率が2番目に大きくなる回折次数の回折光を意味するものとする。尚、図12並びに後述の図13中において、LMは、回折効率が最大となる回折次数の回折光の回折効率の変化を示し、LFは、ここで説明した不要光となる回折次数の回折光の回折効率の変化を示す。
In the
この第1の領域51において、階段形状の回折構造を形成することにより、不要光の影響を低減できることについて説明する。この図12と比較するために、参考例として図13に、この内輪帯をブレーズ形状として形成した場合の回折効率を示す。図13は、回折構造をステップ数S=∞のブレーズ形状として、(k1i,k2i,k3i)=(+1,+1,+1)としたときの、溝深さdに対する回折効率の変化を示すものである。そして、図13(a)は、第1の波長の光ビームの+1次回折光の回折効率の変化を示す図である。図13(b)は、第2の波長の光ビームの+1次回折光の回折効率の変化を示すとともに、不要光となる0次光の回折効率の変化を示す図である。図13(c)は、第3の波長の光ビームの+1次回折光の回折効率の変化を示すとともに、不要光となる0次光の回折効率の変化を示す図である。図13(a)〜図13(c)中において横軸は、溝深さ(nm)を示し、縦軸は、回折効率(光の強度)を示す図である。図13に示すようにこの場合には、第2及び第3の波長の場合に0次光が不要光として効率を有することになってしまう。そして、0次光と1次光のような隣接回折次数の各光ビームは、回折角度に違いが少ない。このため、選択された回折次数k2i,k3iのいずれかの光ビームである正規光を対応する光ディスクにフォーカス状態となるように集光させると、不要光もぼやけた状態で集光することとなる。そして、この不要光も光ディスクで反射されて、不要光の反射光が受光部に照射されてしまい、受光部で得られる信号に悪影響を及ぼし、ジッター等が悪化するおそれがある。さらに、この不要光は、デフォーカスが発生した場合にその影響が大きくなるという問題も招来するおそれがある。上述した図12に示すように、階段形状の回折構造を形成することにより、図13に示す場合に比べて不要光の回折効率を低くすることができる。
It will be described that the influence of unnecessary light can be reduced by forming a staircase-shaped diffraction structure in the
すなわち、第1の領域51のような内輪帯の部分を階段形状のようにステップ化した場合には、不要光の回折光量を抑えるような構成とすることができる。階段形状の回折構造は、不要光の効率が低くなる溝深さを選択することができるとともに、不要光効率が高い効率となったとしても、正規光となる次数と、不要光となる次数が大きく異なるため、フォーカス時に不要光が集光することを防止することができる。具体的に、図12(b)に示すように、第2の波長における不要光効率が5%程度で寄与しない程度まで抑えることができる。また、図12(c)に示すように、第3の波長における正規光が−2次光であるのに対して、不要光は+3次光となっており、この−2次光と、+3次光とは回折角度が大きく異なる。このため、正規光がフォーカスしている場合にも不要光が大きくデフォーカスすることとなり、受光部に不要光が入射することによる悪影響はない。換言すると、階段形状のような所謂ステップ構造は、ブレーズ形状等に比べて正規光の回折効率を隣接次数の回折光の回折効率から乖離させるのに適した構成といえるからである。
That is, when the inner ring zone portion such as the
次に、第1の領域51等における「ピッチ設計」について説明する。回折構造のピッチ設計において、所定の回折構造を有する回折部(回折面)により与えたい位相をφとすると、その位相は、位相差関数係数Cnを用いて、次式(6)のように表すことができる。尚、式(6)中kは、各波長λ1,λ2,λ3において選択される回折次数を示すものであり、具体的には、k1,k2,k3を示し、rは、半径方向の位置を示し、λ0は、設計波長を示すものである。尚、ピッチ設計に用いるλ0における場合には、k=1として計算が行われるものとする。
Next, “pitch design” in the
この式(6)中のφの値は、レンズ設計時に一意に求めることができるものである。その一方で、φは、設計波長λ0における位相を表しているので、φ’=φ−nの関係式により得られるφ’と、このφの与える位相とはその与える影響が全く同一である。ここで、nは整数である。上述の関係式により得られるφ’は、換言すると、図14(b)に示すように、例えば図14(a)に示すようなφをλ0により剰算した場合の余り、すなわち所謂剰余演算により得られる値である。このφ’は、実際の回折構造のピッチを決めるための付与すべき位相量ともいえる。実際の回折構造ピッチは、このφ’から決定されるものであり、具体的には、図14(c)に示すように、このφ’の形状に沿うように決定されることとなる。尚、図14(a)〜図14(c)中の横軸は、半径方向の位置を示すものである。図14(a)中の縦軸は、その位置毎の必要位相量φを示すものである。図14(b)中の縦軸は、その位置毎に剰余演算により得られる付与位相量φ’を示すものである。図14(c)中の縦軸は、溝深さdを示すものである。ここで、図14(c)では、ピッチを決定した後に、ブレーズ形状を示しているが、上述で説明した第1の領域51等のように、階段形状を採用する場合には、図14(c)に示すブレーズの斜面の部分が所定のステップ数Sの階段形状が形成されることとなる。
The value of φ in this equation (6) can be uniquely determined at the time of lens design. On the other hand, since φ represents the phase at the
尚、上述では、第1の領域51に設けられる回折構造は、その半径方向と光軸方向を含む断面形状が、図8(a)に示すように設けられているものとして説明した。すなわち、一の階段部内において略等間隔に設定された所定の高さと所定の幅で形成された複数の階段形状の回折構造が設けられているものとして説明したが、これに限られるものではない。すなわち、図14(b)に示すような目標となる獲得目標位相に基づき、基準となる階段形状に対して高さ及び/又は幅を微小調整したような非周期的な段形状を形成してもよい。さらに、所定の波長の光ビームに対して所定の位相差を付与することができるように位相設計により決定された形状に形成されるように構成してもよい。すなわち、断面形状が基準となる平面を示す水平線に対して平行な直線と、垂直線とからのみ形成されるものではなく、この直線に対して傾斜した直線(傾斜面)や、曲線(曲面)等を有した非周期的な形状となるように形成されるように構成してもよい。この点については、後述する第2の領域52も同様である。
In the above description, the diffraction structure provided in the
また、表1の「I2」に示す内輪帯構成例2についても同様に、d=5.4(μm)、S=6としたときに、表1及び図15(a)〜図15(c)に示すように、各次数k1i,k2i,k3i及び各回折効率eff1,eff2,eff3が得られる。また、表1の「I3」に示す内輪帯構成例3についても同様に、d=7.0(μm)、S=3としたときに、表1及び図16(a)〜図16(c)に示すように、各次数k1i,k2i,k3i及び各回折効率eff1,eff2,eff3が得られる。また、表1の「I4」に示す内輪帯構成例4についても同様に、d=4.0(μm)、S=5としたときに、表1及び図17(a)〜図17(c)に示すように、各次数k1i,k2i,k3i及び各回折効率eff1,eff2,eff3が得られる。また、表1の「I5」に示す内輪帯構成例5についても同様に、d=5.1(μm)、S=5としたときに、表1及び図18(a)〜図18(c)に示すように、各次数k1i,k2i,k3i及び各回折効率eff1,eff2,eff3が得られる。 Similarly, for the inner ring zone configuration example 2 shown in “I2” of Table 1, when d = 5.4 (μm) and S = 6, Table 1 and FIGS. 15A to 15C are used. ), Each order k1i, k2i, k3i and each diffraction efficiency eff1, eff2, eff3 are obtained. Similarly, for the inner ring zone configuration example 3 shown in “I3” of Table 1, when d = 7.0 (μm) and S = 3, Table 1 and FIGS. 16A to 16C are used. ), Each order k1i, k2i, k3i and each diffraction efficiency eff1, eff2, eff3 are obtained. Similarly, for the inner ring zone configuration example 4 shown in “I4” of Table 1, when d = 4.0 (μm) and S = 5, Table 1 and FIGS. 17A to 17C are used. ), Each order k1i, k2i, k3i and each diffraction efficiency eff1, eff2, eff3 are obtained. Similarly, for inner ring zone configuration example 5 shown in “I5” of Table 1, when d = 5.1 (μm) and S = 5, Table 1 and FIGS. 18A to 18C are used. ), Each order k1i, k2i, k3i and each diffraction efficiency eff1, eff2, eff3 are obtained.
そして、かかる内輪帯構成例2〜5についても、上述の内輪帯構成例1と同様に、第1の観点で説明した条件式を満足することとなり、球面収差を低減できるものである。この点について内輪帯構成例1を示す図9と同様の、横軸に波長×回折次数(nm)により算出される値を、縦軸に保護層厚さ(mm)を設定して各点Pλ1,Pλ2,Pλ3をプロットした図をそれぞれ図19〜図22に示す。すなわち、図19に示すように内輪帯構成例2では、各プロットPλ1、Pλ2、Pλ3が一直線の設計直線LI2上に略位置し、球面収差が補正可能であることが示されている。同様に、図20に示す内輪帯構成例3、図21に示す内輪帯構成例4、図22に示す内輪帯構成例5においても、各プロットが一直線の設計直線LI3,LI4,LI5上に略位置し、球面収差が補正可能であることが示されている。 Also, in the inner annular zone configuration examples 2 to 5, as in the above-described inner annular zone configuration example 1, the conditional expression described in the first viewpoint is satisfied, and spherical aberration can be reduced. In this regard, as in FIG. 9 showing the inner ring zone configuration example 1, the value calculated by the wavelength × diffraction order (nm) is set on the horizontal axis, and the protective layer thickness (mm) is set on the vertical axis. , Pλ2, and Pλ3 are plotted in FIGS. 19 to 22, respectively. That is, as shown in FIG. 19, in the inner ring zone configuration example 2, the plots Pλ1, Pλ2, and Pλ3 are substantially positioned on the straight design line LI2, and it is shown that the spherical aberration can be corrected. Similarly, in the inner ring zone configuration example 3 shown in FIG. 20, the inner ring zone configuration example 4 shown in FIG. 21, and the inner ring zone configuration example 5 shown in FIG. 22, the plots are substantially on the straight design lines LI3, LI4, and LI5. It is shown that the spherical aberration can be corrected.
ここで、上述した第1の領域51等に形成される溝深さと対物レンズ34や回折部50の構成材料の屈折率との関係について説明する。尚、ここでは、第1の領域51について説明するが、後述のような第2の領域52や第3の領域73についても同様のことがいえる。第1の領域51等に形成される回折構造の溝深さdは、ある程度屈折率に依存する値となる。回折構造によって生じる回折効率は、次式(7)のときに最大となることが知られている。ここで、式(7)中、n0は、空気の屈折率であり、n1は、回折部構成材料の屈折率であり、kは、回折次数であり、dは、回折構造の総深さである溝深さであり、sは、ステップ数であるものとする。
Here, the relationship between the depth of the groove formed in the
このため、構成材料の屈折率が変わるとそれに応じて回折構造の溝深さdが変動する必要がある。上述の表1、図12、図15〜図18や、後述の表4、図25、図27〜29、図35、図37は、n1=1.52であると想定して溝深さを決定していた。近年波長405nm程度の光ビームを考慮して用いられることとなった青色耐光性プラスチック材料は、1.49<n1<1.6である。ここで、青色耐光性プラスチック材料についての具体例を説明する。青色等の短波長光ビームに対するレンズ用樹脂としては、近年主に環状オレフィン樹脂(日本ゼオン製「ZEONEX」や三井化学製「APEL」)が用いられている。例えばZEONEX340Rでは、λ=405nmに対してn=1.52程度であり、λ=785nmに対してn=1.50程度である。また、APEL5014DPでは、λ=467nmに対してn=1.54程度である。また、さらに屈折率の大きい材料としては、例えば特開2008−1895号公報に波長588nmに対して屈折率が1.54や1.59のものが記載されている。当該公報によれば、熱可塑性樹脂として三井化学製APEL5014DP、帝人化成製パンライトAD5503を用い、無機粒子としてシリカ(日本アエロジル社製:R976、一次粒子径7nm)を用い、これを混練して得たものである。また、ここで用いられる混練装置としてHAAKE社製:ポリラボミキサーシステムをそれぞれ適用している。また、当該熱可塑性樹脂39gと当該無機粒子21g(35重量%)とを、設定温度200℃、ロータ回転数25rpm及び混練時間6〜59分で混練し、作製することにより得られることが記載されている。そして、カルニュー光学工業(株)製の自動屈折計KPR−200を用いて588nmの屈折率を測定したことが記載されている。これらの材料を考慮すると、現状では1.49〜1.6が適正な範囲であるといえる。よって、上述のn1=1.52を想定して決定された溝深さをdとし、青色耐光性プラスチック材料を考慮して溝深さを一般化してd’として表すと、次式(8A)のようになる。これを変形すると次式(8B)が得られる。この式(8B)を用いて上述した表1のdに対応する一般化溝深さd’の下限及び上限を表2に示す。よって、構成材料を変えた場合にも、表2のd’minに示される溝深さ下限と、d’maxで示される溝深さ上限とで決定される範囲内で回折構造を形成すれば、上述の効果が得られることとなる。尚、屈折率が1.6以上のもので青色耐光性を有する材料のものを用いる場合にも、上述の式(7)から溝深さの下限及び上限を決定すれば本発明は適用可能である。
(1.52−1)/(1.6−1)d<d’<(1.52−1)/(1.49−1)d ・・・(8A)
0.87d<d’<1.06d ・・・(8B)
For this reason, when the refractive index of the constituent material changes, the groove depth d of the diffractive structure needs to change accordingly. The above-mentioned Table 1, FIG. 12, FIG. 15 to FIG. 18 and Table 4, which will be described later, FIG. 25, FIG. 27 to 29, FIG. It was decided. In recent years, a blue light-resistant plastic material that has been used in consideration of a light beam having a wavelength of about 405 nm satisfies 1.49 <n1 <1.6. Here, a specific example of the blue light-resistant plastic material will be described. In recent years, cyclic olefin resins (“ZEONEX” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. and “APEL” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) are mainly used as a lens resin for a short wavelength light beam such as blue. For example, in ZEONEX 340R, n = 1.52 for λ = 405 nm and n = 1.50 for λ = 785 nm. Further, in APEL5014DP, n = 1.54 with respect to λ = 467 nm. Further, as materials having a higher refractive index, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-1895 describes materials having a refractive index of 1.54 or 1.59 with respect to a wavelength of 588 nm. According to the publication, APEL5014DP manufactured by Mitsui Chemicals, Panlite AD5503 manufactured by Teijin Chemicals Ltd. is used as the thermoplastic resin, silica (Nippon Aerosil Co., Ltd .: R976,
(1.52-1) / (1.6-1) d <d ′ <(1.52-1) / (1.49-1) d (8A)
0.87d <d ′ <1.06d (8B)
次に、焦点距離の取り得る範囲について説明する。上述の内輪帯についての説明で示したように、第1の波長に対する焦点距離f1と、第3の波長を用いる場合の作動距離WD3との間には密接な関連性がある。上述の式(3)及び式(4)から、内輪帯における選択される回折次数を決定すると、第1の波長の焦点距離fall1が変動することが容易に導かれる。式(3)及び式(4)では、レンズ肉厚が仮定されていないため、正確にはレンズ肉厚を考慮して近軸光学計算を行うことによってこの関連性が導かれる。この回折次数選択による、第3の波長の作動距離WDと第1の波長の焦点距離の関連性を図24及び表3に示す。図24中横軸は、第1の波長に対する焦点距離を示し、縦軸は、第3の波長を用いる場合の作動距離(「W.D.」ともいう)を示す。ここで、レンズ軸上厚さは2.1mmを用いたが、レンズコバ等を考慮したものであり、実際に設計を行った際にコバ厚が消滅しなかった限界のためである。材質としてはZeonex340Rを仮定した。また、最良の球面収差が得られるよう、当該材質での球面R比を、(入射面球面R)/(射出面球面R)=−0.5として固定している。図24によって導かれる焦点距離値は、材料の屈折率によってはわずかしか変動せず、軸上厚限界にのみ規定される。第3の波長を用いる場合の作動距離WDとしては、保護層厚さを1.1mmで設計した場合に、0.4mm程度が物理限界であるため、図24及び表3は、それを基に限界値が決定されている。尚、表3及び図24中Lk1で示される次数組み合わせ(k1i,k2i,k3i)=(1,−1,−2)のときは、f1=1.82mmが限界である。また、図24中Lk2で示される次数組み合わせ(k1i,k2i,k3i)=(1,−2,−3)のときは、f1=1.72mmが限界である。また、図24中Lk3で示される次数組み合わせ(k1i,k2i,k3i)=(0,−1,−2)において、f1=1.86mmが限界である。また、図24中Lk4で示される次数組み合わせ(k1i,k2i,k3i)=(0,−2,−3)のときは、f1=1.76mmが限界である。また、図24中Lk5で示される次数組み合わせ(k1i,k2i,k3i)=(2,−1,−2)のときは、f1=1.76mmが限界である。 Next, the possible range of the focal length will be described. As shown in the description of the inner ring zone described above, there is a close relationship between the focal distance f1 for the first wavelength and the working distance WD3 when the third wavelength is used. From the above formulas (3) and (4), when the selected diffraction order in the inner annular zone is determined, it is easily derived that the focal length fall1 of the first wavelength varies. In Equations (3) and (4), the lens thickness is not assumed. Therefore, this relationship is derived by performing paraxial optical calculation in consideration of the lens thickness. FIG. 24 and Table 3 show the relationship between the working distance WD of the third wavelength and the focal length of the first wavelength by this diffraction order selection. In FIG. 24, the horizontal axis represents the focal length with respect to the first wavelength, and the vertical axis represents the working distance (also referred to as “WD”) when the third wavelength is used. Here, although the thickness on the lens axis is 2.1 mm, the lens edge is taken into consideration, and this is due to the limit that the edge thickness has not disappeared when actually designing. As a material, Zeonex 340R was assumed. In order to obtain the best spherical aberration, the spherical R ratio of the material is fixed as (incident surface spherical surface R) / (exit surface spherical surface R) = − 0.5. The focal length value derived by FIG. 24 varies only slightly depending on the refractive index of the material and is only defined at the on-axis thickness limit. As the working distance WD when using the third wavelength, when the protective layer thickness is designed at 1.1 mm, the physical limit is about 0.4 mm. Therefore, FIG. 24 and Table 3 are based on that. A limit value has been determined. When the order combination (k1i, k2i, k3i) = (1, -1, -2) indicated by Lk1 in Table 3 and FIG. 24, f1 = 1.82 mm is the limit. Further, when the order combination (k1i, k2i, k3i) = (1, -2, -3) indicated by Lk2 in FIG. 24, f1 = 1.72 mm is the limit. Further, in the order combination (k1i, k2i, k3i) = (0, −1, −2) indicated by Lk3 in FIG. 24, f1 = 1.86 mm is the limit. Further, when the order combination (k1i, k2i, k3i) = (0, -2, -3) indicated by Lk4 in FIG. 24, f1 = 1.76 mm is the limit. Further, when the order combination (k1i, k2i, k3i) = (2, -1, -2) indicated by Lk5 in FIG. 24, f1 = 1.76 mm is the limit.
中輪帯である第2の領域52は、輪帯状で且つ所定の深さを有し第1の回折構造とは異なる構造とされた第2の回折構造が形成される。第2の領域52は、通過する第1の波長の光ビームの対物レンズ34を介して第1の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第2の領域52は、当該次数の回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。
The
また、第2の領域52は、第2の回折構造により、通過する第2の波長の光ビームの対物レンズ34を介して第2の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第2の領域52は、当該次数の回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。
The
また、第2の領域52は、第2の回折構造により、通過する第3の波長の光ビームの対物レンズ34を介して第3の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第2の領域52は、当該次数の回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。この点について換言すると、第2の領域52は、第2の回折構造により、通過する第3の波長の光ビームの対物レンズ34を介して第3の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成しないような次数の回折光が支配的となるようにされている。ここで、第2の回折構造は、後述のフレア化の作用等を考慮した上で構成されている。尚、第2の領域52は、第2の回折構造により、通過する第3の波長の光ビームの対物レンズ34を介して第3の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数の回折光の回折効率を十分に低減することができる。
Further, the
このように、第2の領域52は、上述の各波長の光ビームに対して上述の所定の次数の回折光が支配的となるのに適するような回折構造が形成されている。そのため、第2の領域52を通過して所定の次数の回折光とされた第1及び第2の波長の光ビームが対物レンズ34によりそれぞれの光ディスクの信号記録面に集光される際の球面収差を補正して低減することを可能とする。
As described above, the
また、第2の領域52は、第1及び第2の波長の光ビームに対しては上述のように機能する。それとともに、第2の領域52は、第3の波長の光ビームについては、フレア化の影響等を考慮して、この第2の領域52を通過して対物レンズ34を介して第3の光ディスクの信号記録面に集光しない次数の回折光が支配的となるように構成されている。かかる構成とされているから、この第2の領域52を通過した第3の波長の光ビームが対物レンズ34に入射しても第3の光ディスクの信号記録面にはほとんど影響を与えることがない。換言すると、この第2の領域52を通過して対物レンズ34により信号記録面に集光される第3の波長の光ビームの光量を大幅に低減して略ゼロとして、第3の波長の光ビームに対して開口制限を行うよう機能することができる。
Further, the
ところで、上述した第1の領域51は、その領域を通過した第3の波長の光ビームが、NA=0.45程度で開口制限される光ビームと同様の状態で対物レンズ34に入射するような大きさに形成されている。また、この第1の領域51の外側に形成される第2の領域52は、この領域を通過した第3の波長の光ビームを、対物レンズ34を介して第3の光ディスク上に集光させない。そのため、かかる構成とされた第1及び第2の領域51,52を備える回折部50は、第3の波長の光ビームに対して、NA=0.45程度に開口制限を行うように機能することとなる。ここでは、回折部50において、第3の波長の光ビームに対して開口数NAを0.45程度に開口制限を行うように構成したが、上述の構成により制限される開口数はこれに限られるものではない。
By the way, in the
具体的には、第2の領域52は、図4及び図8(b)に示すように、光軸を中心とした輪帯状で基準面に対してこの輪帯の断面形状が所定の深さ(以下、「溝深さ」ともいう。)dで所定のステップ数Sの階段形状が半径方向に連続して形成されている。尚、ここで、第2の領域52は、第1の領域51の場合と比べてd及び/又はSの数値が異なっており、すなわち、第1の領域51に設けられた第1の回折構造とは異なる第2の回折構造が形成されている。例えば、図8(b)に示す第2の領域52の回折構造は、ステップ数が2(S=2)とされた回折構造であり、各段の深さが略同一深さ(d/2)とされた第1乃至第2の段部52s1,52s2を有する階段部が半径方向に連続して形成されている。また、光軸方向に間隔が(d/3)で同一間隔に形成された第1乃至第3の回折面52f1,52f2,52f3を有して形成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 4 and 8B, the
また、第2の領域52は、通過する第1の波長の光ビームの次数k1mの回折光が支配的となるよう、すなわち、回折効率が最大となるように発生させるとする。また、第2の領域52は、通過する第2の波長の光ビームの次数k2mの回折光が支配的となるよう、すなわち、回折効率が最大となるように発生させるとする。また、第2の領域52は、通過する第3の波長の光ビームの次数k3mの回折光が支配的、すなわち、回折効率が最大となるように発生させるとする。このような場合に、回折次数k1m,k2m,k3mが以下の第1乃至第6の観点から決定された関係となるように構成されている。
The
まず、第1の観点について説明する。第1の観点としては、最大の回折効率となる回折次数k1m,k2m,k3mが、上述の式(1)の関係式(中輪帯においてこの条件式中のk1x、k2x、k3xのxは、x=mとする)を満たさないことである。これは、中輪帯領域において、k1m,k2m,k3mが式(1)を満たす場合には、第3の波長の次数k3mの回折光が第3の光ディスクの信号記録面に結像されてしまうからである。このような場合には、第3の波長に対する開口制限が実現できなくなってしまう。 First, the first viewpoint will be described. As a first aspect, the diffraction orders k1m, k2m, and k3m that provide the maximum diffraction efficiency are expressed by the relational expression (1) described above (in the middle ring zone, x in k1x, k2x, and k3x in the conditional expression is x = m) is not satisfied. This is because, in the middle ring zone region, when k1m, k2m, and k3m satisfy Expression (1), the diffracted light of the third wavelength of order k3m is imaged on the signal recording surface of the third optical disc. Because. In such a case, aperture limitation for the third wavelength cannot be realized.
換言すると、第2の領域52は、第1及び第2の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう対物レンズ34を介して集光する第1及び第2の波長の光ビームの回折次数k1m,k2mの回折光の回折効率を高い状態で発生させるように構成してもよい。それとともに、第3の光ディスクの信号記録面に集光する第3の波長の光ビームの回折次数の回折効率を極力抑えて開口制限機能を有するように構成してもよい。ここで、この式(1)の関係を満たさないようにすることにより、この第3の波長の光ビームにおけるこの回折次数の光ビームを第3の光ディスクの信号記録面に焦点を結像させた状態からずらすことができる。そして、実質的に第3の光ディスクの信号記録面に集光される光ビームの光量をさらに低減させるものである。以下では、この所定の波長の光ビームの対物レンズ34を介して結像される位置を対応する光ディスクの信号記録面からずらして、実質的に信号記録面に集光されるこの波長の光ビームの光量を低減させることを、「フレア化」といい、詳細について以下に説明する。
In other words, the
ここで、第2の領域52において、フレア化させること、及びその構成について説明する。上述の第1の領域51の説明において、上述の条件式(λ1×k1x−λ2×k2x)/(t1−t2)≒(λ1×k1x−λ3×k3x)/(t1−t3)を満たすことが要求されていることについて述べた。これと同様に、この条件式(中輪帯においてこの条件式中のk1x,k2x,k3xのxは、x=mとする)は、第2の領域52においても考慮されるものである。そして、この中輪帯としての第2の領域52においては、次の機能を考慮すると、プロットされるPλ1とPλ2とを設計直線上に位置させれば良い。その機能とは、上述のような第1及び第2の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう対物レンズ34を介して集光する第1及び第2の波長の光ビームの回折次数k1m,k2mの回折光を回折効率を高い状態で発生させるという機能である。ここで、第2の領域52は、さらに、第3の波長についてフレア化させるために、Pλ3について、故意にこの設計直線上から乖離させるような設計直線を選択するようにすればよい。すなわち、Pλ3について設計直線から乖離させたような設計直線に基づき形成された対物レンズ34を構成することにより、以下の効果が得られる。すなわちかかる構成により、第3の波長の光ビームの当該回折次数の回折光を第3の光ディスクの信号記録面に焦点を結像させた状態からずらすことができ、実質的に第3の光ディスクの信号記録面に集光される第3の波長の光ビームの光量を低減させることができる。これにより、上述のような第3の波長の光ビームに対する開口制限を確実且つ良好に行うことを可能とする。具体的には、参考例として図23に示すような(k1m,k2m,k3m)=(+3,+2,+2)とした場合には、Pλ3が設計直線LMSから乖離されることとなる。そして、当初から期待されていた第2の領域52に形成された回折構造により第3の波長の当該次数の回折光の回折効率を低減させる効果に加え、このフレア化の効果をさらに得る。よって、これらの構成からさらに一層第3の光ディスクに入射してしまう第3の波長の光ビームの光量を抑えることを可能とする。
Here, flaring and the configuration of the
そして、この第1の観点において、第3の波長に関しては、最大の回折効率を有する回折次数k3mのみでなく、所定の回折効率を有する全ての回折次数において、この関係を満たさないように構成する必要がある。すなわち、全ての回折次数において、これをk3mに換えて上述の関係式を上述のk1m、k2mとともに満たさないように構成する必要がある。これは、所定の効率を有する回折次数の回折光でも式(1)の関係を満たすと、その回折光が対物レンズにより集光されて、開口制限を適切に行うことができないからである。ここで、所定の回折効率とは、この領域を通過した光ビームが光ディスクに照射され、反射された光ビームが受光部に入射した場合に、正規の開口範囲内を通過した光ビームの戻り光を受光部で検出する際にノイズとなってしまう程度の効率を意味する。換言すると開口制限を適切に行うことができない程度の大きさの効率を意味するものとする。 In the first aspect, with respect to the third wavelength, not only the diffraction order k3m having the maximum diffraction efficiency but also all the diffraction orders having the predetermined diffraction efficiency are configured not to satisfy this relationship. There is a need. In other words, in all diffraction orders, it is necessary to replace this with k3m so that the above relational expression is not satisfied together with the above k1m and k2m. This is because even if the diffracted light of the diffraction order having a predetermined efficiency satisfies the relationship of the expression (1), the diffracted light is condensed by the objective lens and the aperture restriction cannot be performed appropriately. Here, the predetermined diffraction efficiency is the return light of the light beam that has passed through the normal aperture range when the optical beam that has passed through this region is irradiated onto the optical disc and the reflected light beam has entered the light receiving unit. This means the efficiency to the extent that noise is generated when the light receiving part is detected. In other words, it means efficiency that is not large enough to properly limit the aperture.
以上のように、この第1の観点のように、式(1)の関係式を満たさない回折次数k1m,k2m,k3mを選択することにより、第3の波長に対する開口制限を良好に行うことができる。また、中輪帯においても、ブレーズ構造を用いずに、ステップ構造を設けるものとする。これは、中輪帯で説明したように、階段形状のような所謂ステップ構造は、ブレーズ形状等に比べて正規光の回折効率を隣接次数の回折光の回折効率から乖離させるのに適した構成といえるからである。かかる構成とされた中輪帯は、第3の波長に対する開口制限を良好に行うことを可能とする。 As described above, as in the first aspect, by selecting the diffraction orders k1m, k2m, and k3m that do not satisfy the relational expression (1), it is possible to satisfactorily limit the aperture for the third wavelength. it can. In the middle annular zone, a step structure is provided without using a blaze structure. This is because, as explained in the middle ring zone, a so-called step structure such as a staircase shape is suitable for separating the diffraction efficiency of normal light from the diffraction efficiency of adjacent-order diffracted light compared to a blazed shape or the like. Because it can be said. The middle annular zone having such a configuration makes it possible to satisfactorily limit the aperture for the third wavelength.
次に、第2の観点について説明する。第2の観点は、内輪体で選択された回折次数の組み合わせを考慮した構成とすることである。具体的に、内輪帯において選択された回折次数組み合わせと、中輪帯で選択された回折次数組み合わせの回折パワー差の符号(正負)が同一である必要がある。ここで、内輪体における(k1i,k2i,k3i)=(1,−1,−2)という次数組み合わせを選んだ場合を例に挙げ詳細に説明する。上述のように、回折面の回折力は、波長と回折次数の積(λ×k)に比例する。よって、k1i×λ1−k2i×λ2が、内輪体における第1及び第2の光ディスク間(例えばBD−DVD間)の回折力差に比例する。そして、この組み合わせに対して、中輪帯において(k1m,k2m,k3m)=(0,1,2)という次数組み合わせを選択したとする。k1m×λ1−k2m×λ2が、中輪帯における第1及び第2の光ディスク間の回折力差に比例することとなる。この次数組み合わせでは、k1i×λ1−k2i×λ2=1065(nm)であり、k1m×λ1−k2m×λ2=−660(nm)である。この場合、内輪体における回折力差と、中輪帯における回折力差とが逆方向の回折力差をもつことになり、回折構造の方向が逆転し、形成が困難となってしまう。これに対して(k1m,k2m)=(0,−1)を選択した場合には、k1m×λ1−k2m×λ2=660(nm)となり、内輪体及び中輪帯における回折力差の符号が同一となる。よって、この第2の観点においては、k1i×λ1−k2i×λ2の符号と、k1m×λ1−k2m×λ2の符号と同一となるように選択するものである。 Next, the second viewpoint will be described. A second aspect is to adopt a configuration that takes into account the combination of diffraction orders selected in the inner ring body. Specifically, the sign (positive / negative) of the diffraction power difference between the diffraction order combination selected in the inner annular zone and the diffraction order combination selected in the middle annular zone needs to be the same. Here, the case where the order combination of (k1i, k2i, k3i) = (1, −1, −2) in the inner ring body is selected will be described in detail as an example. As described above, the diffractive power of the diffractive surface is proportional to the product of the wavelength and the diffraction order (λ × k). Therefore, k1i × λ1−k2i × λ2 is proportional to the diffraction force difference between the first and second optical disks (for example, between BD and DVD) in the inner ring body. Then, for this combination, it is assumed that an order combination of (k1m, k2m, k3m) = (0, 1, 2) is selected in the middle ring zone. k1m × λ1−k2m × λ2 is proportional to the diffraction force difference between the first and second optical disks in the middle ring zone. In this order combination, k1i × λ1−k2i × λ2 = 1065 (nm) and k1m × λ1−k2m × λ2 = −660 (nm). In this case, the diffractive power difference in the inner ring body and the diffractive power difference in the middle ring zone have opposite diffractive power differences, and the direction of the diffractive structure is reversed, making formation difficult. On the other hand, when (k1m, k2m) = (0, −1) is selected, k1m × λ1−k2m × λ2 = 660 (nm), and the sign of the diffraction force difference between the inner ring body and the middle ring zone is It will be the same. Therefore, in the second viewpoint, the code of k1i × λ1-k2i × λ2 is selected to be the same as the code of k1m × λ1-k2m × λ2.
