JP2011227956A - Object lens, optical pickup, and optical disk device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an object lens for an optical pickup, which can reduce a spherical aberration and condense three light beams having different wavelengths on a signal recording surface using one common object lens.SOLUTION: A diffraction part 50 having a predetermined diffractive structure on an incidence side surface on which a light beam is entered has a first area 51, a second area 52, and a third area 53. A λ1 light beam is formed so as to be an aperture diameter corresponding to the first to the third area, 51 to 53, a λ2 light beam is formed so as to be an aperture diameter corresponding to the first and the second area, 51, 52, and a λ3 light beam is formed so as to be an aperture diameter corresponding to the first area 51, and the combination of diffraction orders offering the maximum efficiency in the λ1 and λ2 light beams matches between the first area 51 and second area 52 when a predetermined expression is satisfied for the diffractive structure of the first area 51 and second area 52.

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では、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。   Optical pickups compatible with these high-density recording optical disks are 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.

光ピックアップには、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、２種類の対物レンズを有するものがある。具体的に、２種類の対物レンズを有するピックアップは、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となっている。   Some optical pickups have two types of objective lenses as a method for recording or reproducing information signals on three types of optical disks having different formats. Specifically, a pickup having two types of objective lenses is provided with two types of objective lenses and two types of optical systems for DVD / CD and high-density recording optical disks, and each objective lens is provided for each wavelength used. It is a switching method.

これに対して、特許文献１には、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が記載されている。特許文献１に記載された光ピックアップでは、光路上に回折部を設け、この回折部により拡散方向又は収束方向に回折作用を加えることで、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, Patent Document 1 describes an optical pickup that includes a plurality of types of optical disks and a single objective lens that is common to three types of operating wavelengths in order to simplify optical components. . In the optical pickup described in Patent Document 1, a diffractive portion is provided on the optical path, and a diffractive action is applied to the diffusing direction or the converging direction by the diffractive portion, thereby correcting spherical aberration caused by a combination of a used wavelength and a medium. Is.

特開２００９−２４５５７５号公報JP 2009-245575 A

特許文献１に記載された光ピックアップでは、共通の一の対物レンズを用いて３波長の光ビームを信号記録面に集光可能であるが、更に、温度変動による球面収差を、高次球面収差残留量をできるだけ抑えながら、全体として低減することが望まれる。   In the optical pickup described in Patent Document 1, it is possible to condense a light beam of three wavelengths on a signal recording surface using a common objective lens. Further, spherical aberration due to temperature variation is reduced to higher order spherical aberration. It is desired to reduce the entire amount while suppressing the residual amount as much as possible.

本発明は、この実情に鑑みて提案されたもので、高次球面収差残留量をできるだけ抑えながら温度変動による球面収差の低減を実現しつつ、共通の一の対物レンズを用いて３波長の光ビームを信号記録面に集光可能な光ピックアップに用いられる対物レンズを提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of this situation, and realizes reduction of spherical aberration due to temperature fluctuation while suppressing residual high-order spherical aberration as much as possible, while using a common objective lens to reduce light of three wavelengths. An object of the present invention is to provide an objective lens used for an optical pickup capable of condensing a beam on a signal recording surface.

また、この対物レンズが組み込まれた光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide an optical pickup and an optical disc apparatus incorporating this objective lens.

上述した課題を解決するための手段として、本発明に係る対物レンズは、少なくともλ１＜λ２＜λ３の関係を有する３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームを互換して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、光ビームが入射される入射側の面に所定の回折構造を有する回折部を備え、回折部は、最内周部に設けられ光ビームを回折する第１の領域と、第１の領域の外側に設けられ光ビームを回折する第２の領域と、第２の領域の外側に設けられる第３の領域とを有し、第１乃至第３の領域は、λ１の光ビームが第１乃至第３の領域に相当する開口径となり、λ２の光ビームが第１及び第２の領域に相当する開口径となり、λ３の光ビームが第１の領域に相当する開口径となるように形成され、ｎを１以上の任意の整数としたとき、第１の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造が重畳された回折構造を有し、第１基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々k_i11（λ１）、k_i12（λ２）とし、さらに他の回折構造が存在するときには第１基礎回折構造以降の第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々、ｋ_ｉｎ１（λ１）、ｋ_ｉｎ２（λ２）、…、とし、第２の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造と第２基礎回折構造とが重畳された回折構造を有し、第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数を各々、ｋ_ｍｎ１（λ１）、ｋ_ｍｎ２（λ２）、ｋ_ｍｎ３（λ３）、…、とし、第１の領域と第２の領域との回折構造が、下記の（１）式の条件と、下記の（２）式の条件とを満たす。
（ｋ_ｍｎ１(λ１)，ｋ_ｍｎ２(λ１)，ｋ_ｍｎ３(λ１)）≠（０，０，Ｎ） ・・・（１） As means for solving the above-described problems, the objective lens according to the present invention is compatible with at least three optical beams having wavelengths λ1, λ2, and λ3 having a relationship of λ1 <λ2 <λ3. The objective lens for condensing on the surface includes a diffractive portion having a predetermined diffractive structure on the incident-side surface on which the light beam is incident. A second region that is provided outside the first region and diffracts the light beam, and a third region that is provided outside the second region, and the first to third regions are , Λ1 light beam has an opening diameter corresponding to the first to third regions, λ2 light beam has an opening diameter corresponding to the first and second regions, and λ3 light beam corresponds to the first region. N is an arbitrary integer greater than or equal to 1 Then, the first region has a diffractive structure in which at least the first basic diffractive structure is superimposed on the aspherical lens shape, and the diffracted light of the order having the maximum efficiency among the diffracted light generated by the first basic diffractive structure. _Are k _i11 (λ1) and k _i12 (λ2), respectively, and when there are other diffraction structures, the diffracted light of the order having the maximum efficiency among the diffracted lights generated by the nth basic diffraction structure after the first basic diffraction structure. K _in1 (λ1), k _in2 (λ2),..., And the second region is a diffraction structure in which at least a first basic diffraction structure and a second basic diffraction structure are superimposed on an aspherical lens shape. have each the order having the maximum efficiency in the diffracted light generated by the n basic diffractive _{structure, k mn1 (λ1), k} mn2 (λ2), k mn3 (λ3), ..., and then, the first region The diffractive structure with the second region is And conditions of the serial in (1), satisfies the condition (2) below.
_{(K mn1 (λ1), k} mn2 (λ1), k mn3 (λ1)) ≠ (0,0, N) ··· (1)

ここで、Ｎは０以外の任意の整数であり、Ｃ_２ｉｎは上記第１の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次の係数であり、Ｃ_２ｍｎは上記第２の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次の係数である。

Here, N is an arbitrary integer other than 0, C _2in is a second-order coefficient among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the first region, and C _2mn is the second coefficient. This is a second-order coefficient among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the region.

また、本発明に係る光ピックアップは、少なくともλ１＜λ２＜λ３の関係を有する３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームが入射される対物レンズと、３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームの光路上に配置される光学素子又は対物レンズの一方の面に設けられ、３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームを互換して上記対物レンズにより対応する光ディスクの信号記録面上に集光させる回折部とを備え、回折部は、最内周部に設けられ光ビームを回折する第１の領域と、第１の領域の外側に設けられ光ビームを回折する第２の領域と、第２の領域の外側に設けられる第３の領域とを有し、ｎを１以上の任意の整数としたとき、第１の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造が重畳された回折構造を有し、第１基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々k_i11（λ１）、k_i12（λ２）とし、さらに他の回折構造が存在するときには第１基礎回折構造以降の第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々、ｋ_ｉｎ１（λ１）、ｋ_ｉｎ２（λ２）、…、とし、第２の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造と第２基礎回折構造とが重畳された回折構造を有し、第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数を各々、ｋ_ｍｎ１（λ１）、ｋ_ｍｎ２（λ２）、ｋ_ｍｎ３（λ３）、…、とし、第１の領域と第２の領域との回折構造が、下記の（１）式の条件と、下記の（２）式の条件とを満たす。
（ｋ_ｍｎ１(λ１)，ｋ_ｍｎ２(λ１)，ｋ_ｍｎ３(λ１)）≠（０，０，Ｎ） ・・・（１） The optical pickup according to the present invention includes an objective lens into which light beams having three wavelengths λ1, λ2, and λ3 having a relationship of at least λ1 <λ2 <λ3 are incident, and light beams having three wavelengths λ1, λ2, and λ3. Are provided on one surface of an optical element or objective lens disposed on the optical path of the optical disc, and light beams of three wavelengths λ1, λ2, and λ3 are interchanged and condensed on the signal recording surface of the corresponding optical disk by the objective lens. A diffractive portion for diffracting the light beam, a first region provided on the innermost peripheral portion for diffracting the light beam, a second region provided on the outer side of the first region, and diffracting the light beam; And a third region provided outside the region 2, and when n is an arbitrary integer equal to or greater than 1, the first region has at least the first basic diffraction structure superimposed on the aspherical lens shape. With a first diffractive structure. Each k _i11 (λ1) the order of the diffracted light having the maximum efficiency in the diffracted light generated, k _i12 and (.lambda.2), the n-th basic diffraction structure of the first and subsequent basic diffractive structure when there is still another diffractive structure Of the generated diffracted light, the diffracted light of the order having the maximum efficiency is denoted as k _in1 (λ1), k _in2 (λ2),..., And the second region has an aspherical lens shape and has at least a first basic diffractive structure. When having a diffractive structure and the second basic diffractive structure is superimposed, respectively the order having the maximum efficiency in the diffracted light generated by the n basic diffractive _{structure, k mn1 (λ1), k} mn2 (λ2), k mn3 (Λ3),..., And the diffractive structures of the first region and the second region satisfy the condition of the following expression (1) and the condition of the following expression (2).
_{(K mn1 (λ1), k} mn2 (λ1), k mn3 (λ1)) ≠ (0,0, N) ··· (1)

ここで、Ｎは０以外の任意の整数であり、Ｃ_２ｉｎは上記第１の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次の係数であり、Ｃ_２ｍｎは上記第２の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次の係数である。

Here, N is an arbitrary integer other than 0, C _2in is a second-order coefficient among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the first region, and C _2mn is the second coefficient. This is a second-order coefficient among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the region.

また、本発明に係る光ディスク装置は、回転駆動される複数種類の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を備え、光ピックアップは、少なくともλ１＜λ２＜λ３の関係を有する３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームが入射される対物レンズと、３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームの光路上に配置される光学素子又は対物レンズの一方の面に設けられ、３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームを互換して上記対物レンズにより対応する光ディスクの信号記録面上に集光させる回折部とを備え、回折部は、最内周部に設けられ光ビームを回折する第１の領域と、第１の領域の外側に設けられ光ビームを回折する第２の領域と、第２の領域の外側に設けられる第３の領域とを有し、ｎを１以上の任意の整数としたとき、第１の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造が重畳された回折構造を有し、第１基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々k_i11（λ１）、k_i12（λ２）とし、さらに他の回折構造が存在するときには第１基礎回折構造以降の第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々、ｋ_ｉｎ１（λ１）、ｋ_ｉｎ２（λ２）、…、とし、第２の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造と第２基礎回折構造とが重畳された回折構造を有し、第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数を各々、ｋ_ｍｎ１（λ１）、ｋ_ｍｎ２（λ２）、ｋ_ｍｎ３（λ３）、…、とし、第１の領域と第２の領域との回折構造が、下記の（１）の条件と、下記の（２）式の条件とを満たす。
（ｋ_ｍｎ１(λ１)，ｋ_ｍｎ２(λ１)，ｋ_ｍｎ３(λ１)）≠（０，０，Ｎ） ・・・（１） The optical disk apparatus according to the present invention includes an optical pickup that records and / or reproduces information signals by selectively irradiating a plurality of types of optical disks that are rotationally driven with a plurality of light beams having different wavelengths. The optical pickup includes an objective lens into which light beams having three wavelengths λ1, λ2, and λ3 having a relationship of at least λ1 <λ2 <λ3 are incident and an optical path of the light beams having three wavelengths λ1, λ2, and λ3. A diffractive section provided on one surface of an optical element or an objective lens to be arranged and condensing light beams of three wavelengths λ1, λ2, and λ3 on the signal recording surface of the corresponding optical disc by the objective lens; The diffractive portion includes a first region provided at the innermost peripheral portion for diffracting the light beam, a second region provided outside the first region for diffracting the light beam, and a second region. Provided outside The first region has a diffractive structure in which at least the first basic diffractive structure is superimposed on the aspherical lens shape, and when n is an arbitrary integer equal to or greater than 1, Of the diffracted light generated by the first basic diffractive structure, the diffracted light of the highest efficiency is _denoted as k _i11 (λ1) and k _i12 (λ2), respectively. Of the diffracted light generated by the n-th basic diffractive structure, the diffracted lights of the order having the maximum efficiency are respectively k _in1 (λ1), k _in2 (λ2),..., And the second region has an aspheric lens shape. at least a first basic diffractive structure and diffractive structure and the second basic diffractive structure is superimposed, respectively the order having the maximum efficiency in the diffracted light generated by the n basic diffractive _{structure, k mn1 (λ1), k} mn2 _{(λ2), k mn3 (λ3} ), , And then, the diffraction structure of the first region and the second region satisfies the conditions of the following (1), and a condition of (2) below.
_{(K mn1 (λ1), k} mn2 (λ1), k mn3 (λ1)) ≠ (0,0, N) ··· (1)

ここで、Ｎは０以外の任意の整数であり、Ｃ_２ｉｎは上記第１の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次の係数であり、Ｃ_２ｍｎは上記第２の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次の係数である。

Here, N is an arbitrary integer other than 0, C _2in is a second-order coefficient among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the first region, and C _2mn is the second coefficient. This is a second-order coefficient among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the region.