次に、第3の観点について説明する。第3の観点は、内輪体における回折力差を考慮した構成とすることである。具体的に、内輪帯における回折力差が、中輪帯における回折力差よりもあまりに大きい場合には、回折力を補うために中輪帯部の回折周期数が増大し、製造が著しく困難になるということに鑑みたものである。ここで、内輪体における(k1i,k2i,k3i)=(1,−1,−2)という次数組み合わせを選んだ場合を例に挙げ詳細に説明する。そして、この内輪体の組み合わせに対して、中輪帯において、(k1m,k2m)=(0,−1)という次数組み合わせを選択したとする。この次数組み合わせでは、k1i×λ1−k2i×λ2=1065(nm)であり、k1m×λ1−k2m×λ2=660(nm)である。この場合、中輪帯のピッチは、内輪体のピッチに対して2倍程度に抑えられると考えられる。これに対し、上述の内輪体の組み合わせに対して、中輪帯において(k1m,k2m)=(−1,−1)という次数組み合わせを選択したとする。この次数組み合わせでは、k1i×λ1−k2i×λ2=1065(nm)であり、k1m×λ1−k2m×λ2=225(nm)となり、中輪帯において5倍程度のピッチを形成する必要があり、現実使用に適さなくなる。さらに、中輪帯においては、近軸の範囲外であるため、ピッチ数は更に増大する可能性がある。このように、第3の観点においては、現実に回折構造を形成することを考慮して、内輪体における回折力差と中輪帯の回折力差とを比較して内輪体における回折次数を選択する必要があることを意味する。中輪帯において選択される回折次数の組み合わせは、かかる事項を考慮すると、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、(1,0)、(1,−1)が適正なものであるといえる。 Next, a third aspect will be described. A third viewpoint is to adopt a configuration that takes into account the diffraction force difference in the inner ring body. Specifically, if the difference in diffraction power in the inner ring zone is too large than the difference in diffraction force in the middle ring zone, the number of diffraction cycles in the middle ring zone increases to compensate for the diffraction force, making manufacturing extremely difficult. In view of the fact that Here, the case where the order combination of (k1i, k2i, k3i) = (1, −1, −2) in the inner ring body is selected will be described in detail as an example. Then, it is assumed that an order combination of (k1m, k2m) = (0, −1) is selected for the combination of the inner ring bodies in the middle ring zone. In this order combination, k1i × λ1−k2i × λ2 = 1065 (nm) and k1m × λ1−k2m × λ2 = 660 (nm). In this case, it is considered that the pitch of the middle ring zone is suppressed to about twice the pitch of the inner ring body. On the other hand, it is assumed that the order combination of (k1m, k2m) = (− 1, −1) is selected in the middle annular zone with respect to the combination of the inner ring bodies described above. In this order combination, k1i × λ1−k2i × λ2 = 1065 (nm), k1m × λ1−k2m × λ2 = 225 (nm), and it is necessary to form a pitch of about 5 times in the middle ring zone, Unsuitable for real use. Furthermore, in the middle ring zone, since it is out of the paraxial range, the number of pitches may further increase. In this way, in the third aspect, considering the actual formation of the diffractive structure, the diffraction order difference in the inner ring body is selected by comparing the diffraction force difference in the inner ring body and the diffraction force difference in the middle annular zone. It means you need to. The combination of the diffraction orders selected in the middle annular zone is (k1m, k2m) = (0, −1), (0, −2), (1, 0), (1, −1) in consideration of such matters. ) Is appropriate.
次に、第4の観点について説明する。第4の観点としては、内輪帯で説明したのと同様に、選択する次数があまりに大きい場合には、回折構造の段差、溝深さ及びブレーズ深さが深くなってしまう。回折構造の深さが深くなると形成精度が悪化するおそれがあるほか、温度変化による光路長増大効果が大きくなり、温度回折効率特性が劣化してしまうという問題もある。このような理由から、3〜4次程度までの回折次数を選択するのが妥当であり、一般的である。 Next, a fourth aspect will be described. As a fourth aspect, as described in the inner ring zone, when the selected order is too large, the step, groove depth, and blaze depth of the diffractive structure become deep. When the depth of the diffractive structure is increased, the formation accuracy may be deteriorated, and the effect of increasing the optical path length due to the temperature change is increased, and the temperature diffraction efficiency characteristic is deteriorated. For these reasons, it is appropriate and general to select diffraction orders up to about 3-4.
次に、第5の観点について説明する。第5の観点としては、内輪帯で説明したのと同様に、後述のような回折効率計算を行ったときに、深さdが適切な大きさ以下であり形成可能である必要がある。そして、深さdは、少なくとも10μm以下であることが必要である。ただし、中輪帯においては対物レンズのレンズ曲面に回折部を設けることを考慮すると非球面形状の曲率が大きくなってくる領域であるため、可能な限りステップ数を低下させ、かつ使用する次数を低次とし、浅い回折構造とする必要性がある。この目的を考慮すると、中輪帯における最も適切な次数組み合わせは、例えば(k1m,k2m)=(0,−1)であるといえる。この次数選択の場合には、2ステップ、溝深さd=1600nmで不要光も避けられ形成が容易であるためである。また、効率も高く使用しやすい。 Next, a fifth aspect will be described. As a fifth aspect, as described in the inner annular zone, when the diffraction efficiency calculation described below is performed, the depth d needs to be less than an appropriate size and can be formed. The depth d needs to be at least 10 μm or less. However, in the middle annular zone, considering the provision of a diffractive portion on the lens curved surface of the objective lens, this is a region where the curvature of the aspherical surface becomes large. There is a need for a low-order and shallow diffraction structure. Considering this purpose, it can be said that the most appropriate order combination in the middle ring zone is, for example, (k1m, k2m) = (0, −1). This is because, in the case of this order selection, unnecessary light is avoided and formation is easy with two steps and a groove depth d = 1600 nm. It is also highly efficient and easy to use.
次に、第6の観点について説明する。第6の観点は、内輪体及び中輪帯における不要光の乖離量を考慮した構成とすることである。具体的に、後述する球面収差補正直線からの乖離量Δを計算した際に、中輪帯不要光の乖離量Δm、Δm’が各々、内輪帯不要光の乖離量Δiとの間で、Δi≠Δmの関係、及びΔi≠Δm’の関係を満たす必要がある。さらに、現実的な形成を考慮して経験的には、|Δi−Δm|≧0.15(mm)、|Δi−Δm’|≧0.15(mm)が必要であるといえる。これは、入射倍率を考慮し、第1の観点をより具体的に規定したものであるといえる。もし、|Δi−Δm|≧0.15(mm)、|Δi−Δm’|≧0.15(mm)のどちらかが成立しない場合には、中輪帯において以下の問題がある。すなわちかかる場合には、中輪帯においてCD等に対応した第3の波長の不要光が内輪帯の第3の波長の光ビームと同じ振る舞いをすることになり、集光され悪影響を及ぼす可能性があることを意味する。 Next, a sixth aspect will be described. A sixth aspect is to adopt a configuration that takes into account the amount of divergence of unnecessary light in the inner ring body and the middle ring zone. Specifically, when the deviation amount Δ from the spherical aberration correction straight line, which will be described later, is calculated, the deviation amounts Δm and Δm ′ of the middle annular zone unnecessary light are different from the deviation amount Δi of the inner annular zone unnecessary light by Δi. It is necessary to satisfy the relationship of ≠ Δm and the relationship of Δi ≠ Δm ′. Furthermore, it can be said that | Δi−Δm | ≧ 0.15 (mm) and | Δi−Δm ′ | ≧ 0.15 (mm) are necessary empirically in consideration of realistic formation. This can be said to more specifically define the first viewpoint in consideration of the incident magnification. If either | Δi−Δm | ≧ 0.15 (mm) or | Δi−Δm ′ | ≧ 0.15 (mm) does not hold, the following problem occurs in the middle annular zone. That is, in such a case, the unnecessary light of the third wavelength corresponding to the CD or the like in the middle annular zone behaves the same as the light beam of the third wavelength of the inner annular zone, and may be condensed and adversely affected. Means there is.
以上のような第1乃至第6の観点を満たすように、第2の領域52で所定の回折次数k1m,k2mを選択すれば良い。本実施の形態においては、上述の第1乃至第6の観点で説明したように、内輪体の回折次数との組み合わせをも考慮したものである。ここでは、内輪体及び外輪体である第1及び第2の領域51,52における回折次数の組み合わせとして(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)の最適な構成の一例を挙げる。具体的に、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)=(1,−1,−2,0,−1)、(1,−1,−2,0,−2)、(1,−1,−2,1,0)が最適な一例である。また、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)=(1,−2,−3,0,−1)、(1,−2,−3,0,−2)、(1,−2,−3,1,0)が最適な一例である。また、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)=(0,−1,−2,0,−2)、(0,−1,−2,0,−1)、(0,−1,−2,1,0)、(0,−1,−2,1,−1)が最適な一例である。また、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)=(0,−2,−3,0,−1)、(0,−2,−3,0,−2)、(0,−2,−3,1,0)が最適な一例である。また、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)=(2,−1,−2,0,−1)、(2,−1,−2,0,−2)、(2,−1,−2,1,0)が最適な構成の一例である。特に、第5の観点で追加的に説明したように、形成しやすさと製造誤差が小さいことにより良好な結果が得られることを考慮すると中輪帯の回折次数(k1m,k2m)=(0,−1)を含んだ次数組み合わせが特によい組み合わせであるといえる。
The predetermined diffraction orders k1m and k2m may be selected in the
ここで、上述の内輪体及び外輪体の回折次数の組み合わせに含まれる中輪体の回折次数の組み合わせ(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、(1,0)、(1,−1)を選択したときの、構成例を示す。すなわち、この中輪帯の回折次数の組み合わせを選択したときの、回折構造の形状、ステップ数S及び溝深さdを中輪帯構成例1〜4としてそれぞれの表4のM1〜M4に示す。また、表4には、上述の回折次数k1m,k2mの組み合わせに適した回折構造において第3の波長の光ビームの回折効率が最大となる回折次数k3mとともに、所謂不要光として2番目に大きな回折効率を有する回折次数を「k3m’」として示している。また、表4には、各波長の次数k1m、k2m、k3mにおける回折効率eff1,eff2,eff3とともに第3の波長の回折次数k3m’における回折効率eff3’も併せて示している。さらに、それぞれの例における、第3の波長のプロットPλ3の球面収差補正直線からの乖離量Δとともに、第3の波長の回折次数k3m’を同様にプロットした場合のこのプロット点の球面収差補正直線からの乖離量を「Δ’」として示している。 Here, combinations of the diffraction orders of the middle ring bodies (k1m, k2m) = (0, −1), (0, −2), (1, 0) included in the combinations of the diffraction orders of the inner ring body and the outer ring body described above. ), (1, -1) is shown as an example of the configuration. That is, when the combination of the diffraction orders of the middle annular zone is selected, the shape of the diffraction structure, the step number S, and the groove depth d are shown in M1 to M4 of Table 4 as middle annular zone configuration examples 1 to 4, respectively. . Table 4 also shows the second largest diffraction as so-called unnecessary light, together with the diffraction order k3m that maximizes the diffraction efficiency of the light beam of the third wavelength in the diffraction structure suitable for the combination of the diffraction orders k1m and k2m. The diffraction order having efficiency is shown as “k3m ′”. Table 4 also shows the diffraction efficiencies eff3 'at the diffraction order k3m' of the third wavelength together with the diffraction efficiencies eff1, eff2, eff3 at the orders k1m, k2m, and k3m of the respective wavelengths. Furthermore, the spherical aberration correction straight line at this plot point when the third wavelength diffraction order k3m ′ is similarly plotted together with the deviation Δ from the spherical aberration correction straight line of the third wavelength plot Pλ3 in each example. The amount of deviation from is shown as “Δ ′”.
この表4に示すように、いずれの構成例の場合も、回折効率が十分に確保されており、また、第3の波長の回折効率が存在する場合にも、乖離量Δmが十分に大きくすることができる。また、構成例1〜3については、乖離量Δm’も十分に大きくすることができる。尚構成例4については、乖離量Δm’も低く、後述する図32でもPλ3’が直線LM4上に位置することとなるが、これは、組み合わせる内輪帯次数を選択することにより、使用可能な構成例となる。すなわち、上述した表1に示す内輪帯構成例3においては、Δ=0.21となり、これとの比較においては、かかる中輪帯次数組み合わせも十分にその機能を発揮可能である。換言すると、内輪帯の次数組み合わせと、中輪帯の次数組み合わせとを選択に際して、内輪帯における乖離量Δと、中輪帯における乖離量Δm,Δm’とを考慮することにより、内輪帯及び中輪帯における機能を発揮させることを意味する。例えば、中輪帯構成例4において選択した組み合わせは、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)=(0,−1,−2,1,−1)の組み合わせであれば内輪帯及び中輪帯においてその機能を十分に発揮できることを意味する。そして、以上のことから、第3の波長の光ビームに対して球面収差が大きく付与されており、結像に寄与せず、開口制限の機能を発揮していることを確認できる。このことは、フレア化の効果が得られていることを意味している。このように、中輪帯構成例1〜4では、第3の波長に対しては開口制限を実現しつつ、第1及び第2の波長に対しては、所望の回折角度である回折光の回折効率が十分に確保できる。 As shown in Table 4, the diffraction efficiency is sufficiently ensured in any of the configuration examples, and the deviation amount Δm is sufficiently increased even when the diffraction efficiency of the third wavelength exists. be able to. In addition, in the configuration examples 1 to 3, the deviation amount Δm ′ can be sufficiently increased. In the configuration example 4, the divergence amount Δm ′ is also low, and Pλ3 ′ is positioned on the straight line LM4 in FIG. 32 to be described later. This is a configuration that can be used by selecting the combined inner ring zone order. An example. That is, in the inner ring zone configuration example 3 shown in Table 1 described above, Δ = 0.21. In comparison with this, such a middle ring zone order combination can sufficiently exhibit its function. In other words, when selecting the order combination of the inner annular zone and the order combination of the middle annular zone, by considering the deviation amount Δ in the inner annular zone and the deviation amounts Δm and Δm ′ in the middle annular zone, It means that the function in the ring zone is demonstrated. For example, if the combination selected in the middle ring zone configuration example 4 is a combination of (k1i, k2i, k3i, k1m, k2m) = (0, -1, -2, 1, -1), the inner ring zone and the middle ring It means that the function can be fully exhibited in the belt. From the above, it can be confirmed that a large spherical aberration is imparted to the light beam of the third wavelength, which does not contribute to image formation and exhibits an aperture limiting function. This means that the effect of flaring is obtained. As described above, in the middle annular zone configuration examples 1 to 4, the aperture limitation is realized for the third wavelength, while the diffracted light having a desired diffraction angle is obtained for the first and second wavelengths. A sufficient diffraction efficiency can be secured.
以上のように、内輪帯としての第2の領域52は、上述したような第1乃至第6の観点から、上述したような中輪帯の回折次数の組み合わせを選択することができる。そして、このような回折次数を選択することにより、第1及び第2の波長の光ビームを高い回折効率で対応する光ディスクの信号記録面に球面収差を低減した状態で集光させることができる。それとともに、かかる回折次数を選択することにより、第3の波長の光ビームに対しては、回折効率の高い回折次数の回折光を第3の光ディスクの信号記録面に集光させないようにされていることから開口制限を行うように機能することができる。
As described above, in the
次に、第2の領域52等における「回折構造の深さ及び形状と回折効率の計算」について具体的な構成例を挙げて説明する。まず、中輪帯構成例1では、表4に示すように、溝深さd=1.6(μm)のステップ数S=2の階段形状としたとき、第1の波長の光ビームの回折次数k1m=0の回折効率eff1=0.99である。また、第2の波長の光ビームの回折次数k2m=−1の回折効率eff2=0.63である。また、この領域を通過して不要光となる第3の波長の光ビームの最大回折効率となる回折次数k3m=+1の回折効率eff3mは0.28程度である。また、不要光として2番目に大きな回折効率を有する回折次数k3m’=−1の回折効率eff3m’は0.28程度である。このようにeff3m,eff3m’が存在するが、上述のようにフレア化されるため、結像には寄与しない。
Next, “calculation of the depth and shape of the diffractive structure and the diffraction efficiency” in the
さらに、中輪帯構成例1について、図25(a)〜図25(c)を用いて、さらに具体的に説明する。図25(a)は、ステップ数S=2の階段形状の溝深さdを変化させた場合の、第1の波長の光ビームの0次回折光の回折効率の変化を示す図である。図25(b)は、ステップ数S=2の階段形状の溝深さdを変化させた場合の、−1次回折光の回折効率の変化を示す図である。図25(c)は、ステップ数S=2の階段形状の溝深さdを変化させた場合の、不要光となる+1次回折光の回折効率の変化をLF1として、また、他の不要光となる−1次回折光の回折効率の変化をLF2として示す図である。図25(a)〜図25(c)中において横軸は、溝深さ(nm)を示し、縦軸は、回折効率(光の強度)を示す図である。そして、横軸が1600nmの位置において、図25(a)に示すように、eff1は、0.99であり、図25(b)に示すように、eff2は、0.63である。また、この位置において、図25(c)に示すように、eff3は、0.28程度であり、eff3’は、0.28程度であるが、スポットがフレア化される。 Furthermore, the middle ring zone configuration example 1 will be described more specifically with reference to FIGS. FIG. 25A is a diagram showing a change in the diffraction efficiency of the 0th-order diffracted light of the light beam of the first wavelength when the step-shaped groove depth d having the number of steps S = 2 is changed. FIG. 25B is a diagram showing a change in diffraction efficiency of the −1st order diffracted light when the step-shaped groove depth d having the number of steps S = 2 is changed. FIG. 25C shows the change in the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light that becomes unnecessary light as LF1 when the step-shaped groove depth d of the number of steps S = 2 is changed, and other unnecessary light. It is a figure which shows the change of the diffraction efficiency of the −1st order diffracted light which becomes LF2. In FIG. 25A to FIG. 25C, the horizontal axis represents the groove depth (nm), and the vertical axis represents the diffraction efficiency (light intensity). Then, at the position where the horizontal axis is 1600 nm, as shown in FIG. 25A, eff1 is 0.99, and as shown in FIG. 25B, eff2 is 0.63. Further, at this position, as shown in FIG. 25C, eff3 is about 0.28 and eff3 'is about 0.28, but the spot is flared.
また、図25で計算される各効率値が内輪帯の各効率値と大きく乖離している場合には、スポットのサイズが効率値不均等に伴って増大あるいは減少する。このため温度によって大きくスポットサイズが変動しないような効率関係とする必要がある。さらに、一般的には内輪帯〜外輪帯間での効率変動は20%以下である方が望ましい。 In addition, when the efficiency values calculated in FIG. 25 are greatly different from the efficiency values of the inner annular zone, the spot size increases or decreases with uneven efficiency values. For this reason, it is necessary to establish an efficiency relationship such that the spot size does not vary greatly with temperature. Furthermore, in general, it is desirable that the fluctuation in efficiency between the inner ring zone and the outer ring zone is 20% or less.
また、上述した中輪帯構成例1においては、上述した(波長×次数)と、保護層厚さとの関係における設計直線から不要光となる第3の波長の回折次数のプロットPλ3、Pλ3’が外れた関係となっている(図26参照)。これは、上述したようにフレア化が達成されていることを示す。よって、このような設計直線に基づいて適切な対物レンズ設計を行えば、第3の波長の光ビームを集光させず、第3の波長の光ビームに対して良好な開口制限を行うことができる。具体的には、中輪帯構成例1は、図26に示すように、各回折次数(k1m,k2m,k3m,k3m’)=(0,−1,+1,−1)で各点Pλ1,Pλ2,Pλ3,Pλ3’をプロットし、LM1に示すような設計直線を設定したものである。図26において、第1の波長の設計点Pλ1と第2の波長の設計点Pλ2とは、設計直線LM1上に位置するために、回折次数k1m,k2mの回折光の収差は略0となる。一方、第3の波長におけるプロットされた点Pλ3,Pλ3’は、収差ゼロ設計点とはかなりの乖離を有しており、上述したようなフレア化されていることを示している。この結果、第3の波長においては収差が取れ残り、すなわち、結果としてこの中輪帯を通過した第3の波長の光ビームは信号記録面に結像しないで、第3の光ディスクに入射してしまう第3の波長の光ビームの光量を抑えることができる。この結果、図25に示すように第3の波長の光ビームの回折効率が存在しても、これらの光ビームは結像に対して寄与せず、適切な開口制限(NA=0.45)を実現することができる。 Further, in the above-described middle annular zone configuration example 1, the plots Pλ3 and Pλ3 ′ of the diffraction order of the third wavelength that becomes unnecessary light from the design line in the relationship between the above (wavelength × order) and the protective layer thickness are as follows. The relationship is out of place (see FIG. 26). This indicates that flaring has been achieved as described above. Therefore, if an appropriate objective lens is designed based on such a design straight line, it is possible to perform good aperture restriction on the third wavelength light beam without condensing the third wavelength light beam. it can. Specifically, as shown in FIG. 26, the middle ring zone configuration example 1 has each diffraction order (k1m, k2m, k3m, k3m ′) = (0, −1, + 1, −1) and each point Pλ1, Pλ2, Pλ3, and Pλ3 ′ are plotted, and a design straight line as shown by LM1 is set. In FIG. 26, since the design point Pλ1 of the first wavelength and the design point Pλ2 of the second wavelength are located on the design line LM1, the aberration of the diffracted light of the diffraction orders k1m and k2m is substantially zero. On the other hand, the plotted points Pλ3 and Pλ3 'at the third wavelength have a considerable divergence from the zero-aberration design point, indicating that they are flared as described above. As a result, aberration remains at the third wavelength, that is, as a result, the light beam of the third wavelength that has passed through the middle annular zone does not form an image on the signal recording surface, but enters the third optical disk. Therefore, the amount of the light beam having the third wavelength can be suppressed. As a result, as shown in FIG. 25, even if the diffraction efficiency of the light beams of the third wavelength exists, these light beams do not contribute to the image formation, and appropriate aperture limitation (NA = 0.45). Can be realized.
また、表4の「M2」に示す中輪帯構成例2についても同様に、d=3.1(μm)、S=4としたときに、表4及び図27(a)〜図27(c)に示すようになる。具体的に、各次数k1m,k2m,k3m,k3m’及び各回折効率eff1m,eff2m,eff3m,eff3m’が得られる。 Similarly, in the middle ring zone configuration example 2 indicated by “M2” in Table 4, when d = 3.1 (μm) and S = 4, Table 4 and FIGS. As shown in c). Specifically, the orders k1m, k2m, k3m, k3m 'and the diffraction efficiencies eff1m, eff2m, eff3m, eff3m' are obtained.
また、表4の「M3」に示す中輪帯構成例3についても同様に、d=7.5(μm)、S=3としたときに、表4及び図28(a)〜図28(c)に示すようになる。具体的に、各次数k1m,k2m,k3m,k3m’及び各回折効率eff1m,eff2m,eff3m,eff3m’が得られる。 Similarly, in the middle ring zone configuration example 3 shown in “M3” of Table 4, when d = 7.5 (μm) and S = 3, Table 4 and FIGS. As shown in c). Specifically, the orders k1m, k2m, k3m, k3m 'and the diffraction efficiencies eff1m, eff2m, eff3m, eff3m' are obtained.
また、表4の「M4」に示す中輪帯構成例4についても同様に、d=2.8(μm)、S=3としたときに、表4及び図29(a)〜図29(c)に示すようになる。具体的に、各次数k1m,k2m,k3m,k3m’及び各回折効率eff1m,eff2m,eff3m,eff3m’が得られる。 Similarly, in the middle annular zone configuration example 4 shown in “M4” of Table 4, when d = 2.8 (μm) and S = 3, Table 4 and FIGS. As shown in c). Specifically, the orders k1m, k2m, k3m, k3m 'and the diffraction efficiencies eff1m, eff2m, eff3m, eff3m' are obtained.
そして、かかる中輪帯構成例2〜4についても、上述の中輪帯構成例1と同様に、第1及び第2の波長の光ビームに対して球面収差を低減でき、第3の波長に対して集光させない構成となっている。この点について中輪帯構成例1を示す図26と同様の、横軸に波長×回折次数(nm)により算出される値を、縦軸に保護層厚さ(mm)を設定して各点Pλ1,Pλ2,Pλ3,Pλ3’をプロットしたものと、設計直線とをそれぞれ図30〜図32に示す。すなわち、図30、図31に示すように中輪帯構成例2、3では、第1及び第2の波長のプロットPλ1,Pλ2が設計直線LM2,LM3上に位置して、球面収差補正が可能であることが示されている。また、第3の波長のプロットPλ3,Pλ3’が設計直線から外れた関係となっており、第3の波長の光ビームについてフレア化され第3の光ディスクに集光させず、第3の波長の光ビームに対して良好な開口制限を行うことができることが示されている。また、図32に示すように中輪帯構成例4では、第1及び第2の波長のプロットPλ1,Pλ2が設計直線LM4上に位置して、球面収差補正が可能であることが示されている。また、第3の波長のプロットPλ3が設計直線から外れた関係となっており、第3の波長の光ビームについてフレア化され第3の光ディスクに集光させず、第3の波長の光ビームに対して良好な開口制限を行うことができることが示されている。尚、中輪帯構成例4では、2番目の不要光となる次数k3m’=−2のプロットPλ3’が設計直線近傍に位置し、表4に示すように乖離量Δm’=−0.06となっているため、内輪帯の次数組み合わせによっては用いることができない。具体的には、表1のI3に示す内輪帯構成例3以外は、第3の波長の内輪帯の乖離量Δとこの中輪帯の乖離量Δm’が近接してしまうため、用いることができない。そのため、上述したように、中輪帯次数(k1m、k2m)=(1,−1)は、第1乃至第6の観点から選ばれたように内輪帯次数(k1i,k2i,k3i)=(0,−1,−2)とともに用いられる構成とする必要がある。 Also, in the middle annular zone configuration examples 2 to 4, similarly to the above-described middle annular zone configuration example 1, spherical aberration can be reduced with respect to the light beams of the first and second wavelengths, and the third wavelength is set. On the other hand, the light is not condensed. In this respect, as in FIG. 26 showing the middle ring zone configuration example 1, the horizontal axis represents the value calculated by the wavelength × diffraction order (nm), and the vertical axis represents the protective layer thickness (mm). A plot of Pλ1, Pλ2, Pλ3, and Pλ3 ′ and a design line are shown in FIGS. 30 to 32, respectively. That is, as shown in FIGS. 30 and 31, in the middle annular zone configuration examples 2 and 3, the first and second wavelength plots Pλ1 and Pλ2 are positioned on the design straight lines LM2 and LM3, and spherical aberration correction is possible. It is shown that. In addition, the third wavelength plots Pλ3 and Pλ3 ′ deviate from the design line, and the light beam of the third wavelength is flared and is not condensed on the third optical disc, and the third wavelength of the light beam is not condensed. It has been shown that good aperture limiting can be performed on the light beam. Further, as shown in FIG. 32, in the middle annular zone configuration example 4, the plots Pλ1 and Pλ2 of the first and second wavelengths are located on the design straight line LM4, and it is shown that spherical aberration correction is possible. Yes. Further, the third wavelength plot Pλ3 deviates from the design line, and the light beam of the third wavelength is flared and is not condensed on the third optical disc, but is converted into the light beam of the third wavelength. It has been shown that good aperture restriction can be performed. In the middle annular zone configuration example 4, the plot Pλ3 ′ of the order k3m ′ = − 2, which is the second unnecessary light, is located in the vicinity of the design straight line, and the deviation amount Δm ′ = − 0.06 as shown in Table 4. Therefore, it cannot be used depending on the order combination of the inner ring zone. Specifically, except for the inner ring zone configuration example 3 indicated by I3 in Table 1, the deviation amount Δ of the inner ring zone of the third wavelength and the deviation amount Δm ′ of the middle ring zone are close to each other. Can not. Therefore, as described above, the middle annular zone order (k1m, k2m) = (1, −1) is the inner annular zone order (k1i, k2i, k3i) = ( 0, -1, -2) must be used.
外輪帯である第3の領域53は、輪帯状で所定の屈折作用を有する非球面連続面として形成され、通過する第1の波長の光ビームを第1の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光するように屈折させる。
The
また、第3の領域53は、上述の非球面連続面により、通過する第2の波長の光ビームを第2の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成しないように屈折させる。すなわち、第3の領域53は、第2の波長の光ビームを第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とする。換言すると、第3の領域53は、第2の波長の光ビームを第2の光ディスクの信号記録面からデフォーカスすなわち乖離した位置に集光させる状態か、又は、発散させて集光させない状態となるように第2の波長の光ビームに屈折作用を与える。
Further, the
また、第3の領域53は、上述の非球面連続面により、通過する第3の波長の光ビームを第3の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成しないように屈折させる。すなわち、第3の領域53は、第3の波長の光ビームを第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とする。換言すると、第3の領域53は、第3の波長の光ビームを第3の光ディスクの信号記録面からデフォーカスすなわち乖離した位置に集光させる状態か、又は、発散させて集光させない状態となるように第3の波長の光ビームに屈折作用を与える。
The
このように、第3の領域53は、上述の作用を与える非球面連続面により形成されることにより、第3の領域53を通過した第1の波長の光ビームを第1の光ディスクの信号記録面に集光される際の球面収差を補正して低減することを可能とする。また、第3の領域53は、第2の波長の光ビームについては、対応する光ディスクの信号記録面に集光させず、開口制限機能を発揮することができる。さらに、第3の領域53は、第3の波長の光ビームについても、対応する光ディスクの信号記録面に集光させず、上述の領域52とともに、開口制限機能を発揮することができる。
As described above, the
ところで、上述した第2の領域52は、その領域を通過した第2の波長の光ビームが、NA=0.6程度で開口制限される光ビームと同様の状態で対物レンズ34に入射するような大きさに形成されている。また、この第2の領域52の外側に形成される第3の領域53は、この領域を通過した第2の波長の光ビームを、対物レンズ34を介して光ディスク上に集光させない。このため、かかる構成とされた第2及び第3の領域52,53を備える回折部50は、第2の波長の光ビームに対して、NA=0.6程度に開口制限を行うように機能することとなる。ここでは、回折部50において、第2の波長の光ビームに対して開口数NAを0.6程度に開口制限を行うように構成したが、上述の構成により制限される開口数はこれに限られるものではない。
By the way, in the
また、第3の領域53は、その領域を通過した第1の波長の光ビームが、NA=0.85程度で開口制限される光ビームと同様の状態で対物レンズ34に入射するような大きさに形成されている。尚、かかる第3の領域53の外側の領域は、通過する光ビームを遮蔽する遮蔽部を設けることにより、開口制限が行われる。若しくは通過する光ビームを対物レンズ34を介して第1の光ディスク上に集光する次数以外の次数の光ビームが支配的となる回折領域を設けることにより、開口制限が行われる。又は通過する第1の波長の光ビームを第1の光ディスクの信号記録面に集光させないような屈折面が形成されることにより、開口制限が行われる。上述の構成により制限される開口数は、これに限られるものではない。
The
具体的に、第3の領域53は、次式(9)で示すような非球面形状となるように形成されている。尚、第1及び第2の領域51,52についても、回折構造が形成される基準面が、この次式(9)で示される非球面形状となるようにされ、かかる非球面形状の基準面上に上述の回折構造が形成されている。また、後述する回折部70の回折領域である第3の領域73についても、回折構造が形成される基準面が、この次式(9)で示される非球面形状となるようにされ、かかる非球面形状の基準面上に上述の回折構造が形成されている。この式(9)中で、hは、光軸からの高さ、すなわち半径方向の位置を示し、zは、hの位置における光軸に平行するサグ量を示し、すなわち、hの位置における面頂点の接平面からの距離を示す。このzで示すサグ量は、回折構造がない第3の領域53においては、レンズの面形状を示すものである。また、cは、曲率、すなわち曲率半径の逆数を示し、κは、円錐係数(非球面係数)を示し、A4、A6、A8、A10・・・は、非球面係数を示す。
Specifically, the
また、式(9)中Δzは、内輪帯の基準面を示す2−1面を基準に取った場合の2−1面からの軸上面間距離を示す。すなわち、内輪帯基準面を2−1面とし、中輪帯基準面を2−2面とし、外輪帯基準面を2−3面とし、内輪帯基準面2−1面の頂点位置を原点とした場合に以下のことを示す。すなわち、中輪帯基準面2−2面と、外輪帯基準面2−3面とがこの原点からΔzだけオフセットして面が形成されていることを示す。ここで、「外輪帯基準面」としたが、これは、ここで説明する外輪帯53の場合には、この「外輪帯基準面」自体が外輪帯の面形状となるが、後述する外輪帯73の場合には、この基準面に回折構造が形成されることを意味する。例えば、2−2面についての軸上面間距離Δzは、図33のように示されることとなる。尚、図33中、Su2−1は、内輪帯51の基準面である2−1面を示し、Su2−2は、中輪帯52の基準面である2−2面を示す。また、横軸は、光軸方向のサグ量zを示し、hは、半径方向の位置を示し、z(h)は、式(9)中のzである半径方向の位置毎のサグ量を示す。また、図33において、実線部は、Su2−1及びSu2−2により形成される基準面を示し、破線部は、Su2−1,Su2−2を延長した部分を示す。かかる図33において、Δzは、2−1面の頂点と、2−2面の頂点との軸上の距離を示すものである。尚、ここでは、2−1面と2−2面との交点が内輪帯及び中輪帯の領域境界となっているが、これに限られるものではなく、収差や回折効率を考慮して各光ディスクの信号記録面に適切に集光できるような状態になるように形成される。換言すると、内輪帯と中輪帯との2境界の閾値は、半径方向の位置を示すhにより決定されるものである。そして、上述のように2−1面と2−2面とが、hで決定される境界部分で交差しないような場合は、微少の段差を有して内輪帯及び中輪帯の基準面が形成されることとなる。また、上述は内輪帯と中輪帯との関係について説明したが、外輪帯と内輪帯及び中輪帯との関係も上述の場合と同様であり、また、外輪帯におけるΔzも、内輪帯の面頂点との関係で上述と同様に決定されている。
Further, Δz in equation (9) indicates the distance between the shaft upper surfaces from the 2-1 surface when the 2-1 surface indicating the reference surface of the inner ring zone is taken as a reference. That is, the inner annular zone reference plane is 2-1 plane, the middle annular zone reference plane is 2-2 plane, the outer annular zone reference plane is 2-3 plane, and the vertex position of the inner annular zone reference plane 2-1 is the origin. The following will be shown. That is, the middle annular zone reference surface 2-2 surface and the outer annular zone reference surface 2-3 surface are offset by Δz from the origin to form a surface. Here, the “outer ring zone reference surface” is used. However, in the case of the
さらに、図4及び図5で説明した内輪帯である第1の領域51や、中輪帯である第2の領域52や、後述する図5を用いて説明する外輪帯である第3の領域73において、非球面基準面に対して付与された回折構造による位相差Φは、次式(10)によって表される。式(10)は、位相差関数係数Ciを用いたものであり、式(10)中kは、各波長λ1,λ2,λ3において選択される回折次数を示すものであり、具体的には、k1,k2,k3を示す。rは、半径方向の位置を示し、λ0は、設計波長を示すものである。尚、ここで説明したΦは、非球面レンズ形状上に極めて薄い非常に高屈折率の膜があると仮定し、その際の位相差量を定義したものである。実際のレンズ回折面の形成においては、上述した図14の手順にしたがって形成されることとなるが、そのままレンズ面に回折構造となる凹凸形状を形成すると光軸に対して斜めに進む光路では光路差が変動するため、微少な補正が行われて形成されることとなる。
Furthermore, the
以上のような構成とされた回折領域である第1及び第2の領域51,52と、非球面形状とされた第3の領域53を有する回折部50は、各領域を通過する各波長の光ビームに所定の作用を付与する。回折部50は、第1の領域51を通過する第1乃至第3の波長の光ビームを、3波長に共通の対物レンズ34の屈折力によりそれぞれ対応する種類の光ディスクの信号記録面に球面収差が発生しない発散角の状態となるような回折力で回折させる。それとともに、回折部50は、対物レンズ34の屈折力により対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることができる。また、回折部50は、第2の領域52を通過する第1及び第2の波長の光ビームを、共通の対物レンズ34の屈折力によりそれぞれ対応する種類の光ディスクの信号記録面に球面収差が発生しない発散角の状態となるような回折力で回折させる。それとともに、回折部50は、対物レンズ34の屈折力により対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることができる。また、回折部50は、第3の領域53を通過する第1の波長の光ビームをその屈折力により対応する種類の光ディスクの信号記録面に球面収差が発生しない発散角の状態となるように対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることができる。ここで、「球面収差が発生しない発散角の状態」には、発散状態、収束状態及び平行光の状態も含み、球面収差がレンズ曲面の屈折力により補正される状態を意味するものとする。
The
すなわち、光ピックアップ3の光学系における第1乃至第3の出射部と信号記録面との間の光路上に配置される対物レンズ34の一面に設けられた回折部50は、以下のような効果を有する。回折部50は、それぞれの領域(第1〜第3の領域51,52,53)を通過するそれぞれの波長の光ビームを信号記録面に発生する球面収差を低減する状態となるように回折力及び屈折力を付与することができる。これにより回折部50は、光ピックアップ3において第1乃至第3の波長の光ビームを共通の対物レンズ34を用いてそれぞれ対応する光ディスクの信号記録面に集光させたときの信号記録面に発生する球面収差を極限まで低減することができる。すなわち、回折部50は、3種類の光ディスクに対して3種類の波長と共通の対物レンズ34とを用いた光ピックアップの3波長互換を実現してそれぞれの光ディスクに対して適切に情報信号の記録及び/又は再生を可能とする。
That is, the
また、上述したような第1乃至第3の領域51,52,53からなる回折部50を有する対物レンズ34は、内輪帯としての第1の領域51が上述の第1乃至第4の観点から選択された次数組み合わせを有する構成とされていることから以下の効果を有する。すなわち、対物レンズ34は、回折次数(k1i,k2i,k3i)が、(1,−1,−2)、(1,−2,−3)、(0,−1,−2)、(0,−2,−3)又は(2,−1,−2)である。よって、対物レンズ34は、第1の観点で述べたような各波長における球面収差を低減でき、第2の観点で述べたような各波長における作動距離及び焦点距離を最適なものにでき、第3及び第4の観点で述べたような製造上有利な構成とできる。すなわち、対物レンズ34は、適切に球面収差を低減できる次数の回折光を支配的とすることで、各波長の光ビームを対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることができる。また、対物レンズ34は、各波長の光ビームを使用する場合の作動距離と、各波長に対する焦点距離を適切な状態にすることができる。すなわち、対物レンズ34は、第3の波長λ3を使用する場合の作動距離を確保するために第1の波長λ1に対する焦点距離が長くなり過ぎることを防止して、対物レンズのレンズ径が大きくなることや光ピックアップ全体の大型化する等の問題を防止できる。また、対物レンズ34は、必要となる溝深さが深くなりすぎることを防止する製造上有利な構成であるので、製造工程を簡素化できるとともに、形成精度の悪化を防止することができる。さらに、対物レンズ34は、各波長のそれぞれ選択された回折次数の回折効率を十分に高く設定できる。また、対物レンズ34は、階段形状での構成を可能とすることから不要光の回折効率を抑えるとともに、隣接回折次数の回折効率を低くできることから、不要光の悪影響を極力抑えることを実現できる。よって、この回折部50を有する対物レンズ34は、より具体的な構成を考慮して小型化や構成の有利さ等を考慮した上で、より有利な構成で、高い光利用効率で対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることを実現する。これにより、対物レンズ34は、3種類の光ディスクに対して3種類の波長と共通の対物レンズを用いた光ピックアップの3波長互換を実現してそれぞれの光ディスクに対して適切に情報信号の記録及び/又は再生を可能とする。
Further, in the
さらに、上述したような回折部50を有する対物レンズ34は、中輪帯としての第2の領域52が上述の第1乃至第6の観点から選択された次数組み合わせを有する構成とされていることから以下の効果を有する。すなわち、対物レンズ34は、中輪帯において、第1の観点で述べたように第1及び第2の波長において球面収差を低減できるとともに、第3の波長において適切な開口制限を可能とする。また、対物レンズ34は、中輪帯において、第4及び第5の観点で述べたように、製造上有利な構成とできる。さらに、かかる第2の領域52を有する対物レンズ34は、第1及び第2の波長に対しては球面収差を補正した状態で高い回折効率を得ることができるとともに第3の波長に対しては適切に開口制限を行うことを実現する。よって、この回折部50を有する対物レンズ34は、構成の有利さ等を考慮した上で、より有利な構成で、高い光利用効率で対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることを実現する。さらにまた、対物レンズ34は、中輪帯において、第2,第3及び第6の観点で述べたように、内輪帯を考慮した構成とすることにより、全体として良好な特性を発揮できる。
Furthermore, the
具体的に、対物レンズ34は、回折部50が、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)=(1,−1,−2,0,−1)、(1,−1,−2,0,−2)、(1,−1,−2,1,0)とされている(以下、「組み合わせA」という。)。これにより、対物レンズ34は、内輪帯及び中輪帯においてその機能を適切に発揮できるとともに、その組み合わせとしても最適な構成とされている。このように、対物レンズ34は、不要光乖離特性と製造容易性とを両立するとともに高い光利用効率を達成した構造とされている。ここで、高い光利用効率を達成とは、内輪帯において、第1乃至第3の波長の光ビームを、また、中輪帯において、第1及び第2の波長の光ビームを、対応する光ディスクの信号記録面に高い回折効率で集光できることを意味する。また、不要光乖離特性は、内輪帯における第3の波長の光ビームの集光状態を考慮して、中輪帯における第3の波長の光ビームを対応する信号記録面に集光させない状態にして適切な開口制限を行うことを意味する。この回折部50を有する対物レンズ34は、構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
Specifically, in the
また、回折部50が、当該次数の組み合わせAとされた場合において、第1の領域51に形成された階段形状の回折構造のステップ数S及び溝深さdと、第1の波長λ1に対する焦点距離f1が次のような関係とされている。具体的にS=4の階段構造が輪帯の半径方向に連続的に形成され、階段構造の全体深さである溝深さd’が3.3〜4.0であり、f1がf1>1.82である(表1〜3、図24参照)。かかる構成を有する回折部50は、内輪帯及び中輪帯の構成をより具体的に特定したものである。よって、かかる具体的構成を有する回折部50は、その構成を有することにより、内輪帯及び中輪帯においてその両機能を確実に発揮することを可能とする。すなわち、回折部50の内輪帯である第1の領域51は、第1乃至第3の波長の光ビームを、高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光できる。また、回折部50の中輪帯である第2の領域52は、第1乃至第2の波長の光ビームを高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光するとともに、第3の波長の光ビームに対して適切に開口制限できる。以上のように、回折部50は、不要光乖離特性と製造容易性を両立するとともに高い光利用効率を実現する。この回折部50を有する対物レンズ34は、構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
When the
また、対物レンズ34は、回折部50が、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)=(1,−2,−3,0,−1)、(1,−2,−3,0,−2)、(1,−2,−3,1,0)とされている(以下、「組み合わせB」という。)。これにより、対物レンズ34は、内輪帯及び中輪帯においてその機能を適切に発揮できるとともに、その組み合わせとしても最適な構成とされている。このように、対物レンズ34は、不要光乖離特性と製造容易性とを両立するとともに高い光利用効率を達成した構造とされている。この回折部50を有する対物レンズ34は、構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
Further, the
また、回折部50が、当該次数の組み合わせBとされた場合において、第1の領域51に形成された階段形状の回折構造のステップ数S及び溝深さdと、第1の波長λ1に対する焦点距離f1が次のような関係とされている。具体的にS=6の階段構造が輪帯の半径方向に連続的に形成され、階段構造の全体深さである溝深さd’が4.7〜5.7であり、f1がf1>1.72である(表1〜3、図24参照)。かかる構成を有する回折部50は、内輪帯及び中輪帯の構成をより具体的に特定したものである。よって、かかる具体的構成を有する回折部50は、その構成を有することにより、内輪帯及び中輪帯においてその両機能を確実に発揮することを可能とする。すなわち、回折部50の内輪帯である第1の領域51は、第1乃至第3の波長の光ビームを、高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光できる。また、回折部50の中輪帯である第2の領域52は、第1乃至第2の波長の光ビームを高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光するとともに、第3の波長の光ビームに対して適切に開口制限できる。以上のように、回折部50は、不要光乖離特性と製造容易性を両立するとともに高い光利用効率を実現する。この回折部50を有する対物レンズ34は、構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
When the
また、対物レンズ34は、回折部50が、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)=(0,−1,−2,0,−2)、(0,−1,−2,0,−1)、(0,−1,−2,1,0)、(0,−1,−2,1,−1)とされている(以下、「組み合わせC」という。)。これにより、対物レンズ34は、内輪帯及び中輪帯においてその機能を適切に発揮できるとともに、その組み合わせとしても最適な構成とされている。このように、対物レンズ34は、不要光乖離特性と製造容易性とを両立するとともに高い光利用効率を達成した構造とされている。この回折部50を有する対物レンズ34は、構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
Further, the
また、回折部50が、当該次数の組み合わせCとされた場合において、第1の領域51に形成された階段形状の回折構造のステップ数S及び溝深さdと、第1の波長λ1に対する焦点距離f1が次のような関係とされている。具体的にS=3の階段構造が輪帯の半径方向に連続的に形成され、階段構造の全体深さである溝深さd’が6.1〜7.4であり、f1がf1>1.86である(表1〜3、図24参照)。かかる構成を有する回折部50は、内輪帯及び中輪帯の構成をより具体的に特定したものである。よって、かかる具体的構成を有する回折部50は、その構成を有することにより、内輪帯及び中輪帯においてその両機能を確実に発揮することを可能とする。すなわち、回折部50の内輪帯である第1の領域51は、第1乃至第3の波長の光ビームを、高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光できる。また、回折部50の中輪帯である第2の領域52は、第1乃至第2の波長の光ビームを高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光するとともに、第3の波長の光ビームに対して適切に開口制限できる。以上のように、回折部50は、不要光乖離特性と製造容易性を両立するとともに高い光利用効率を実現する。この回折部50を有する対物レンズ34は、構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
When the
また、対物レンズ34は、回折部50が、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)=(0,−2,−3,0,−1)、(0,−2,−3,0,−2)、(0,−2,−3,1,0)とされている(以下、「組み合わせD」という。)。これにより、対物レンズ34は、内輪帯及び中輪帯においてその機能を適切に発揮できるとともに、その組み合わせとしても最適な構成とされている。このように、対物レンズ34は、不要光乖離特性と製造容易性とを両立するとともに高い光利用効率を達成した構造とされている。この回折部50を有する対物レンズ34は、構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
Further, the
また、回折部50が、当該次数の組み合わせDとされた場合において、第1の領域51に形成された階段形状の回折構造のステップ数S及び溝深さdと、第1の波長λ1に対する焦点距離f1が次のような関係とされている。具体的にS=5の階段構造が輪帯の半径方向に連続的に形成され、階段構造の全体深さである溝深さd’が3.5〜4.2であり、f1がf1>1.76である(表1〜3、図24参照)。かかる構成を有する回折部50は、内輪帯及び中輪帯の構成をより具体的に特定したものである。よって、かかる具体的構成を有する回折部50は、その構成を有することにより、内輪帯及び中輪帯においてその両機能を確実に発揮することを可能とする。すなわち、回折部50の内輪帯である第1の領域51は、第1乃至第3の波長の光ビームを、高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光できる。また、回折部50の中輪帯である第2の領域52は、第1乃至第2の波長の光ビームを高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光するとともに、第3の波長の光ビームに対して適切に開口制限できる。以上のように、回折部50は、不要光乖離特性と製造容易性を両立するとともに高い光利用効率を実現する。この回折部50を有する対物レンズ34は、構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
When the
また、対物レンズ34は、回折部50が、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)=(2,−1,−2,0,−1)、(2,−1,−2,0,−2)、(2,−1,−2,1,0)とされている(以下、「組み合わせE」という。)。これにより、対物レンズ34は、内輪帯及び中輪帯においてその機能を適切に発揮できるとともに、その組み合わせとしても最適な構成とされている。このように、対物レンズ34は、不要光乖離特性と製造容易性とを両立するとともに高い光利用効率を達成した構造とされている。この回折部50を有する対物レンズ34は、構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
Further, the
また、回折部50が、当該次数の組み合わせEとされた場合において、第1の領域51に形成された階段形状の回折構造のステップ数S及び溝深さdと、第1の波長λ1に対する焦点距離f1が次のような関係とされている。具体的にS=5の階段構造が輪帯の半径方向に連続的に形成され、階段構造の全体深さである溝深さd’が4.4〜5.4であり、f1がf1>1.76である(表1〜3、図24参照)。かかる構成を有する回折部50は、内輪帯及び中輪帯の構成をより具体的に特定したものである。よって、かかる具体的構成を有する回折部50は、その構成を有することにより、内輪帯及び中輪帯においてその両機能を確実に発揮することを可能とする。すなわち、回折部50の内輪帯である第1の領域51は、第1乃至第3の波長の光ビームを、高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光できる。また、回折部50の中輪帯である第2の領域52は、第1乃至第2の波長の光ビームを高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光するとともに、第3の波長の光ビームに対して適切に開口制限できる。以上のように、回折部50は、不要光乖離特性と製造容易性を両立するとともに高い光利用効率を実現する。この回折部50を有する対物レンズ34は、構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
When the
さらに、回折部50を有する対物レンズ34は、外輪帯として、第2の領域52の外側に設けられ輪帯状の第3の領域53を有し、この第3の領域53が、所定の屈折作用を有する非球面連続面として形成されている。かかる構成により、上述のような、高い光利用効率を得ることや、良好なスポットを集光できることや、所定の開口制限を発揮させること等の機能を発揮できる。また、対物レンズ34は、外輪帯における、製造工程の簡素化や、外輪帯における回折構造を有しないことにより高い光利用効率を実現する。
Further, the
また、第1乃至第3の領域51,52,53を有する回折部50は、第2及び第3の領域52,53を第3の波長の光ビームが通過することにより開口制限機能を発揮できる。第2の領域52は、最大の回折効率及び所定の回折効率を有して発生する回折次数の回折光をフレア化して結像位置を信号記録面からずらすことによりその回折次数の回折光の回折効率を低減することができる。第3の領域53は、第3の波長の光ビームを第3の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成しないように屈折させる。かかる構成により、第3の波長の光ビームについて、第1の領域51を通過した部分の光ビームのみを対物レンズ34により光ディスクの信号記録面に集光させる。そして、この第1の領域51がこの領域を通過する第3の波長の光ビームを所定のNAとなるような大きさに形成されていることにより、第3の波長の光ビームについて例えば0.45程度のNAとなるように開口制限を行うことを可能とする。
In addition, the
また、回折部50は、第3の領域53を第2の波長の光ビームが通過することにより開口制限機能を発揮できる。第3の領域53は、第2の波長の光ビームを第2の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成しないように屈折させる。かかる構成により、第2の波長の光ビームについて、第1及び第2の領域51,52を通過した部分の光ビームのみを対物レンズ34により光ディスクの信号記録面に集光させる。そして、この第1及び第2の領域51,52がこの領域を通過する第2の波長の光ビームを所定のNAとなるような大きさに形成されていることにより、第2の波長の光ビームについて例えば0.60程度のNAとなるように開口制限を行うことを可能とする。
Moreover, the
また、回折部50は、第3の領域53の外側の領域を通過する第1の波長の光ビームを対物レンズ34により対応する種類の光ディスクの信号記録面に適切に集光しないような状態又は遮蔽することで、開口制限機能を発揮できる。回折部50は、第1の波長の光ビームについて、第1乃至第3の領域51,52,53を通過した部分の光ビームのみを対物レンズ34により光ディスクの信号記録面に集光させる。そして、第1乃至第3の領域51,52,53がこの領域を通過する第1の波長の光ビームを所定のNAとなるような大きさに形成されていることにより、第1の波長の光ビームについて例えば0.85程度のNAとなるように開口制限を行うことを可能とする。
The
このように、上述のような光路上に配置される対物レンズ34の一面に設けられた回折部50は、3波長互換を実現するのみならず、開口制限機能を達成できる。すなわち、回折部50は、3種類の光ディスク及び第1乃至第3の波長の光ビームのそれぞれに適応した開口数で開口制限した状態で共通の対物レンズ34に各波長の光ビームを入射させることを可能とする。すなわち、回折部50は、3波長に対応した収差補正の機能を有するのみならず、開口制限手段としての機能も有する。
As described above, the
尚、上述の各回折領域の実施例を適宜組み合わせて回折部を構成することが可能である。すなわち、各回折領域を通過する各波長の回折次数は、上述で言及した事項を踏まえて適宜選択可能である。尚、各回折領域を通過する各波長の回折次数を変える場合には、この各領域を通過した各波長の各回折次数に対応したレンズ曲面を有するように対物レンズ34を構成すればよい。
Note that it is possible to configure the diffractive portion by appropriately combining the embodiments of the above-described diffraction regions. That is, the diffraction order of each wavelength that passes through each diffraction region can be selected as appropriate based on the matters mentioned above. In addition, when changing the diffraction order of each wavelength which passes each diffraction area | region, the
尚、上述では、内輪帯及び中輪帯として複数の段部を有する階段構造が輪帯の半径方向に連続的に形成された階段形状の回折構造が形成された第1及び第2の領域51,52を備えるものとして説明したが、これに限られるものではない。すなわち、内輪帯及び中輪帯において、上述の選択される回折次数の関係を満足すれば非周期構造の回折構造を有して構成してもよい。例えば、第1の領域は、上述したように所望の位相差を付与する非周期構造が輪帯の半径方向に形成された非周期形状の回折構造が形成されるように構成してもよい。また、第2の領域は、上述したように所望の位相差を付与する非周期構造が輪帯の半径方向に形成された非周期形状の回折構造が形成されるように構成してもよい。第1及び第2の領域に、非周期形状の回折構造を設ける場合には、設計の自由度が広がり、より所望の回折効率を得ることができとともに、回折効率の温度特性の点で有利な構成である。
In the above description, the first and
また、以上で説明した第1乃至第3の領域51,52,53の変形例としては、第3の領域にも所定の回折構造が設けるように構成してもよい。すなわち、上述のような非球面連続面とされた第3の領域53に換えて、所定の回折構造により第1の波長の光ビームを光ディスクに集光させる回折光を発生させるとともに、第2及び第3の波長に対しては適切に開口制限を行うように構成してもよい。換言すると、上述した所定の回折構造が形成された第1及び第2の領域51,52と、第1の光ディスクの開口数に対応するような領域に形成された回折構造を有する第3の領域とを有する回折部として構成してもよい。
As a modification of the first to
〔4.本発明を適用した対物レンズの他の例について〕
次に、上述した光ピックアップ3に用いられる本発明を適用した対物レンズの他の例として、上述した回折部50の第3の領域53に換えて外輪帯を回折領域として構成する例について図5を用いて説明する。すなわち、図5を用いて、第1、第2の領域51,52に加えてかかる第2の領域52の外側に回折領域として形成された第3の領域73を有する回折部70と、回折部70を有する対物レンズ34Cについて説明する。尚、回折部70は、上述した回折部50の第3の領域53に相当する部分に第3の領域73を有することを除いては、上述した回折部50と同様であるので、共通する部分には同一の符号を付すとともに詳細は省略する。
[4. Other examples of objective lens to which the present invention is applied]
Next, as another example of the objective lens to which the present invention is used for the
回折部70を有する対物レンズ34Cは、回折部50を有する場合と同様に、この回折部70により、複数の領域51,52毎に通過する第1乃至第3の波長の光ビームのそれぞれを所定の次数となるように回折する。そして、所定の発散角を有する拡散状態又は収束状態の光ビームとして対物レンズ34Cに入射させるのと同様の状態とすること及び後述の第3の領域73により所定の作用を与える。かかる構成により、この単一の対物レンズ34Cを用いて第1乃至第3の波長の光ビームをそれぞれに対応する3種類の光ディスクの信号記録面に球面収差を発生しないように適切に集光することを可能とする。回折部70を有する対物レンズ34Cは、基準となる屈折力を発生させるレンズ面形状を基準として回折力を発生させる回折構造が形成されている。対物レンズ34Cは、かかる構成により、3つの異なる波長の光ビームをそれぞれに対応する光ディスクの信号記録面に球面収差を発生しないように適切に集光する集光光学デバイスとして機能する。また、回折部70を有する対物レンズ34Cは、屈折素子の機能と回折素子の機能を兼ね備えており、すなわち、レンズ曲面による屈折機能と、一方の面に設けられた回折部70による回折機能とを兼ね備えるものである。
The
具体的に、図5(a)及び図5(b)に示すように、対物レンズ34Cの入射側の面に設けられた回折部70は、最内周部に設けられ略円形状の回折領域である第1の領域(内輪帯)51を有する。また、回折部70は、第1の領域51の外側に設けられ輪帯状の回折領域である第2の領域(中輪帯)52を有する。また、回折部70は、第2の領域52の外側に設けられ輪帯状の回折領域である第3の領域(以下、「外輪帯」、「第3の回折領域」ともいう。)73を有する。
Specifically, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
外輪帯である第3の領域73は、輪帯状で且つ所定の深さを有し第1及び第2の回折構造とは異なる構造とされた第3の回折構造が形成される。第3の領域73は、通過する第1の波長の光ビームの対物レンズ34Cを介して第1の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第3の領域73は、当該次数の回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。換言すると、外輪帯である第3の領域73は、通過する第1の波長の光ビームを対物レンズ34Cを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させる状態とする。
The
また、第3の領域73は、第3の回折構造により、通過する第2の波長の光ビームの対物レンズ34Cを介して第2の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第3の領域73は、当該次数の回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。この点について換言すると、第3の領域73は、第3の回折構造により、通過する第2の波長の光ビームの対物レンズ34Cを介して第2の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成しないような次数の回折光が支配的となるようにされている。ここで、第3の回折構造は、フレア化の作用等を考慮した上で構成されている。尚、第3の領域73は、第3の回折構造により、通過する第2の波長の光ビームの対物レンズ34Cを介して第2の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数の回折光の回折効率を十分に低減することができる。換言すると、外輪帯である第3の領域73は、通過する第2の波長の光ビームを対物レンズ34Cを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とする。
Further, the
また、第3の領域73は、第3の回折構造により、通過する第3の波長の光ビームの対物レンズ34Cを介して第3の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第3の領域73は、他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。この点について換言すると、第3の領域73は、第3の回折構造により、通過する第3の波長の光ビームの対物レンズ34Cを介して第3の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成しないような次数の回折光が支配的となるようにされている。ここで、第3の回折構造は、フレア化の作用等を考慮した上で構成されている。尚、第3の領域73は、第3の回折構造により、通過する第3の波長の光ビームの対物レンズ34Cを介して第3の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数の回折光の回折効率を十分に低減することができる。換言すると、外輪帯である第3の領域73は、通過する第3の波長の光ビームを対物レンズ34Cを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とする。
Further, the
このように、第3の領域73は、上述の各波長の光ビームに対して上述の所定の次数の回折光が支配的となるのに適するような回折構造が形成されている。そのため、第3の領域73を通過して所定の次数の回折光とされた第1の波長の光ビームが対物レンズ34Cにより光ディスクの信号記録面に集光される際の球面収差を補正して低減することを可能とする。
As described above, the
また、第3の領域73は、第1の波長の光ビームに対しては上述のように機能する。それとともに、第3の領域73は、第2及び第3の波長の光ビームについては、この領域73を通過して対物レンズ34Cを介して第2及び第3の光ディスクの信号記録面に集光しない次数の回折光が支配的となるように構成されている。その際、第3の領域73は、フレア化の影響等を考慮した構成とされている。かかる構成とされているから、この第3の領域73を通過した第2及び第3の波長の光ビームが対物レンズ34Cに入射しても第2及び第3の光ディスクの信号記録面にはほとんど影響を与えることがない。換言すると、この第3の領域73を通過して対物レンズ34Cにより信号記録面に集光される第2及び第3の波長の光ビームの光量を大幅に低減して略ゼロとして、第2の波長の光ビームに対して開口制限を行うよう機能することができる。尚、第3の領域73は、第3の波長の光ビームに対しては、上述の第2の領域52とともに、開口制限を行うよう機能することができる。
The
ここで、第3の領域73は、上述の第2の波長の光ビームに対して開口数NAを0.6程度に開口制限を行うように構成された第2の領域52の外側に形成されている。また、第3の領域73は、その領域を通過した第1の波長の光ビームが、NA=0.85程度で開口制限されるような大きさに形成されている。また、この第3の領域73の外側には回折構造が形成されていないため、この領域を透過した第1の波長の光ビームを、対物レンズ34Cを介して第1の光ディスク上に集光させない。そのため、かかる構成とされた第3の領域73を備える回折部70は、第1の波長の光ビームに対して、NA=0.85程度の開口制限を行うように機能することとなる。尚、第3の領域73を通過する第1の波長の光ビームは、例えば1次、4次のものが支配的となるようにされているため、第3の領域73の外側の領域を透過した0次光は、対物レンズ34Cを介して第1の光ディスク上に集光しない場合がほとんどである。しかしこの0次光が、対物レンズ34Cを介して第1の光ディスク上に集光することになる場合には、第3の領域73の外側の領域に、通過する光ビームを遮蔽する遮蔽部を設けて開口制限を行うようにしてもよい。また、通過する光ビームを対物レンズ34Cを介して第1の光ディスク上に集光する次数以外の次数の光ビームが支配的となる回折構造を有する回折領域を設けることにより、開口制限を行うように構成してもよい。ここでは、回折部70において、第1の波長の光ビームに対して開口数NAを0.85程度に開口制限を行うように構成したが、上述の構成により制限される開口数はこれに限られるものではない。
Here, the
具体的には、第3の領域73は、図5及び図8(c)に示すように、光軸を中心とした輪帯状で基準面に対してこの輪帯の断面形状が所定の深さdのブレーズ形状となるように形成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 5 and 8C, the
外輪帯である、第3の領域73においては、上述のようにブレーズ構造を採用している。この理由としては、最も外側に設けられる外輪帯は、極めてレンズ曲面が最も急峻な曲率を有しており、ブレーズ以外の構造を設けるのは製造上の観点から不利なためである。また、上述したような不要光や効率等の問題は考慮する必要がないため、ブレーズ構造で十分な性能を得ることができる。尚、第3の領域73において階段形状からなるステップ構造により構成しても良いが、上述のブレーズの利点を考慮すればブレーズ構造の方が有利である。以下に選択される各次数について述べる。
In the
第3の領域73は、通過する第1の波長の光ビームの次数k1oの回折光が支配的となるよう、すなわち、回折効率が最大となるように発生させるとする。また、第3の領域73は、通過する第2の波長の光ビームの次数k2oの回折光が支配的となるよう、すなわち、回折効率が最大となるように発生させるとする。また、第3の領域73は、通過する第3の波長の光ビームの次数k3oの回折光が支配的、すなわち、回折効率が最大となるように発生させるとする。このような場合に、回折次数k1o,k2o,k3oを選択する際に、第1の波長の次数と回折効率だけを考慮すればよい。
It is assumed that the
これは、所定の回折効率を有してしまう第2及び第3の波長の集光点をフレア化して結像させた状態からずらすことができるからである。そして、実質的に第2、第3の光ディスクの信号記録面に集光される光ビームの光量を低減することができるため、自由度が高く条件としては緩和されているからである。 This is because the condensing points of the second and third wavelengths that have a predetermined diffraction efficiency can be shifted from the state of being formed into a flared image. This is because the light quantity of the light beam condensed on the signal recording surfaces of the second and third optical discs can be substantially reduced, so that the degree of freedom is high and the conditions are relaxed.