本発明は、第１の領域と第２の領域との回折構造が、上述した（１）式と（２）式を満たすことで、λ１の光ビームとλ２の光ビームとにおける最大効率を持つ回折次数の組み合わせを、第１の領域と第２の領域との間で一致させる。このようにして、本発明は、第１の領域と第２の領域とにおいて、λ１の光ビームに与えられる回折パワーと、λ２の光ビームに与えられる回折パワーとが、温度が変動しても、それぞれ同等にパワーが変化するようにすることができる。   The present invention has the maximum efficiency in the light beam of λ1 and the light beam of λ2 because the diffractive structures of the first region and the second region satisfy the above-described equations (1) and (2). The combination of diffraction orders is matched between the first region and the second region. In this way, according to the present invention, in the first region and the second region, the diffraction power given to the light beam of λ1 and the diffraction power given to the light beam of λ2 are varied even if the temperature varies. , The power can be changed equally.

よって、本発明は、第１の領域と第２の領域との間で、温度変動時の波面が滑らかに繋がるため、例えばλ１の光ビームにおける５次の球面収差などの高次球面収差残留量をできるだけ抑えながら温度変動による球面収差の低減を実現することができる。すなわち、本発明は、高次球面収差残留量をできるだけ抑えながら温度変動による球面収差の低減を実現しつつ、共通の一の対物レンズを用いて３波長の光ビームを信号記録面に集光することができる。   Therefore, in the present invention, since the wavefront at the time of temperature fluctuation is smoothly connected between the first region and the second region, for example, a residual amount of higher-order spherical aberration such as fifth-order spherical aberration in the light beam of λ1. It is possible to reduce spherical aberration due to temperature fluctuations while suppressing as much as possible. That is, the present invention condenses a three-wavelength light beam on a signal recording surface using a common objective lens while realizing reduction of spherical aberration due to temperature fluctuations while suppressing residual high-order spherical aberration as much as possible. be able to.

本発明を適用した光ディスク装置を示すブロック回路図である。1 is a block circuit diagram showing an optical disc apparatus to which the present invention is applied. 本発明を適用した光ピックアップの光学系を示す光路図である。It is an optical path diagram showing an optical system of an optical pickup to which the present invention is applied. 図２に示す光ピックアップを構成する回折部の機能を説明するための図である。（Ａ）は、例えば、第１の光ディスクに対して第１の波長の光ビームの＋１次回折光を発生させた場合の光ビームを示すための図である。（Ｂ）は、例えば、第２の光ディスクに対して第２の波長の光ビームの−２次回折光を発生させた場合の光ビームを示すための図である。（Ｃ）は、例えば、第３の光ディスクに対して第３の波長の光ビームの−３次回折光を発生させた場合の光ビームを示すための図である。It is a figure for demonstrating the function of the diffraction part which comprises the optical pick-up shown in FIG. (A) is a diagram for illustrating a light beam when, for example, + 1st order diffracted light of a light beam having a first wavelength is generated on a first optical disc. (B) is a diagram for illustrating a light beam when, for example, -second order diffracted light of a light beam having a second wavelength is generated on a second optical disc. (C) is a diagram for illustrating a light beam when, for example, a third-order diffracted light of a light beam having a third wavelength is generated on a third optical disc. 本発明が適用された対物レンズの構成について説明するための図である。（Ａ）は、対物レンズの平面図であり、（Ｂ）は、対物レンズの断面図である。It is a figure for demonstrating the structure of the objective lens to which this invention was applied. (A) is a top view of an objective lens, (B) is sectional drawing of an objective lens. 回折部に係る回折構造について説明するための図である。（Ａ）は、階段状周期構造を示す断面図であり、（Ｂ）は、ブレーズ形状を示す断面図である。It is a figure for demonstrating the diffraction structure which concerns on a diffraction part. (A) is sectional drawing which shows a step-like periodic structure, (B) is sectional drawing which shows a blaze | braze shape. 回折構造における高さと位相差との対応関係について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the correspondence of the height and phase difference in a diffraction structure. 温度変動に応じた球面収差の変化について説明するための図である。（Ａ）は、温度変動時の波面収差量ＳＡ＿６５を示すグラフであり、（Ｂ）は、コリメータレンズの移動によって生じる波面収差量ＳＡ＿Ｃを示すグラフであり、（Ｃ）は、コリメータレンズの動作に応じて相殺された波面収差量ＳＡ＿ＣＡＮを示すグラフである。It is a figure for demonstrating the change of the spherical aberration according to a temperature fluctuation. (A) is a graph showing the wavefront aberration amount SA_65 at the time of temperature fluctuation, (B) is a graph showing the wavefront aberration amount SA_C caused by the movement of the collimator lens, and (C) shows the operation of the collimator lens. It is a graph which shows the amount of wavefront aberration SA_CAN canceled according to it. 比較例１に係る対物レンズにおいて、設計中心から温度が変動したときにおける回折部の波面収差量を示す図である。（Ａ）は、ＢＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量を示し、（Ｂ）は、ＤＶＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量を示す。In the objective lens which concerns on the comparative example 1, it is a figure which shows the amount of wavefront aberrations of a diffraction part when temperature changes from a design center. (A) shows the amount of wavefront aberration when a light beam having a wavelength corresponding to BD is incident, and (B) shows the amount of wavefront aberration when a light beam having a wavelength corresponding to DVD is incident. 表２の設計条件で示される回折次数の組み合わせを保ったまま、同等レベルでＢＤに対応するビーム光に対する回折パワーのみを増大させたときの回折部の波面収差量を示す図である。（Ａ）は、ＢＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量を示し、（Ｂ）は、ＤＶＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量を示す。It is a figure which shows the amount of wavefront aberrations of a diffraction part when only the diffraction power with respect to the beam light corresponding to BD is increased by the same level, keeping the combination of the diffraction orders shown by the design conditions of Table 2. FIG. (A) shows the amount of wavefront aberration when a light beam having a wavelength corresponding to BD is incident, and (B) shows the amount of wavefront aberration when a light beam having a wavelength corresponding to DVD is incident. 比較例２に係る対物レンズにおいて、設計中心から温度が変動したときにおける回折部の波面収差量を示す図である。（Ａ）は、ＢＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量を示し、（Ｂ）は、ＤＶＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量を示す。In the objective lens which concerns on the comparative example 2, it is a figure which shows the amount of wavefront aberrations of a diffraction part when temperature changes from a design center. (A) shows the amount of wavefront aberration when a light beam having a wavelength corresponding to BD is incident, and (B) shows the amount of wavefront aberration when a light beam having a wavelength corresponding to DVD is incident. 本発明が適用された対物レンズの第２の領域における基礎回折構造の重畳について説明するための図である。（Ａ）は第１基礎回折構造を示し、（Ｂ）は第２基礎回折構造を示し、（Ｃ）はこれら２つの基礎回折構造の重畳構造を示す。It is a figure for demonstrating the superimposition of the basic diffraction structure in the 2nd area | region of the objective lens to which this invention was applied. (A) shows a first basic diffraction structure, (B) shows a second basic diffraction structure, and (C) shows a superposition structure of these two basic diffraction structures. 実施例１に係る対物レンズにおいて、設計中心から温度が変動したときにおける回折部の波面収差量を示す図である。（Ａ）は、ＢＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量を示し、（Ｂ）は、ＤＶＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量を示す。In the objective lens according to Example 1, it is a diagram illustrating the amount of wavefront aberration of the diffractive portion when the temperature varies from the design center. (A) shows the amount of wavefront aberration when a light beam having a wavelength corresponding to BD is incident, and (B) shows the amount of wavefront aberration when a light beam having a wavelength corresponding to DVD is incident. 本発明が適用された対物レンズの第２の領域における基礎回折構造の重畳について説明するための図である。（Ａ）は基礎回折構造が等周期で重畳された構造を示し、（Ｂ）は基礎回折構造が不等周期で重畳された構造を示す。It is a figure for demonstrating the superimposition of the basic diffraction structure in the 2nd area | region of the objective lens to which this invention was applied. (A) shows a structure in which the basic diffractive structures are superimposed at an equal period, and (B) shows a structure in which the basic diffractive structures are superimposed at an unequal period.

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．対物レンズについて Hereinafter, the best mode for carrying out the invention will be described in the following order.
1. 1. Overall configuration of optical disc apparatus 2. Overall configuration of optical pickup About the objective lens

〔１．光ディスク装置の全体構成〕
以下、本発明が適用され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 disc 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を回転させ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。   As shown in FIG. 1, an optical disc apparatus 1 to which the present invention is applied includes an optical pickup 3 for recording / reproducing information from / on an optical disc 2 and a spindle motor 4 as a driving means for rotating the optical disc 2. The optical disk apparatus 1 also includes a feed motor 5 that moves the optical pickup 3 in the radial direction of the optical disk 2.

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。   The optical disc apparatus 1 is an optical disc apparatus that realizes compatibility between three standards capable of recording and / or reproducing information on three types of optical discs having different formats and an optical disc in which recording layers are stacked.

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。尚、この第１の光ディスク１１には、記録層が単層である光ディスク（カバー層厚さ：１００μｍ）や、記録層が２層である所謂２層光ディスクがあるが、更に、多くの記録層を有していても良い。２層光ディスクの場合は、記録層Ｌ０のカバー層厚さが１００μｍ程度とされ、記録層Ｌ１のカバー層厚さが７５μｍ程度とされている。第２の光ディスク１２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。なお、この光ディスクにおいても、複数の記録層を設けても良い。第３の光ディスク１３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 optical disks 11, 12, and 13 are used as the three types of optical disks 2 for reproducing or recording information by the optical disk device 1. The first optical disk 11 has a protective layer formed with a first thickness of about 0.1 mm and has the above-described BD or the like capable of high-density recording using a light beam with a wavelength of about 405 nm as recording / reproducing light. It is an optical disk. The first optical disk 11 includes an optical disk having a single recording layer (cover layer thickness: 100 μm) and a so-called two-layer optical disk having two recording layers, and more recording layers. You may have. In the case of a dual-layer optical disc, the cover layer thickness of the recording layer L0 is about 100 μm, and the cover layer thickness of the recording layer L1 is about 75 μm. The second optical disk 12 is an optical disk such as a DVD having a protective layer formed with a second thickness of about 0.6 mm and using a light beam with a wavelength of about 655 nm as recording / reproducing light. In this optical disc, a plurality of recording layers may be provided. The third optical disk 13 is an optical disk 13 such as a CD having a protective layer formed with a third thickness of about 1.1 mm and using a light beam with a wavelength of about 785 nm as recording / reproducing light.

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 optical disc apparatus 1, the spindle motor 4 and the feed motor 5 are driven and controlled in accordance with the disc type by a servo control unit 9 that is controlled based on a command from a system controller 7 that also serves as disc type discriminating means. The spindle motor 4 and the feed motor 5 are driven at a predetermined number of rotations according to, for example, the first optical disk 11, the second optical disk 12, and the third optical disk 13.

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 optical pickup 3 is an optical pickup having a three-wavelength compatible optical system. The optical pickup 3 irradiates a recording layer of an optical disc having a different standard with a light beam having a different wavelength from the protective layer side, and reflects the light beam reflected on the recording layer. Is detected. The optical pickup 3 outputs a signal corresponding to each light beam from the detected reflected light.

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 optical disc apparatus 1 includes a preamplifier 14 that generates a focus error signal, a tracking error signal, an RF signal, and the like based on a signal output from the optical pickup 3. The optical disc apparatus 1 also includes a signal modulator / demodulator and error correction code block (hereinafter referred to as a signal modulator / demodulator & ECC block) 15 for demodulating the signal from the preamplifier 14 or modulating the signal from the external computer 17 or the like. Prepare. The optical disc apparatus 1 includes an interface 16, a D / A / A / D converter 18, an audio / visual processing unit 19, and an audio / visual signal input / output unit 20.

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 preamplifier 14 generates a focus error signal by an astigmatism method or the like based on an output from the photodetector, and generates a tracking error signal by a three beam method, a DPD method, a DPP method, or the like. Further, the preamplifier 14 further generates an RF signal and outputs the RF signal to the signal modulator / demodulator & ECC block 15. Further, the preamplifier 14 outputs a focus error signal and a tracking error signal to the servo control unit 9.