以上のような観点から、第3の領域73で所定の回折次数k1o,k2o,k3oを選択すれば良く、例えば、その一例として、外輪帯構成例1のように、(k1o,k2o,k3o)=(+4,+2,+2)の場合には、上述の各観点を満たし、各効率を得ることができるものである。
From the above viewpoint, the predetermined diffraction orders k1o, k2o, k3o may be selected in the
ここで、第3の領域73において、フレア化させること、及びその構成について説明する。上述の第1の領域51の説明において、条件式(λ1×k1x−λ2×k2x)/(t1−t2)≒(λ1×k1x−λ3×k3x)/(t1−t3)を満たすことが要求されていることについて述べた。これと同様に、この条件式(外輪帯においてこの条件式中のk1x,k2x,k3xのxは、x=oとする)は、第3の領域73においても考慮されるものである。そして、この外輪帯としての第3の領域73においては、次の機能を考慮すると、プロットされるPλ1を設計直線LO1上に位置させれば良い。その機能とは、上述のような第1の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう対物レンズ34Cを介して集光する第1の波長の光ビームの回折次数koの回折光を回折効率を高い状態で発生させるという機能である。ここで、第3の領域73は、さらに第2の波長若しくは第3の波長、又は第2及び第3の波長、についてフレア化させるために、それぞれ対応するPλ2,Pλ3について、故意にこの設計直線LO1上から乖離させるような設計直線を選択するようにすればよい。
Here, flaring and the configuration of the
すなわち、Pλ2について設計直線から乖離させたような設計直線に基づき形成された対物レンズ34Cを構成することにより、第2の波長の光ビームの当該回折次数の回折光を第2の光ディスクの信号記録面に焦点を結像させた状態からずらすことができる。そして、実質的に第2の光ディスクの信号記録面に集光される第2の波長の光ビームの光量を低減させることができ、これにより、上述の第2の波長の光ビームに対する開口制限を確実且つ良好に行うことを可能とする。また、Pλ3について設計直線から乖離させたような設計直線に基づき形成された対物レンズ34Cを構成した場合も同様の効果が得られる。また、Pλ2及びPλ3の両者について設計直線から乖離させたような設計直線に基づき形成された対物レンズ34Cを構成することにより、対応する光ディスクの信号記録面に集光される第2及び第3の波長の光ビームの光量を低減させることを可能とする。
That is, by configuring the
具体的には、図34に示すような(k1o,k2o,k3o)=(+4,+2,+2)とした場合には、Pλ2及びPλ3の両者が設計直線LO1から乖離されている。これにより、当初から期待されていた第3の回折領域73に形成された回折構造により第2及び第3の波長の当該次数の回折光の回折効率を低減させる効果が得られる。これに加え、このフレア化の効果をさらに得て、これらの構成からさらに一層第2及び第3の光ディスクにそれぞれ入射してしまう第2及び第3の波長の光ビームの光量を抑えることを可能とする。
Specifically, when (k1o, k2o, k3o) = (+ 4, +2, +2) as shown in FIG. 34, both Pλ2 and Pλ3 are deviated from the design line LO1. As a result, an effect of reducing the diffraction efficiency of the diffracted light of the second and third wavelengths of the order can be obtained by the diffraction structure formed in the
ここで、外輪帯の回折次数の組み合わせと、回折構造の形状、ステップ数S及び溝深さdを外輪帯構成例1,2として説明する。まず、外輪帯構成例1としては、(k1o,k2o,k3o)=(+4,+2,+2)として、ブレーズ形状(S=∞)で、溝深さd=3.1(μm)とした。このとき、第1の波長の光ビームの回折次数k1o=+4の回折効率eff1=1.0である。また、この領域を通過する第2の波長の光ビームの最大回折効率となる回折次数k2o=+2の回折効率eff2は、0.6程度存在するが、図34を用いて上述したようにスポットがフレア化されるため、結像には寄与しない。さらに、この領域を通過する第3の波長の光ビームの最大回折効率となる回折次数k3o=+2の回折効率eff3は、1.0程度存在するが、図34を用いて上述したようにスポットがフレア化されるため、結像には寄与しない。 Here, the combination of the diffraction orders of the outer ring zone, the shape of the diffraction structure, the number of steps S, and the groove depth d will be described as outer ring zone configuration examples 1 and 2. First, as outer ring zone configuration example 1, (k1o, k2o, k3o) = (+ 4, +2, +2), a blazed shape (S = ∞), and a groove depth d = 3.1 (μm). At this time, the diffraction efficiency eff1 = 1.0 of the diffraction order k1o = + 4 of the light beam of the first wavelength. Further, although the diffraction efficiency eff2 of the diffraction order k2o = + 2 that is the maximum diffraction efficiency of the light beam of the second wavelength that passes through this region is about 0.6, as described above with reference to FIG. Since it is flared, it does not contribute to image formation. Furthermore, although the diffraction efficiency eff3 of the diffraction order k3o = + 2 that is the maximum diffraction efficiency of the light beam of the third wavelength that passes through this region is about 1.0, as described above with reference to FIG. Since it is flared, it does not contribute to image formation.
次に、この実施例1の外輪帯について図35(a)〜図35(c)を用いて、さらに具体的に説明する。図35(a)は、ステップ数S=∞のブレーズ形状の溝深さdを変化させた場合の、第1の波長の光ビームの+4次回折光の回折効率の変化を示す図である。図35(b)は、ステップ数S=∞のブレーズ形状の溝深さdを変化させた場合の、第2の波長の光ビームの+2次回折光の回折効率の変化を示す図である。図35(c)は、ステップ数S=∞のブレーズ形状の溝深さdを変化させた場合の、第3の波長の光ビームの+2次回折光の回折効率の変化を示す図である。図35(a)〜図35(c)中において横軸は、溝深さ(nm)を示し、縦軸は、回折効率(光の強度)を示す図である。そして、横軸が3100nmの位置において、図35(a)に示すように、eff1は、1.0である。また、この位置において、図35(b)に示すように、eff2は、0.6程度であるが、スポットがフレア化され、図35(c)に示すように、eff3は、1.0程度であるが、スポットがフレア化される。 Next, the outer ring zone of the first embodiment will be described more specifically with reference to FIGS. 35 (a) to 35 (c). FIG. 35A is a diagram showing a change in the diffraction efficiency of the + 4th order diffracted light of the light beam of the first wavelength when the blazed groove depth d having the number of steps S = ∞ is changed. FIG. 35B is a diagram showing a change in diffraction efficiency of the + 2nd order diffracted light of the light beam of the second wavelength when the blazed groove depth d having the number of steps S = ∞ is changed. FIG. 35 (c) is a diagram showing a change in the diffraction efficiency of the + 2nd order diffracted light of the light beam of the third wavelength when the blazed groove depth d with the number of steps S = ∞ is changed. 35 (a) to 35 (c), the horizontal axis represents the groove depth (nm), and the vertical axis represents the diffraction efficiency (light intensity). Then, at the position where the horizontal axis is 3100 nm, eff1 is 1.0 as shown in FIG. At this position, eff2 is about 0.6 as shown in FIG. 35B, but the spot is flared, and eff3 is about 1.0 as shown in FIG. 35C. However, the spot is flared.
また、上述した実施例1の外輪帯においても、上述した実施例1の中輪帯の場合と同様に、対物レンズの設計直線を変動させて、第2及び第3の波長についてフレア化して、良好な開口制限を行うように構成している。具体的には、実施例1の外輪帯は、図34に示すように、各回折次数(k1o,k2o,k3o)=(+4,+2,+2)で各点Pλ1,Pλ2,Pλ3をプロットし、LO1に示すような設計直線を設定したものである。図34において、第1の波長の設計点Pλ1は、設計直線LO1上に位置するために、回折次数k1oの回折光の収差は略0となる。一方、第2及び第3の波長におけるプロットされた点Pλ2,Pλ3は、収差ゼロ設計点とはかなりの乖離を有しており、上述したようなフレア化されていることを示している。尚、図34においては、(k2o,k3o)=(+2,+2)のプロットしか示していないが、第2及び第3の波長においてその他の次数でも同様に設計直線LO1から乖離していることとなる。この結果、第2の波長においては収差が取れ残り、すなわち、結果としてこの外輪帯を通過した第2及び第3の波長の光ビームは信号記録面に結像しない。これにより、それぞれ第2及び第3の光ディスクに入射してしまう第2及び第3の波長の光ビームの光量を抑えることができる。この結果、図35に示すように第2の波長の光ビームの回折効率が存在しても、この光ビームは結像に対して寄与せず、適切な開口制限(NA=0.6)を実現することができる。また、図35に示すように第3の波長の光ビームの回折効率が存在しても、この光ビームは結像に対して寄与せず、適切な開口制限(NA=0.45)を実現することができる。 Also, in the outer ring zone of Example 1 described above, as in the case of the middle ring zone of Example 1 described above, the design straight line of the objective lens is changed to flare for the second and third wavelengths, It is configured to perform good opening restriction. Specifically, as shown in FIG. 34, the outer ring zone of Example 1 plots the points Pλ1, Pλ2, and Pλ3 at each diffraction order (k1o, k2o, k3o) = (+ 4, +2, +2), A design straight line as indicated by LO1 is set. In FIG. 34, since the design point Pλ1 of the first wavelength is located on the design line LO1, the aberration of the diffracted light of the diffraction order k1o is substantially zero. On the other hand, the plotted points Pλ2 and Pλ3 at the second and third wavelengths have a considerable divergence from the zero-aberration design point, indicating that they are flared as described above. In FIG. 34, only the plot of (k2o, k3o) = (+ 2, +2) is shown, but the second and third wavelengths are similarly deviated from the design line LO1 in the other orders. Become. As a result, aberration remains at the second wavelength, that is, as a result, the light beams of the second and third wavelengths that have passed through the outer ring zone do not form an image on the signal recording surface. Thereby, the light quantity of the light beam of the 2nd and 3rd wavelength which injects into a 2nd and 3rd optical disk, respectively can be suppressed. As a result, even if the diffraction efficiency of the light beam having the second wavelength exists as shown in FIG. 35, this light beam does not contribute to the imaging, and an appropriate aperture restriction (NA = 0.6) is achieved. Can be realized. As shown in FIG. 35, even if the diffraction efficiency of the light beam of the third wavelength exists, this light beam does not contribute to the imaging, and an appropriate aperture restriction (NA = 0.45) is realized. can do.
次に、外輪帯構成例2としては、(k1o,k2o,k3o)=(+1,+1,+1)として、S=∞としたブレーズ形状で、溝深さd=0.8(μm)とした。このとき、第1の波長の光ビームの回折次数k1o=+1の回折効率eff1=1.0である。また、この領域を通過する第2の波長の光ビームの最大回折効率となる回折次数k2o=+1の回折効率eff2は、0.6程度存在するが、上述したようにスポットがフレア化される(図36参照)ため、結像には寄与しない。さらに、この領域を通過する第3の波長の光ビームの最大回折効率となる回折次数k3o=+1の回折効率eff3は、0.4程度存在するが、上述したようにスポットがフレア化されるため、結像には寄与しない。 Next, as outer ring zone configuration example 2, (k1o, k2o, k3o) = (+ 1, + 1, + 1), a blazed shape with S = ∞, and a groove depth d = 0.8 (μm) . At this time, the diffraction efficiency eff1 = 1.0 of the diffraction order k1o = + 1 of the light beam of the first wavelength. Further, the diffraction efficiency eff2 of the diffraction order k2o = + 1, which is the maximum diffraction efficiency of the light beam of the second wavelength that passes through this region, is about 0.6, but the spot is flared as described above ( Therefore, it does not contribute to image formation. Furthermore, although the diffraction efficiency eff3 of the diffraction order k3o = + 1 that is the maximum diffraction efficiency of the light beam of the third wavelength that passes through this region is about 0.4, the spot is flared as described above. Does not contribute to image formation.
さらに、外輪帯構成例2について、図37(a)〜図37(c)を用いて、さらに具体的に説明する。図37(a)は、ステップ数S=∞のブレーズ形状の溝深さdを変化させた場合の、第1の波長の光ビームの+1次回折光の回折効率の変化を示す図である。図37(b)は、ステップ数S=∞のブレーズ形状の溝深さdを変化させた場合の、第2の波長の光ビームの+1次回折光の回折効率の変化を示すとともに、不要光となる0次光の回折効率の変化を示す図である。図37(c)は、ステップ数S=∞のブレーズ形状の溝深さdを変化させた場合の、第3の波長の光ビームの+1次回折光の回折効率の変化を示すとともに、不要光となる0次光の回折効率の変化を示す図である。図37(a)〜図37(c)中において横軸は、溝深さ(nm)を示し、縦軸は、回折効率(光の強度)を示す図である。そして、横軸が800nmの位置において、図37(a)に示すように、eff1は、1.0である。また、この位置において、図37(b)に示すように、eff2は、0.6程度であるが、スポットがフレア化され、図37(c)に示すように、eff3は、0.4程度であるが、スポットがフレア化される。 Furthermore, the outer ring zone configuration example 2 will be described more specifically with reference to FIGS. 37 (a) to 37 (c). FIG. 37A is a diagram showing a change in the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light of the light beam of the first wavelength when the blazed groove depth d having the number of steps S = ∞ is changed. FIG. 37 (b) shows the change in the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light of the light beam of the second wavelength when the blazed groove depth d with the number of steps S = ∞ is changed, and the unnecessary light and It is a figure which shows the change of the diffraction efficiency of the said 0th-order light. FIG. 37 (c) shows the change in the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light of the light beam of the third wavelength when the blazed groove depth d of the number of steps S = ∞ is changed, and the unnecessary light and It is a figure which shows the change of the diffraction efficiency of the said 0th-order light. 37A to 37C, the horizontal axis represents the groove depth (nm), and the vertical axis represents the diffraction efficiency (light intensity). At the position where the horizontal axis is 800 nm, eff1 is 1.0 as shown in FIG. Further, at this position, as shown in FIG. 37 (b), eff2 is about 0.6, but the spot is flared, and as shown in FIG. 37 (c), eff3 is about 0.4. However, the spot is flared.
また、この外輪帯構成例2においても、上述した外輪帯構成例1の場合と同様に、対物レンズの設計直線を変動させて、第2及び第3の波長についてフレア化して、良好な開口制限を行うように構成している。具体的には、実施例2の外輪帯は、図36に示すように、各回折次数(k1o,k2o,k3o)=(+1,+1,+1)で各点Pλ1,Pλ2,Pλ3をプロットし、LO2に示すような設計直線を設定したものである。図36において、第1の波長の設計点Pλ1は、設計直線LO2上に位置するために、回折次数k1oの回折光の収差は略0となる。一方、第2及び第3の波長におけるプロットされた点Pλ2,Pλ3は、収差ゼロ設計点とはかなりの乖離を有しており、上述したようなフレア化されていることを示している。尚、図36においては、(k2o,k3o)=(+1,+1)のプロットしか示していないが、第2及び第3の波長において、例えば0次光のようなその他の次数でも同様に設計直線LO2から乖離していることとなる。この結果、第2及び第3の波長においては収差が取れ残り、すなわち、結果としてこの外輪帯を通過した第2及び第3の波長の光ビームは信号記録面に結像しない。これにより、それぞれ第2及び第3の光ディスクに入射してしまう第2及び第3の波長の光ビームの光量を抑えることができる。この結果、図37に示すように第2の波長の光ビームの回折効率が存在しても、これらの光ビームは結像に対して寄与せず、適切な開口制限(NA=0.6)を実現することができる。また、図37に示すように第3の波長の光ビームの回折効率が存在しても、この光ビームは結像に対して寄与せず、適切な開口制限(NA=0.45)を実現することができる。 Also in the outer ring zone configuration example 2, as in the case of the outer ring zone configuration example 1 described above, the design straight line of the objective lens is fluctuated, and the second and third wavelengths are flared to provide good aperture limitation. Is configured to do. Specifically, as shown in FIG. 36, the outer ring zone of Example 2 plots the points Pλ1, Pλ2, and Pλ3 at each diffraction order (k1o, k2o, k3o) = (+ 1, +1, +1), A design straight line as indicated by LO2 is set. In FIG. 36, since the design point Pλ1 of the first wavelength is located on the design line LO2, the aberration of the diffracted light of the diffraction order k1o is substantially zero. On the other hand, the plotted points Pλ2 and Pλ3 at the second and third wavelengths have a considerable divergence from the zero-aberration design point, indicating that they are flared as described above. In FIG. 36, only the plot of (k2o, k3o) = (+ 1, +1) is shown, but the design line is similarly applied to other orders such as 0th order light at the second and third wavelengths. It is deviated from LO2. As a result, the aberration remains at the second and third wavelengths, that is, as a result, the light beams of the second and third wavelengths that have passed through the outer ring zone do not form an image on the signal recording surface. Thereby, the light quantity of the light beam of the 2nd and 3rd wavelength which injects into a 2nd and 3rd optical disk, respectively can be suppressed. As a result, as shown in FIG. 37, even if the diffraction efficiency of the light beams of the second wavelength exists, these light beams do not contribute to the image formation, and appropriate aperture restriction (NA = 0.6). Can be realized. As shown in FIG. 37, even if the diffraction efficiency of the light beam of the third wavelength exists, this light beam does not contribute to the image formation, and appropriate aperture restriction (NA = 0.45) is realized. can do.
以上のような構成とされた第1乃至第3の領域51,52,73を有する回折部70は、各領域を通過する各波長の光ビームに所定の作用を付与する。回折部70は、第1の領域51を通過する第1乃至第3の波長の光ビームを、3波長に共通の対物レンズ34Cの屈折力によりそれぞれ対応する種類の光ディスクの信号記録面に球面収差が発生しない発散角の状態となるような回折力で回折させる。それとともに、回折部70は、対物レンズ34Cの屈折力により対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることができる。また、回折部70は、第2の領域52を通過する第1及び第2の波長の光ビームを、共通の対物レンズ34Cの屈折力によりそれぞれ対応する種類の光ディスクの信号記録面に球面収差が発生しない発散角の状態となるような回折力で回折させる。それとともに、回折部70は、対物レンズ34Cの屈折力により対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることができる。また、回折部70は、第3の領域73を通過する第1の波長の光ビームを対物レンズ34Cの屈折力により対応する種類の光ディスクの信号記録面に球面収差が発生しない発散角の状態となるような回折力で回折させる。それとともに、回折部70は、対物レンズ34Cの屈折力により対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることができる。
The
すなわち、光ピックアップ3の光学系における第1乃至第3の出射部と信号記録面との間の光路上に配置される対物レンズ34Cの一面に設けられた回折部70は、以下のような効果を有する。回折部70は、それぞれの領域(第1乃至第3の領域51,52,73)を通過するそれぞれの波長の光ビームを信号記録面に発生する球面収差を低減する状態となるように回折力を付与することができる。これにより回折部70は、光ピックアップ3において第1乃至第3の波長の光ビームを共通の対物レンズ34Cを用いてそれぞれ対応する光ディスクの信号記録面に集光させたときの信号記録面に発生する球面収差を極限まで低減することができる。すなわち、回折部70は、3種類の光ディスクに対して3種類の波長と共通の対物レンズ34Cとを用いた光ピックアップの3波長互換を実現してそれぞれの光ディスクに対して適切に情報信号の記録及び/又は再生を可能とする。
That is, the
また、対物レンズ34Cの一面に設けられた回折部70と、この回折部70を有する対物レンズ34Cとは、第1及び第2の領域51,52の機能や、第3の領域73の機能により、上述した回折部50やこれを有する対物レンズ34と同様の機能、効果を有する。すなわち、第1及び第2の領域51,52において、それぞれ良好な機能を発揮できる構成とされるとともに、その組み合わせとしても最適な構成とされている。これにより、不要光乖離特性と製造容易性とを両立するとともに高い光利用効率を達成できる。換言すると、回折部70は、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)が上述した回折部50と同様であるため、回折部50と同様の機能や効果を得ることができる。また、回折部70を有する対物レンズ34Cは、上述した次数の組み合わせA〜Eのそれぞれに適したステップ数S、溝深さd’及び焦点距離f1が規定されることにより、上述の回折部50及び対物レンズ34と同様の効果を得ることができる。また、回折部70及び対物レンズ34Cは、第1及び第2の領域51,52で所定の次数の回折光が支配的となるように構成することにより、上述のような機能を有する。すなわち、回折部70及び対物レンズ34Cは、高い光利用効率を得ることや、良好なスポットを集光できることや、所定の開口制限を発揮させること等の機能を有する。この際に、外輪帯である第3の領域73においてフレア化の効果を得ることにより良好な開口制限機能を達成することも可能である。
Further, the
〔5.本発明を適用した光ピックアップに用いられる回折部の例について(〔3.〕の変形例)〕
次に、本発明を適用した光ピックアップ3に用いられる回折部50の構成例について図6を用いて説明する。
[5. Example of diffraction unit used in optical pickup to which the present invention is applied (variation of [3.])]
Next, a configuration example of the
上述の〔3.〕では、図6(a)に示すように、対物レンズ34の入射側の面に、3つの領域51,52,53からなる回折部50等を設けるように構成したが、これに限られるものではなく、回折部50は、対物レンズ34の出射側の面に設けてもよい。さらに、第1乃至第3の領域51,52,53を有する回折部50は、対物レンズとは別体に設けた光学素子の入射側又は出射側の面に一体に設けるように構成してもよい。この場合、第3の領域53の屈折作用は、対物レンズ側に付与されるとともに、第1及び第2の領域51,52に相当する回折作用が当該別体の光学素子に付与されることとなる。
[3. ], As shown in FIG. 6A, the
例えば、図6(b)に示すように、上述した対物レンズ34から回折部50を除いたようなレンズ曲面のみを有する対物レンズ34Bと、回折部50が一方の面に設けられ、3波長に共通の光路上に配置される回折光学素子35Bとを設けるようにしてもよい。そして、この対物レンズ34Bと回折光学素子35Bとから集光光学デバイスを構成するようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 6B, an
上述の図6(a)に示す対物レンズ34においては、対物レンズの屈折力の機能として要求される入射側の面の面形状を基準として、これに回折力の機能として要求される回折構造の面形状を合わせたような面形状が形成されていた。これに対し、図6(b)に示すような別体の回折光学素子35Bを設ける場合には、対物レンズ34B自体が、屈折力の機能として要求される面形状とされる。それとともに、回折光学素子35Bの一方の面に回折力の機能として要求される回折構造の面形状が形成されることとなる。
In the
図6(b)に示すような対物レンズ34B及び回折光学素子35Bは、集光光学デバイスとして上述した対物レンズ34と同様に機能して、光ピックアップ3に用いられることにより収差等を低減して光ピックアップの3波長互換を実現する。それとともに、対物レンズ34B及び回折光学素子35Bは、部品点数を削減して、構成の簡素化及び小型化を可能とし、高生産性、低コスト化を実現するという効果を発揮する。さらに、対物レンズ34に一体に設ける場合に比べて回折構造を複雑にすることが可能である。その一方で、上述で述べた図6(a)の場合は、1つの素子(対物レンズ34)のみで、3つの異なる波長の光ビームをそれぞれに対応する光ディスクの信号記録面に球面収差を発生しないように適切に集光する集光光学デバイスとして機能する。よって、回折部50を対物レンズ34に一体に設けることにより、さらなる光学部品の削減、及び構成の小型化を可能とする。尚、上述した回折部50は、従来困難であった3波長互換のための収差補正用の回折構造を一面に設けるだけで十分であるので、上述のような屈折素子としての対物レンズ34に一体に形成することを可能とする。これによりプラスチックレンズに回折面を直接形成する構成を可能とし、回折部50を一体化した対物レンズ34をプラスチック材料により構成することでより高生産性、低コスト化を実現する。尚、ここで図6を用いて説明した変形例については、回折部70を有する対物レンズ34Cについても同様である。
The
〔6.本発明を適用した光ピックアップに用いられる回折部の他の例について(〔4.〕の変形例)〕
次に、本発明を適用した光ピックアップ3に用いられる回折部70の構成例について図7を用いて説明する。
[6. Another Example of Diffraction Section Used for Optical Pickup to which the Present Invention is Applied (Modification of [4.])]
Next, a configuration example of the
上述の〔4.〕では、図7(a)に示すように、対物レンズ34Cの入射側の面に、3つの領域51,52,73からなる回折部70を設けるように構成したが、これに限られるものではなく、回折部70は、対物レンズ34Cの出射側の面に設けてもよい。さらに、第1乃至第3の領域51,52,73を有する回折部70は、対物レンズとは別体に設けた光学素子の入射側又は出射側の面に一体に設けるように構成してもよい。
[4. ], As shown in FIG. 7A, the
例えば、図7(b)に示すように、上述した対物レンズ34Cから回折部70を除いたようなレンズ曲面のみを有する対物レンズ34Dと、回折部70が一方の面に設けられ、3波長に共通の光路上に配置される回折光学素子35Dとを設けるようにしてもよい。そして、この対物レンズ34Dと回折光学素子35Dとから集光光学デバイスを構成するようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 7B, an
上述の図7(a)に示す対物レンズ34Cにおいては、対物レンズの屈折力の機能として要求される入射側の面の面形状を基準として、これに回折力の機能として要求される回折構造の面形状を合わせたような面形状が形成されていた。これに対し、図7(b)に示すような別体の回折光学素子35Dを設ける場合には、対物レンズ34D自体が、屈折力の機能として要求される面形状とされる。それとともに、回折光学素子35Dの一方の面に回折力の機能として要求される回折構造の面形状が形成されることとなる。
In the
図7(b)に示すような対物レンズ34D及び回折光学素子35Dは、集光光学デバイスとして上述した対物レンズ34Cと同様に機能して、光ピックアップ3に用いられることにより収差等を低減して光ピックアップの3波長互換を実現する。それとともに、対物レンズ34D及び回折光学素子35Dは、部品点数を削減して、構成の簡素化及び小型化を可能とし、高生産性、低コスト化を実現するという効果を発揮する。さらに、対物レンズ34Cに一体に設ける場合に比べて回折構造を複雑にすることが可能である。その一方で、上述で述べた図7(a)の場合は、1つの素子(対物レンズ34C)のみで、3つの異なる波長の光ビームをそれぞれに対応する光ディスクの信号記録面に球面収差を発生しないように適切に集光する集光光学デバイスとして機能する。よって、回折部70を対物レンズ34Cに一体に設けることにより、さらなる光学部品の削減、及び構成の小型化を可能とする。尚、上述した回折部70は、従来困難であった3波長互換のための収差補正用の回折構造を一面に設けるだけで十分であるので、上述のような屈折素子としての対物レンズ34Cに一体に形成することを可能とする。これによりプラスチックレンズに回折面を直接形成する構成を可能とし、回折部70を一体化した対物レンズ34Cをプラスチック材料により構成することでより高生産性、低コスト化を実現する。
The
〔7.対物レンズの実施例〕
次に、第1乃至第3の領域51,52,53を有する回折部50を有する対物レンズ34について具体的な数値を挙げた実施例1,2について説明する。また、第1乃至第3の領域51,52,73を有する回折部70を有する対物レンズ34Cについて具体的な数値を挙げた実施例3,4について説明する。以下、表5で示される実施例1、表6で示される実施例2、表7で示される実施例3、表8で示される実施例4について説明する。
[7. Example of Objective Lens]
Next, Examples 1 and 2 in which specific numerical values are given for the
後述で示す表5〜表8においては、メディア種類として、BD等の第1の光ディスク、DVD等の第2の光ディスク、CD等の第3の光ディスクを示した。また、各波長、各保護層厚さ、焦点距離f、NA及び入射倍率を表中に示す。また、面番号は、各面の番号を示すものであり、すなわち、0面は、光源の位置を示すものであり、無限(∞)である場合は、平行光入射であることを示すとともに、無限でない場合は、僅かに斜め方向から入射することを示す。また、1面は、絞り面を示す、この絞り径は、最大開口である第1の光ディスク(BD等)のものであり、φ3.42mm程度である。ここで、第2及び第3の光ディスクに対しては、上述のような中輪帯や外輪帯による開口制限機能による所謂セルフアパーチャとして機能するため、表中の数値程度まで、開口制限機能により制限されることを示している。また、2−1面、2−2面、2−3面は、それぞれ内輪帯、中輪帯、外輪帯を示すものであり、実際のレンズにおいては1面であるが、上述した図33で説明したように構成されている。3面は、対物レンズの出射面を示す。4面は、対物レンズから光ディスク表面までの距離を示し、所謂作動距離(WD,ワーキングディスタンス)を示すものである。また、5面は、光ディスクを示しており、それぞれ波長に応じた屈折率を有するとともに、メディア毎に異なる保護層厚さを有することを示している。各面における屈折率nλ1、nλ2、nλ3は、その面より後方の屈折率を示し、各面における面間隔dλ1、dλ2、dλ3は、その面から次の面までの距離を示している。また、ri(i=2−1,2−2,2−3,3)は、それぞれの面の曲率半径を示している。また、BD等の第1の光ディスクの面間隔dλ1、第1の波長に対する屈折率nλ1、DVD等の第2の光ディスクの面間隔dλ2、第2の波長に対する屈折率nλ2、CD等の第3の光ディスクの面間隔dλ3、第3の波長に対する屈折率nλ3を示す。さらに、表13〜15には、上述したhを領域(mm)として示すとともに、非球面係数k、A4、A6、A8、・・・、回折次数、設計波長(nm)、位相差関数係数Cn、「2−1面との軸上面間距離」を示す。また、回折次数については、例えば、2−1面における「1/−2/−3」は、内輪帯において第1の波長について1次、第2の波長について−2次、第3の波長について−3次が上述のように支配的となるように選択していることを示している。また、2−2面における「0/−1」は、中輪帯において第1の波長について0次、第2の波長について−1次が上述のように支配的となるように選択していることを示している。また、表5,6においては、外輪帯の2−3面が上述のように屈折面として構成されるため、空欄としている。一方、表7,8の2−3面における「4」は、外輪帯において第1の波長について4次が上述のように支配的となるように選択していることを示している。2−1面との軸上面間距離は、上述の式(9)におけるΔzを示すものであり、2−1面では、0とするとともに、3面では、レンズの光軸上での厚みを示すものとなっている。
In Tables 5 to 8 described later, the media types include a first optical disk such as BD, a second optical disk such as DVD, and a third optical disk such as CD. Each wavelength, each protective layer thickness, focal length f, NA and incident magnification are shown in the table. Further, the surface number indicates the number of each surface, that is, the 0 surface indicates the position of the light source, and when it is infinite (∞), it indicates parallel light incidence, If it is not infinite, it indicates that the light is incident slightly from an oblique direction. One surface indicates a diaphragm surface, and the diameter of the diaphragm is that of the first optical disc (BD or the like) having the maximum aperture and is about φ3.42 mm. Here, the second and third optical discs function as a so-called self-aperture by the aperture limiting function by the middle ring zone and the outer ring zone as described above, and thus are limited by the aperture limiting function to the numerical values in the table. It is shown that. Further, the 2-1 surface, the 2-2 surface, and the 2-3 surface indicate an inner annular zone, a middle annular zone, and an outer annular zone, respectively, and are one surface in an actual lens, but in FIG. 33 described above. Configured as described. Three surfaces indicate the exit surface of the objective lens. The four surfaces indicate the distance from the objective lens to the surface of the optical disk, and the so-called working distance (WD, working distance). Further,
また、各実施例において示す縦収差図については、図38を用いて説明する。尚、図38(a)及び図38(b)において、x軸方向は、光軸方向を示し、y軸方向は、像高すなわち光軸に直交する方向に向けた光軸からの高さを示すものである。図38(a)に示すように、一般的に収差がないレンズを通過した光ビームは、レンズの光軸に直交する方向における入射位置に関わらず、同一の像面に集光され、すなわち、近軸像点位置A0に一致して集光されている。その一方で、例えば図38(b)に示すように、収差があるレンズを通過した光ビームは、レンズの光軸に直交する方向における入射位置に応じて、異なる像面に集光され、すなわち、近軸像点位置B0に対してx軸方向にずれた位置に集光されている。このとき、縦収差の状態を示す線LBは、光ビームの入射位置の光軸からの高さ(像高)をy軸にとり、この光軸からの高さの位置に入射した光線による像面が主光線である光軸と交わる位置をx軸に取った例えば各点B1〜B7を結んだ曲線により示される。具体的には、光軸からの高さ位置y1で入射した光線が位置x1で光軸と交わっていることから、座標(x1,y1)であるB1が得られる。また、光軸からの高さ位置y2で入射した光線が位置x2で光軸と交わっていることから、座標(x2,y2)であるB2が得られる。B3〜B7についても同様に得られるものであるがここでは詳細な説明を省略する。同様に、図38(a)に示すようなレンズにおいて、縦収差の状態を示す線LAは、上述した線LBと同様に、示されるものである。すなわち、線LAは、光ビームの入射位置の光軸からの高さをy軸にとり、この光軸からの高さの位置に入射した光線が光軸と交わる位置に取った例えばA1〜A7を結んだ直線により示される。尚、図38(a)の場合には、y軸の位置によらず、光軸と交わるx軸の位置は常に一定であるので縦収差の状態を示す線LAは、y軸に一致する。そして、一般的に縦収差の状態を示す線は、図38(a)に示すようなy軸に一致又は可能な限り近接した状態が収差がない状態又は収差が少ない状態であるといえる。 The longitudinal aberration diagrams shown in the respective examples will be described with reference to FIG. 38 (a) and 38 (b), the x-axis direction indicates the optical axis direction, and the y-axis direction indicates the image height, that is, the height from the optical axis in the direction orthogonal to the optical axis. It is shown. As shown in FIG. 38 (a), a light beam that has passed through a lens having no aberration in general is collected on the same image plane regardless of the incident position in the direction orthogonal to the optical axis of the lens, that is, Condensed light coincides with the paraxial image point position A0. On the other hand, as shown in FIG. 38B, for example, the light beam that has passed through the lens with aberration is condensed on different image planes according to the incident position in the direction orthogonal to the optical axis of the lens, that is, The light is condensed at a position shifted in the x-axis direction with respect to the paraxial image point position B0. At this time, the line LB indicating the state of longitudinal aberration takes the height (image height) of the incident position of the light beam from the optical axis as the y axis, and the image plane by the light ray incident on the height position from the optical axis. Is shown by a curve connecting the points B1 to B7, for example, with the x-axis taken as the position intersecting the optical axis that is the principal ray. Specifically, since the light ray incident at the height position y1 from the optical axis intersects the optical axis at the position x1, B1 as coordinates (x1, y1) is obtained. Further, since the light beam incident at the height position y2 from the optical axis intersects the optical axis at the position x2, B2 as coordinates (x2, y2) is obtained. Although B3 to B7 can be obtained in the same manner, detailed description is omitted here. Similarly, in the lens as shown in FIG. 38A, the line LA indicating the state of longitudinal aberration is indicated in the same manner as the line LB described above. That is, the line LA takes, for example, A1 to A7 where the height of the incident position of the light beam from the optical axis is taken as the y-axis and the light beam incident on the height position from the optical axis intersects the optical axis. Indicated by a connected straight line. In the case of FIG. 38A, the position of the x-axis that intersects the optical axis is always constant regardless of the position of the y-axis, so the line LA indicating the state of longitudinal aberration coincides with the y-axis. In general, a line indicating the state of longitudinal aberration can be said to be a state where there is no aberration or a state where there is little aberration when the line coincides with the y-axis as shown in FIG.