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 & ECC block 15 performs the following processing on the digital signal input from the interface 16 or the D / A / A / D converter 18. Do. That is, when recording data on the first optical disc 11, the signal modulator / demodulator & ECC block 15 performs error correction processing on the input digital signal by an error correction method such as LDC-ECC and BIS. Next, the signal modulator / demodulator & ECC block 15 performs modulation processing such as the 1-7PP method. The signal modulator / demodulator & ECC block 15 performs error correction processing according to an error correction method such as PC (Product Code) when recording data on the second optical disc 12, and then performs modulation such as 8-16 modulation. Process. Further, when recording data on the third optical disc 13, the signal modulator / demodulator & ECC block 15 performs error correction processing by an error correction method such as CIRC, and then performs modulation processing such as 8-14 modulation processing. . Then, the signal modulator / demodulator & ECC block 15 outputs the modulated data to the laser controller 21. Further, the signal modulator / demodulator & ECC block 15 performs demodulation processing according to the modulation method based on the RF signal input from the preamplifier 14 when reproducing each optical disk. Further, the signal modulator / demodulator & ECC block 15 performs error correction processing and outputs the interface 16 or data to the D / A and A / D converter 18.

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 & ECC block 15 and the interface 16 or the D / A / A / D converter 18. In this case, the data is compressed by a method such as MPEG2 or MPEG4.

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 servo controller 9 receives a focus error signal and a tracking error signal from the preamplifier 14. The servo control unit 9 generates a focus servo signal and a tracking servo signal so that the focus error signal and the tracking error signal become zero, and an objective lens such as a biaxial actuator that drives the objective lens based on these servo signals. Drive control of the drive unit. Further, a synchronization signal or the like is detected from the output from the preamplifier 14, and the spindle motor is servo-controlled by CLV (Constant Linear Velocity), CAV (Constant Angular Velocity), or a combination of these.

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 laser control unit 21 controls the laser light source of the optical pickup 3. In particular, in this specific example, the laser control unit 21 performs control to vary the output power of the laser light source between the recording mode and the reproduction mode. Also, control is performed to vary the output power of the laser light source depending on the type of the optical disc 2. The laser control unit 21 switches the laser light source of the optical pickup 3 in accordance with the type of the optical disc 2 detected by the disc type determination unit 22.

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 type discriminating unit 22 detects a change in the amount of reflected light from the surface reflectance, the shape and the external difference between the first to third optical discs 11, 12, and 13 to detect different formats of the optical disc 2. be able to.

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 optical disc apparatus 1 is configured to be able to perform signal processing based on the specification of the optical disc 2 to be mounted, according to the detection result in the disc type discriminating unit 22.

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 system controller 7 controls the entire apparatus according to the type of the optical disk 2 determined by the disk type determination unit 22. Further, the system controller 7 sets each part based on address information and table information (TOC) recorded in premastered pits and grooves in the innermost periphery of the optical disc in response to an operation input from the user. Control. That is, the system controller 7 specifies a recording position and a reproduction position of an optical disc that performs recording and reproduction based on the above-described information, and controls each unit based on the identified position.

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を回転させる。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 optical disc apparatus 1 configured as described above rotates the optical disc 2 by the spindle motor 4. Then, the optical disc apparatus 1 drives and controls the feed motor 5 in accordance with a control signal from the servo control unit 9, and moves the optical pickup 3 to a position corresponding to a desired recording track of the optical disc 2. On the other hand, information is recorded and reproduced.

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 optical disc apparatus 1, the servo control unit 9 rotates the optical disc 2 by CAV, CLV, or a combination thereof. The optical pickup 3 irradiates a light beam from a light source, detects a returning light beam from the optical disc 2 by a photodetector, and generates a focus error signal and a tracking error signal. Further, the optical pickup 3 performs focus servo and tracking servo by driving the objective lens by the objective lens driving mechanism based on the focus error signal and the tracking error signal.

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 optical disc apparatus 1, a signal from the external computer 17 is input to the signal modulator / demodulator & ECC block 15 through the interface 16. The signal modulator / demodulator & ECC block 15 adds a predetermined error correction code as described above to the digital data input from the interface 16 or the A / D converter 18, and further performs a predetermined modulation process and then a recording signal. Is generated. The laser control unit 21 controls the laser light source of the optical pickup 3 based on the recording signal generated by the signal modulator / demodulator & ECC block 15 and records it on a predetermined optical disk.

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 optical disc 2 is reproduced by the optical disc apparatus 1, the signal modulator / demodulator & ECC block 15 demodulates the signal detected by the photodetector. If the recording signal demodulated by the signal modulator / demodulator & ECC block 15 is for data storage of a computer, it is output to the external computer 17 via the interface 16. Accordingly, the external computer 17 can operate based on the signal recorded on the optical disc 2. Further, if the recording signal demodulated by the signal modulator / demodulator & ECC block 15 is for audio visual, it is digital-analog converted by the D / A converter 18 and supplied to the audio / visual processing unit 19. Audio visual processing is performed by the audio / visual processing unit 19 and output to an external speaker or monitor (not shown) via the audio / visual signal input / output unit 20.

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 optical pickup 3 used in the above-described optical disc apparatus 1 will be described in detail.

〔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。これとともに、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 optical pickup 3 to which the present invention is applied, which is used in the optical disk device 1 described above, will be described. As described above, the optical pickup 3 has a wavelength different from that of an optical disc arbitrarily selected from the three types of first to third optical discs 11, 12, and 13 having different formats such as the thickness of the protective layer. A plurality of light beams are selectively irradiated. The optical pickup 3 realizes three-wavelength compatibility for recording and / or reproducing information signals for each of the three types of optical disks. At the same time, the optical pickup 3 realizes an increase in light utilization efficiency, a reduction in unnecessary light incidence, an appropriate working distance and a focal distance, and an advantageous configuration from the viewpoint of manufacturing. It is.

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 optical pickup 3 to which the present invention is applied includes a first light source unit 31 having a first emission unit that emits a light beam having a first wavelength. Further, the optical pickup 3 includes a second light source unit 32 having a second emission unit that emits a light beam having a second wavelength longer than the first wavelength. Further, the optical pickup 3 includes a third light source unit 33 having a third emission unit that emits a light beam having a third wavelength longer than the second wavelength. In addition, the optical pickup 3 includes an objective lens 34 that functions as a condensing optical device that condenses the light beams emitted from the first to third emission units on the signal recording surface of the optical disc 2.

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。   Further, the optical pickup 3 includes a first beam splitter 36 provided between the second and third emission units and the objective lens 34. The first beam splitter 36 synthesizes the optical path of the second wavelength light beam emitted from the second emission part and the optical path of the third wavelength light beam emitted from the third emission part. Functions as optical path synthesis means.

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。   Further, the optical pickup 3 has a second beam splitter 37 provided between the first beam splitter 36 and the objective lens 34. The second beam splitter 37 includes an optical path of the light beams having the second and third wavelengths synthesized by the first beam splitter 36, and light having the first wavelength emitted from the first emission unit. It functions as an optical path combining unit that combines the optical paths of the beams.

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 optical pickup 3 has a third beam splitter 38 provided between the second beam splitter 37 and the objective lens 34. The third beam splitter 38 is configured so that the optical paths of the first to third wavelength light beams synthesized by the second beam splitter 37 and the first to third wavelengths reflected by the optical disc are combined. It functions as an optical path separation means for separating the optical path of the return of the light beam (hereinafter also referred to as “return path”).

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。   Further, the optical pickup 3 has a first grating 39 provided between the first emission part of the first light source part 31 and the second beam splitter 37. The first grating 39 diffracts the light beam of the first wavelength emitted from the first emission unit into three beams for detection of a tracking error signal or the like.

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。   Further, the optical pickup 3 includes a second grating 40 provided between the second emission part of the second light source part 32 and the first beam splitter 36. The second grating 40 diffracts the light beam of the second wavelength emitted from the second emission unit into three beams for detection of a tracking error signal or the like.

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。   In addition, the optical pickup 3 includes a third grating 41 provided between the third emission unit of the third light source unit 33 and the first beam splitter 36. The third grating 41 diffracts the light beam having the third wavelength emitted from the third emission unit into three beams for detection of a tracking error signal or the like.

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。   Further, the optical pickup 3 has a collimator lens 42 provided between the third beam splitter 38 and the objective lens 34. The collimator lens 42 converts the divergence angle of the light beams having the first to third wavelengths combined by the third beam splitter 38 to diffuse or converge the substantially parallel light state or the substantially parallel light. It functions as a divergence angle conversion means for adjusting and emitting the light so as to achieve the above state.

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。   The optical pickup 3 is provided between the collimator lens 42 and the objective lens 34, and applies a phase difference of ¼ wavelength to the first to third wavelength light beams whose divergence angles are adjusted by the collimator lens 42. A quarter wave plate 43 is provided. Further, the optical pickup 3 has a rising mirror 44 provided between the objective lens 34 and the quarter wavelength plate 43. The raising mirror 44 emits a light beam in the direction of the optical axis of the objective lens 34 by reflecting and raising the light beam that has passed through the above-described optical components in a plane substantially orthogonal to the optical axis of the objective lens 34. .

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。   Further, the optical pickup 3 receives and detects the light beams having the first to third wavelengths in the return path separated from the optical paths of the light beams having the first to third wavelengths in the forward path by the third beam splitter 38. A photodetector 45 is provided.

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 optical pickup 3 includes a multi lens 46 provided between the third beam splitter 38 and the photodetector 45. The multi-lens 46 condenses the light beams of the first to third wavelengths in the return path separated by the third beam splitter 38 on the light receiving surface such as a photodetector of the photodetector 45 and detects a focus error signal or the like. Astigmatism is given for.

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 light source unit 31 includes a first emission unit that emits a light beam having a first wavelength of about 405 nm to the first optical disc 11. The second light source unit 32 includes a second emission unit that emits a light beam having a second wavelength of about 655 nm to the second optical disc 12. The third light source unit 33 includes a third emission unit that emits a light beam having a third wavelength with respect to a third optical disk of about 785 nm. Here, the first to third emission parts are arranged in the separate light source parts 31, 32, 33, respectively, but the present invention is not limited to this. For example, the light source unit having two of the first to third emission units and the light source unit having the remaining one emission unit may be arranged at different positions. Further, for example, it may be configured to be a light source unit having first to third emission units at substantially the same position.

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する。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軸方向へ移動する。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れる。   The objective lens 34 condenses the incident light beams having the first to third wavelengths on the signal recording surface of the optical disc 2. The objective lens 34 is movably held by an objective lens driving mechanism such as a biaxial actuator (not shown). The objective lens 34 is moved and operated by a biaxial actuator or the like based on the tracking error signal and the focus error signal generated from the RF signal of the return light from the optical disc 2 detected by the photodetector 45. As a result, the objective lens 34 moves in two axial directions, ie, a direction approaching and separating from the optical disc 2 and a radial direction of the optical disc 2. Therefore, the objective lens 34 converges the light beam so that the light beam emitted from the first to third emission parts is always in focus on the signal recording surface of the optical disc 2, and the converged light. The beam follows the recording track formed on the signal recording surface of the optical disc 2.

なお、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は、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が保持される。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。   As will be described later, the diffractive portion 50 may be provided in an optical element (diffractive optical element 35B) separate from the objective lens. In this case, a diffractive optical element 35B, which will be described later, is held in the lens holder of the objective lens driving mechanism that holds the objective lens 34B so as to be integrated with the objective lens 34B. With this configuration, the following effects of the diffractive portion 50 provided in the diffractive optical element 35B can be appropriately exhibited even when the field of view such as movement of the objective lens 34B in the tracking direction is performed.

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。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。   The objective lens 34 is provided with a diffractive portion 50 including a plurality of diffractive regions on one surface thereof, for example, on the incident side. The objective lens 34 diffracts each of the light beams having the first to third wavelengths passing through each of the plurality of diffraction regions so as to have a predetermined order. The diffractive portion 50 of the objective lens 34 can be in the same state as that when it is incident on the objective lens 34 as a diffused or convergent light beam having a predetermined divergence angle. That is, the diffractive portion 50 appropriately uses the single objective lens 34 so that spherical aberration does not occur on the signal recording surfaces of the three types of optical disks corresponding to the first to third wavelength light beams, respectively. Condensate. The objective lens 34 having the diffractive portion 50 is formed with a diffractive structure that generates diffractive power with reference to a lens surface shape that generates refracting power as a reference. With this configuration, the objective lens 34 having the diffractive portion 50 functions as a condensing optical device that appropriately collects light beams having three different wavelengths so that spherical aberration does not occur on the signal recording surface of the corresponding optical disk. To do. In addition, the objective lens 34 has both a function of a refracting element and a function of a diffractive element as described above, that is, has a refracting function by a lens curved surface and a diffractive function by a diffractive portion 50 provided on one surface.

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、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に設けられているものとして説明する。   Here, in order to conceptually explain the diffractive function of the diffractive part 50, the diffractive part 50 will be described as being provided in a diffractive optical element 35B separate from the objective lens 34B having refractive power.

屈折機能のみを有する対物レンズ３４Ｂとともに用いられる回折光学素子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。   For example, as shown in FIG. 3A, the diffractive optical element 35B used together with the objective lens 34B having only the refractive function turns the light beam BB0 having the first wavelength that has passed through the diffracting unit 50 into + 1st order diffracted light BB1. Thus, the light is diffracted and incident on the objective lens 34B.

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。   That is, the diffractive optical element 35B having the diffractive portion 50 is appropriately focused on the signal recording surface of the first optical disc 11 by being incident on the objective lens 34B as a diffused light beam having a predetermined divergence angle.

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−２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。   Further, as shown in FIG. 3B, the diffractive optical element 35B diffracts the light beam BD0 having the second wavelength that has passed through the diffracting unit 50 so as to become the -second-order diffracted light BD1, and applies it to the objective lens 34B. Make it incident. That is, the diffractive optical element 35 </ b> B having the diffractive portion 50 is appropriately focused on the signal recording surface of the second optical disk 12 by being incident on the objective lens 34 </ b> B as a converged light beam having a predetermined divergence angle.

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−３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。   Further, as shown in FIG. 3C, the diffractive optical element 35B diffracts the light beam BC0 having the third wavelength that has passed through the diffracting unit 50 so as to become the third-order diffracted light BC1, and enters the objective lens 34B. Make it incident. That is, the diffractive optical element 35 </ b> B having the diffractive portion 50 is appropriately focused on the signal recording surface of the third optical disc 13 by being incident on the objective lens 34 </ b> B as a converged light beam having a predetermined divergence angle. As described above, the diffractive portion 50 of the diffractive optical element 35B can appropriately collect light so as not to generate spherical aberration on the signal recording surfaces of the three types of optical disks using the single objective lens 34B.

なお、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ものとなっている。   Here, although an example in which a light beam having the same wavelength is diffracted light having the same diffraction order in a plurality of diffraction regions of the diffraction unit 50 has been described with reference to FIG. 3, the present invention is not limited to this. As will be described later, the diffractive portion 50 constituting the optical pickup 3 to which the present invention is applied sets a diffraction order for each wavelength for each region, performs appropriate aperture restriction, and reduces spherical aberration. Yes.

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。   In the above description, the case where the diffractive portion 50 is provided in an optical element that is separate from the objective lens has been described as an example. However, the diffractive portion 50 provided integrally on one surface of the objective lens 34 described here. Has a similar function by applying a diffraction force corresponding to the diffraction structure. Then, due to the diffractive power of the diffractive section 50 and the refractive power of the lens curved surface that serves as a reference for the objective lens 34, the light beam of each wavelength is appropriately condensed so as not to cause spherical aberration on the signal recording surface of the corresponding optical disk Make it possible.

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 toward the optical axis direction is a positive order.

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。これとともに、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。   The collimator lens 42 provided between the objective lens 34 and the third beam splitter 38 has the optical paths synthesized by the second beam splitter 37 and is transmitted through the third beam splitter 38. The divergence angle of the light beam having the wavelength of is converted. The collimator lens 42 converts the divergence angle of the light beam of each wavelength, and emits it to the quarter-wave plate 43 and the objective lens 34 side, for example, in a substantially parallel light state. For example, the collimator lens 42 causes the divergence angle of the light beam having the first wavelength to enter the objective lens 34 described above as a substantially parallel light state. At the same time, the collimator lens 42 divides the divergence angles of the light beams of the second and third wavelengths slightly with respect to the parallel light (hereinafter referred to as the diffused state and the converged state). It is also referred to as a “finite system state”). With this configuration, the collimator lens 42 causes spherical aberration when condensing on the signal recording surfaces of the second and third optical discs via the objective lens 34 of the light beam having the second or third wavelength. The three-wavelength compatibility in which aberrations are not generated and reduced is realized.

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。   Here, depending on the arrangement relationship between the second light source unit 32 and the collimator lens 42 and / or the arrangement relationship between the third light source unit 33 and the collimator lens 42, the objective lens 34 is in the state of this predetermined divergence angle. The incident can be realized. Other configurations can be realized by providing an element that converts only the divergence angle of the light beam of the second and / or third wavelength when, for example, a plurality of emission units are arranged in a common light source unit. May be. Further, it may be possible to make the light incident on the objective lens 34 with a predetermined divergence angle by providing means for driving the collimator lens 42. Further, depending on the situation, either one of the light beams having the second and third wavelengths may be configured to be incident on the objective lens 34 in a finite state, and the aberration may be further reduced. It is also possible to adjust the return magnification by making the light beams of the second and third wavelengths incident in a finite system and in a diffuse state. In such a case, there is also an effect of achieving a better optical system compatibility in a desired state in which the focus pull-in range and the like are adapted to the format by adjusting the return magnification.

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 multi lens 46 is, for example, a wavelength selective multi lens. The multi-lens 46 is reflected by the signal recording surface of each optical disc, and is reflected by the third beam splitter 38 via the objective lens 34, the collimator lens 42, etc. and is separated from the outgoing light beam. Light beams having the first to third wavelengths are incident. The multi lens 46 appropriately collects the light beam on a light receiving surface such as a photodetector of the photodetector 45. At this time, the multi-lens 46 imparts astigmatism for detecting a focus error signal or the like to the returned light beam.

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 light detector 45 receives the return light beam collected by the multi-lens 46 and detects various detection signals such as a focus error signal and a tracking error signal together with the information signal.

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 optical pickup 3 configured as described above, the objective lens 34 is driven and displaced based on the focus error signal and the tracking error signal obtained by the photodetector 45. In the optical pickup 3, the objective lens 34 is moved to the in-focus position with respect to the signal recording surface of the optical disc 2 by driving and displacing the objective lens 34, and the light beam is focused on the signal recording surface of the optical disc 2. Information is recorded on or reproduced from the optical disc 2.

〔３．対物レンズについて〕
次に、本発明が適用された対物レンズ３４の具体的な構成について説明する。対物レンズ３４は、図４に示すような、３波長互換対物の入射面の回折域を２つ以上の領域に分け、３波長の互換を実現するための回折部５０を有する。 [3. About the objective lens)
Next, a specific configuration of the objective lens 34 to which the present invention is applied will be described. The objective lens 34 includes a diffractive portion 50 for dividing the diffraction area of the entrance surface of the three-wavelength compatible objective as shown in FIG.

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の基本形状である非球面レンズ形状は、下記の（１）式によって決定される。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the aspherical lens shape that is the basic shape of the diffractive portion 50 provided on the incident side surface of the objective lens 34 is determined by the following equation (1). Is done.

ここで、ｚは、光軸に平行するサグ量であり、ｈは光軸方向の高さを表す。ｃは曲率であり、曲率半径Ｒの逆数である。κはコーニック係数を表し、ａ_４、ａ_６、ａ_８…は、それぞれ非球面係数を表す。また、Δｚは、後述する第１の領域５１を基準に取った場合の第１の領域５１からの軸上面間距離を表す。

Here, z is a sag amount parallel to the optical axis, and h represents a height in the optical axis direction. c is the curvature and is the reciprocal of the curvature radius R. κ represents a conic coefficient, and a ₄ , a ₆ , a ₈ ... each represents an aspheric coefficient. Δz represents the distance between the upper surfaces of the axes from the first region 51 when the first region 51 described later is used as a reference.

このような非球面形状の回折部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の領域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回折領域である第３の領域５３を有する。   Such an aspherical diffractive portion 50 includes a first region 51 that is provided in the innermost peripheral portion and is a substantially circular diffractive region. The diffractive portion 50 has a second region 52 that is provided outside the first region 51 and is a ring-shaped diffraction region. The diffractive portion 50 includes a third region 53 that is provided outside the second region 52 and is a ring-shaped diffraction region.

ここで、第１の領域５１、第２の領域５２、第３の領域５３は、次のようにして形成されている。すなわち、第１の波長の光ビームの開口径が、第１の領域５１、第２の領域５２、第３の領域５３に相当し、第２の波長の光ビームの開口径が、第１の領域５１、第２の領域５２に相当し、第３の波長の光ビームの開口径が、第１の領域５１に相当するように形成されている。   Here, the first region 51, the second region 52, and the third region 53 are formed as follows. That is, the aperture diameter of the light beam having the first wavelength corresponds to the first region 51, the second region 52, and the third region 53, and the aperture diameter of the light beam having the second wavelength is the first region. It corresponds to the region 51 and the second region 52, and the aperture diameter of the light beam having the third wavelength is formed to correspond to the first region 51.

第１の領域５１、及び、第２の領域５２は、複数の異なる波長の光ビームを、それぞれ所定の次数光に回折するため、図５（Ａ）に示すような、輪帯状で、基準面に対して、複数のステップ数（Ｓ＋１）の段部に傾斜部を組み合わせて凹凸形状とされた単位周期構造５０ａが輪帯の半径方向に連続的に形成された周期構造を有している。   Since the first region 51 and the second region 52 each diffract a plurality of light beams having different wavelengths into light of a predetermined order, the first region 51 and the second region 52 have an annular shape as shown in FIG. On the other hand, a unit periodic structure 50a having a concave and convex shape formed by combining inclined portions with a plurality of step numbers (S + 1) has a periodic structure formed continuously in the radial direction of the annular zone.

なお、図５（Ａ）では、Ｓ＝３でステップ数を４とし、各段の深さが略同一深さ（Ｈ／４）とされた第１乃至第４の段部ｓ１〜ｓ４からなる階段部が半径方向に周期的に形成された単位周期構造５０ａを示している。   In FIG. 5A, S = 3, the number of steps is 4, and each step is composed of first to fourth step portions s1 to s4 in which the depth of each step is substantially the same depth (H / 4). A unit periodic structure 50a in which stepped portions are periodically formed in the radial direction is shown.

第３の領域５３は、第１の波長の光ビームを所定の次数光に回折するために、例えば図５（Ｂ）に示すようなブレーズ形状ｂ１、ｂ２・・・、ｂｎからなるブレーズ形状周期構造５０ｂによって構成される。   In order to diffract the light beam of the first wavelength into a predetermined order light, the third region 53 has a blaze shape period composed of blaze shapes b1, b2,..., Bn as shown in FIG. It is constituted by the structure 50b.

以上のような回折構造により、非球面レンズ形状に対して与えられる第１の領域５１及び第２の領域５２が有する周期構造による位相差Φは、下記の（２）によって表される。   The phase difference Φ due to the periodic structure of the first region 51 and the second region 52 given to the aspheric lens shape by the diffraction structure as described above is expressed by the following (2).

ここで、Ｃ_２ｎは、位相差関数を示し、ｈは光軸方向の高さを示し、ｋは回折次数を示す。λ_０は設計波長である。この得られた位相差関数Φに対して形成される回折面形状は、一般的には、図６に示すような高さと位相差との対応関係に基づいて変換することにより、所定の位相差を実現するような回折面の形状へと変換される。

Here, C _2n represents a phase difference function, h represents a height in the optical axis direction, and k represents a diffraction order. λ ₀ is the design wavelength. The diffractive surface shape formed with respect to the obtained phase difference function Φ is generally converted to a predetermined phase difference by converting it based on the correspondence between the height and the phase difference as shown in FIG. It is converted into a diffractive surface shape that realizes

すなわち、図６において、横軸にＭＯＤ（Φ、λ０）をとり、（ここでＭＯＤは剰余を取る関数）そのときの値から高さを一意に決定する。この方法で得られた高さを位相差関数Φと正負を同様として基本形状に足し合わせることにより、所定の位相差を実現するような回折レンズが形成される。ここで、Φが負の値のときは、レンズに対して掘り込み方向の値を示す。   That is, in FIG. 6, the horizontal axis represents MOD (Φ, λ0) (here, MOD is a function that takes a remainder), and the height is uniquely determined from the value at that time. A diffractive lens that realizes a predetermined phase difference is formed by adding the height obtained by this method to the basic shape with the same phase difference function Φ and positive and negative. Here, when Φ is a negative value, it indicates a value in the digging direction with respect to the lens.

ここで、後述する本発明が適用された対物レンズ３４に係る設計条件の説明に先立ち、第１の比較例として、第１の領域５１、第２の領域５２、第３の領域５３の回折形状が、下記の表１のように設計した対物レンズに係る球面収差特性について説明する。なお、第１の比較例に係る対物レンズは、本発明が適用された対物レンズ３４と同様に、３波長互換対物の入射面の回折域を２つ以上の領域に分け、３波長の互換を実現するための回折部５０を有しているので、図４で示した符号と同様の符号を用いて各部の構成を参照して説明するものとする。   Here, prior to the description of the design conditions relating to the objective lens 34 to which the present invention to be described later is applied, as first comparative examples, the diffraction shapes of the first region 51, the second region 52, and the third region 53 are as follows. However, the spherical aberration characteristics of the objective lens designed as shown in Table 1 below will be described. In addition, the objective lens according to the first comparative example is divided into two or more areas of the diffraction area of the entrance surface of the three-wavelength compatible objective in the same manner as the objective lens 34 to which the present invention is applied, so that the three-wavelength compatibility is achieved. Since it has the diffraction part 50 for implement | achieving, suppose that it demonstrates with reference to the structure of each part using the code | symbol similar to the code | symbol shown in FIG.