以上のことを踏まえて、まず、表5で示される実施例1について説明する。かかる実施例1は、非球面連続面とされた第3の領域53を有する回折部50及び対物レンズ34に対応するものである。この実施例1に対応する縦収差図を図39〜図41に示す。この図39〜図41並びに後述の図42〜50において縦軸は、NAを示し、横軸は、デフォーカス(「defocus」)(mm)を示す。ここで、NAは、BD等の第1の光ディスクにおける波長、すなわち第1の波長におけるものに換算されている。すなわち、NA1×f1=NA2×f2=NA3×f3の関係を用いて換算したものである。NA1、NA2、NA3は、それぞれ第1乃至第3の光ディスクの開口数NAを示し、f1、f2、f3は、それぞれ、第1乃至第3の光ディスクに対応する第1乃至第3の波長における焦点距離を示す。そして、この関係を用いたとき、DVD等の第2の光ディスクに対する第2の波長における開口数は、第1の波長におけるものに換算すると0.65程度となる。同様に、CD等の第3の光ディスクに対する第3の波長における開口数は、第1の波長のものに換算すると0.5程度となる。
Based on the above, first, Example 1 shown in Table 5 will be described. The first embodiment corresponds to the
実施例1においては、図39に、BD等の第1の光ディスクに対する第1の波長においては、略無収差で結像していることが示されている。また、図40に、DVD等の第2の光ディスクに対する第2の波長においては、NA0.6より外側の部分で、結像が外れていることが示されている。ここでは、第2の光ディスクに対する第2の波長において、NA0.6以上の部分である外輪帯の部分における不要光の乖離が大きいことを意味しており、開口制限の機能を良好に発揮しているといえる。さらに、図41に、CD等の第3の光ディスクに対する第3の波長においては、換算NA0.47程度より外側では完全に外れた状態であることが示されており、すなわち、適切に開口制限の機能が発揮されていることが示されている。 In Example 1, it is shown in FIG. 39 that an image is formed with substantially no aberration at the first wavelength with respect to the first optical disk such as BD. In addition, FIG. 40 shows that the image is out of focus at a portion outside NA 0.6 at the second wavelength for the second optical disk such as a DVD. Here, at the second wavelength with respect to the second optical disc, it means that there is a large difference in unnecessary light in the outer ring zone portion of NA 0.6 or more, and the aperture limiting function is exhibited well. It can be said that. Further, FIG. 41 shows that the third wavelength for the third optical disk such as a CD is completely out of the conversion NA of about 0.47, that is, the aperture is appropriately limited. The function is shown.
次に、表6で示される実施例2について説明する。この実施例2に対応する縦収差図を図42〜図44に示す。かかる実施例2は、非球面連続面とされた第3の領域53を有する回折部50に対応するものである。
Next, Example 2 shown in Table 6 will be described. Longitudinal aberration diagrams corresponding to Example 2 are shown in FIGS. The second embodiment corresponds to the
実施例2において、図42に、第1の光ディスクに対する第1の波長においては、略無収差で結像していることが示されている。また、図43に、第2の光ディスクに対する第2の波長においては、NA0.65以上の部分で、結像が外れていることが示されている。さらに、図44に、第3の光ディスクに対する第3の波長においては、NA0.5より外側で完全に外れた状態であることが示されており、すなわち、適切に開口制限機能が発揮されていることが示されている。この実施例2では、第3の波長の外輪帯部分が回折機能を有さず100%の効率を有する不要光であるが、軸上方向に約0.2mmにわたって光が分散しているため、十分にフレア化がなされているといえる。これにより、開口制限の機能が十分に発揮されていることが確認できる。 In Example 2, FIG. 42 shows that an image is formed with substantially no aberration at the first wavelength with respect to the first optical disk. Also, FIG. 43 shows that the image is out of focus at a portion of NA 0.65 or more at the second wavelength for the second optical disc. Further, FIG. 44 shows that the third wavelength for the third optical disc is in a state of completely deviating outside NA 0.5, that is, the aperture limiting function is appropriately exhibited. It has been shown. In this Example 2, the outer ring zone portion of the third wavelength is unnecessary light having no diffraction function and having an efficiency of 100%, but the light is dispersed over about 0.2 mm in the axial direction. It can be said that flares are sufficiently made. Thereby, it can confirm that the function of opening restriction | limiting is fully exhibited.
次に、表7で示される実施例3について説明する。この実施例3に対応する縦収差図を図45〜図47に示す。かかる実施例3は、回折領域である第3の領域73を有する回折部70に対応するものである。
Next, Example 3 shown in Table 7 will be described. Longitudinal aberration diagrams corresponding to Example 3 are shown in FIGS. Example 3 corresponds to the
実施例3において、図45に、第1の光ディスクに対する第1の波長においては、略無収差で結像していることが示されている。また、図46に、第2の光ディスクに対する第2の波長においては、NA0.65より外側の部分で、結像が外れていることが示されている。この実施例3では、特に、第2の光ディスクに対する第2の波長においては、NA0.65以上の部分である外輪帯の部分における不要光の乖離が大きいことを意味しており、開口制限の機能を非常に良好に発揮しているといえる。さらに、図47に、第3の光ディスクに対する第3の波長においては、NA0.5より外側で完全に外れた状態であることが示されており、すなわち、適切に開口制限機能が発揮されていることが示されている。 In Example 3, FIG. 45 shows that an image is formed with substantially no aberration at the first wavelength with respect to the first optical disk. In addition, FIG. 46 shows that the image is out of focus at a portion outside NA 0.65 at the second wavelength for the second optical disc. In the third embodiment, in particular, in the second wavelength with respect to the second optical disc, it means that there is a large divergence of unnecessary light in the outer ring zone portion, which is a portion of NA 0.65 or more. It can be said that it is performing very well. Further, FIG. 47 shows that the third wavelength with respect to the third optical disc is in a state of completely deviating outside NA 0.5, that is, the aperture limiting function is appropriately exhibited. It has been shown.
次に、表8で示される実施例4について説明する。この実施例4に対応する縦収差図を図48〜図50に示す。かかる実施例4は、回折領域である第3の領域73を有する回折部70に対応するものである。
Next, Example 4 shown in Table 8 will be described. The longitudinal aberration diagrams corresponding to Example 4 are shown in FIGS. The fourth embodiment corresponds to the
実施例4において、図48に、第1の光ディスクに対する第1の波長においては、略無収差で結像していることが示されている。また、図49に、第2の光ディスクに対する第2の波長においては、NA0.6より外側の部分で、結像が外れていることが示されている。さらに、図50に、第3の光ディスクに対する第3の波長においては、NA0.45より外側で完全に外れた状態であることが示されており、すなわち、適切に開口制限機能が発揮されていることが示されている。 In Example 4, FIG. 48 shows that an image is formed with substantially no aberration at the first wavelength with respect to the first optical disk. Further, FIG. 49 shows that the image is out of focus at a portion outside NA 0.6 at the second wavelength for the second optical disc. Further, FIG. 50 shows that the third wavelength with respect to the third optical disk is in a state of completely deviating outside NA 0.45, that is, the aperture limiting function is appropriately exhibited. It has been shown.
以上のように実施例1〜4の対物レンズでは、いずれも内輪帯、中輪帯及び外輪帯が上述した機能を発揮できることが確認できた。すなわち、実施例1〜4の対物レンズでは、異なる複数種類の光ディスクに対する互換性である3波長互換も実現でき、さらに開口制限機能も発揮できることが確認できた。 As described above, in the objective lenses of Examples 1 to 4, it was confirmed that the inner annular zone, the middle annular zone, and the outer annular zone can exhibit the functions described above. That is, it was confirmed that the objective lenses of Examples 1 to 4 can realize the three-wavelength compatibility, which is compatibility with a plurality of different types of optical disks, and can also exhibit the aperture limiting function.
本発明を適用した対物レンズ34,34Cは、光ビームを出射する出射部と光ディスクの信号記録面との間の光路上に配置され、かかる対物レンズ34,34Cの一面に設けられた回折部50,70により、以下の効果を奏する。すなわち、対物レンズ34,34Cは、回折部50,70によりそれぞれ使用波長を異にする3種類の光ディスクに対して、共通の一の対物レンズを用いてそれぞれ対応する光ビームを信号記録面に適切に集光することを可能とする。この際、回折次数の組み合わせA〜Eや、ステップ数S、溝深さd、焦点距離f1を規定した場合の効果は、上述したとおりである。よって、本発明を適用した対物レンズ34,34Cは、構成を複雑にすることなく、対物レンズを共通とした3波長互換を実現してそれぞれの光ディスクに対して良好な信号の記録及び/又は再生を実現する。
The
〔8.本発明を適用した光ピックアップについて〕
本発明を適用した光ピックアップ3は、上述した対物レンズ34等の一方の面に設けられ、第1乃至第3の領域51,52,53を有する回折部50により、各波長の光ビームに対して領域毎に最適な回折効率及び回折角を与えることができる。また、光ピックアップ3は、対物レンズ34C等の一方の面に設けられ、第1乃至第3の領域51,52,73を有する回折部70により、各波長の光ビームに対して領域毎に最適な回折効率及び回折角を与えることができる。これにより、光ピックアップ3は、保護層の厚さ等のフォーマットが異なる3種類の第1乃至第3の光ディスク11,12,13の信号記録面における球面収差を十分に低減できる。よって、光ピックアップ3は、異なる3波長の光ビームを用いて、複数種類の光ディスク11,12,13に対して信号の読み取り及び書き込みを可能とする。
[8. About optical pickup to which the present invention is applied]
The
また、上述の光ピックアップ3を構成する、図6(a)、図7(a)に示した回折部50,70を有する対物レンズ34,34Cは、入射した光ビームを所定の位置に集光させる集光光学装置(集光光学デバイス)として機能することができる。同様に、図6(b)、図7(b)を用いて説明した回折部50,70を有する回折光学素子35B,35D及び対物レンズ34B、34Dは、集光光学装置(集光光学デバイス)として機能することができる。この集光光学装置は、対物レンズ34、34C又は回折光学素子35B、35Dの一方の面に設けられる回折部50、70により、異なる3種類の光ディスクに対して光ビームを照射して情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップに適用可能である。そしてこの集光光学装置は、光ピックアップに用いられた場合に、3種類の光ディスクの信号記録面に対応する光ビームを球面収差を十分に低減した状態で適切に集光することを可能とする。すなわち、かかる集光光学装置は、3波長に対して共通の対物レンズ34、又は対物レンズ34B,34C,34Dを用いる光ピックアップの3波長互換を可能とする。
Further, the
また、図6(b)、図7(b)を用いて説明した回折部50,70を有する回折光学素子35B,35D及び対物レンズ34B,34Dは、例えば、一体となるように、アクチュエータに設けるように構成してもよい。このアクチュエータのレンズホルダに組み付ける際の組み付け精度を高めるとともに組付けを容易にするためにかかる回折光学素子及び対物レンズをユニット状にして一体としたような集光光学ユニットとして構成してもよい。例えば、回折光学素子35B及び対物レンズ34Bを、スペーサ等を用いて、位置、間隔及び光軸を合わせながらホルダにより固定することで一体化して集光光学ユニットを構成できる。かかる対物レンズ駆動機構に一体に組み付けられる構成は、例えばトラッキング方向へ変位される等の視野振りの際にも第1乃至第3の波長の光ビームの球面収差を低減させた状態で各光ディスクの信号記録面に適切に集光することを可能とする。
The diffractive
次に、上述のように構成された光ピックアップ3における、第1乃至第3の光源部31,32,33から出射された光ビームの光路について、図2を用いて説明する。ここでは、対物レンズ34を用いる場合の例について説明するが、他の対物レンズ34C等を用いた場合も同様である。まず、第1の光ディスク11に対して第1の波長の光ビームを出射させて情報の読み取り又は書き込みを行うときの光路について説明する。
Next, the optical path of the light beam emitted from the first to third
光ディスク2の種類が第1の光ディスク11であることを判別したディスク種類判別部22は、第1の光源部31の第1の出射部から第1の波長の光ビームを出射させる。
The disc
第1の出射部から出射された第1の波長の光ビームは、第1のグレーティング39によりトラッキングエラー信号等の検出のため3ビームに分割され、第2のビームスプリッタ37に入射される。第2のビームスプリッタ37に入射された第1の波長の光ビームは、そのミラー面37aで反射され、第3のビームスプリッタ38側に出射される。
The light beam of the first wavelength emitted from the first emission unit is divided into three beams for detection of a tracking error signal or the like by the
第3のビームスプリッタ38に入射された第1の波長の光ビームは、そのミラー面38aを透過されて、コリメータレンズ42側に出射され、コリメータレンズ42により発散角を変換されて略平行光とされる。次いで、1/4波長板43に所定の位相差を付与され、立ち上げミラー44で反射されて対物レンズ34側に出射される。
The light beam of the first wavelength incident on the
対物レンズ34に入射した第1の波長の光ビームは、その入射側の面に設けられた回折部50の第1及び第2の領域51,52により、各領域を通過した光ビームがそれぞれ上述のように所定の回折次数が支配的となるように回折される。それとともに、対物レンズ34のレンズ曲面の屈折力により、第1の光ディスク11の信号記録面に適切に集光される。このとき、第1の波長の光ビームは、各領域51,52,53を通過した光ビームが球面収差を低減できるような状態となるような回折力及び屈折力が付与されていることにより適切に集光される。尚、対物レンズ34から出射される第1の波長の光ビームは、所定の回折力が付与された状態とされているのみならず、開口制限された状態とされている。
The light beam having the first wavelength incident on the
第1の光ディスク11で集光された光ビームは、信号記録面で反射し、対物レンズ34、立ち上げミラー44、1/4波長板43,コリメータレンズ42を経由して、第3のビームスプリッタ38のミラー面38aにより反射されて光検出器45側に出射される。
The light beam collected by the first
第3のビームスプリッタ38により反射された往路の光ビームから光路分岐された光ビームは、マルチレンズ46により光検出器45に受光面に集束されて検出される。
The light beam branched from the forward light beam reflected by the
次に、第2の光ディスク12に対して第2の波長の光ビームを出射させて情報の読み取り又は書き込みを行うときの光路について説明する。
Next, an optical path when information is read or written by emitting a light beam of the second wavelength to the second
光ディスク2の種類が第2の光ディスク12であることを判別したディスク種類判別部22は、第2の光源部32の第2の出射部から第2の波長の光ビームを出射させる。
The disc
第2の出射部から出射された第2の波長の光ビームは、第2のグレーティング40によりトラッキングエラー信号等の検出のため3ビームに分割され、第1のビームスプリッタ36に入射される。第1のビームスプリッタ36に入射された第2の波長の光ビームは、そのミラー面36aを透過され、第2のビームスプリッタ37のミラー面37aも透過され、第3のビームスプリッタ38側に出射される。
The light beam of the second wavelength emitted from the second emission unit is divided into three beams for detection of a tracking error signal or the like by the
第3のビームスプリッタ38に入射された第2の波長の光ビームは、そのミラー面38aを透過されて、コリメータレンズ42側に出射され、コリメータレンズ42により発散角を変換されて拡散光の状態とされる。次いで、1/4波長板43に所定の位相差を付与され、立ち上げミラー44で反射されて対物レンズ34側に出射される。
The light beam of the second wavelength incident on the
対物レンズ34に入射した第2の波長の光ビームは、その入射側の面に設けられた回折部50の第1及び第2の領域51,52により、各領域を通過した光ビームがそれぞれ上述のような所定の回折次数が支配的となるように回折される。それとともに、対物レンズ34のレンズ曲面の屈折力により、第2の光ディスク12の信号記録面に適切に集光される。このとき、第2の波長の光ビームは、第1及び第2の領域51,52を通過した光ビームが球面収差を低減できるような状態となるような回折力が付与されていることにより適切に集光される。尚、第3の領域53を通過する第2の波長の光ビームは、上述の作用により、第2の光ディスク12の信号記録面に集光されない状態とされており、すなわち適切に開口制限の効果が得られる状態とされている。
The light beam having the second wavelength incident on the
第2の光ディスク12の信号記録面で反射された光ビームの復路側の光路については、上述した第1の波長の光ビームと同様であるので、省略する。
The optical path on the return path side of the light beam reflected by the signal recording surface of the second
次に、第3の光ディスク13に対して第3の波長の光ビームを出射させて情報の読み取り又は書き込みを行うときの光路について説明する。
Next, an optical path when information is read or written by emitting a light beam of the third wavelength to the third
光ディスク2の種類が第3の光ディスク13であることを判別したディスク種類判別部22は、第3の光源部33の第3の出射部から第3の波長の光ビームを出射させる。
The disc
第3の出射部から出射された第3の波長の光ビームは、第3のグレーティング41によりトラッキングエラー信号等の検出のため3ビームに分割され、第1のビームスプリッタ36に入射される。第1のビームスプリッタ36に入射された第3の波長の光ビームは、そのミラー面36aで反射され、第2のビームスプリッタ37のミラー面37aを透過され、第3のビームスプリッタ38側に出射される。
The light beam of the third wavelength emitted from the third emission unit is divided into three beams for detection of a tracking error signal or the like by the third grating 41 and is incident on the
第3のビームスプリッタ38に入射された第3の波長の光ビームは、そのミラー面38aを透過されて、コリメータレンズ42側に出射され、コリメータレンズ42により発散角を変換されて拡散光の状態とされる。次いで、1/4波長板43に所定の位相差を付与され、立ち上げミラー44で反射されて対物レンズ34側に出射される。
The light beam of the third wavelength incident on the
対物レンズ34に入射した第3の波長の光ビームは、その入射側の面に設けられた回折部50の第1の領域51により、この領域を通過した光ビームがそれぞれ上述のような所定の回折次数が支配的となるように回折される。それとともに、対物レンズ34のレンズ曲面の屈折力により、第3の光ディスク13の信号記録面に適切に集光される。このとき、第3の波長の光ビームは、第1の領域51を通過した光ビームが球面収差を低減できるような状態となるような回折力が付与されていることにより適切に集光される。尚、第3の波長の光ビームが第2の領域52を通過することにより発生した回折光は、上述のフレア化の効果により、第3の光ディスク13の信号記録面に集光されない状態とされており、すなわち適切に開口制限の効果が得られる状態とされている。また、第3の領域53を通過する第3の波長の光ビームは、上述の非球面連続面の作用により、第3の光ディスク13の信号記録面に集光されない状態とされており、すなわち適切に開口制限の効果が得られる状態とされている。
The light beam having the third wavelength incident on the
第3の光ディスク13の信号記録面で反射された光ビームの復路側の光路については、上述した第1の波長の光ビームと同様であるので、省略する。
Since the optical path on the return path side of the light beam reflected by the signal recording surface of the third
尚、ここでは第2、第3の波長の光ビームは、第2、第3の出射部の配置を調整することでコリメータレンズ42により発散角を変換され対物レンズに入射される光ビームを略平行光の状態に対して拡散した状態となるように構成したがこれに限られるものではない。すなわち、波長選択性を有して発散角を変換する素子を設けることにより、又はコリメータレンズ42を光軸方向に駆動するような手段を設けることにより、拡散若しくは収束した状態で対物レンズ34に入射するように構成してもよい。
Here, the light beams having the second and third wavelengths are substantially the same as the light beams incident on the objective lens after the divergence angle is converted by the
また、ここでは、第1の波長の光ビームが、略平行光の状態で対物レンズ34に入射されるとともに、第2及び第3の波長の光ビームが、拡散光の状態で対物レンズ34に入射されるように構成したが、これに限られるものではない。例えば、第1乃至第3の波長の光ビーム全てを平行光の状態で、又は、第1乃至第3の波長の光ビームの内、いずれか又は全部の光ビームを発散光又は集束光の状態で対物レンズ34に入射するように構成してもよい。
Here, the light beam having the first wavelength is incident on the
本発明を適用した光ピックアップ3は、第1乃至第3の波長の光ビームを出射する第1乃至第3の出射部と、対物レンズ34等と、往路の光路上に配置される光学素子としての対物レンズ34等の一方の面に設けられる回折部50等とを備える。そして、この回折部50等が第1乃至第3の領域51,52,53,73を有し、第1及び第2の領域51,52が、輪帯状で且つ所定の深さを有するそれぞれ異なる回折構造とされる。また、この第1及び第2の領域51,52が、各波長の光ビームに対して上述のような所定の回折次数(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)の回折光が支配的となるように発生させる第1及び第2の回折構造を有するように構成される。また、第3の領域53,73も上述したような所定の屈折機能又は回折機能と、開口制限機能を有している。光ピックアップ3は、かかる特徴的な構成により、それぞれ使用波長を異にする3種類の光ディスクに対して、共通の一の対物レンズを用いてそれぞれ対応する光ビームを信号記録面に適切に集光することを可能とする。よって、光ピックアップ3は、構成を複雑にすることなく、対物レンズ34等を共通とした3波長互換を実現してそれぞれの光ディスクに対して良好な情報信号の記録及び/又は再生を実現する。
The
すなわち、本発明を適用した光ピックアップ3は、第1乃至第3の波長の光ビームの光路内の一面に設けられた回折部50,70により最適な回折効率及び回折角を得ることで、異なる波長の光ビームを用いて、信号の読み取り及び書き込みを可能とする。すなわち、光ピックアップ3は、複数種類の光ディスク11,12,13に対して3波長互換を可能とするとともに、対物レンズ34等の光学部品を共通化することができる。これにより、光ピックアップ3は、部品点数を削減して、構成の簡素化及び小型化を可能とし、高生産性、低コスト化を実現する。
In other words, the
そして、本発明を適用した光ピックアップ3は、内輪帯としての第1の領域51による次数(k1i,k2i,k3i)が上述のように第1乃至第4の観点から選択された組み合わせとなるように規定されていることから次の効果を得ることができる。光ピックアップ3は、第1の観点で述べたような各波長における球面収差を低減でき、第2の観点で述べたような各波長における作動距離及び焦点距離を最適なものにでき、第3及び第4の観点で述べたような対物レンズ34等について製造上有利な構成とできる。すなわち、光ピックアップ3は、回折部50,70が適切に球面収差を低減できる次数の回折光を支配的とすることで、各波長の光ビームを対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることができる。また、光ピックアップ3は、対物レンズ34等が各波長の光ビームを使用する場合の作動距離と、各波長に対する焦点距離を適切な状態にすることができる。すなわち、光ピックアップ3は、対物レンズ34等が第3の波長λ3を使用する場合の作動距離を確保するために第1の波長λ1に対する焦点距離が長くなり過ぎることを防止して、対物レンズのレンズ径が大きくなることを防止できる。これにより、光ピックアップ全体の小型化を実現する。また、光ピックアップ3は、対物レンズ34等が必要となる溝深さが深くなりすぎることを防止する製造上有利な構成であるので、製造工程を簡素化できるとともに、対物レンズ34等の形成精度の悪化を防止することができる。さらに、光ピックアップ3は、回折部50等において、各波長のそれぞれ選択された回折次数の回折効率を十分に高く設定できる。また、光ピックアップ3は、対物レンズ34等が、階段形状での構成を可能とすることから不要光の回折効率を抑えるとともに、隣接回折次数の回折効率を低くできることから、不要光の悪影響を極力抑えることを実現できる。よって、光ピックアップ3は、回折部50等を有する対物レンズ34等が、より具体的な構成を考慮して小型化や構成の有利さ等を考慮した上で、より有利な構成で、高い光利用効率で対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることを実現する。よって、光ピックアップ3は、対物レンズ34等により、3種類の光ディスクに対して3種類の波長と共通の対物レンズを用いた光ピックアップの3波長互換を実現してそれぞれの光ディスクに対して適切に情報信号の記録及び/又は再生を可能とする。
In the
さらに、本発明を適用した光ピックアップ3は、中輪帯としての第2の領域52が上述の第1乃至第6の観点から選択された組み合わせとなるように規定されていることから次の効果を得ることができる。すなわち、光ピックアップ3は、回折部50,70の中輪帯において、第1の観点で述べたように第1及び第2の波長において球面収差を低減できるとともに、第3の波長において適切な開口制限を可能とする。また、光ピックアップ3は、対物レンズ34等の中輪帯において、第4及び第5の観点で述べたように、製造上有利な構成とできる。さらに、光ピックアップ3は、かかる第2の領域52を有することで、第1及び第2の波長に対しては球面収差を補正した状態で高い回折効率を得ることができるとともに第3の波長に対しては適切に開口制限を行うことを実現する。よって、光ピックアップ3は、この回折部50等により、構成の有利さ等を考慮した上で、より有利な構成で、高い光利用効率で対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることを実現する。さらにまた、光ピックアップ3は、中輪帯において、第2,第3及び第6の観点で述べたように、内輪帯を考慮した構成とすることにより、回折部50等全体として良好な特性を発揮できる。
Further, the
具体的に、光ピックアップ3は、回折部50,70における(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)が上述した組み合わせA〜Eのいずれかとされている。これにより、光ピックアップ3は、内輪帯及び中輪帯においてその機能を適切に発揮できるとともに、その組み合わせとしても最適な構成とされている。このように、光ピックアップ3は、回折部50等や対物レンズ34等において、不要光乖離特性と製造容易性とを両立するとともに高い光利用効率を達成した構造とされている。光ピックアップ3は、かかる回折部50等を有することにより、対物レンズや光学部品の構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
Specifically, in the
さらに、光ピックアップ3は、上述の組み合わせA〜Eに応じて、最適なステップ数S、溝深さd’及び焦点距離f1を規定することにより、次の効果を得ることができる。光ピックアップ3は、かかる具体的構成を有する回折部50,70を備えることにより、内輪帯及び中輪帯においてその両機能を確実に発揮することを可能とする。すなわち、光ピックアップ3は、回折部の内輪帯である第1の領域51が、第1乃至第3の波長の光ビームを、高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光できる。また、光ピックアップ3は、回折部の中輪帯である第2の領域52が、第1乃至第2の波長の光ビームを高い光利用効率で対応する光ディスクに適切に集光するとともに、第3の波長の光ビームに対して適切に開口制限できる。以上のように、光ピックアップ3は、回折部50等が、不要光乖離特性と製造容易性を両立するとともに高い光利用効率を実現するので、構成を複雑にすることなく3波長互換を実現する。
Furthermore, the
また、本発明を適用した光ピックアップ3は、回折部50,70の外輪帯として所謂非球面連続面とされた第3の領域53や、第3の回折構造を有する第3の領域73を有している。かかる光ピックアップ3は、高い光利用効率を得るとともに、3波長互換を実現し、さらに、所定の開口制限を発揮することを実現する。また、光ピックアップ3は、内輪帯や中輪帯の構成に応じて、外輪帯の構成を球面連続面や回折構造とすることができ、回折部外輪帯の構成の簡素化や、回折部が設けられる素子の製造工程の簡素化を実現する。
Further, the
このように、本発明を適用した光ピックアップ3は、光ビームを出射する出射部と光ディスクの信号記録面との間の光路上に配置される対物レンズ34,34Cや回折光学素子35B,35D等の光学素子の一面に設けられた回折部50,70を備える。光ピックアップ3は、かかる回折部50,70により、それぞれ使用波長を異にする3種類の光ディスクに対して、共通の一の対物レンズを用いてそれぞれ対応する光ビームを信号記録面に適切に集光することを可能とする。よって、光ピックアップ3は、構成を複雑にすることなく、対物レンズを共通とした3波長互換を実現してそれぞれの光ディスクに対して良好な信号の記録及び/又は再生を実現する。
As described above, the
また、本発明を適用した光ピックアップ3は、対物レンズ34等を3波長に対して共通とすることができるので、アクチュエータにおける可動部の重量が増大することによる感度低下等の問題の発生を防止できる。また、光ピックアップ3は、アクチュエータのレンズホルダへの取り付け角度が不適切となるおそれがある等の問題の発生を防止できる。また、光ピックアップ3は、回折部50,70を一面に構成するのみであるので、従来のような球面収差低減用の回折部を複数面に設けた場合の各回折部間の位置合わせや、複数の回折部を設けることによる回折効率の低下等の問題を防止できる。すなわち、光ピックアップ3は、組立工程の簡素化及び光の利用効率の向上を実現する。また、光ピックアップ3は、回折部を光学素子の一面に設ける構成を可能とし、回折部を対物レンズに一体とする構成により、さらなる構成の簡素化、アクチュエータの可動部の重量を小さくすること、組立工程の簡素化及び光の利用効率の向上を実現する。
Further, in the
また、一般的な光ピックアップでは各フォーマットでのコマ収差方向が異なるため、調整法が複雑化する問題があった。Rad方向にチルト可能なアクチュエータを搭載した場合、Rad調整後の取れ残りコマ収差は0.030λrms程度以下とする必要がある。従来の2対物ピックアップではこの範囲を満たすために複雑な調整を行っていた。一方、本発明を適用した光ピックアップ3は、保持する対物レンズが1つのみであるため、フォーマットごとのコマ収差発生方向を概略揃った構成とすることができ、上記範囲を満たし、調整が容易である。また本発明の1対物レンズでは、コマ収差の大きさについても各フォーマット間で相関がある。このため1フォーマットでの3次〜高次コマ収差を抑えることで、他の波長のコマ量を管理でき、収差管理が容易となる。
Further, since the coma aberration direction in each format is different in a general optical pickup, there is a problem that the adjustment method becomes complicated. When an actuator capable of tilting in the Rad direction is mounted, the remaining coma after Rad adjustment needs to be about 0.030 λrms or less. In the conventional dual-purpose pickup, complicated adjustment is performed to satisfy this range. On the other hand, since the
また、上述では、光ピックアップ3において、第1の光源部31に第1の出射部を設け、第2の光源部32に第2の出射部を設け、第3の光源部33に第3の出射部を設けるように構成したが、これに限られるものではない。例えば、第1乃至第3の出射部の内2つの出射部を有する光源部と、残りの1つの出射部を有する光源部とを異なる位置に配置して設けるように構成してもよい。
In the above description, in the
〔9.本発明を適用した光ピックアップの他の例について〕
次に、本発明を適用した光ピックアップの他の例として、第1の出射部を有する光源部と、第2及び第3の出射部を有する光源部とを備える図51に示す光ピックアップ60について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ3と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は、省略する。
[9. Other examples of optical pickup to which the present invention is applied]
Next, as another example of the optical pickup to which the present invention is applied, an
本発明を適用した光ピックアップ60は、図51に示すように、第1の波長の光ビームを出射する第1の出射部を有する第1の光源部61と、第2の波長の光ビームを出射する第2の出射部と、第3の波長の光ビームを出射する第3の出射部とを有する第2の光源部62と、この第1乃至第3の出射部から出射された光ビームを光ディスク2の信号記録面上に集光する集光光学デバイスとして機能する対物レンズ34とを備える。尚、ここで説明する光ピックアップ60においても、集光光学デバイスとして回折部50を有する対物レンズ34を用いるものとして説明するが、これに限られるものではない。すなわち、これに換えて図6(b)に示すような対物レンズ34Bと、回折光学素子35Bとからなる集光光学デバイスを設けるように構成してもよい。また、図5に示すような回折部70を有する対物レンズ34Cからなる集光光学デバイスを設けるように構成してもよい。さらに、図7(b)に示すような対物レンズ34Dと、回折光学素子35Dとからなる集光光学デバイスを設けるように構成してもよい。いずれの集光光学デバイスを光ピックアップ60に適用した場合にも、以下で説明する効果を奏するとともに、上述した各対物レンズ及び各回折部の作用効果を有する。