ここで、面番号「２−１」は、第１の領域５１に相当する。面番号「２−２」は、第２の領域５２に相当する。面番号「２−３」は、第１の領域５３に相当する。   Here, the surface number “2-1” corresponds to the first region 51. The surface number “2-2” corresponds to the second region 52. The surface number “2-3” corresponds to the first region 53.

このような回折形状を設計したものに対して、回折部５０は、例えば、下記の表２で示したような条件で、非球面レンズ形状を設計することで、ＢＤ・ＤＶＤ・ＣＤの各光ディスクへの回折次数の光の光量を確保しつつ、各波長毎に異なる所定の回折次数光が、当該対物レンズにより信号記録面上に集光することができる。具体的に、このような非球面形状は、最小自乗法などの数値解析手法を用いることで、下記の非球面形状に係る各係数を求めることが可能である。   The diffractive section 50, for example, designed for such a diffractive shape, by designing the aspherical lens shape under the conditions shown in Table 2 below, for example, each BD / DVD / CD optical disc. The predetermined diffraction order light different for each wavelength can be condensed on the signal recording surface by the objective lens while ensuring the light amount of the light of the diffraction order to the center. Specifically, for such an aspherical shape, each coefficient relating to the following aspherical shape can be obtained by using a numerical analysis method such as a least square method.

ここで、面番号「０」は、各波長の光ビームの光源部に相当する。面番号「１」は、各光源部から回折部５０までの光学系に相当する。面番号「２」は、回折部５０に相当する。面番号「３」は、対物レンズの出射面に相当する。面番号「４」は、対物レンズの出射面から各光ディスクの間の媒質である空気に相当する。面番号「５」は、各光ディスクに相当する。   Here, the surface number “0” corresponds to the light source portion of the light beam of each wavelength. The surface number “1” corresponds to the optical system from each light source unit to the diffraction unit 50. The surface number “2” corresponds to the diffraction unit 50. The surface number “3” corresponds to the exit surface of the objective lens. The surface number “4” corresponds to air that is a medium between the exit surface of the objective lens and each optical disk. The surface number “5” corresponds to each optical disc.

また、Ｒはレンズの曲率半径を示す。「回折次数」において、「１／−２／−３」は、それぞれＢＤ・ＤＶＤ・ＣＤに対応する波長の光ビームを、１次、−２次、−３次に回折することを表し、「０／−１」は、それぞれＢＤ、ＤＶＤに対応する波長の光ビームを、０次、−１次に回折することを表す。   R represents the radius of curvature of the lens. In the “diffraction order”, “1 / −2 / −3” represents that the light beam having a wavelength corresponding to each of BD, DVD, and CD is diffracted into the first, second, and third orders. “0 / −1” represents that the light beams having wavelengths corresponding to BD and DVD are diffracted to the 0th order and the −1st order, respectively.

なお、内輪帯に対応する第１の領域５１では、図６で示したような、位相差に対して等間隔な形状ではなく、不等間隔形状や傾斜付き不等間隔形状を採用することによって、さらに不要光影響を低減する構成とするようにしてもよい。加えて実際の回折部に係るレンズ形状では、回折面に対して斜め入射する光を考慮した補正も一般的に行われる。また、外輪帯に対応する第３の領域５３では、製造工程の簡略化を重視する観点から、ブレーズがない単純非球面形状にしてもよい。   In the first region 51 corresponding to the inner ring zone, not the shape with equal intervals with respect to the phase difference as shown in FIG. Further, it may be configured to further reduce the influence of unnecessary light. In addition, in the lens shape related to the actual diffractive portion, correction considering light obliquely incident on the diffractive surface is generally performed. In addition, the third region 53 corresponding to the outer ring zone may have a simple aspherical shape without blaze from the viewpoint of emphasizing simplification of the manufacturing process.

以上のような設計条件に基づいて設計された第１の比較例に係る対物レンズにおいて、ＢＤに対応する波長の光ビームを入射したときの温度変化に伴う球面収差量の変化を、下記の表３に示す。   In the objective lens according to the first comparative example designed based on the design conditions as described above, the change in the spherical aberration amount due to the temperature change when the light beam having the wavelength corresponding to the BD is incident is shown in the following table. 3 shows.

ここで、温度波長係数を０．０５ｎｍ／℃、ｄｎ_１／ｄＴ＝−１１．０×１０^−５としている。また、表３では、設計中心を３５℃として、温度変化の一例として６５℃のときの球面収差量を示している。また、表３中において、「ＳＡ３」は、３次球面収差量を示し、「ＳＡ５」は、５次球面収差量を示し、「ＳＡ７」は、７次球面収差量を示している。 Here, the temperature wavelength coefficient is 0.05 nm / ° C., and dn ₁ /dT=−11.0×10 ⁻⁵ . Table 3 shows the spherical aberration when the design center is 35 ° C. and 65 ° C. as an example of temperature change. In Table 3, “SA3” indicates the third-order spherical aberration amount, “SA5” indicates the fifth-order spherical aberration amount, and “SA7” indicates the seventh-order spherical aberration amount.

また、表３中の「６５℃ＳＡ補正後」では、６５℃における球面収差をコリメータレンズ４２を動かして取り除いた際の収差量を示している。表３中の「波長＋５ｎｍ」では、波長変動に応じた収差量の変動特性を示す具体例として、ＢＤに対応する波長を基準値から５ｎｍ変化させたときの収差量を示している。表３中の「＋５ｎｍＳＡ補正後」では、ＢＤに対応する波長を基準値から５ｎｍ変化させたときの収差量をコリメータレンズ４２を動かして取り除いた際の収差量を示している。   Further, “after 65 ° C. SA correction” in Table 3 shows the aberration amount when spherical aberration at 65 ° C. is removed by moving the collimator lens 42. “Wavelength + 5 nm” in Table 3 shows the aberration amount when the wavelength corresponding to BD is changed by 5 nm from the reference value as a specific example showing the variation characteristic of the aberration amount according to the wavelength variation. “After +5 nm SA correction” in Table 3 indicates the aberration amount when the collimator lens 42 is moved to remove the aberration amount when the wavelength corresponding to BD is changed by 5 nm from the reference value.

具体的に、温度変動時の球面収差をコリメータレンズ４２によって生じる球面収差で相殺する作用について、図７を参照して説明する。図７では、「２−１面との軸上面間距離Δ」に応じた球面収差量を示している。すなわち、図７（Ａ）に示すような、温度変動時の波面収差量ＳＡ＿６５は、図７（Ｂ）に示すようなコリメータレンズ４２の移動によって生じる波面収差量ＳＡ＿Ｃで、図７（Ｃ）に示すような波面収差量ＳＡ＿ＣＡＮに相殺することができる。この際、波面収差量ＳＡ＿ＣＡＮは、ＳＡ５やＳＡ７などの高次の項に関しても一部がキャンセルされている。特に、波面収差量ＳＡ＿６５において、ＳＡ３と、ＳＡ５やＳＡ７などの高次の球面収差量のバランスが、コリメータレンズ４２移動時のＳＡ３と高次収差のバランスと同等の場合には、波面収差量ＳＡ＿ＣＡＮを、完全に０にすることができる。   Specifically, the action of canceling the spherical aberration at the time of temperature fluctuation with the spherical aberration generated by the collimator lens 42 will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the amount of spherical aberration according to “distance between the axial upper surfaces with respect to the 2-1 surface”. That is, the wavefront aberration amount SA_65 when the temperature fluctuates as shown in FIG. 7A is the wavefront aberration amount SA_C generated by the movement of the collimator lens 42 as shown in FIG. 7B, and is shown in FIG. It is possible to cancel out the wavefront aberration amount SA_CAN as shown. At this time, a part of the wavefront aberration amount SA_CAN is canceled also for higher-order terms such as SA5 and SA7. In particular, in the wavefront aberration amount SA_65, when the balance of the higher order spherical aberration amounts such as SA3 and SA5 and SA7 is equal to the balance of SA3 and higher order aberrations when the collimator lens 42 is moved, the wavefront aberration amount SA_CAN. Can be completely zero.

このようにして、コリメータレンズ４２の移動によって生じる球面収差量で、温度変動時の球面収差量を相殺することが可能であるが、表３に示すように、表２に係る設計条件に基づいて設計された第１の比較例に係る対物レンズでは、温度変動によって生ずる３次球面収差量が、例えばＢＤ専用の対物レンズと比べて相対的に大きくなる。具体的に、単にＢＤに対応する波長の光ビームを集光するＢＤ専用の対物レンズは、温度変動によって生じる球面収差が、１００〜１２０ｍλｒｍｓ／３０℃程度のものが用いられている。   In this way, it is possible to cancel the amount of spherical aberration at the time of temperature fluctuation with the amount of spherical aberration caused by the movement of the collimator lens 42, but as shown in Table 3, it is based on the design conditions according to Table 2. In the designed objective lens according to the first comparative example, the amount of third-order spherical aberration caused by temperature fluctuation is relatively larger than that of, for example, an objective lens dedicated to BD. Specifically, an objective lens dedicated to BD that simply collects a light beam having a wavelength corresponding to BD has a spherical aberration of about 100 to 120 mλrms / 30 ° C. caused by temperature fluctuation.

このような温度変動によって生じる球面収差は、上述の通りコリメータレンズ４２によってキャンセルすることができるが、球面収差が大きいと、コリメータレンズ４２の駆動量が大きくなり、光ピックアップ３が大型化してしまう。特に薄い４層ディスクや３層ディスクを想定した場合には、コリメータレンズ４２の駆動量が更に大きくなる。また対物レンズへの入射倍率が大きく変動すると、レンズチルトさせた際のコマ収差発生量も大きく変動するため、レンズ傾きの調整機構が必要となる。   The spherical aberration caused by such temperature fluctuation can be canceled by the collimator lens 42 as described above. However, if the spherical aberration is large, the driving amount of the collimator lens 42 becomes large and the optical pickup 3 becomes large. In particular, when a thin four-layer disk or a three-layer disk is assumed, the drive amount of the collimator lens 42 is further increased. In addition, when the incident magnification on the objective lens greatly fluctuates, the amount of coma generated when the lens is tilted fluctuates greatly, and a lens tilt adjustment mechanism is required.

このような観点から、コリメータレンズ４２によって補正処理を行う前の段階で、対物レンズは、温度変動によって生じる球面収差差ができるだけ低く抑えられていることが望ましい。   From such a point of view, it is desirable that the objective lens has a spherical aberration difference caused by temperature fluctuation as low as possible before the correction process is performed by the collimator lens 42.

このような問題に対して、温度変動によって生じる球面収差ができるだけ低く抑えるための対応策として、比較例２に係る対物レンズを用いることで、第３の領域５３の回折格子の本数を増やすことで、球面収差をできるだけ低く抑えることができる。   As a countermeasure to keep the spherical aberration caused by temperature fluctuations as low as possible against such a problem, by using the objective lens according to Comparative Example 2, the number of diffraction gratings in the third region 53 can be increased. Spherical aberration can be suppressed as low as possible.

比較例２に係る対物レンズは、第１の領域５１、第２の領域５２、第３の領域５３の回折形状が、下記の表４のように設計され、さらに下記の表５で示すような条件で、非球面形状が設計される。   In the objective lens according to Comparative Example 2, the diffractive shapes of the first region 51, the second region 52, and the third region 53 are designed as shown in Table 4 below, and as shown in Table 5 below. Under the conditions, an aspheric shape is designed.

また、回折格子の本数は、上述した（２）式により算出される位相差を用いて、下記の（３）式により算出される。   Further, the number of diffraction gratings is calculated by the following equation (3) using the phase difference calculated by the above equation (2).

ここで、ｈ_ｉｎ、ｈ_ｏｕｔは領域境界であり、ｃｅｉｌは整数値に切り上げる関数である。この結果、得られた回折格子本数を、下記の表６に示す。

Here, h _in and h _out are region boundaries, and ceil is a function rounded up to an integer value. As a result, the number of diffraction gratings obtained is shown in Table 6 below.

ここで、比較例１と比較例２とに加えて、さらに後述する本発明が適用された設計条件によって設計される２つの実施例１、２に係る対物レンズ３４の各領域の回折格子本数も示している。なお、「２−１領域」と「２−２領域」とにおいて、「Ａ」の欄は、各領域において重畳される第１基礎回折構造の回折格子本数を示し、「Ｂ」の欄は、各領域において重畳される第２基礎回折構造の回折格子本数を示している。   Here, in addition to Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the number of diffraction gratings in each region of the objective lens 34 according to Examples 1 and 2 designed according to design conditions to which the present invention described later is applied is also included. Show. In “2-1 region” and “2-2 region”, the “A” column indicates the number of diffraction gratings of the first basic diffraction structure superimposed in each region, and the “B” column indicates The number of diffraction gratings of the second basic diffraction structure superimposed in each region is shown.

上記の表６から明らかなように、比較例２に係る対物レンズでは、比較例１に係る対物レンズに比べてに比べ、「２−３領域」に対応する第３の領域５３の回折格子本数が増大している。   As apparent from Table 6 above, the number of diffraction gratings in the third region 53 corresponding to the “2-3 region” is larger in the objective lens according to the comparative example 2 than in the objective lens according to the comparative example 1. Has increased.

以上のような設計条件に基づいて設計された比較例２に係る対物レンズにおいて、ＢＤに対応する波長の光ビームを入射したときの、温度変化に伴う球面収差量の変化を、下記の表７に示す。   In the objective lens according to Comparative Example 2 designed based on the design conditions as described above, the change in the spherical aberration amount with the temperature change when the light beam having the wavelength corresponding to the BD is incident is shown in Table 7 below. Shown in

上述したように、比較例２に係る対物レンズでは、比較例１に係る対物レンズと比べて、第１の領域５１と第２の領域５２の基本的な構成が同じであっても、第３の領域５３の回折格子本数を増やすことで温特球面収差を減少させることができる。具体的に、上記の表７から明らかなように、比較例２に係る対物レンズでは、比較例１に係る対物レンズと比べて、３次の温特収差が低減できていることが確認できる。その一方で、比較例２に係る対物レンズでは、第３の領域５３において、温度変動に応じた低次球面収差量を低減するため、回折格子本数を増加にしているため、高次収差が生じやすい。   As described above, the objective lens according to the comparative example 2 has the same basic configuration as the first region 51 and the second region 52 as compared with the objective lens according to the comparative example 1. By increasing the number of diffraction gratings in the region 53, the temperature characteristic spherical aberration can be reduced. Specifically, as is apparent from Table 7 above, it can be confirmed that the objective lens according to Comparative Example 2 can reduce the third-order temperature characteristic aberration as compared with the objective lens according to Comparative Example 1. On the other hand, in the objective lens according to Comparative Example 2, the number of diffraction gratings is increased in order to reduce the amount of low-order spherical aberration corresponding to temperature fluctuations in the third region 53, and thus high-order aberration occurs. Cheap.

ここで、比較例１、及び、比較例２では、高次収差の発生を抑え、且つ、全体として球面収差量を低減することができない点について説明する。   Here, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, it will be described that the occurrence of high-order aberrations can be suppressed and the amount of spherical aberration cannot be reduced as a whole.

まず、図８は、比較例１に係る対物レンズにおいて、設計中心から温度が変動したときにおける回折部５０の波面収差量を示す図である。例えば、図８（Ａ）に示すようなＢＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量ＳＡ＿ＢＤ＿１は、その波面形状が３次球面収差の形状に似通っている。すなわち、比較例１に係る対物レンズは、「２−１領域（第１の領域５１）」から「２−３領域（第３の領域５３）」において、この波長の光ビームに対する回折のパワーがほぼ同等であるように設計されており、温度変動時の波面が綺麗な３次球面収差形状となり、高次の球面収差が発生しない。   First, in the objective lens according to Comparative Example 1, FIG. 8 is a diagram illustrating the amount of wavefront aberration of the diffraction unit 50 when the temperature varies from the design center. For example, the wavefront aberration amount SA_BD_1 when a light beam having a wavelength corresponding to BD as shown in FIG. 8A is incident is similar to the shape of the third-order spherical aberration. In other words, the objective lens according to Comparative Example 1 has a diffraction power with respect to a light beam having this wavelength in “2-1 region (first region 51)” to “2-3 region (third region 53)”. Designed to be approximately the same, the wavefront at the time of temperature fluctuation has a beautiful third-order spherical aberration shape, and higher-order spherical aberration does not occur.

また、図８（Ｂ）には、ＤＶＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量ＳＡ＿ＤＶＤ＿１を示している。   FIG. 8B shows a wavefront aberration amount SA_DVD_1 when a light beam having a wavelength corresponding to the DVD is incident.

図８（Ａ）に示すような波面収差量ＳＡ＿ＢＤ＿１を低減しようとする場合には、一般的に、回折部５０の全領域において、同等に回折のパワーを上げることが要求される。ところが、上述した表２で示されるとおり、「２−１領域（第１の領域５１）」と「２−２領域（第２の領域５２）」とにおける「ＢＤに対応する波長の光ビーム」と「ＤＶＤに対応する波長の光ビーム」との回折次数の組み合わせが異なるため、回折部５０の全領域で回折パワーを同一量となるように上昇をさせることができない。   In order to reduce the wavefront aberration amount SA_BD_1 as shown in FIG. 8A, it is generally required to increase the diffraction power equally over the entire region of the diffraction section 50. However, as shown in Table 2 above, “light beam having a wavelength corresponding to BD” in “2-1 region (first region 51)” and “2-2 region (second region 52)”. And “a light beam having a wavelength corresponding to a DVD” are different in the combination of diffraction orders, the diffraction power cannot be increased to the same amount in the entire region of the diffraction section 50.

仮に、表２の設計条件で示される回折次数の組み合わせを保ったまま、同等レベルでＢＤに対応するビーム光に対する回折パワーのみを増大させて、図９（Ａ）に示す波面収差量ＳＡ＿ＢＤ＿１２のように改善することも考えられる。しかし、この場合、図９（Ｂ）に示すＤＶＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量ＳＡ＿ＤＶＤ＿１２は、「２−２領域（第２の領域５２）」において増大してしまう。よって、ＢＤに対応する波長の光ビーム光に対する回折パワーのみを増大させると、対物レンズは、ＤＶＤ互換機能が果たせなくなってしまう。   Temporarily, while maintaining the combination of diffraction orders shown in the design conditions of Table 2, only the diffraction power for the beam light corresponding to the BD is increased at the same level to obtain the wavefront aberration amount SA_BD_12 shown in FIG. It is possible to improve it. However, in this case, the amount of wavefront aberration SA_DVD_12 when a light beam having a wavelength corresponding to the DVD shown in FIG. 9B is incident increases in the “2-2 region (second region 52)”. Therefore, if only the diffraction power for the light beam having the wavelength corresponding to BD is increased, the objective lens cannot perform the DVD compatibility function.

逆に、ＤＶＤ互換機能を果たしたまま、ＢＤに対応する波長のビーム光に対する回折パワーを増大させると、加熱時のＢＤに対応する波面状態が、「２−１領域（第１の領域５１）」と「２−２領域（第２の領域５２）」との間で途切れることで、大きな収差が発生してしまう。   On the contrary, when the diffraction power with respect to the beam light having the wavelength corresponding to the BD is increased while the DVD compatible function is performed, the wavefront state corresponding to the BD at the time of heating becomes “2-1 region (first region 51)”. ”And“ 2-2 region (second region 52) ”, a large aberration occurs.

したがって、比較例１に係る対物レンズでは、表２の設計条件で示される次数関係を保っている限り、「２−１領域（第１の領域５１）」と「２−２領域（第２の領域５２）」とにおいて、球面収差量を低減するため、ＢＤに対応する波長のビーム光に対する回折パワーを増大することは好ましくない。   Therefore, in the objective lens according to Comparative Example 1, as long as the order relationship shown in the design conditions of Table 2 is maintained, “2-1 region (first region 51)” and “2-2 region (second region) In the area 52), in order to reduce the spherical aberration, it is not preferable to increase the diffraction power for the light beam having a wavelength corresponding to BD.

このような比較例１に係る対物レンズに対して、比較例２に係る対物レンズは、ＢＤに対応する波長のビーム光が通過する専用領域である「２−３領域（第３の領域５３）」の回折パワーを上げることで、図１０に示すようにして、温度変動時に生じる球面収差量の低減を図っている。比較例２に係る対物レンズにおいて、図１０（Ａ）に示すようなＢＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量ＳＡ＿ＢＤ＿２は、同図で示される上述した波面収差量ＳＡ＿ＢＤ＿１１に対して、波面形状が３次収差の形状から乖離するため、全体の３次球面収差量が減少するが、高次の球面収差量が増大してしまう。この高次球面収差の増大は、温度変動時および波長変動時でその量に注意する必要があり、例えば記録再生特性が劣化などの影響を考慮すると、特に５次球面収差量が問題となることが多い。   In contrast to the objective lens according to the comparative example 1, the objective lens according to the comparative example 2 is “2-3 region (third region 53)” which is a dedicated region through which beam light having a wavelength corresponding to BD passes. ”Is increased, as shown in FIG. 10, the amount of spherical aberration that occurs when the temperature fluctuates is reduced. In the objective lens according to Comparative Example 2, the wavefront aberration amount SA_BD_2 when a light beam having a wavelength corresponding to BD as shown in FIG. 10A is incident is compared with the above-described wavefront aberration amount SA_BD_11 shown in FIG. Since the wavefront shape deviates from the shape of the third-order aberration, the total amount of third-order spherical aberration decreases, but the amount of higher-order spherical aberration increases. It is necessary to pay attention to the amount of this higher order spherical aberration at the time of temperature fluctuation and wavelength fluctuation. For example, when the influence of deterioration of the recording / reproducing characteristics is taken into consideration, the amount of the fifth order spherical aberration becomes a problem. There are many.

比較例２に係る対物レンズでは、表７に示したように、温度変動時に加えて波長変動時の高次球面収差が大きく、コリメータレンズ４２を動かしても取れ残る。ここで、波長変動に応じた球面収差量と、温度変動に応じた球面収差量との和が、最悪条件下の球面収差量であるが、比較例２に係る対物レンズでは、比較例１に係る対物レンズと比べて、約２倍程度、５次の球面収差量が取れ残ってしまうことになる。この収差の取れ残りは、小さければ小さいほど信号の安定化につながるため好ましい。   In the objective lens according to Comparative Example 2, as shown in Table 7, high-order spherical aberration is large when the wavelength is varied in addition to when the temperature is varied, and remains unmoved even when the collimator lens 42 is moved. Here, the sum of the spherical aberration amount according to the wavelength variation and the spherical aberration amount according to the temperature variation is the worst-case spherical aberration amount. In the objective lens according to the comparative example 2, Compared with such an objective lens, the fifth order spherical aberration amount remains about twice as long. The smaller the remaining aberration, the better the signal stabilization.

＜実施例１＞
このような比較例１及び比較例２に対して、高次球面収差残留量をできるだけ抑えながら温度変動による球面収差の低減を実現するため、実施例１に係る対物レンズ３４は、次のような設計条件に従って設計される。 <Example 1>
In order to realize a reduction in spherical aberration due to temperature fluctuations while suppressing the residual amount of high-order spherical aberration as much as possible as compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2 described above, the objective lens 34 according to Example 1 includes the following: Designed according to design requirements.

まず、上述のとおり、各領域に設定された各波長での回折次数と、その際の回折効率とは、回折格子の形状によって規定される。例えば、第２の領域５２において、単純なステップ構造のみを非球面レンズ形状に重畳させることで、最大の回折効率となるＢＤ、ＤＶＤに対応する各波長の回折次数の組み合わせを調整したとしても、第１の領域５１と同等の回折次数の組み合わせとするのは容易ではない。   First, as described above, the diffraction order at each wavelength set in each region and the diffraction efficiency at that time are defined by the shape of the diffraction grating. For example, in the second region 52, even if a simple step structure is superimposed on the aspheric lens shape, the combination of the diffraction orders of the respective wavelengths corresponding to BD and DVD, which has the maximum diffraction efficiency, is adjusted. It is not easy to make a combination of diffraction orders equivalent to the first region 51.

これは、第１に、ステップの選択肢が少なく、所望の関係の組み合わせがあまりないこと、第２に、第２の領域５２で、第１の領域５１と全く同一の回折構造を使うと、第３の波長であるＣＤの開口制限機能が発揮できないこと、の二点の理由による。   This is because, firstly, there are few step options and there are not many combinations of desired relationships. Second, if the second region 52 uses the same diffraction structure as the first region 51, This is because of the two reasons that the aperture limiting function of the CD having the wavelength of 3 cannot be exhibited.

そこで、実施例１に係る対物レンズ３４では、第２の領域５２に重畳させる回折構造として、例えば次のような第１、及び、第２基礎回折構造を用いることで、最大の回折効率となるＢＤ、ＤＶＤに対応する各波長の光ビームの回折次数の組み合わせが、第１の領域５１と同等となるようにすることができる。   Therefore, in the objective lens 34 according to the first embodiment, for example, the following first and second basic diffraction structures are used as the diffraction structure to be superimposed on the second region 52, so that the maximum diffraction efficiency is obtained. The combination of the diffraction orders of the light beams of the respective wavelengths corresponding to BD and DVD can be made equal to that in the first region 51.

ここで、第１基礎回折構造は、図１１（Ａ）に示すような、最大効率を持つ回折次数の組み合わせがＢＤ：ＤＶＤ＝（０：−１）で、２ステップ３レベルの周期的な階段形状５２１で、光路差約２λ１の回折格子からなる回折構造である。   Here, in the first basic diffraction structure, a combination of diffraction orders having the maximum efficiency is BD: DVD = (0: -1) as shown in FIG. This is a diffraction structure having a shape 521 and a diffraction grating having an optical path difference of about 2λ1.

第２基礎回折構造は、図１１（Ｂ）に示すような、最大効率を持つ回折次数の組み合わせがＢＤ：ＤＶＤ＝（２：１）で、光路差２λ１のブレーズ形状５２２からなる回折構造である。   The second basic diffractive structure is a diffractive structure having a blazed shape 522 in which the combination of diffraction orders having the maximum efficiency is BD: DVD = (2: 1) and the optical path difference is 2λ1, as shown in FIG. .