As shown in FIG. 51, an
また、光ピックアップ60は、光路合成手段としてビームスプリッタ63を有する。このビームスプリッタ63は、第1の光源部61の第1の出射部から出射された第1の波長の光ビームの光路と、第2の光源部62の第2及び第3の出射部から出射された第2及び第3の波長の光ビームの光路とを合成する。また、光ピックアップ60は、上述の第3のビームスプリッタ38と同様の機能を有するビームスプリッタ64を有する。
The
さらに、光ピックアップ60は、第1のグレーティング39と、第2の光源部62とビームスプリッタ63との間に設けられるグレーティング65を有する。このグレーティング65は、第2及び第3の出射部から出射された第2及び第3の波長の光ビームをトラッキングエラー信号等の検出のためにそれぞれ3ビームに回折する波長依存性を有する。
Further, the
また、光ピックアップ60は、コリメータレンズ42と、1/4波長板43と、立ち上げミラー44と、光検出器45と、マルチレンズ46とを有するとともに、このコリメータレンズ42を光軸方向に駆動するコリメータレンズ駆動部66とを有する。コリメータレンズ駆動部66は、コリメータレンズ42を光軸方向に駆動することで、上述したように、コリメータレンズ42を通過した光ビームの発散角を調整することができる。これにより、コリメータレンズ駆動部66は、所望の状態で対物レンズ34へ各光ビームを入射させて、球面収差を低減させたり上述のフレア化を可能とする。また、コリメータレンズ駆動部66は、装着された光ディスクが信号記録面を複数有する所謂多層光ディスクであった場合には、そのいずれの信号記録面への記録及び/又は再生をも可能とする。
The
以上のように構成された光ピックアップ60において、各光学部品の機能は、上述したことを除いて光ピックアップ3と同様である。光ピックアップ60において、第1乃至第3の出射部から出射された第1乃至第3の波長の光ビームの光路についても、上述したことを除いて、光ピックアップ3と同様である。すなわち、光ピックアップ60において、ビームスプリッタ64で各波長の光ビームの光路が合成された後は光ピックアップ3と同様であるので詳細な説明は省略する。
In the
本発明を適用した光ピックアップ60は、第1乃至第3の波長の光ビームを出射する第1乃至第3の出射部と、対物レンズ34等と、往路の光路上に配置される光学素子としての対物レンズ34等の一方の面に設けられる回折部50等とを備える。そして、この回折部50等が第1乃至第3の領域51,52,53,73を有し、第1及び第2の領域51,52が、輪帯状で且つ所定の深さを有するそれぞれ異なる回折構造とされる。また、この第1及び第2の領域51,52が、各波長の光ビームに対して上述のような所定の回折次数(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)の回折光が支配的となるように発生させる第1及び第2の回折構造を有するように構成される。また、第3の領域53,73も上述したような所定の屈折機能又は回折機能と、開口制限機能を有している。光ピックアップ60は、かかる特徴的な構成により、それぞれ使用波長を異にする3種類の光ディスクに対して、共通の一の対物レンズを用いてそれぞれ対応する光ビームを信号記録面に適切に集光することを可能とする。よって、光ピックアップ60は、構成を複雑にすることなく、対物レンズ34等を共通とした3波長互換を実現してそれぞれの光ディスクに対して良好な情報信号の記録及び/又は再生を実現する。また、光ピックアップ60は、その他の上述した光ピックアップ3と同様の効果を有している。
The
さらに、光ピックアップ60は、第2及び第3の出射部を共通の光源部62に配置するように構成したことから、さらなる構成の簡素化及び小型化を実現する。尚、同様に、本発明を適用した光ピックアップは、第1乃至第3の出射部を略同一位置に有する光源部に配置するように構成してもよく、そのような構成とした場合には、さらなる構成の簡素化及び小型化を実現する。
Furthermore, since the
本発明を適用した光ディスク装置1は、第1乃至第3の光ディスクから任意に選択される光ディスクを保持して回転駆動する駆動手段と、この駆動手段によって回転駆動される光ディスクに対し情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップとを備える。そして、回転駆動される光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射することにより情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップとして、上述した光ピックアップ3,60を用いている。光ディスク装置1は、各波長の光ビームの光路上の光学素子の一面に設けられた回折部により、それぞれ使用波長を異にする3種類の光ディスクに対して、共通の一の対物レンズを用いてそれぞれ対応する光ビームを信号記録面に適切に集光することを可能とする。よって、光ディスク装置1は、構成を複雑にすることなく、対物レンズを共通した3波長互換を実現するので、構成の簡素化及び小型化を可能とするとともに良好な記録・再生特性を得ることを実現する。
An
〔10.外輪帯に特徴を有する対物レンズ及びこれを備えた光ピックアップの例について〕
以上では、内輪帯である第1の領域51、中輪帯である第2の領域52に特徴を有する対物レンズ34等やこれを用いた光ピックアップ3及び光ディスク装置1について説明したが、以下では、外輪帯に特徴を有する対物レンズ等について説明する。以下で説明する外輪帯構成は、上述の第1及び第2の領域51,52の構成と組み合わせることにより、より優れた特性を発揮する3波長互換対物レンズや、互換性に優れた光ピックアップを構成することを可能とする。そこで、第1及び第2の領域51,52に加えて特徴的な外輪帯である第3の領域83を有する対物レンズ34Eについて図52を用いて説明する。すなわち、図52を用いて、第1、第2の領域51,52に加えてかかる第2の領域52の外側に回折領域として形成された第3の領域83を有する回折部80と、回折部80を有する対物レンズ34Eについて説明する。尚、回折部80は、上述した回折部50,70の第3の領域53,73に相当する部分に第3の領域83を有することを除いては、上述した回折部50,70と同様であるので、共通する部分には同一の符号を付すとともに詳細は省略する。
[10. Example of objective lens characterized by outer ring zone and optical pickup provided with the same]
In the above, the
回折部80を有する対物レンズ34Eは、回折部50,70を有する場合と同様に、この回折部80により、複数の領域51,52毎に通過する第1乃至第3の波長の光ビームのそれぞれを所定の次数となるように回折する。そして、所定の発散角を有する拡散状態又は収束状態の光ビームとして対物レンズ34Eに入射させるのと同様の状態とすること及び後述の第3の領域83により所定の作用を与える。かかる構成により、この単一の対物レンズ34Eを用いて第1乃至第3の波長の光ビームをそれぞれに対応する3種類の光ディスクの信号記録面に球面収差を発生しないように適切に集光することを可能とする。回折部80を有する対物レンズ34Eは、基準となる屈折力を発生させるレンズ面形状を基準として回折力を発生させる回折構造が形成されている。対物レンズ34Eは、かかる構成により、3つの異なる波長の光ビームをそれぞれに対応する光ディスクの信号記録面に球面収差を発生しないように適切に集光する集光光学デバイスとして機能する。また、回折部80を有する対物レンズ34Eは、屈折素子の機能と回折素子の機能を兼ね備えており、すなわち、レンズ曲面による屈折機能と、一方の面に設けられた回折部80による回折機能とを兼ね備えるものである。
The
具体的に、図52(a)及び図52(b)に示すように、対物レンズ34Eの入射側の面に設けられた回折部80は、最内周部に設けられ略円形状の回折領域である第1の領域(内輪帯)51を有する。また、回折部80は、第1の領域51の外側に設けられ輪帯状の回折領域である第2の領域(中輪帯)52を有する。また、回折部80は、第2の領域52の外側に設けられ輪帯状の回折領域である第3の領域(以下、「外輪帯」、「第3の回折領域」ともいう。)83を有する。
Specifically, as shown in FIGS. 52A and 52B, the
外輪帯である第3の領域83は、輪帯状で且つ所定の深さを有し第1及び第2の回折構造とは異なる構造とされた第3の回折構造が形成される。第3の領域83は、通過する第1の波長の光ビームの対物レンズ34Eを介して第1の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第3の領域83は、当該次数の回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。換言すると、外輪帯である第3の領域83は、通過する第1の波長の光ビームを対物レンズ34Eを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させる状態とする。
The
また、第3の領域83は、第3の回折構造により、通過する第2の波長の光ビームの対物レンズ34Eを介して第2の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第3の領域83は、当該次数の回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。この点について換言すると、第3の領域83は、第3の回折構造により、通過する第2の波長の光ビームの対物レンズ34Eを介して第2の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成しないような次数の回折光が支配的となるようにされている。ここで、第3の回折構造は、上述した第3の領域73の回折構造で説明したようにフレア化の作用等を考慮して構成するようにしてもよい。外輪帯である第3の領域83は、通過する第2の波長の光ビームを対物レンズ34Eを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とする。
Further, the
また、第3の領域83は、第3の回折構造により、通過する第3の波長の光ビームの対物レンズ34Eを介して第3の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成するよう集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させる。すなわち、第3の領域83は、他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させる。この点について換言すると、第3の領域83は、第3の回折構造により、通過する第3の波長の光ビームの対物レンズ34Eを介して第3の光ディスクの信号記録面に適切なスポットを形成しないような次数の回折光が支配的となるようにされている。ここで、第3の回折構造は、上述した第3の領域73の回折構造で説明したようにフレア化の作用等を考慮して構成するようにしてもよい。外輪帯である第3の領域83は、通過する第3の波長の光ビームを対物レンズ34Eを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とする。
The
このように、第3の領域83は、上述の各波長の光ビームに対して上述の所定の次数の回折光が支配的となるのに適するような回折構造が形成されている。そのため、第3の領域83を通過して所定の次数の回折光とされた第1の波長の光ビームが対物レンズ34Eにより光ディスクの信号記録面に集光される際の球面収差を補正して低減することを可能とする。
Thus, the
また、第3の領域83は、第1の波長の光ビームに対しては上述のように機能する。それとともに、第3の領域83は、第2及び第3の波長の光ビームについては、この領域83を通過して対物レンズ34Eを介して第2及び第3の光ディスクの信号記録面に集光しない次数の回折光が支配的となるように構成されている。その際、第3の領域83は、フレア化の影響等を考慮した構成とされている。かかる構成とされているから、この第3の領域83を通過した第2及び第3の波長の光ビームが対物レンズ34Eに入射しても第2及び第3の光ディスクの信号記録面にはほとんど影響を与えることがない。換言すると、この第3の領域83を通過して対物レンズ34Eにより信号記録面に集光される第2及び第3の波長の光ビームの光量を大幅に低減して略ゼロとして、第2の波長の光ビームに対して開口制限を行うよう機能することができる。尚、第3の領域83は、第3の波長の光ビームに対しては、上述の第2の領域52とともに、開口制限を行うよう機能することができる。
The
ここで、第3の領域83は、上述の第2の波長の光ビームに対して開口数NAを0.6程度に開口制限を行うように構成された第2の領域52の外側に形成されている。また、第3の領域83は、その領域を通過した第1の波長の光ビームが、NA=0.85程度で開口制限されるような大きさに形成されている。また、この第3の領域83の外側には回折構造が形成されていないため、この領域を透過した第1の波長の光ビームを、対物レンズ34Eを介して第1の光ディスク上に集光させない。そのため、かかる構成とされた第3の領域83を備える回折部80は、第1の波長の光ビームに対して、NA=0.85程度の開口制限を行うように機能することとなる。またNA=0.87程度まで回折構造を形成した上で、別途物理開口を設けても良い。
Here, the
具体的には、第3の領域83は、図8(c)を用いて説明した上述した第3の領域73と同様に、光軸を中心とした輪帯状で基準面に対してこの輪帯の断面形状が所定の深さdのブレーズ形状となるように形成されている。ここで、ブレーズ形状とする理由やブレーズ形状の利点は、上述したとおりである。
Specifically, the
第3の領域83は、通過する第1の波長の光ビームの次数k1oの回折光が支配的となるよう、すなわち、回折効率が最大となるように発生させるとする。このとき、第3の領域83は、k1oが奇数となるように、構成されている。かかる特徴的な外輪帯構成を有する第3の領域83により得られる効果としては、システム上の対策を施すことなく、メディアの種類によらず、適切なフォーカスサーチを可能とする。さらに、対物レンズ34Eは、第1及び第2の領域51,52により上述した対物レンズ34,34C等と同様の課題を解決するものである。よって、対物レンズ34E及びこれを用いた光ピックアップ3は、かかる構成により、より優れた特性を発揮する3波長互換対物レンズを実現でき、互換性に優れた光ピックアップを実現できる。尚、内輪帯及び中輪帯の構成に関わらず第3の領域83を有するよう構成すればメディアの種類のよらず、適切なフォーカスサーチを可能とする効果を得ることができる。
It is assumed that the
ここで、第3の領域83について、k1o=1,3,5となるように、構成することにより、より優れた特性を発揮する3波長互換対物レンズを実現する。また、かかる対物レンズにおける第2の波長λ2に対する回折効率をEff2とし、第3の波長λ3に対する回折効率をEff3とすると次の関係が成立するように構成することにより、より優れた特性を発揮できる。すなわち、第3の領域83は、k1o=1のとき、Eff2>0.17で且つEff3>0.42であることにより、フォーカスサーチを含めて優れた特性を発揮できる。また、第3の領域83は、k1o=3のとき、Eff2>0.44、Eff3>0.30であることにより、フォーカスサーチを含めて優れた特性を発揮できる。また、第3の領域83は、k1o=5のとき、Eff2>0.42、Eff3>0.32であることにより、フォーカスサーチを含めて優れた特性を発揮できる。ここで、第3の波長λ3に対する回折効率Eff3とは、内輪帯である第1の領域51に入射した光ビームに対して集光される次数の光ビームの割合をいい、ここで、第1の領域51で選択される次数の回折効率である。また、第2の波長λ2に対する回折効率Eff2とは、内輪帯及び中輪帯である第1及び第2の領域51,52に入射した光ビームに対して集光される次数の光ビームの割合をいう。具体的には、第1及び第2の領域51,52で選択される次数の回折効率とその面積とから算出される割合である。以下では、ここで説明した特徴的な構成により、上述のような効果を得ることができることについて詳細に説明するが、それに先立ち、かかる構成を有さないことによる問題点等について説明する。
Here, by configuring the
<メディア種類により生じ得る問題について>
まず、第3の領域83のような構成を備えない場合に生じ得る問題点について説明する。上述した対物レンズ34等のように外輪帯に上述した第3の領域83のような特徴的構成を持たせない場合においても、光ディスク読み取り動作には問題が生じない。しかし、メディアの種類によっては、光ディスク表面からの不要光による不要信号(以下「不要表面信号」ともいう。)等が増大しメディア判別に支障をきたす可能性がある。光ピックアップ3や光ディスク装置1のシステムでは、フォーカスサーチ波形から、表面信号と本信号間の距離を読み取ることによって、BD、DVD、CD等のメディアの種類の判別を行っている。ここで、表面信号とは、光ディスク表面で反射された光ビームを受光し検出することにより得られる信号を意味する。また、本信号とは、光ディスクの信号記録面で反射された光ビームを受光し検出することにより得られる信号を意味する。
<About problems that may occur depending on the media type>
First, problems that may occur when the configuration of the
このため、3波長互換対物レンズにおいては光ディスク表面における反射で不要光が生じ、受光素子上に結像することで不要表面信号が生じてしまうという問題を本質的に抱えている。この不要表面信号は、本信号に対して相対的に低ければ問題とはならないものの、メディアの種類によっては、信号記録面における反射率が低い等の理由により、本信号レベルが低下する場合には、メディアの判別に新たなシステム対策を行う必要性が生じる。すなわち、本信号レベルに対して不要表面信号レベルが大きくなる場合には、ある一定のレベルを超えると、ディスク判別を失敗するおそれがあることを意味するため、これをシステム上問題とならないような措置を講ずる必要がある。これにより、システムの複雑化を招きコストが上昇する可能性があることを意味する。さらに、この問題点について以下にさらに具体的に説明する。 For this reason, the three-wavelength compatible objective lens essentially has a problem that unnecessary light is generated by reflection on the surface of the optical disk and an unnecessary surface signal is generated by forming an image on the light receiving element. Although this unnecessary surface signal is not a problem if it is relatively low with respect to this signal, depending on the type of media, if the signal level decreases due to low reflectivity on the signal recording surface, etc. Therefore, it is necessary to take a new system measure for discriminating media. In other words, if the unnecessary surface signal level becomes larger than this signal level, it means that disc determination may fail if it exceeds a certain level, so this does not cause a problem in the system. Measures need to be taken. This means that the system is complicated and the cost may increase. Further, this problem will be described more specifically below.
まず、3波長互換対物レンズの入射面の回折域を2つ以上の領域に分け、内輪帯の回折次数及び中輪帯の回折次数を適性にすることで上述したように、3波長の互換を実現することを可能とした。換言すると所定の回折構造を有する第1及び第2の領域51,52を設け、さらに所定の屈折機能又は回折機能を有する第3の領域53,73を設けることにより3波長互換を実現できる。ここで、上述の構成を有すれば一般的なROMメディアの読み出しには問題がないが、信号面の反射率が低い書き換え可能メディア、特にCD−RW等では不要表面信号が相対的に大きくなり、これが問題を起こす可能性がある。すなわち、不要表面信号が相対的に大きくなることで、正規信号面信号に対してのレベルが大きくなり、ディスク判別に失敗する可能性がある。
First, by dividing the diffraction area of the entrance surface of the three-wavelength compatible objective lens into two or more areas and making the diffraction order of the inner annular zone and the diffraction order of the middle annular zone appropriate, as described above, the compatibility of the three wavelengths is achieved. It was possible to realize. In other words, the three-wavelength compatibility can be realized by providing the first and
<不要回折次数について>
ここでは、内輪帯回折次数として、BD等の第1の光ディスクに対応する第1の波長の光ビームの次数k1iがk1i=1であるものとする。また、DVD等の第2の光ディスクに対応する第2の波長の光ビームの次数k2iがk2i=−2であるものとし、CD等の第3の光ディスクに対応する第3の波長の光ビームの次数k3i=−3であるものとする。さらに、中輪帯回折次数として、第1の波長の光ビームの次数k1mが、k1m=0であり、第2の波長の光ビームの次数k2mが、k2m=−1であるものとする。そして、外輪帯回折次数として、第1の波長の光ビームの次数k1oが、k1o=2である対物レンズを例に挙げて不要回折次数について説明を行う。この構成における第1乃至第3の光ディスクに対する設計センターでの一構成例として各々の正規光・不要光効率を表9に示す。
<Unnecessary diffraction order>
Here, it is assumed that the order k1i of the light beam of the first wavelength corresponding to the first optical disc such as BD is k1i = 1 as the inner annular diffraction order. Further, it is assumed that the order k2i of the second wavelength light beam corresponding to the second optical disk such as DVD is k2i = -2, and the third wavelength light beam corresponding to the third optical disk such as CD is used. It is assumed that the order k3i = -3. Further, it is assumed that the order k1m of the light beam of the first wavelength is k1m = 0 and the order k2m of the light beam of the second wavelength is k2m = −1 as the middle ring zone diffraction order. The unnecessary diffraction order will be described by taking an objective lens in which the order k1o of the light beam of the first wavelength is k1o = 2 as an example as the outer ring diffraction order. Table 9 shows the regular light / unnecessary light efficiencies of the design centers for the first to third optical disks in this configuration.
このとき、CD等の第3の光ディスクでは、正規回折光に対して不要回折光の割合が大きくなる。すなわち、後述するが正規信号が不要な回折次数の光の影響を受けやすくなる。尚、このことは、次数の設計を変えた場合でも、基本的には変わらない。すなわち、第3の光ディスクの正規信号として受光される正規回折光は内輪帯部分の光のみから構成される一方で、不要信号を構成する要素は内輪帯から外輪帯まで全ての部分で存在するため、相対的に不要信号割合が大きくなるためである。このことに鑑みて、以下ではCD等の第3の光ディスクに対応した第3の波長の光ビームに関してさらに検討する。 At this time, in the third optical disk such as a CD, the ratio of unnecessary diffracted light to normal diffracted light is increased. That is, although described later, it becomes easy to be influenced by light of a diffraction order that does not require a normal signal. This is basically the same even when the order design is changed. That is, the regular diffracted light received as the regular signal of the third optical disc is composed only of the light in the inner annular zone, while the elements constituting the unnecessary signal are present in all parts from the inner annular zone to the outer annular zone. This is because the ratio of unnecessary signals becomes relatively large. In view of this, in the following, further discussion will be made regarding a light beam having a third wavelength corresponding to a third optical disk such as a CD.
<第3の光ディスク(CD等)に対応する第3の波長の光ビームのフォーカスエラー信号について>
上述の構成例とされた対物レンズを搭載した光ピックアップを想定する。そして、CD等の第3の光ディスクに対してフォーカスサーボを行うことを考慮すると、そのときのフォーカスエラー信号は図53(a)に示す形状となり、和信号は図53(b)に示す形状となる。図53に示すように、光ディスクにおいては光ディスク表面層での反射と、光ディスク信号面での反射とが存在するため、正規信号による反射信号は合計2カ所で生じることとなる。このCD正規信号は、内輪帯における正規回折次数の往復の総和によって形成されている。尚、図53(a)及び図53(b)中のSFSS,SRSSは、信号面からの反射により発生する信号面正規信号であり、SFHS,SRHSは、表面からの反射により発生する表面正規信号である。
<About the focus error signal of the light beam of the third wavelength corresponding to the third optical disk (CD etc.)>
Assume an optical pickup equipped with the objective lens having the above-described configuration example. Then, considering that focus servo is performed on a third optical disk such as a CD, the focus error signal at that time has the shape shown in FIG. 53 (a), and the sum signal has the shape shown in FIG. 53 (b). Become. As shown in FIG. 53, since there are reflection on the optical disk surface layer and reflection on the optical disk signal surface in the optical disk, the reflection signal based on the normal signal is generated in two places in total. This CD normal signal is formed by the sum of round trips of the normal diffraction orders in the inner ring zone. Note that SFSS and SRSS in FIGS. 53A and 53B are signal surface normal signals generated by reflection from the signal surface, and SFHS and SRHS are surface normal signals generated by reflection from the surface. It is.
一方、不要信号は複数生じるが、代表的なものは次の2つである。1つは、内輪帯において不要回折次数と、正規回折次数の往復組み合わせによるものであり、以下ではこれを「不要信号1」という。また、もう1つは、主に外輪帯における不要回折次数光同士の往復組み合わせによって生じる不要信号であり、以下ではこれを「不要信号2」という。正規光・不要光と正規信号・不要信号の関係を表10に示す。表10には、BD等の第1の光ディスク、DVD等の第2の光ディスクの正規信号と不要信号の組み合わせについても示されている。表10の組み合わせにも示されているように、CD等の第3の光ディスクのフォーカスエラー信号と和信号は、図53のように、2つの正規信号と、2つの不要信号が二組とからなり、合計6つの波形が現れることとなる。すなわち、図53(a)及び図53(b)中のSFSF1,SRSF1は、信号面からの不要光1の反射により発生する信号面不要信号1であり、SFSF2,SRSF2は、信号面からの不要光2の反射により発生する信号面不要信号2である。また、SFHF1,SRHF1は、表面からの不要光1の反射により発生する表面不要信号1であり、SFHF2,SRHF2は、表面からの不要光2の反射により発生する表面不要信号2である。
On the other hand, although a plurality of unnecessary signals are generated, typical ones are the following two. One is based on a reciprocal combination of an unnecessary diffraction order and a normal diffraction order in the inner ring zone, and this is hereinafter referred to as “
次に、一般的な和信号を用いたディスク判別法を図54の概略図を用いて説明する。フォーカスサーチ中において、まず受光素子のゲインをあげることによって表面信号SRHSの波形を検出する。その後に、図中(1)に示すように、フォーカスサーチをしながら、図中(2)に示すよう最大レベルの和信号を検出した際に、その部分を光ディスクの信号面と仮定する。さらに、図中(3)に示すように、信号面信号と表面信号の位置差を得ることによって光透過層厚さを推定し、そこからメディアを推定する。 Next, a general disc discrimination method using a sum signal will be described with reference to the schematic diagram of FIG. During the focus search, the waveform of the surface signal SRHS is first detected by increasing the gain of the light receiving element. Thereafter, when a maximum level sum signal is detected as shown in (2) in the figure while performing a focus search as shown in (1) in the figure, that part is assumed to be the signal surface of the optical disc. Furthermore, as shown in (3) in the figure, the light transmission layer thickness is estimated by obtaining the positional difference between the signal surface signal and the surface signal, and the medium is estimated therefrom.
こうした一般的な手法を採用する場合、最大レベルの和信号を検出したときに信号面であると判定するため、不要信号によるレベルが正規信号面信号よりも大きくなってはならない。例えば、図54のSRHF2’に示すように表面不要信号2が大きくなってしまったことを想定すると、このSRHF2’の縦幅がSRSSの縦幅より大きくなった場合にはSRSSで示す信号面正規信号を判別できなくなるというおそれがある。特に、上述の構成例の対物レンズを採用した場合には、不要信号のレベルと頻度が増大しているため、本要件を満たすことが非常に重要になってくる。ここで、複雑な不要信号出現に対してシステムとして信号面正規信号を検出するアルゴリズムを開発すること自体は可能ではあるが、それに伴うシステムの複雑化が大きな負荷となることが容易に考えられる。それに比べて、フォーカスサーチによって最大レベルの和信号を信号面と推定するのは非常にシンプルであり、システムへの負担をかけることがない。換言すると、光ディスク装置全体として、システム処理上この問題を解決すること自体は可能であるが、光ピックアップ単体として対物レンズの構成のみでこの問題を解決する方が高い価値を有するといえる。
When such a general method is employed, since the signal plane is determined when the maximum level sum signal is detected, the level due to the unnecessary signal should not be higher than the normal signal plane signal. For example, assuming that the surface
一般的に、信号面からの不要信号はいずれも信号面正規信号レベルを超えることがない。これは、正規回折光を収差最良として設計しているため不要回折光には大きな球面収差が発生することとなる。これにより、結果的に不要光の和信号のすそ部分が大きく広がるためである。図55に、かかる構成例の対物レンズによるCDの信号面の縦収差図を示す。そして、例えば、CD等の第3の光ディスクの不要信号1について検討する。尚、図55及び後述の図57中横軸はデフォーカス量、縦軸は、相対瞳径を示す。また、LDIS,LSISは、内輪帯の正規光である−3次光の径方向の位置毎のデフォーカス量を示し、LDIF,LSIFは、内輪帯の不要光である+4次光の径方向の位置毎のデフォーカス量を示す。また、LDMF,LSMFは、中輪帯の不要光である−1次光の径方向の位置毎のデフォーカス量を示す。また、LDOF,LSOFは、外輪帯の不要光である+1次光の径方向の位置毎のデフォーカス量を示す。図55から明らかなように、内輪帯部では−3次光を正規次数としているので、内輪帯部第一不要光である+4次光は大きくデフォーカスし球面収差が大きく発生していることが確認できる。その範囲としては、−0.5mm〜−0.37mm程度と0.13mmの幅がある。これを以降、縦収差幅w1として示す。正規光としての−3次光と不要光としての4次光を考慮した場合、上述したように不要信号1としては、往復路における−3次光と4次光との組み合わせを検討する必要がある。この往復路における−3次光と4次光による不要信号1は、2つの光の位置を平均することによって、フォーカスサーチ中にはΔ01=0.07mm程度にわたって和信号が生じ続けることになる。この関係性を図56に概略で示した。図56において、TS0は、図55のLDISに相当する信号面からの正規光の縦収差であり、これを縦収差0という。また、TS1は、図55のLDIFに相当する不要光の縦収差であり、これを縦収差1という。そして、TS01は、TS0とTS1との平均をとることにより得られる往復で想定される縦収差である。換言すると、上述したように、不要光として問題となりやすいのは、往復路において不要回折次数の光よりも往路、復路のそれぞれにおいて正規光、不要光の組み合わせからなる光である。そして、図56に示すように、TS01の底部分の値は、TS0の底部分の値xbottom0と、TS1の底部分の値xbottom1とから、(xbottom0+xbottom1)/2で得られる。ここで、値は、横軸に示すデフォーカス値を意味する。また、TS01の上部部分の値は、TS0の上部部分の値xtop0と、TS1の上部部分の値xtop1とから、(xtop0+xtop1)/2で得られる。そして、この上部部分及び底部分の値からw0,w01,w1が得られ、これらから、それぞれの和信号が生じる範囲Δmain(=Δ00),Δ01,Δ11が得られる。尚、w0,w01,w1は、それぞれ縦収差幅を示すが、w0は、ほとんど0であるため、図示していない。また、正規信号が生じる範囲wmainは、図中LDISで示される線が略縦軸と平行な直線状であるように、極めて狭い範囲となっており、フォーカスサーチ中に和信号が出る範囲Δmain(=Δ00)は幾何光学ではなく回折光学にて計算する必要がある。回折光学上、和信号の大きさの限界はおおよそ焦点深度から計算でき、次式(11)で得られる程度の範囲に信号が集中する。ここで、λ3=785nm、NA3=0.47としている。
Δmain=2×λ3/NA3 2=7.1μm ・・・(11)
Generally, any unnecessary signal from the signal plane does not exceed the signal plane normal signal level. This is because the regular diffracted light is designed as the best aberration, and thus large spherical aberration occurs in the unnecessary diffracted light. As a result, the bottom portion of the sum signal of unnecessary light is widened as a result. FIG. 55 shows a longitudinal aberration diagram of a signal surface of a CD by the objective lens having such a configuration example. Then, for example, an
Δ main = 2 × λ3 / NA 3 2 = 7.1 μm (11)
すなわち、関係性をまとめると、式(12)及び式(13)の関係、又は式(12)及び式(14)の関係を満たすこととなる。 That is, when the relationships are summarized, the relationship of Expression (12) and Expression (13) or the relationship of Expression (12) and Expression (14) is satisfied.