実施例１に係る対物レンズ３４は、これら２つの基礎回折構造を、図１１（Ｃ）に示すように重畳して所望の次数を得る。この組み合わせは、両者とも浅いために製造上有利な上、ＢＤの効率を１００％近く保てるという点で好ましい。実施例１に係る対物レンズ３４は、この組み合わせを用いた上で、第２の領域５２において２つの基礎回折構造を重畳する条件を下記の（４）式に従って算出する。   The objective lens 34 according to the first embodiment obtains a desired order by superimposing these two basic diffraction structures as shown in FIG. This combination is advantageous in that both are shallow and advantageous in manufacturing, and the efficiency of BD can be kept close to 100%. The objective lens 34 according to the first embodiment uses this combination and calculates a condition for superimposing the two basic diffraction structures in the second region 52 according to the following equation (4).

ここで、ｋ_ｉ１，ｋ_ｉ２は、第１の領域５１に重畳された回折構造によってそれぞれ生じるＢＤ、ＤＶＤの回折光のうち最大効率を持つ次数の組み合わせである。また、ｋ_ｍ１１，ｋ_ｍ１２は、第２の領域５２の第１基礎回折構造によってそれぞれ生じるＢＤ、ＤＶＤの回折光のうち最大効率を持つ次数の組み合わせである。ｋ_ｍ２１，ｋ_ｍ２２は、第２の領域５２の第２基礎回折構造によってそれぞれ生じるＢＤ、ＤＶＤの回折光のうち最大効率を持つ次数の組み合わせである。α_ｉは比例係数、α_ｍ１、α_ｍ２は、各々の構造の周期数を表す。

Here, k _i1 and k _i2 are combinations of orders having the maximum efficiency among the diffracted lights of BD and DVD respectively generated by the diffraction structure superimposed on the first region 51. _Also, k _{m11, k m12} is, BD respectively generated by the first basic diffraction structure of the second region 52, a combination of orders with maximum efficiency in the diffracted light on the DVD. k _{m21, k m22} is, BD respectively generated by the second basic diffraction structure of the second region 52, a combination of orders with maximum efficiency in the diffracted light on the DVD. α _i represents a proportionality coefficient, and α _m1 and α _m2 represent the number of periods of each structure.

実施例１に係る対物レンズ３４は、たとえば、比較例１に係る対物レンズの第２の領域５２の回折構造を変更して、第１の領域５１と第２の領域５２とのそれぞれの回折次数の組み合わせを、（ｋ_ｉ１，ｋ_ｉ２）＝（１，−２）、（ｋ_ｍ１１，ｋ_ｍ１２）＝（０，−１）、（ｋ_ｍ２１，ｋ_ｍ２２）＝（２，１）とし、（４）式により、各周期数と比例係数が、α_ｉ＝２、α_ｍ１＝５、α_ｍ２＝１とする。実施例１に係る対物レンズ３４では、このような条件に従って第１、第２基礎回折構造を重畳することによって、第２の領域５２において、（ＢＤ：ＤＶＤ）＝２×（１：−２）という、第１の領域５１と同等のＢＤ、ＤＶＤの回折次数の組み合わせを得ることができる。 For example, the objective lens 34 according to the first embodiment changes the diffraction structure of the second region 52 of the objective lens according to the comparative example 1 to change the diffraction orders of the first region 51 and the second region 52, respectively. _{combinations, (k i1, k i2)} = (1, -2), (k m11, k m12) = (0, -1), and _{(k m21, k m22) =} (2,1), ( 4) According to the equation, the number of periods and the proportionality coefficient are α _i = 2, α _m1 = 5, and α _m2 = 1. In the objective lens 34 according to the first embodiment, by superimposing the first and second basic diffraction structures in accordance with such conditions, in the second region 52, (BD: DVD) = 2 × (1: −2) That is, a combination of BD and DVD diffraction orders equivalent to the first region 51 can be obtained.

実際に、第１基礎回折構造と、第２基礎回折構造と、これらの構造を組み合わせた重畳構造とにおける回折効率は、下記の表８のようになる。   Actually, the diffraction efficiency in the first basic diffractive structure, the second basic diffractive structure, and the superposed structure obtained by combining these structures is as shown in Table 8 below.

ここで、表８中において、「重畳構成構造１、２」は、それぞれ第１、第２基礎回折構造に相当し、「重畳結果構造」はこれらの基礎構造を重畳した回折構造に相当する。また、「Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３」は、回折効率の高い回折次数の番号を示している。   Here, in Table 8, “superimposed structural structures 1 and 2” correspond to the first and second basic diffraction structures, respectively, and “superimposition result structure” corresponds to a diffraction structure in which these basic structures are superimposed. “No. 1 to No. 3” indicate numbers of diffraction orders having high diffraction efficiency.

各基礎回折構造の高さ変動耐性が高いため、実施例１に係る対物レンズ３４では、重畳した場合に位相のずれが生じることなく、各構造の効率掛け算で回折効率を得ることができる。この掛け算によって重畳後の回折効率が求まり、そのときの回折次数が線形和で表されるという規則性は、上記の第１、第２基礎回折構造を用いることで、どのような周期に対しても成り立つ。   Since each basic diffractive structure is highly resistant to height fluctuations, the objective lens 34 according to Example 1 can obtain diffraction efficiency by multiplying the efficiency of each structure without causing a phase shift when superimposed. The regularity that the diffraction efficiency after superimposition is obtained by this multiplication and the diffraction order at that time is expressed by a linear sum is obtained by using the first and second basic diffraction structures described above for any period. Also holds.

また、実施例１に係る対物レンズ３４では、ＢＤ、ＤＶＤの二種の波長の光ビームに対して高さ変動耐性がある次のような基礎回折構造を用いるようにしてもよい。
（ＢＤ：ＤＶＤ）＝（２：１）の高さ２λ１光路差ブレーズ
（ＢＤ：ＤＶＤ）＝（０：−１）の高さ２λ１光路差２ステップ
（ＢＤ：ＤＶＤ）＝（０：１）の高さ６λ１光路差３ステップ
（ＢＤ：ＤＶＤ）＝（１：−１）高さ３．８λ１光路差３ステップ、
（ＢＤ：ＤＶＤ）＝（０：−１）高さ８λ１光路差４ステップ、
（ＢＤ：ＤＶＤ）＝（１：−２）高さ６．９λ１光路差６ステップ、
実施例１に係る対物レンズ３４では、このような基礎回折構造を上記の（４）式の条件を満たすようにして任意に組み合わせることで、大きな回折効率を実現しつつ、高さが低い回折構造、すなわち格子の深さが浅い構造を見つけ出すことができる。 In the objective lens 34 according to the first embodiment, the following basic diffractive structure that is resistant to fluctuations in height with respect to light beams having two types of wavelengths of BD and DVD may be used.
(BD: DVD) = (2: 1) height 2λ1 optical path difference blaze (BD: DVD) = (0: −1) height 2λ1 optical path difference 2 steps (BD: DVD) = (0: 1) Height 6λ1 optical path difference 3 steps (BD: DVD) = (1: −1) Height 3.8λ1 optical path difference 3 steps,
(BD: DVD) = (0: −1) height 8λ1 optical path difference 4 steps,
(BD: DVD) = (1: −2) height 6.9λ1 optical path difference 6 steps,
In the objective lens 34 according to the first embodiment, such a basic diffraction structure is arbitrarily combined so as to satisfy the condition of the above expression (4), thereby realizing a large diffraction efficiency and a low diffraction structure. That is, a structure having a shallow lattice depth can be found.

実施例１に係る対物レンズ３４では、ＢＤに対応する波長の回折効率を大きくしつつ、回折構造の深さがもっとも浅くなる条件として、（ＢＤ：ＤＶＤ）＝（２：１）と（ＢＤ：ＤＶＤ）＝（０：−１）の組み合わせとなっている。   In the objective lens 34 according to the first embodiment, (BD: DVD) = (2: 1) and (BD :) are the conditions under which the diffraction structure has the smallest depth while increasing the diffraction efficiency of the wavelength corresponding to BD. DVD) = (0: −1).

また、実施例１に係る対物レンズ３４では、第２の領域５２における回折次数の組み合わせが、下記の（５）式で示される条件を満たすように設計されている。   In the objective lens 34 according to the first embodiment, the combination of the diffraction orders in the second region 52 is designed so as to satisfy the condition expressed by the following equation (5).

ＢＤ：ＤＶＤ：ＣＤ≠（０：０：Ｎ）（Ｎは０以外の整数） ・・・（５）
このような条件に対して、例えば、（５）式の条件を満たさない場合には、対物レンズの第２の領域５２において、ＢＤ：ＤＶＤ：ＣＤ＝（０：０：１）という最大効率回折次数をもつ回折構造を重畳させることによって、第１の領域５１と共通の基礎構造を持ちつつ、第２の領域５２においてのみＣＤに対応する波長の光ビームをフレア化させることができる。ただしこの場合には、このＢＤ：ＤＶＤ：ＣＤ＝（０：０：１）を実現する回折格子深さが１ステップ、深さが光路差５λ１である約３．６μｍと深く、他の基礎構造深さと組み合わせると更に深くなり、製造時ロスが大きいという問題がある。 BD: DVD: CD ≠ (0: 0: N) (N is an integer other than 0) (5)
For such a condition, for example, when the condition of the expression (5) is not satisfied, the maximum efficiency diffraction of BD: DVD: CD = (0: 0: 1) in the second region 52 of the objective lens. By superimposing diffractive structures having orders, a light beam having a wavelength corresponding to a CD can be flared only in the second region 52 while having a common basic structure with the first region 51. In this case, however, the diffraction grating depth for realizing this BD: DVD: CD = (0: 0: 1) is one step and the depth is about 3.6 μm, which is an optical path difference 5λ1, and other basic structure When combined with the depth, there is a problem that it becomes deeper and the manufacturing loss is large.

これに対して、実施例１に係る対物レンズ３４では、第２の領域５２における回折次数の組み合わせが、（５）式で示される条件を満たすように設計されているので、回折格子深さを浅くすることができる。   On the other hand, in the objective lens 34 according to the first embodiment, the combination of the diffraction orders in the second region 52 is designed so as to satisfy the condition expressed by the equation (5). Can be shallow.

以上のような設計条件に従って、実施例１に係る対物レンズ３４は、第１の領域５１、第２の領域５２、第３の領域５３の回折形状を、下記の表９のように設計し、さらに下記の表１０で示すような条件で、非球面レンズ形状を設計することができる。   In accordance with the design conditions as described above, the objective lens 34 according to Example 1 designs the diffraction shapes of the first region 51, the second region 52, and the third region 53 as shown in Table 9 below, Furthermore, an aspheric lens shape can be designed under the conditions shown in Table 10 below.

ここで、表９及び表１０中の「２−２Ａ」と「２−２Ｂ」とは、それぞれ第２の領域５２に重畳される第１基礎回折構造と第２基礎回折構造との構造を示している。このとき「２−２Ａ」に係る第１基礎回折構造の位相差関数係数は、いずれも「２−２Ｂ」に係る第２基礎回折構造の位相差関数係数の５倍となっており、上述した図１１（Ｃ）に示すように、２ステップ３レベルの階段形状５２１が５周期現れると、ブレーズ形状が１周期現れることを示している。   Here, “2-2A” and “2-2B” in Tables 9 and 10 indicate the structures of the first basic diffraction structure and the second basic diffraction structure that are superimposed on the second region 52, respectively. ing. At this time, the phase difference function coefficient of the first basic diffractive structure related to “2-2A” is five times the phase difference function coefficient of the second basic diffractive structure related to “2-2B”. As shown in FIG. 11 (C), it is shown that if five steps of the two-step, three-level staircase shape 521 appear, one blaze shape appears.

以上のような表９と表１０とに基づいて設計された実施例１に係る対物３４レンズにおいて、ＢＤに対応する第１の波長の光ビームを入射したときの、温度変化に伴う球面収差量の変化を、下記の表１１に示す。   In the objective 34 lens according to Example 1 designed based on Table 9 and Table 10 as described above, the amount of spherical aberration accompanying temperature change when a light beam having the first wavelength corresponding to BD is incident The changes in are shown in Table 11 below.

表１１を表６と比べると明らかなように、実施例１に係る対物レンズ３４は、上述した比較例２に比べて、コリメータレンズ４２移動後の収差量がより低減されている。特に、実施例１に係る対物レンズ３４は、例えば次の理由から、上述した比較例２に比べて、対物レンズの収差として管理されることの多い５次球面収差に関して低減が図られており、よりコストダウンに向いた構成となっている。   As is clear when Table 11 is compared with Table 6, the objective lens 34 according to Example 1 has a reduced amount of aberration after moving the collimator lens 42 as compared with Comparative Example 2 described above. In particular, the objective lens 34 according to Example 1 is reduced with respect to the fifth-order spherical aberration, which is often managed as the aberration of the objective lens, as compared with Comparative Example 2 described above, for the following reason. The structure is more suitable for cost reduction.