すなわち、Δ01とΔmainでは、10倍ほど信号の出る範囲の違いがあり、結果的に信号面不要信号1はレベル量としては単純な効率掛け算の1/10となったようにみなせ、信号面正規信号を超えることはありえないこととなる。このことを式にまとめると、信号を構成する各回折次数による回折効率をEff0、Eff1とおき、信号面での反射率をRsig、信号を構成する回折輪帯の面積をSとすれば、式(15)の計算によって、フォーカスサーチ中の最大和信号のレベルFEeff01が推定できる。
FEeff01=Eff0×Eff1×Rsig×S/Δ01 ・・・(15)
That is, there is a difference in the signal output range between Δ01 and Δmain by about 10 times. As a result, the signal surface
FEeff01 = Eff0 × Eff1 × Rsig × S / Δ01 (15)
一般に、正規信号の最大レベルFEeffmainに対する不要光レベルが問題となるため、その割合は、式(16)によって算出されることとなる。ここで、FEeffmainは、不要信号と全く同様に信号レベルを構成する回折効率をEffmainとおけば、次式(17)に示すとおりとなる。尚、式(16)で算出されたSFRは、正規信号に対する不要信号の割合を示すものであり、以下不要/正規信号比率ともいう。この不要/正規信号比率SFRが1以上となる場合には、不要信号が正規信号より大きくなることを意味し、フォーカスサーチが困難になることを意味する。また、FEeffmainは、図53(b)において、信号面正規信号の縦幅を示し、FEeff01は、不要信号1の縦幅を示す。
SFR=FEeff01/FEeffmain ・・・(16)
FEeffmain=Effmain×Effmain×Rsig×S/Δmainsig ・・・(17)
Generally, since the unnecessary light level with respect to the maximum level FEeffmain of the regular signal becomes a problem, the ratio is calculated by the equation (16). Here, FEeffmain is as shown in the following equation (17) if the diffraction efficiency that constitutes the signal level is set to Effmain in exactly the same way as the unnecessary signal. The SFR calculated by the equation (16) indicates the ratio of the unnecessary signal to the normal signal, and is hereinafter also referred to as an unnecessary / normal signal ratio. When the unnecessary / normal signal ratio SFR is 1 or more, it means that the unnecessary signal is larger than the normal signal, which means that focus search becomes difficult. In FIG. 53B, FEeffmain indicates the vertical width of the signal surface normal signal, and FEeff01 indicates the vertical width of the
SFR = FEeff01 / FEeffmain (16)
FEeffmain = Effmain × Effmain × Rsig × S / Δmainsig (17)
本計算手法によって、算出されたΔの値と信号予測比率である不要/正規信号比率SFRを表11に示す。尚、Rsigとして、ここではCD−ROMを仮定し、中島平太郎・小川博司共著「図解コンパクトディスク読本」により最低反射率70%を採用している。さらに、Sとして、概略計算であるが、各フォーマットにおけるNAを転用している。すなわち、内輪帯の面積Siは、Si=NA3 2であり、中輪帯の面積Smは、Sm=NA2 2―NA3 2であり、外輪帯の面積Soは、So=NA1 2―NA2 2である。表11によれば、不要信号2も同様に、0.14mm程度の範囲に信号が生じ続けるため、正規信号を超えることはない。
Table 11 shows the value of Δ calculated by this calculation method and the unnecessary / normal signal ratio SFR which is the signal prediction ratio. Here, as Rsig, a CD-ROM is assumed here, and a minimum reflectance of 70% is adopted by “Illustrated Compact Disc Reader” written by Hirataro Nakajima and Hiroshi Ogawa. Furthermore, although it is rough calculation as S, NA in each format is diverted. That is, the area Si of the inner annular zone is Si = NA 3 2 , the area Sm of the middle annular zone is Sm = NA 2 2 −NA 3 2 , and the area So of the outer annular zone is So = NA 1 2 − NA 2 2 . According to Table 11, since the signal continues to be generated in the range of about 0.14 mm, the
一方、表面による不要信号と正規信号の出方は趣が異なる。図57に、本レンズによる光ディスク表面での縦収差図を示した。ここでは、外輪帯における不要光を考える。ここで、LSOFに示すように、外輪帯部の不要次数光である+1次光の縦収差が完全に直立しており、往復路不要信号からなる不要信号2のΔO11_surfaceは、回折限界分の7.1μmとなる。一方で、不要信号1は、やはりかなり大きな範囲に分布すると考えられる。表11に表面における各信号のFEeffを示した。ここでRsurfaceとしてはポリカーボネートの屈折率n1=1.57に対して空気からの垂直入射を仮定し、その際の反射率は式(18)を用いている。ここで、n0は、空気の屈折率を示す。
On the other hand, the appearance of unnecessary signals and regular signals by the surface is different. FIG. 57 shows a longitudinal aberration diagram on the surface of the optical disk by this lens. Here, the unnecessary light in the outer ring zone is considered. Here, as indicated by LSOF, the longitudinal aberration of the + 1st order light, which is an unnecessary order light in the outer ring zone, is completely upright, and ΔO11_surface of the
表11より、通常のCD−ROMに対する不要信号/正規信号割合は十分に小さく、システム上の対応を特に必要としないレベルになっている。ただし、CD−RWにおいては信号面の反射率が低いため、不要信号の割合が相対的に増大することが予想される。CD−RWの反射率は、一般的に最低15%程度(例えば、特開2009−83501号公報の段落「0271」)であることが知られているので、この場合の不要信号/正規信号割合を表12に示した。このとき、CD−RWの特性上信号面の反射率が下がる一方で、表面の反射率は一定であるため、相対的に不要信号の割合が大きく増加する。結果、表面における不要信号2のレベルが信号面正規信号のレベルを大きく超えてしまい、正常なディスク判別に支障をきたすことが予想される。すなわち、不要信号2のレベルを下げる必要性がある。
From Table 11, the ratio of unnecessary signals / regular signals with respect to a normal CD-ROM is sufficiently small, and it is at a level that does not require any special correspondence on the system. However, since the reflectance of the signal surface is low in CD-RW, it is expected that the ratio of unnecessary signals will increase relatively. The reflectivity of CD-RW is generally known to be at least about 15% (for example, paragraph “0271” of Japanese Patent Laid-Open No. 2009-83501). Are shown in Table 12. At this time, the reflectance of the signal surface is lowered due to the characteristics of the CD-RW, while the reflectance of the surface is constant, so that the ratio of unnecessary signals is relatively increased. As a result, it is expected that the level of the
なお、ここでは、フォーカスサーボとして非点収差法を仮定したが、他の手法を用いたとしても本質的な問題は同等であり、不要信号を低減しなくては正常なディスク判別が行えない。上述のような問題を解決するための手法としては、不要信号2を下げるため、外輪帯の次数k0を選ぶことが考えられる。
Although the astigmatism method is assumed here as the focus servo, the essential problems are the same even if other methods are used, and normal disc discrimination cannot be performed without reducing unnecessary signals. As a method for solving the above problem, it is conceivable to select the order k0 of the outer ring zone in order to reduce the
<外輪帯の次数について>
図58に外輪帯のブレーズ深さを変化させたときのBD等に対応する第1の波長、DVD等に対応する第2の波長、CD等に対応する第3の波長の各波長の光ビームに対する回折効率の変化を示す。尚、ここでは、各波長における0次光〜5次光の溝深さに対する回折効率の変化を示す。BDに対応する第1の波長の光ビームは、外輪帯において、できるだけ100%近く利用したいので、ブレーズ深さは第1の波長に対する効率が100%であることが望ましい。また、BDに対応する第1の波長の選択された次数が増すにつれてブレーズの構造が大きくなっていき、高次収差の取れ残りが多くなりレンズとして適さなくなることが知られている。このため、第1の波長の次数ko1=5次程度までとするのが一般的であり、5次程度までとすることで製造上も収差の点でも有利な構成である。
<About the order of the outer ring zone>
FIG. 58 shows light beams having respective wavelengths of a first wavelength corresponding to BD and the like, a second wavelength corresponding to DVD and the like, and a third wavelength corresponding to CD and the like when the blaze depth of the outer ring zone is changed. The change of the diffraction efficiency with respect to is shown. Here, the change in diffraction efficiency with respect to the groove depth of 0th-order light to 5th-order light at each wavelength is shown. Since the light beam of the first wavelength corresponding to BD is desired to be used as close to 100% as possible in the outer ring zone, it is desirable that the blaze depth is 100% efficient with respect to the first wavelength. It is also known that the structure of the blaze increases as the selected order of the first wavelength corresponding to BD increases, resulting in an increase in unacquired high-order aberrations, making it unsuitable as a lens. For this reason, the order of the first wavelength ko1 is generally up to about the fifth order, and the order up to about the fifth order is advantageous in terms of manufacturing and aberrations.
このときの各フォーマットに対する不要光回折効率値と表面における不要光縦収差幅を表13に示す。この表13中で、BD2次を用いた例が先に示した例であり、不要光2の原因となっていたのはCDの1次光であった。
Table 13 shows unnecessary light diffraction efficiency values and unnecessary light longitudinal aberration widths on the surface at this time. In Table 13, the example using the BD secondary is the example shown above, and the cause of the
表14及び表15にこれらの不要光によって生成される不要信号の正規信号に対する不要信号/正規信号割合SFRを示した。ここでDVDやCDの回折効率が大きい次数が2つ存在する場合には、各々の掛け合わせが存在するため、ΔとFEeffも3カ所出現する。すなわち、第1に第一不要光×第一不要光であり、これは、往路が第一不要光で復路が第一不要光の組み合わせで、それぞれΔ11,FEeff11とする。第2に、第一不要光×第二不要光であり、これは、往路が第一不要光で復路が第二不要光あるいは往路が第二不要光で復路が第一不要光の和で、それぞれΔ12,FEeff12とする。第3に、第二不要光×第二不要光であり、これは、往路が第二不要光で復路が第二不要光の組み合わせで、それぞれΔ22、FEeff22とする。 Tables 14 and 15 show the unnecessary signal / normal signal ratio SFR to the normal signal of the unnecessary signal generated by the unnecessary light. Here, when there are two orders where the diffraction efficiency of DVD or CD is large, since there is a multiplication of each, Δ and FEeff also appear in three places. In other words, first unnecessary light × first unnecessary light, which is a combination of the first unnecessary light and the return light having the first unnecessary light and Δ11 and FEeff11, respectively. Second, the first unnecessary light x the second unnecessary light, which is the sum of the first unnecessary light and the return path is the second unnecessary light or the forward path is the second unnecessary light and the return path is the first unnecessary light, Let Δ12 and FEeff12, respectively. Third, second unnecessary light × second unnecessary light, which is a combination of the second unnecessary light and the second unnecessary light on the forward path and Δ22 and FEeff22, respectively.
この表14,表15において、第2の光ディスク(DVD)に対応する第2の波長の光ビームの正規信号は、DVD−RWの信号面反射率下限値18%を用い、レンズのDVDに対する平均効率を66%としている。DVD−RWの信号面の反射率の下限値は一般的に18%((株)アルメディオのホームページ、http://www.almedio.co.jp/tmsection_index.phtml、http://www.almedio.co.jp/pdf/TMITEM45e5399eb0f1d.pdf)であることが知られている。尚、かかる平均効率は、先に示された次数を用いた際の平均効率である。 In Tables 14 and 15, the regular signal of the light beam of the second wavelength corresponding to the second optical disc (DVD) uses the DVD-RW signal surface reflectance lower limit of 18%, and the average of the lens with respect to the DVD The efficiency is 66%. The lower limit of the reflectivity of the DVD-RW signal surface is generally 18% (Almedio Corp. website, http://www.almedio.co.jp/tmsection_index.phtml, http: //www.almedio. co.jp/pdf/TMITEM45e5399eb0f1d.pdf). In addition, this average efficiency is an average efficiency at the time of using the order shown previously.
また、DVDの領域面積として、式(19)で得られる値を用い、Δmainとしては、式(20)で得られる値を用いている。
Sdvd=NA22=0.62=0.36 ・・・(19)
Δmain=2×λ2/NA22=3.6μm ・・・(20)
In addition, the value obtained by Expression (19) is used as the area area of the DVD, and the value obtained by Expression (20) is used as Δmain.
Sdvd = NA2 2 = 0.6 2 = 0.36 (19)
Δmain = 2 × λ2 / NA2 2 = 3.6 μm (20)
表16にSFRの最大値とRMSを示す。SFRの最大値が1を超える場合には、使用することができない。この結果からBDの次数として奇数を選択することが必須であることがわかる。これはまた、図58のグラフからもわかるとおり、BDに対応する第1の波長において偶数次数選択を行うとCDに対応する第3の波長の効率が増大してしまうことからも容易に予測できる。すなわち、図58によれば、2次及び4次や、0次では、第3の波長の効率が増大してしまい上述の観点からあまり好ましくない。よって、次数としては1,3,5、或いはその他の奇数次数を用いることが必要である。また、RMSから考察するに、最も使用上有利なのはBDに3次光を用いた場合であるが、この違いはわずかでむしろDVD,CDの効率バランスから選択される傾向が強い。 Table 16 shows the maximum value of SFR and RMS. When the maximum value of SFR exceeds 1, it cannot be used. This result shows that it is essential to select an odd number as the order of BD. As can be seen from the graph of FIG. 58, this can be easily predicted from the fact that the efficiency of the third wavelength corresponding to the CD increases when the even-order selection is performed at the first wavelength corresponding to the BD. . That is, according to FIG. 58, the second-order, fourth-order, and zero-order are not preferable from the above viewpoint because the efficiency of the third wavelength increases. Therefore, it is necessary to use 1, 3, 5, or any other odd order as the order. Further, considering from the RMS, the most advantageous in use is the case where the third-order light is used for the BD, but this difference is slight, and it is more likely to be selected based on the efficiency balance of DVD and CD.
<各次数における効率最低値と、望ましい次数について>
この選択は、表16のSFRから明らかなように、DVD・CDの特性がBD次数によって左右される。このため、DVD・CDのメイン効率比によっては、3次以外の次数選択が有利となる。これを合わせて表16に示している。この「片道効率Limit」として示される数値は、単純にSFRMaxが1となる最大不要信号レベルを仮定し、その際に必要とされるDVD・CDの片道効率を逆算したものである。例えば、BD用の第1の波長の偶数次(2次及び4次)の回折構造を外輪帯に付与する場合には、CD用の第3の波長の片道効率が73%以上であるレンズでなければ実現が困難である。上述したように、CDの回折次数は−2次以上でなければ実現が困難であり、73%以上の効率は実現が極めて難しく現実的ではないということになる。ここで、Eff2及びEff3は、上述したように対物レンズにおける第2、第3の波長に対する回折効率を示しており、以下ではそれぞれ「DVD効率」、「CD効率」ともいう。また、ここでいう効率は、設計効率を示している。よって、表16より、各々の次数選択に対するDVD・CDの条件が次のように定まる。すなわち、BD1次(k1o=1)のとき、DVD効率(Eff2)>0.17で且つCD効率(Eff3)>0.42であれば、フォーカスサーチが可能であり、且つ対物レンズとして優れた機能を発揮できる。また、BD3次(k1o=3)のとき、DVD効率(Eff2)>0.44、CD効率(Eff3)>0.30であれば、フォーカスサーチが可能であり、且つ対物レンズとして優れた機能を発揮できる。また、BD5次(k1o=5)のとき、DVD効率(Eff2)>0.42、CD効率(Eff3)>0.32であれば、フォーカスサーチが可能であり、且つ対物レンズとして優れた機能を発揮できる。尚、ここでは不要信号同士の重なりは考慮していないが、実際には高次の次数を用いると不要信号同士の重なりが増してくる。これは、高次を用いると図56に示すΔ10やΔ11の幅で存在する不要信号同士の間隔が狭まることになり、不要信号が重なる場合がでてくる。不要信号が重なることにより信号が増幅すると、縦幅が増え、上述の検討で問題がない場合でも信号面正規信号より大きく成りフォーカスサーチに支障を来す場合がある。よって、DVD効率とCD効率の抑えられる範囲も含めて考えると、5次の必要性はほとんどない。尚、後述するように、表16の効率リミットは、いずれも集光した光によって形成されているため、回折部のパワー偏光による効率最低値を更に下げることはほとんど望めない。
<Minimum efficiency in each order and desirable order>
This selection depends on the BD order, as is clear from the SFR in Table 16. For this reason, the order selection other than the third order is advantageous depending on the main efficiency ratio of the DVD / CD. This is shown together in Table 16. The numerical value shown as “one-way efficiency limit” is obtained by simply calculating the one-way efficiency of DVD / CD required at that time, assuming a maximum unnecessary signal level at which SFMax is 1. For example, when an even-order (second-order and fourth-order) diffractive structure of the first wavelength for BD is added to the outer ring zone, the one-way efficiency of the third wavelength for CD is 73% or more. Without it, it is difficult to realize. As described above, it is difficult to realize the diffraction order of CD unless it is -2nd order or higher, and an efficiency of 73% or higher is extremely difficult to implement and is not practical. Here, Eff2 and Eff3 indicate the diffraction efficiencies of the objective lens for the second and third wavelengths as described above, and are also referred to as “DVD efficiency” and “CD efficiency”, respectively. Moreover, the efficiency here shows the design efficiency. Therefore, from Table 16, the DVD / CD conditions for each order selection are determined as follows. That is, when DVD efficiency (Eff2)> 0.17 and CD efficiency (Eff3)> 0.42 at the BD primary order (k1o = 1), focus search is possible and an excellent function as an objective lens Can be demonstrated. In the case of BD third order (k1o = 3), if DVD efficiency (Eff2)> 0.44 and CD efficiency (Eff3)> 0.30, a focus search is possible and an excellent function as an objective lens is achieved. Can demonstrate. In the case of BD 5th order (k1o = 5), if the DVD efficiency (Eff2)> 0.42 and the CD efficiency (Eff3)> 0.32, the focus search is possible and the objective lens has an excellent function. Can demonstrate. Although the overlap between unnecessary signals is not considered here, the overlap between unnecessary signals actually increases when a higher order is used. This is because if the higher order is used, the interval between unnecessary signals existing in the widths of Δ10 and Δ11 shown in FIG. 56 is narrowed, and unnecessary signals may overlap. When the signals are amplified by overlapping unnecessary signals, the vertical width increases, and even if there is no problem in the above-described study, it becomes larger than the signal surface normal signal and may hinder the focus search. Therefore, considering the range in which the DVD efficiency and the CD efficiency can be suppressed, there is almost no fifth-order necessity. As will be described later, since the efficiency limits in Table 16 are all formed by the condensed light, it is almost impossible to further reduce the minimum efficiency value due to the power polarization of the diffraction part.
さらに、全体にとっての最適化を考えた場合、DVD効率/CD効率を計算した際に、表16のDVD効率Limit/CD効率Limitの値に近い方が有利となる。上述の様にBD5次光のメリットはほとんどないため、1次光と3次光の選択を考えた場合、両者のDVD効率Limit/CD効率Limitの平均値である0.96がどちらを使うかの基準となる。よって、全体を考慮すると、DVD効率/CD効率<0.96のとき、BDの外輪帯次数(k1o)=1次を選ぶのが最適であり、DVD効率/CD効率≧0.96のとき、BDの外輪帯次数(k1o)=3次を選ぶのが最適であるといえる。このように、DVD/CD効率を外輪帯次数k1oを決める際の目安にすることにより、フォーカスサーチに有利な対物レンズを構成することを可能とする。 Furthermore, when optimization for the whole is considered, when DVD efficiency / CD efficiency is calculated, it is advantageous that the value is close to the value of DVD efficiency Limit / CD efficiency Limit in Table 16. As described above, there is almost no merit of the BD fifth-order light. Therefore, when selecting the primary light and the third-order light, which one is used is 0.96 which is the average value of the DVD efficiency limit / CD efficiency limit of both. It becomes the standard. Therefore, considering the whole, when DVD efficiency / CD efficiency <0.96, it is optimal to select the outer ring zone order (k1o) = 1 of the BD, and when DVD efficiency / CD efficiency ≧ 0.96, It can be said that it is optimal to select the outer ring zone order (k1o) = third order of BD. Thus, by using the DVD / CD efficiency as a guideline for determining the outer ring zone order k1o, it is possible to construct an objective lens that is advantageous for focus search.
<回折部パワー変更について>
回折部のパワーを変更することによってフォーカスサーチの問題を回避することも考えられるがかかる手法はきわめて困難であるといえる。すなわち、これは表16に示したSFRが大きくなる不要信号の構成要素は全てΔが小さいことに起因している。もともと集光状態にあるとΔは焦点深度で決定するので、しばらくは回折部のパワーを大きくしても光線は広がらないこととなる。例えば、BDの外輪帯次数(k1o)を偶数次を用いている場合、縦収差幅は3.1μmであるのに対し、焦点深度によるΔは7.1μmなので、少なくとも7.1/3.1=2.3倍になるまではパワーをいくら与えても不要信号比率は低下しない。すなわち、SFRを1にするには最低、2.3×2.06=4.7倍の回折面パワーを与える必要がある。例えば外輪帯次数k1oを2次とした対物レンズにおいて5周期つけるような構成例が考えられるが、これを回折部パワー変更することを考え、4.7倍すると24周期形成する必要があることを意味する。外輪帯部は、3波長互換であることを考慮すると傾斜がきついためこれだけでもかなり厳しいがこれでもリミット限界付近であり、システム冗長性が不足することにより、現実的に更に回折構造をつける必要がある。よって、回折部パワー変更は困難であり、外輪帯の次数k1o選択や、このときの各効率Eff2、Eff3を規定する手法により解決するのが有利である。
<Diffraction unit power change>
Although it may be possible to avoid the problem of focus search by changing the power of the diffractive part, it can be said that such a method is extremely difficult. That is, this is because all the components of the unnecessary signal shown in Table 16 in which the SFR is large are small in Δ. Since Δ is originally determined by the depth of focus when in the focused state, the light beam will not spread for a while even if the power of the diffraction section is increased. For example, when an even number is used as the outer ring zone order (k1o) of BD, the longitudinal aberration width is 3.1 μm, whereas Δ by the focal depth is 7.1 μm, so that it is at least 7.1 / 3.1. The ratio of unnecessary signals does not decrease until power is increased by 2.3 times. That is, in order to set SFR to 1, it is necessary to give a diffraction surface power at least 2.3 × 2.06 = 4.7 times. For example, a configuration example in which the outer ring zone order k1o is set to a second order in the objective lens can be considered to have five periods. However, considering that this is to change the power of the diffraction section, if it is multiplied by 4.7, it is necessary to form 24 periods. means. Considering the fact that the outer ring zone is compatible with three wavelengths, this is quite severe because it is so steep, but this is still near the limit limit, and due to the lack of system redundancy, it is necessary to realistically add a diffractive structure. is there. Therefore, it is difficult to change the power of the diffracting section, and it is advantageous to solve the problem by selecting the order k1o of the outer ring zone and by defining the efficiency Eff2 and Eff3 at this time.
<回折部80を有する対物レンズ34Eについて>
以上のような構成とされた第1乃至第3の領域51,52,83を有する回折部80は、上述した回折部50,70と同様に、各領域を通過する各波長の光ビームに所定の作用を付与する。回折部80は、第1の領域51を通過する第1乃至第3の波長の光ビームを、3波長に共通の対物レンズ34Eの屈折力によりそれぞれ対応する種類の光ディスクの信号記録面に球面収差が発生しない発散角の状態となるような回折力で回折させる。それとともに、回折部80は、対物レンズ34Eの屈折力により対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることができる。また、回折部80は、第2の領域52を通過する第1及び第2の波長の光ビームを、共通の対物レンズ34Eの屈折力によりそれぞれ対応する種類の光ディスクの信号記録面に球面収差が発生しない発散角の状態となるような回折力で回折させる。それとともに、回折部80は、対物レンズ34Eの屈折力により対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることができる。また、回折部80は、第3の領域83を通過する第1の波長の光ビームを対物レンズ34Eの屈折力により対応する種類の光ディスクの信号記録面に球面収差が発生しない発散角の状態となるような回折力で回折させる。それとともに、回折部80は、対物レンズ34Eの屈折力により対応する光ディスクの信号記録面に適切なスポットを集光させることができる。
<About the
The
すなわち、光ピックアップ3の光学系における第1乃至第3の出射部と信号記録面との間の光路上に配置される対物レンズ34Eの一面に設けられた回折部80は、以下のような効果を有する。回折部80は、それぞれの領域(第1乃至第3の領域51,52,83)を通過するそれぞれの波長の光ビームを信号記録面に発生する球面収差を低減する状態となるように回折力を付与することができる。これにより回折部80は、光ピックアップ3において第1乃至第3の波長の光ビームを共通の対物レンズ34Eを用いてそれぞれ対応する光ディスクの信号記録面に集光させたときの信号記録面に発生する球面収差を極限まで低減することができる。すなわち、回折部80は、3種類の光ディスクに対して3種類の波長と共通の対物レンズ34Eとを用いた光ピックアップの3波長互換を実現してそれぞれの光ディスクに対して適切に情報信号の記録及び/又は再生を可能とする。
That is, the
また、対物レンズ34Eの一面に設けられた回折部80と、これを有する対物レンズ34Eとは、第1及び第2の領域51,52の機能や、第3の領域83の機能により、上述した回折部50,70やこれを有する対物レンズ34等と同様の機能、効果を有する。すなわち、第1及び第2の領域51,52において、それぞれ良好な機能を発揮できる構成とされるとともに、その組み合わせとしても最適な構成とされている。これにより、不要光乖離特性と製造容易性とを両立するとともに高い光利用効率を達成できる。換言すると、回折部80は、(k1i,k2i,k3i,k1m,k2m)が上述した回折部50と同様であるため、回折部50と同様の機能や効果を得ることができる。また、回折部80を有する対物レンズ34Eは、上述した次数の組み合わせA〜Eのそれぞれに適したステップ数S、溝深さd’及び焦点距離f1が規定されることにより、上述の回折部50及び対物レンズ34等と同様の効果を得ることができる。また、回折部80及び対物レンズ34Eは、第1及び第2の領域51,52で所定の次数の回折光が支配的となるように構成することにより、上述のような機能を有する。すなわち、回折部80及び対物レンズ34Eは、高い光利用効率を得ることや、良好なスポットを集光できることや、所定の開口制限を発揮させること等の機能を有する。この際に、外輪帯である第3の領域73においてフレア化の効果を得ることにより良好な開口制限機能を達成することも可能である。
Further, the
さらに、回折部80及び対物レンズ34Eは、以上で説明した特徴的な外輪帯である第3の領域83の構成により、ディスク種類によらずフォーカスサーチの特性上有利な構成とすることができる。すなわち、対物レンズ34Eは、k1o=1,3,5となるように第3の領域83が構成されていることにより、CD−RWやDVD−RWといった表面反射率に対し信号面反射率が相対的に低いディスクのフォーカスサーチ時にも、有利な構成である。具体的には、対物レンズ34Eは、かかるディスクのフォーカスサーチ時にも、信号面正規信号の和信号レベルを相対的に高く保つことができ、結果的にシステムを簡略化することができる。これは、対物レンズ34Eの第3の領域83のみによりフォーカスサーチ時に発生しうる問題を解消できることにより、システム上CD−RWやDVD−RW用のフォーカスサーチ時の対策を施す必要を排除できるからである。そして対物レンズ34Eやこれを有する光ピックアップ3及び光ディスク装置1では、フォーカスに失敗するリスクを大幅に低減できる。このように、対物レンズ34E並びにこれを用いた光ピックアップ3及び光ディスク装置1は、フォーカスサーチを含めて優れた特性を発揮できる。
Furthermore, the
1 光ディスク装置、 2 光ディスク、 3 光ピックアップ、 4 スピンドルモータ、 5 送りモータ、 9 サーボ制御部、 22 ディスク種類判別部、 31 第1の光源部、 32 第2の光源部、 33 第3の光源部、 34 対物レンズ、 36 第1のビームスプリッタ、 37 第2のビームスプリッタ、 38 第3のビームスプリッタ、 39 第1のグレーティング、 40 第2のグレーティング、 41 第3のグレーティング、 42 コリメータレンズ、 43 1/4波長板、 44 立ち上げミラー、 45 光検出器、 46 マルチレンズ、 50 回折部、 51 第1の領域、 52 第2の領域、 53 第3の領域
DESCRIPTION OF
Claims (18)
入射側の面又は出射側の面に設けられる回折部を備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ略円形状の光ビームを回折する第1の領域と、上記第1の領域の外側に設けられ輪帯状の光ビームを回折する第2の領域と、上記第2の領域の外側に設けられ輪帯状の第3の領域とを有し、
上記第1の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk3iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、
上記第2の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1の回折構造とは異なる構造の第2の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させるとともに、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、
上記第3の領域は、通過する上記第1の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、
上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(1,−1,−2)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−2)、(0,−1)、又は(+1,0)である対物レンズ。 At least a first optical disc, a second optical disc of a type different from the first optical disc, and a third optical disc of a type different from the first and second optical discs are irradiated with a light beam. A light beam having a first wavelength corresponding to the first optical disc and a second longer than the first wavelength corresponding to the second optical disc are used for an optical pickup for recording and / or reproducing information signals. An objective lens for condensing a light beam having a wavelength of 3 and a light beam having a third wavelength longer than the second wavelength corresponding to the third optical disk on a signal recording surface of the corresponding optical disk,
A diffractive portion provided on the incident side surface or the emission side surface,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts a substantially circular light beam, and a second region that is provided outside the first region and diffracts a ring-shaped light beam. And a third region having an annular shape provided outside the second region,
The first region is formed with a first diffractive structure having a ring shape and a predetermined depth, and the signal recording of the first optical disc through the objective lens of the light beam of the first wavelength passing therethrough is performed. The diffracted light of the order k1i condensed on the surface is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second wavelength light beam passing therethrough is passed through the objective lens. The diffracted light of the order k2i collected on the signal recording surface of the optical disc 2 is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the light beam of the third wavelength passing through is generated. Diffracted light of order k3i condensed on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to diffracted light of other orders,
The second region has a ring-like shape and has a predetermined depth, and a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed, and the light beam of the first wavelength passing through the second region is formed. The diffracted light of order k1m condensed on the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second light passing therethrough is passed. A diffracted light of the order k2m that is focused on the signal recording surface of the second optical disc through the objective lens of the wavelength light beam is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders. The diffracted light of the order other than the order focused on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens of the light beam of the third wavelength passing therethrough is generated to be dominant,
The third region condenses the light beam of the first wavelength that passes through the signal recording surface of the first optical disc via the objective lens, and the light beam of the second wavelength that passes through the third region. A state in which light is not condensed on the signal recording surface of the second optical disk through the objective lens, and a light beam having the third wavelength passing therethrough is not condensed on the signal recording surface of the third optical disk through the objective lens. age,
The k1i, k2i, k3i are (k1i, k2i, k3i) = (1, -1, -2), and the k1m, k2m are (k1m, k2m) = (0, -2), (0 , -1) or (+1, 0) objective lens.
上記ステップ数は、一周期の階段構造における段数であり、段差が階段構造における平均一段高さの1/2以下となる場合はステップとして数えないものであり、
上記溝深さは、一周期の階段構造における光軸方向に最も離間した面の間の光軸方向の距離である請求項1記載の対物レンズ。 In the first region, a stair-like diffractive structure in which a step structure with four steps is continuously formed in the radial direction of the annular zone is formed with respect to the reference plane, and the groove depth of the step structure is The length d (μm) is 3.3 <d <4.0, the focal length f1 (mm) with respect to the first wavelength λ1 is f1> 1.82.
The number of steps is the number of steps in a one-step staircase structure, and the step is not counted as a step when the step is ½ or less of the average one-step height in the staircase structure.
2. The objective lens according to claim 1, wherein the groove depth is a distance in the optical axis direction between surfaces spaced apart in the optical axis direction in a one-step staircase structure.
入射側の面又は出射側の面に設けられる回折部を備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ略円形状の光ビームを回折する第1の領域と、上記第1の領域の外側に設けられ輪帯状の光ビームを回折する第2の領域と、上記第2の領域の外側に設けられ輪帯状の第3の領域とを有し、
上記第1の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk3iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、
上記第2の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1の回折構造とは異なる構造の第2の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させるとともに、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、
上記第3の領域は、通過する上記第1の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、
上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(+1,−2,−3)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、又は(+1,0)である対物レンズ。 At least a first optical disc, a second optical disc of a type different from the first optical disc, and a third optical disc of a type different from the first and second optical discs are irradiated with a light beam. A light beam having a first wavelength corresponding to the first optical disc and a second longer than the first wavelength corresponding to the second optical disc are used for an optical pickup for recording and / or reproducing information signals. An objective lens for condensing a light beam having a wavelength of 3 and a light beam having a third wavelength longer than the second wavelength corresponding to the third optical disk on a signal recording surface of the corresponding optical disk,
A diffractive portion provided on the incident side surface or the emission side surface,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts a substantially circular light beam, and a second region that is provided outside the first region and diffracts a ring-shaped light beam. And a third region having an annular shape provided outside the second region,
The first region is formed with a first diffractive structure having a ring shape and a predetermined depth, and the signal recording of the first optical disc through the objective lens of the light beam of the first wavelength passing therethrough is performed. The diffracted light of the order k1i condensed on the surface is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second wavelength light beam passing therethrough is passed through the objective lens. The diffracted light of the order k2i collected on the signal recording surface of the optical disc 2 is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the light beam of the third wavelength passing through is generated. Diffracted light of order k3i condensed on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to diffracted light of other orders,
The second region has a ring-like shape and has a predetermined depth, and a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed, and the light beam of the first wavelength passing through the second region is formed. The diffracted light of order k1m condensed on the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second light passing therethrough is passed. A diffracted light of the order k2m that is focused on the signal recording surface of the second optical disc through the objective lens of the wavelength light beam is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders. The diffracted light of the order other than the order focused on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens of the light beam of the third wavelength passing therethrough is generated to be dominant,
The third region condenses the light beam of the first wavelength that passes through the signal recording surface of the first optical disc via the objective lens, and the light beam of the second wavelength that passes through the third region. A state in which light is not condensed on the signal recording surface of the second optical disk through the objective lens, and a light beam having the third wavelength passing therethrough is not condensed on the signal recording surface of the third optical disk through the objective lens. age,
The k1i, k2i, and k3i are (k1i, k2i, k3i) = (+ 1, −2, −3), and the k1m and k2m are (k1m, k2m) = (0, −1), (0, respectively. , -2) or (+1,0) objective lens.
上記ステップ数は、一周期の階段構造における段数であり、段差が階段構造における平均一段高さの1/2以下となる場合はステップとして数えないものであり、
上記溝深さは、一周期の階段構造における光軸方向に最も離間した面の間の光軸方向の距離である請求項5記載の対物レンズ。 In the first region, a stair-like diffractive structure in which a step structure having six steps is continuously formed in the radial direction of the annular zone is formed with respect to the reference plane, and the groove depth of the step structure is The length d (μm) is 4.7 <d <5.7, the focal length f1 (mm) with respect to the first wavelength λ1 is f1> 1.72.
The number of steps is the number of steps in a one-step staircase structure, and the step is not counted as a step when the step is ½ or less of the average one-step height in the staircase structure.
The objective lens according to claim 5, wherein the groove depth is a distance in the optical axis direction between the surfaces most spaced apart in the optical axis direction in a one-step staircase structure.
入射側の面又は出射側の面に設けられる回折部を備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ略円形状の光ビームを回折する第1の領域と、上記第1の領域の外側に設けられ輪帯状の光ビームを回折する第2の領域と、上記第2の領域の外側に設けられ輪帯状の第3の領域とを有し、
上記第1の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk3iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、
上記第2の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1の回折構造とは異なる構造の第2の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させるとともに、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、
上記第3の領域は、通過する上記第1の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、
上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(0,−1,−2)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、(+1,0)又は(+1,−1)である対物レンズ。 At least a first optical disc, a second optical disc of a type different from the first optical disc, and a third optical disc of a type different from the first and second optical discs are irradiated with a light beam. A light beam having a first wavelength corresponding to the first optical disc and a second longer than the first wavelength corresponding to the second optical disc are used for an optical pickup for recording and / or reproducing information signals. An objective lens for condensing a light beam having a wavelength of 3 and a light beam having a third wavelength longer than the second wavelength corresponding to the third optical disk on a signal recording surface of the corresponding optical disk,
A diffractive portion provided on the incident side surface or the emission side surface,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts a substantially circular light beam, and a second region that is provided outside the first region and diffracts a ring-shaped light beam. And a third region having an annular shape provided outside the second region,
The first region is formed with a first diffractive structure having a ring shape and a predetermined depth, and the signal recording of the first optical disc through the objective lens of the light beam of the first wavelength passing therethrough is performed. The diffracted light of the order k1i condensed on the surface is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second wavelength light beam passing therethrough is passed through the objective lens. The diffracted light of the order k2i collected on the signal recording surface of the optical disc 2 is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the light beam of the third wavelength passing through is generated. Diffracted light of order k3i condensed on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to diffracted light of other orders,
The second region has a ring-like shape and has a predetermined depth, and a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed, and the light beam of the first wavelength passing through the second region is formed. The diffracted light of order k1m condensed on the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second light passing therethrough is passed. A diffracted light of the order k2m that is focused on the signal recording surface of the second optical disc through the objective lens of the wavelength light beam is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders. The diffracted light of the order other than the order focused on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens of the light beam of the third wavelength passing therethrough is generated to be dominant,
The third region condenses the light beam of the first wavelength that passes through the signal recording surface of the first optical disc via the objective lens, and the light beam of the second wavelength that passes through the third region. A state in which light is not condensed on the signal recording surface of the second optical disk through the objective lens, and a light beam having the third wavelength passing therethrough is not condensed on the signal recording surface of the third optical disk through the objective lens. age,
The k1i, k2i, k3i are (k1i, k2i, k3i) = (0, -1, -2), and the k1m, k2m are (k1m, k2m) = (0, -1), (0 , -2), (+1, 0) or (+1, -1) objective lens.
上記ステップ数は、一周期の階段構造における段数であり、段差が階段構造における平均一段高さの1/2以下となる場合はステップとして数えないものであり、
上記溝深さは、一周期の階段構造における光軸方向に最も離間した面の間の光軸方向の距離である請求項9記載の対物レンズ。 In the first region, a stair-like diffractive structure in which a step structure having three steps is continuously formed in the radial direction of the annular zone is formed with respect to the reference plane, and the groove depth of the step structure is The length d (μm) is 6.1 <d <7.4, the focal length f1 (mm) for the first wavelength λ1 is f1> 1.86,
The number of steps is the number of steps in a one-step staircase structure, and the step is not counted as a step when the step is ½ or less of the average one-step height in the staircase structure.
10. The objective lens according to claim 9, wherein the groove depth is a distance in the optical axis direction between surfaces spaced apart in the optical axis direction in a one-step staircase structure.
入射側の面又は出射側の面に設けられる回折部を備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ略円形状の光ビームを回折する第1の領域と、上記第1の領域の外側に設けられ輪帯状の光ビームを回折する第2の領域と、上記第2の領域の外側に設けられ輪帯状の第3の領域とを有し、
上記第1の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk3iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、
上記第2の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1の回折構造とは異なる構造の第2の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させるとともに、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、
上記第3の領域は、通過する上記第1の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、
上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(0,−2,−3)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、又は(+1,0)である対物レンズ。 At least a first optical disc, a second optical disc of a type different from the first optical disc, and a third optical disc of a type different from the first and second optical discs are irradiated with a light beam. A light beam having a first wavelength corresponding to the first optical disc and a second longer than the first wavelength corresponding to the second optical disc are used for an optical pickup for recording and / or reproducing information signals. An objective lens for condensing a light beam having a wavelength of 3 and a light beam having a third wavelength longer than the second wavelength corresponding to the third optical disk on a signal recording surface of the corresponding optical disk,
A diffractive portion provided on the incident side surface or the emission side surface,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts a substantially circular light beam, and a second region that is provided outside the first region and diffracts a ring-shaped light beam. And a third region having an annular shape provided outside the second region,
The first region is formed with a first diffractive structure having a ring shape and a predetermined depth, and the signal recording of the first optical disc through the objective lens of the light beam of the first wavelength passing therethrough is performed. The diffracted light of the order k1i condensed on the surface is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second wavelength light beam passing therethrough is passed through the objective lens. The diffracted light of the order k2i collected on the signal recording surface of the optical disc 2 is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the light beam of the third wavelength passing through is generated. Diffracted light of order k3i condensed on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to diffracted light of other orders,
The second region has a ring-like shape and has a predetermined depth, and a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed, and the light beam of the first wavelength passing through the second region is formed. The diffracted light of order k1m condensed on the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second light passing therethrough is passed. A diffracted light of the order k2m that is focused on the signal recording surface of the second optical disc through the objective lens of the wavelength light beam is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders. The diffracted light of the order other than the order focused on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens of the light beam of the third wavelength passing therethrough is generated to be dominant,
The third region condenses the light beam of the first wavelength that passes through the signal recording surface of the first optical disc via the objective lens, and the light beam of the second wavelength that passes through the third region. A state in which light is not condensed on the signal recording surface of the second optical disk through the objective lens, and a light beam having the third wavelength passing therethrough is not condensed on the signal recording surface of the third optical disk through the objective lens. age,
The k1i, k2i, and k3i are (k1i, k2i, k3i) = (0, -2, -3), and the k1m and k2m are (k1m, k2m) = (0, -1), (0 , -2) or (+1,0) objective lens.
上記ステップ数は、一周期の階段構造における段数であり、段差が階段構造における平均一段高さの1/2以下となる場合はステップとして数えないものであり、
上記溝深さは、一周期の階段構造における光軸方向に最も離間した面の間の光軸方向の距離である請求項11記載の対物レンズ。 In the first region, a stair-like diffractive structure in which a step structure with five steps is continuously formed in the radial direction of the annular zone is formed with respect to the reference plane, and the groove depth of the step structure is The length d (μm) is 3.5 <d <4.2, the focal length f1 (mm) for the first wavelength λ1 is f1> 1.76,
The number of steps is the number of steps in a one-step staircase structure, and the step is not counted as a step when the step is ½ or less of the average one-step height in the staircase structure.
12. The objective lens according to claim 11, wherein the groove depth is a distance in the optical axis direction between surfaces most spaced in the optical axis direction in a one-step staircase structure.
入射側の面又は出射側の面に設けられる回折部を備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ略円形状の光ビームを回折する第1の領域と、上記第1の領域の外側に設けられ輪帯状の光ビームを回折する第2の領域と、上記第2の領域の外側に設けられ輪帯状の第3の領域とを有し、
上記第1の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk3iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、
上記第2の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1の回折構造とは異なる構造の第2の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させるとともに、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、
上記第3の領域は、通過する上記第1の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、
上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(+2,−1,−2)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、又は(+1,0)である対物レンズ。 At least a first optical disc, a second optical disc of a type different from the first optical disc, and a third optical disc of a type different from the first and second optical discs are irradiated with a light beam. A light beam having a first wavelength corresponding to the first optical disc and a second longer than the first wavelength corresponding to the second optical disc are used for an optical pickup for recording and / or reproducing information signals. An objective lens for condensing a light beam having a wavelength of 3 and a light beam having a third wavelength longer than the second wavelength corresponding to the third optical disk on a signal recording surface of the corresponding optical disk,
A diffractive portion provided on the incident side surface or the emission side surface,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts a substantially circular light beam, and a second region that is provided outside the first region and diffracts a ring-shaped light beam. And a third region having an annular shape provided outside the second region,
The first region is formed with a first diffractive structure having a ring shape and a predetermined depth, and the signal recording of the first optical disc through the objective lens of the light beam of the first wavelength passing therethrough is performed. The diffracted light of the order k1i condensed on the surface is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second wavelength light beam passing therethrough is passed through the objective lens. The diffracted light of the order k2i collected on the signal recording surface of the optical disc 2 is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the light beam of the third wavelength passing through is generated. Diffracted light of order k3i condensed on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to diffracted light of other orders,
The second region has a ring-like shape and has a predetermined depth, and a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed, and the light beam of the first wavelength passing through the second region is formed. The diffracted light of order k1m condensed on the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second light passing therethrough is passed. A diffracted light of the order k2m that is focused on the signal recording surface of the second optical disc through the objective lens of the wavelength light beam is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders. The diffracted light of the order other than the order focused on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens of the light beam of the third wavelength passing therethrough is generated to be dominant,
The third region condenses the light beam of the first wavelength that passes through the signal recording surface of the first optical disc via the objective lens, and the light beam of the second wavelength that passes through the third region. A state in which light is not condensed on the signal recording surface of the second optical disk through the objective lens, and a light beam having the third wavelength passing therethrough is not condensed on the signal recording surface of the third optical disk through the objective lens. age,
The k1i, k2i, and k3i are (k1i, k2i, k3i) = (+ 2, -1, -2), and the k1m and k2m are (k1m, k2m) = (0, -1), (0 , -2) or (+1,0) objective lens.
上記ステップ数は、一周期の階段構造における段数であり、段差が階段構造における平均一段高さの1/2以下となる場合はステップとして数えないものであり、
上記溝深さは、一周期の階段構造における光軸方向に最も離間した面の間の光軸方向の距離である請求項13記載の対物レンズ。 In the first region, a stair-like diffractive structure in which a step structure with five steps is continuously formed in the radial direction of the annular zone is formed with respect to the reference plane, and the groove depth of the step structure is The length d (μm) is 4.4 <d <5.4, the focal length f1 (mm) for the first wavelength λ1 is f1> 1.76,
The number of steps is the number of steps in a one-step staircase structure, and the step is not counted as a step when the step is ½ or less of the average one-step height in the staircase structure.
14. The objective lens according to claim 13, wherein the groove depth is a distance in the optical axis direction between surfaces most spaced in the optical axis direction in a one-step staircase structure.
上記第1の光ディスクとは異なる種類の第2の光ディスクに対応した上記第1の波長より長い第2の波長の光ビームを出射する第2の出射部と、
上記第1及び第2の光ディスクとは異なる種類の第3の光ディスクに対応した上記第2の波長より長い第3の波長の光ビームを出射する第3の出射部と、
上記第1乃至第3の出射部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記第1乃至第3の波長の光ビームの光路上に配置される光学素子又は上記対物レンズの一方の面に設けられる回折部とを備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ略円形状の光ビームを回折する第1の領域と、上記第1の領域の外側に設けられ輪帯状の光ビームを回折する第2の領域と、上記第2の領域の外側に設けられ輪帯状の第3の領域とを有し、
上記第1の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk3iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、
上記第2の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1の回折構造とは異なる構造の第2の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させるとともに、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、
上記第3の領域は、通過する上記第1の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、
上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(1,−1,−2)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−2)、(0,−1)、又は(+1,0)である光ピックアップ。 A first emitting unit for emitting a light beam having a first wavelength corresponding to the first optical disc;
A second emitting unit for emitting a light beam having a second wavelength longer than the first wavelength, corresponding to a second optical disc of a type different from the first optical disc;
A third emitting unit for emitting a light beam having a third wavelength longer than the second wavelength, corresponding to a third optical disc of a different type from the first and second optical discs;
An objective lens for condensing the light beam emitted from the first to third emission portions on the signal recording surface of the optical disc;
An optical element disposed on the optical path of the light beam having the first to third wavelengths, or a diffraction unit provided on one surface of the objective lens,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts a substantially circular light beam, and a second region that is provided outside the first region and diffracts a ring-shaped light beam. And a third region having an annular shape provided outside the second region,
The first region is formed with a first diffractive structure having a ring shape and a predetermined depth, and the signal recording of the first optical disc through the objective lens of the light beam of the first wavelength passing therethrough is performed. The diffracted light of the order k1i condensed on the surface is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second wavelength light beam passing therethrough is passed through the objective lens. The diffracted light of the order k2i collected on the signal recording surface of the optical disc 2 is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the light beam of the third wavelength passing through is generated. Diffracted light of order k3i condensed on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to diffracted light of other orders,
The second region has a ring-like shape and has a predetermined depth, and a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed, and the light beam of the first wavelength passing through the second region is formed. The diffracted light of order k1m condensed on the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second light passing therethrough is passed. A diffracted light of the order k2m that is focused on the signal recording surface of the second optical disc through the objective lens of the wavelength light beam is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders. The diffracted light of the order other than the order focused on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens of the light beam of the third wavelength passing therethrough is generated to be dominant,
The third region condenses the light beam of the first wavelength that passes through the signal recording surface of the first optical disc via the objective lens, and the light beam of the second wavelength that passes through the third region. A state in which light is not condensed on the signal recording surface of the second optical disk through the objective lens, and a light beam having the third wavelength passing therethrough is not condensed on the signal recording surface of the third optical disk through the objective lens. age,
The k1i, k2i, k3i are (k1i, k2i, k3i) = (1, -1, -2), and the k1m, k2m are (k1m, k2m) = (0, -2), (0 , -1) or (+1, 0).
上記第1の光ディスクとは異なる種類の第2の光ディスクに対応した上記第1の波長より長い第2の波長の光ビームを出射する第2の出射部と、
上記第1及び第2の光ディスクとは異なる種類の第3の光ディスクに対応した上記第2の波長より長い第3の波長の光ビームを出射する第3の出射部と、
上記第1乃至第3の出射部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記第1乃至第3の波長の光ビームの光路上に配置される光学素子又は上記対物レンズの一方の面に設けられる回折部とを備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ略円形状の光ビームを回折する第1の領域と、上記第1の領域の外側に設けられ輪帯状の光ビームを回折する第2の領域と、上記第2の領域の外側に設けられ輪帯状の第3の領域とを有し、
上記第1の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk3iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、
上記第2の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1の回折構造とは異なる構造の第2の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させるとともに、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、
上記第3の領域は、通過する上記第1の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、
上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(+1,−2,−3)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、又は(+1,0)である光ピックアップ。 A first emitting unit for emitting a light beam having a first wavelength corresponding to the first optical disc;
A second emitting unit for emitting a light beam having a second wavelength longer than the first wavelength, corresponding to a second optical disc of a type different from the first optical disc;
A third emitting unit for emitting a light beam having a third wavelength longer than the second wavelength, corresponding to a third optical disc of a different type from the first and second optical discs;
An objective lens for condensing the light beam emitted from the first to third emission portions on the signal recording surface of the optical disc;
An optical element disposed on the optical path of the light beam having the first to third wavelengths, or a diffraction unit provided on one surface of the objective lens,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts a substantially circular light beam, and a second region that is provided outside the first region and diffracts a ring-shaped light beam. And a third region having an annular shape provided outside the second region,
The first region is formed with a first diffractive structure having a ring shape and a predetermined depth, and the signal recording of the first optical disc through the objective lens of the light beam of the first wavelength passing therethrough is performed. The diffracted light of the order k1i condensed on the surface is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second wavelength light beam passing therethrough is passed through the objective lens. The diffracted light of the order k2i collected on the signal recording surface of the optical disc 2 is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the light beam of the third wavelength passing through is generated. Diffracted light of order k3i condensed on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to diffracted light of other orders,
The second region has a ring-like shape and has a predetermined depth, and a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed, and the light beam of the first wavelength passing through the second region is formed. The diffracted light of order k1m condensed on the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second light passing therethrough is passed. A diffracted light of the order k2m that is focused on the signal recording surface of the second optical disc through the objective lens of the wavelength light beam is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders. The diffracted light of the order other than the order focused on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens of the light beam of the third wavelength passing therethrough is generated to be dominant,
The third region condenses the light beam of the first wavelength that passes through the signal recording surface of the first optical disc via the objective lens, and the light beam of the second wavelength that passes through the third region. A state in which light is not condensed on the signal recording surface of the second optical disk through the objective lens, and a light beam having the third wavelength passing therethrough is not condensed on the signal recording surface of the third optical disk through the objective lens. age,
The k1i, k2i, and k3i are (k1i, k2i, k3i) = (+ 1, −2, −3), and the k1m and k2m are (k1m, k2m) = (0, −1), (0, respectively. , -2) or (+1,0).
上記駆動手段によって回転駆動される光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射することにより情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップとを備え、
上記光ピックアップは、第1の光ディスクに対応した第1の波長の光ビームを出射する第1の出射部と、
上記第2の光ディスクに対応した上記第1の波長より長い第2の波長の光ビームを出射する第2の出射部と、
上記第3の光ディスクに対応した上記第2の波長より長い第3の波長の光ビームを出射する第3の出射部と、
上記第1乃至第3の出射部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記第1乃至第3の波長の光ビームの光路上に配置される光学素子又は上記対物レンズの一方の面に設けられる回折部とを備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ略円形状の光ビームを回折する第1の領域と、上記第1の領域の外側に設けられ輪帯状の光ビームを回折する第2の領域と、上記第2の領域の外側に設けられ輪帯状の第3の領域とを有し、
上記第1の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk3iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、
上記第2の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1の回折構造とは異なる構造の第2の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させるとともに、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、
上記第3の領域は、通過する上記第1の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、
上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(1,−1,−2)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−2)、(0,−1)、又は(+1,0)である光ディスク装置。 Holds an optical disc arbitrarily selected from at least a first optical disc, a second optical disc of a type different from the first optical disc, and a third optical disc of a type different from the first and second optical discs Driving means for rotationally driving,
An optical pickup that records and / or reproduces an information signal by selectively irradiating a plurality of light beams having different wavelengths to an optical disk that is rotationally driven by the driving means;
The optical pickup includes: a first emission unit that emits a light beam having a first wavelength corresponding to the first optical disc;
A second emitting unit for emitting a light beam having a second wavelength longer than the first wavelength corresponding to the second optical disc;
A third emitting unit for emitting a light beam having a third wavelength longer than the second wavelength corresponding to the third optical disc;
An objective lens for condensing the light beam emitted from the first to third emission portions on the signal recording surface of the optical disc;
An optical element disposed on the optical path of the light beam having the first to third wavelengths, or a diffraction unit provided on one surface of the objective lens,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts a substantially circular light beam, and a second region that is provided outside the first region and diffracts a ring-shaped light beam. And a third region having an annular shape provided outside the second region,
The first region is formed with a first diffractive structure having a ring shape and a predetermined depth, and the signal recording of the first optical disc through the objective lens of the light beam of the first wavelength passing therethrough is performed. The diffracted light of the order k1i condensed on the surface is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second wavelength light beam passing therethrough is passed through the objective lens. The diffracted light of the order k2i collected on the signal recording surface of the optical disc 2 is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the light beam of the third wavelength passing through is generated. Diffracted light of order k3i condensed on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to diffracted light of other orders,
The second region has a ring-like shape and has a predetermined depth, and a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed, and the light beam of the first wavelength passing through the second region is formed. The diffracted light of order k1m condensed on the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second light passing therethrough is passed. A diffracted light of the order k2m that is focused on the signal recording surface of the second optical disc through the objective lens of the wavelength light beam is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders. The diffracted light of the order other than the order focused on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens of the light beam of the third wavelength passing therethrough is generated to be dominant,
The third region condenses the light beam of the first wavelength that passes through the signal recording surface of the first optical disc via the objective lens, and the light beam of the second wavelength that passes through the third region. A state in which light is not condensed on the signal recording surface of the second optical disk through the objective lens, and a light beam having the third wavelength passing therethrough is not condensed on the signal recording surface of the third optical disk through the objective lens. age,
The k1i, k2i, k3i are (k1i, k2i, k3i) = (1, -1, -2), and the k1m, k2m are (k1m, k2m) = (0, -2), (0 , −1) or (+1, 0).
上記駆動手段によって回転駆動される光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射することにより情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップとを備え、
上記光ピックアップは、第1の光ディスクに対応した第1の波長の光ビームを出射する第1の出射部と、
上記第2の光ディスクに対応した上記第1の波長より長い第2の波長の光ビームを出射する第2の出射部と、
上記第3の光ディスクに対応した上記第2の波長より長い第3の波長の光ビームを出射する第3の出射部と、
上記第1乃至第3の出射部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記第1乃至第3の波長の光ビームの光路上に配置される光学素子又は上記対物レンズの一方の面に設けられる回折部とを備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ略円形状の光ビームを回折する第1の領域と、上記第1の領域の外側に設けられ輪帯状の光ビームを回折する第2の領域と、上記第2の領域の外側に設けられ輪帯状の第3の領域とを有し、
上記第1の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有する第1の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk3iの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、
上記第2の領域は、輪帯状で且つ所定の深さを有し上記第1の回折構造とは異なる構造の第2の回折構造が形成され、通過する上記第1の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk1mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させ、通過する上記第2の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光する次数がk2mの回折光が他の次数の回折光に対して最大の回折効率となるように発生させるとともに、通過する上記第3の波長の光ビームの上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光する次数以外の次数の回折光が支配的となるように発生させ、
上記第3の領域は、通過する上記第1の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第1の光ディスクの信号記録面に集光させるとともに、通過する上記第2の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第2の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、通過する上記第3の波長の光ビームを上記対物レンズを介して第3の光ディスクの信号記録面に集光させない状態とし、
上記k1i,k2i,k3iが(k1i,k2i,k3i)=(+1,−2,−3)であって、上記k1m,k2mがそれぞれ、(k1m,k2m)=(0,−1)、(0,−2)、又は(+1,0)である光ディスク装置。 Holds an optical disc arbitrarily selected from at least a first optical disc, a second optical disc of a type different from the first optical disc, and a third optical disc of a type different from the first and second optical discs Driving means for rotationally driving,
An optical pickup that records and / or reproduces an information signal by selectively irradiating a plurality of light beams having different wavelengths to an optical disk that is rotationally driven by the driving means;
The optical pickup includes: a first emission unit that emits a light beam having a first wavelength corresponding to the first optical disc;
A second emitting unit for emitting a light beam having a second wavelength longer than the first wavelength corresponding to the second optical disc;
A third emitting unit for emitting a light beam having a third wavelength longer than the second wavelength corresponding to the third optical disc;
An objective lens for condensing the light beam emitted from the first to third emission portions on the signal recording surface of the optical disc;
An optical element disposed on the optical path of the light beam having the first to third wavelengths, or a diffraction unit provided on one surface of the objective lens,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts a substantially circular light beam, and a second region that is provided outside the first region and diffracts a ring-shaped light beam. And a third region having an annular shape provided outside the second region,
The first region is formed with a first diffractive structure having a ring shape and a predetermined depth, and the signal recording of the first optical disc through the objective lens of the light beam of the first wavelength passing therethrough is performed. The diffracted light of the order k1i condensed on the surface is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second wavelength light beam passing therethrough is passed through the objective lens. The diffracted light of the order k2i collected on the signal recording surface of the optical disc 2 is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the light beam of the third wavelength passing through is generated. Diffracted light of order k3i condensed on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to diffracted light of other orders,
The second region has a ring-like shape and has a predetermined depth, and a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed, and the light beam of the first wavelength passing through the second region is formed. The diffracted light of order k1m condensed on the signal recording surface of the first optical disc through the objective lens is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders, and the second light passing therethrough is passed. A diffracted light of the order k2m that is focused on the signal recording surface of the second optical disc through the objective lens of the wavelength light beam is generated so as to have the maximum diffraction efficiency with respect to the diffracted light of other orders. The diffracted light of the order other than the order focused on the signal recording surface of the third optical disc through the objective lens of the light beam of the third wavelength passing therethrough is generated to be dominant,
The third region condenses the light beam of the first wavelength that passes through the signal recording surface of the first optical disc via the objective lens, and the light beam of the second wavelength that passes through the third region. A state in which light is not condensed on the signal recording surface of the second optical disk through the objective lens, and a light beam having the third wavelength passing therethrough is not condensed on the signal recording surface of the third optical disk through the objective lens. age,
The k1i, k2i, and k3i are (k1i, k2i, k3i) = (+ 1, −2, −3), and the k1m and k2m are (k1m, k2m) = (0, −1), (0, respectively. , -2) or (+1,0).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009180894A JP2010198717A (en) | 2009-01-29 | 2009-08-03 | Objective lens, optical pickup and optical disk device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009018706 | 2009-01-29 | ||
JP2009180894A JP2010198717A (en) | 2009-01-29 | 2009-08-03 | Objective lens, optical pickup and optical disk device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010198717A true JP2010198717A (en) | 2010-09-09 |
Family
ID=42823285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009180894A Withdrawn JP2010198717A (en) | 2009-01-29 | 2009-08-03 | Objective lens, optical pickup and optical disk device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010198717A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013121615A1 (en) * | 2012-02-15 | 2013-08-22 | コニカミノルタ株式会社 | Objective lens for optical pickup device and optical pickup device |
CN103890847A (en) * | 2011-10-21 | 2014-06-25 | 松下电器产业株式会社 | Objective lens, optical head, optical disk device, and information processing device |
-
2009
- 2009-08-03 JP JP2009180894A patent/JP2010198717A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103890847A (en) * | 2011-10-21 | 2014-06-25 | 松下电器产业株式会社 | Objective lens, optical head, optical disk device, and information processing device |
US8953428B2 (en) | 2011-10-21 | 2015-02-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Objective lens, optical head, optical disk device, and information processing device |
CN103890847B (en) * | 2011-10-21 | 2016-08-24 | 松下知识产权经营株式会社 | Object lens, optical head, optical disc apparatus and information processor |
WO2013121615A1 (en) * | 2012-02-15 | 2013-08-22 | コニカミノルタ株式会社 | Objective lens for optical pickup device and optical pickup device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4711019B2 (en) | Objective lens, optical pickup and optical disk apparatus | |
JP4775422B2 (en) | Condensing optical device, optical pickup and optical disc apparatus | |
KR100807468B1 (en) | Optical pick-up apparatus, and objective lens | |
JP4849134B2 (en) | Objective lens, optical pickup and optical disk apparatus | |
JP5310386B2 (en) | Objective lens, optical pickup and optical disk apparatus | |
KR20060115879A (en) | Object optical system, optical pickup device and optical information recording/reproducing device | |
JPWO2005074388A1 (en) | Optical pickup device and optical information recording and / or reproducing device | |
JP4846975B2 (en) | Optical element, objective optical system, and optical pickup device | |
KR20060047694A (en) | Optical element, objective optical system, optical pick-up apparatus, and drive apparatus of optical disk | |
JP5024041B2 (en) | Objective optical element for optical pickup device, optical element for optical pickup device, objective optical element unit for optical pickup device, and optical pickup device | |
JP3948481B2 (en) | Optical pickup device | |
WO2007123112A1 (en) | Optical pickup device, optical element, optical information recording and reproducing device and design, method of optical element | |
JPWO2005088625A1 (en) | Objective optical element and optical pickup device | |
JP2010198717A (en) | Objective lens, optical pickup and optical disk device | |
JP2005166173A (en) | Optical pickup device and optical information recording/reproducing device | |
JP4400326B2 (en) | Optical pickup optical system, optical pickup device, and optical disk drive device | |
JP2010055683A (en) | Objective optical element and optical pickup device | |
JP2005317105A (en) | Optical pickup device | |
JP2010055732A (en) | Objective optical element and optical pickup device | |
JP4706481B2 (en) | Optical pickup device | |
JP2011227956A (en) | Object lens, optical pickup, and optical disk device | |
JP4573211B2 (en) | Objective optical element and optical pickup device | |
JP2010061768A (en) | Optical pickup and optical disk device | |
JP2011100537A (en) | Objective optical element for optical pickup device, optical pickup device, and optical information recording and reproducing device | |
JP2009181645A (en) | Objective optical element and optical pickup device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20121106 |