これは、「第１の領域５１」と「第２の領域５２」におけるＢＤ、ＤＶＤ間の最大回折効率となる次数関係が同等であるために、図１２（Ａ）に示すように、回折部５０全体の回折パワーを増大することで、温度変動時におけるＢＤに対応する波長の波面収差量ＳＡ＿ＢＤを低減することができるためである。   This is because, as shown in FIG. 12 (A), since the order relationship that is the maximum diffraction efficiency between the BD and the DVD in the “first region 51” and the “second region 52” is equal, This is because the amount of wavefront aberration SA_BD of the wavelength corresponding to the BD at the time of temperature fluctuation can be reduced by increasing the diffraction power of the entire 50.

また、図１２（Ａ）に示すように縦収差状態も基本的には微分可能な形でつながり、図１２（Ｂ）に示すように、ＤＶＤに対応する波長の光ビームを入射したときの波面収差量ＳＡ＿ＤＶＤがほとんど発生することがないため、実施例１に係る対物レンズ３４では、常温時フォーカスエラーサーチ波形ＢＤ，ＤＶＤがいずれにおいてもほとんどゆがまない。このようにして、実施例１に係る対物レンズ３４では、フォーカスエラーサーチ波形がほとんどゆがまないので、システムにおける信号処理の負荷を低減できる。加えて、図１２（Ａ）に示すように、第１の領域５１から第３の領域３にかけての各境界において、斜め方向にＢＤに対応する波長の光ビームが入射した場合も、基本的に回折も非球面も連続面であるため波面飛びが生じない。このため、実施例１に係る対物レンズ３４では、レンズチルト時の高次収差を抑えることができるという利点もある。   Further, as shown in FIG. 12A, the longitudinal aberration state is basically connected in a differentiable form, and as shown in FIG. 12B, the wavefront when a light beam having a wavelength corresponding to the DVD is incident. Since the aberration amount SA_DVD hardly occurs, the focus error search waveforms BD and DVD at normal temperature are hardly distorted in the objective lens 34 according to Example 1. In this way, in the objective lens 34 according to the first embodiment, the focus error search waveform is hardly distorted, so that the signal processing load in the system can be reduced. In addition, as shown in FIG. 12A, even when a light beam having a wavelength corresponding to the BD is incident obliquely at each boundary from the first region 51 to the third region 3, basically, Since both diffraction and aspheric surfaces are continuous surfaces, no wavefront jump occurs. For this reason, the objective lens 34 according to the first embodiment has an advantage that high-order aberrations at the time of lens tilt can be suppressed.

＜実施例２＞
本発明が適用された対物レンズは、上述した実施例１に係る対物レンズ３４のように、第１の領域５１の非球面レンズ形状に第１基礎回折構造のみが重畳され、第２の領域５２の非球面レンズ形状に、第１基礎回折構造と第２基礎回折構造との２つの回折構造が重畳されたものに限定されない。すなわち、本発明が適用された対物レンズは、第１の領域５１に複数の基礎回折構造が重畳されている場合や、第１の領域５１の回折構造が不等周期である場合や、第２の領域５２の回折構造が不等周期である場合でも適用可能である。このような適用例である実施例２に係る対物レンズ３４の具体的な設計条件の説明に先立ち、第１の領域５１と第２の領域５２との回折構造における関係式の導出過程を説明する。 <Example 2>
In the objective lens to which the present invention is applied, like the objective lens 34 according to Example 1 described above, only the first basic diffraction structure is superimposed on the aspheric lens shape of the first region 51, and the second region 52. The shape of the aspherical lens is not limited to one in which two diffraction structures of the first basic diffraction structure and the second basic diffraction structure are superimposed. In other words, the objective lens to which the present invention is applied has a case where a plurality of basic diffraction structures are superimposed on the first region 51, a case where the diffraction structures of the first region 51 have an unequal period, This is applicable even when the diffractive structure of the region 52 has an unequal period. Prior to description of specific design conditions of the objective lens 34 according to the second embodiment which is such an application example, a process of deriving a relational expression in the diffraction structure of the first region 51 and the second region 52 will be described. .

まず、図１３（Ａ）に示すような第１基礎回折構造５０１と第２基礎回折構造５０２との重なる間隔が一定している等周期に対して、不等周期とは、図１３（Ｂ）に示すような第１基礎回折構造５０１と第２基礎回折構造５０２との重なる間隔が一定していないものである。すなわち、レンズ設計としては、各基礎回折構造の位相差関数係数Ｃ_２ｎがいずれかのｎにおいて比例していないものをいう。例えば、図１３（Ａ）に示す等周期間隔の重畳構造では、２ステップ３レベルの１周期当たり３つの階段形状５０１ａに対して、１周期分のブレーズ形状５０２ａがちょうど一致するようになる。一方、図１３（Ｂ）に示す不等周期間隔の重畳構造では、等周期間隔の重畳構造が有する一定性が見られない。 First, as shown in FIG. 13A, the unequal period is equal to the equal period in which the interval between the first basic diffraction structure 501 and the second basic diffraction structure 502 is constant, as shown in FIG. The overlapping interval between the first basic diffraction structure 501 and the second basic diffraction structure 502 as shown in FIG. That is, as a lens design, the phase difference function coefficient C _{2n of} each basic diffraction structure is not proportional to any n. For example, in the overlapping structure with equal intervals shown in FIG. 13A, the blaze shape 502a for one cycle is exactly the same as the three staircase shapes 501a per cycle of two steps and three levels. On the other hand, in the overlapping structure with unequal periodic intervals shown in FIG. 13B, the uniformity of the overlapping structure with equal periodic intervals is not observed.

次に、第１の領域５１に第１基礎回折構造と第２基礎回折構造とが重畳された構造が適用されたものとする。基本的に第１の領域５１で与えられる回折パワーを、重畳される基礎回折構造毎に、ＢＤに対応する波長の光ビームに対してφ_ｉ１１、φ_ｉ２１、ＤＶＤに対応する波長の光ビームに対してφ_ｉ２１、φ_ｉ２２とすると、トータルの回折パワーφ_{ｉ１Ａｌｌ}（ＢＤ）とφ_{ｉ２Ａｌｌ}（ＤＶＤ）は、下記の（６）式で表される。 Next, it is assumed that a structure in which the first basic diffraction structure and the second basic diffraction structure are superimposed on the first region 51 is applied. Basically, the diffraction power given by the first region 51 is changed to φ _i11 , φ _i21 , and a light beam having a wavelength corresponding to DVD with respect to a light beam having a wavelength corresponding to BD, for each basic diffraction structure to be superimposed. On the other hand, when φ _i21 and φ _i22 are set, the total diffraction power φ _i1All (BD) and φ _i2All (DVD) is expressed by the following equation (6).

また、回折次数をｋ、波長をλ、設計波長をλ_０とすれば、下記の（７）式が成り立つ。 If the diffraction order is k, the wavelength is λ, and the design wavelength is λ ₀ , the following equation (7) is established.

（７）式から、仮想的なトータルのＢＤの波長λ_１の最大回折効率となる回折次数に対する、ＤＶＤの波長λ_２の最大回折効率となる回折次数の比であるγ＝φ_{ｉ２Ａｌｌ}／φ_{ｉ１Ａｌｌ}は、下記の（８）式となる。 From the equation (7), γ = φ _i2All / φ _i1All, which is the ratio of the diffraction order of the maximum diffraction efficiency of the wavelength λ ₂ of the DVD to the diffraction order of the maximum diffraction efficiency of the wavelength λ ₁ of the virtual total BD. Is the following equation (8).

ここで、Ｃ_２ｉ１は、第１の領域５１における、第１基礎回折構造の位相差関数第１項（すなわち、２次の項。）を示し、Ｃ_２ｉ２は、第１の領域５１における、第２基礎回折構造の位相差関数第１項を示す。また、ｋ_ｉ１１、ｋ_ｉ１２は各々、第１の領域５１の第１基礎回折構造、第２基礎回折構造におけるλ１の最大効率回折次数であり、ｋ_ｉ２１、ｋ_ｉ２２は各々、第１の領域５１の第１基礎回折構造、第２基礎回折構造におけるλ２の最大効率回折次数である。

Here, C _2i1 indicates the first term (that is, the second-order term) of the phase difference function of the first basic diffraction structure in the first region 51, and C _2i2 indicates the first term in the first region 51. The first term of the phase difference function of the two basic diffraction structures is shown. Further, k _i11 and k _i12 are the maximum efficiency diffraction orders of λ1 in the first basic diffraction structure and the second basic diffraction structure of the first region 51, respectively, and k _i21 and k _i22 are the first region 51, respectively. The maximum efficiency diffraction order of λ2 in the first basic diffraction structure and the second basic diffraction structure.

上記の（８）式で算出される比率γが、第１の領域５１と第２の領域５２との間で同一の関係となることが、上述した図１２（Ａ）に示すような球面収差を全領域で綺麗につなぐための条件となる。仮にこのような第１の領域５１と第２の領域５２との間の関係がずれていた場合、波長変動による挙動も、第１の領域５１と第２の領域５２との間で異なってしまい、位相飛びを生じ高次の収差を残留してしまうことになる。   The spherical aberration as shown in FIG. 12A described above that the ratio γ calculated by the above equation (8) has the same relationship between the first region 51 and the second region 52. It is a condition for connecting the images in all areas. If such a relationship between the first region 51 and the second region 52 is deviated, the behavior due to wavelength variation also differs between the first region 51 and the second region 52. As a result, a phase jump occurs and higher-order aberrations remain.

よって、第２の領域５２についても、上記の（８）式と同様の計算によりγを算出すれば、下記の（９）式が、球面収差を全領域で綺麗につなぐための条件式となる。

ここで、第１の領域５１に第１基礎回折構造のみが重畳されている場合、上記の（９）式は、下記の（１０）式のように変形することができる。

Therefore, also for the second region 52, if γ is calculated by the same calculation as the above equation (8), the following equation (9) becomes a conditional equation for connecting spherical aberrations beautifully in the entire region. .

Here, when only the first basic diffraction structure is superimposed on the first region 51, the above equation (9) can be transformed into the following equation (10).

また、第１の領域５１に第１基礎回折構造のみが重畳されていて、さらに、第２の領域５２に第１基礎回折構造と第２基礎回折構造との２つのみ重畳されているならば、上記の（９）式は、下記の（１１）式のように変形することができる。

Further, if only the first basic diffraction structure is superimposed on the first region 51, and only two of the first basic diffraction structure and the second basic diffraction structure are superimposed on the second region 52, The above equation (9) can be transformed into the following equation (11).

例えば、上述した実施例１に係る対物レンズ３４に対して、（１１）式の条件を当てはめようとすると、ｋ_ｉ１＝１、ｋ_ｉ２＝−２であって、ｋ_ｍ１１＝０、ｋ_ｍ１２＝２、ｋ_ｍ２１＝−１、ｋ_ｍ２２＝１、Ｃ_２ｍ１＝−２．４９８９×１０^-2、Ｃ_２ｍ２＝−４．９９７９×１０^−３であるから、（左辺）＝−２、（右辺）＝−２となる。このようにして、実施例１に係る対物レンズ３４では、（１１）式の条件が満たされていることが確認できる。 For example, when the condition of the expression (11) is applied to the objective lens 34 according to Example 1 described above, k _i1 = 1, k _i2 = −2, and k _m11 = 0, _km12 = _{2, k m21 = -1, k} m22 = 1, C 2m1 = -2.4989 × 10 -2, since a ^{_{C 2m2 = -4.9979 × 10 -3,}} ( left side) = - 2, (right) = −2. In this way, in the objective lens 34 according to Example 1, it can be confirmed that the condition of the expression (11) is satisfied.

なお、この関係性は、Ｃ_２（２次の係数）だけでなく、Ｃ_４（４次の係数）やＣ_６においても成り立つことが望ましいが、Ｃ_２において本式が成り立てば近軸に関する条件が満たされるため、十分機能的なレンズとして成り立たせることができる。 Note that this relationship is not only C 2 ₍₂ order coefficient), C 4 is _(4-order coefficients) and also it is desirable to hold the C _6, conditions relating to the paraxial If the expression Naritate in C ₂ Therefore, it can be realized as a sufficiently functional lens.

さらに、第２の領域５２に対して、さらなる次数重畳を行うことで、回折本数の減少を図ることもできる。この場合には（４）式に対して第３式が加わることとなり、自由度が増える。ただし過剰な重畳は回折効率の低下を招くため、最大でも３つ程度の重畳とすることが好ましい。   Furthermore, the number of diffraction lines can be reduced by further superimposing the second region 52 on the order. In this case, the third equation is added to the equation (4), and the degree of freedom increases. However, since excessive superposition causes a reduction in diffraction efficiency, it is preferable to have about three superpositions at the maximum.

以上のようにして導出された（１０）式を用いて、実施例２に係る対物レンズ３４では、第１の領域５１に第１基礎回折構造と第２基礎回折構造とが重畳されている条件下で、第１の領域５１と第２の領域５２とにおいて、λ１の光ビームに与えられる回折パワーと、λ２の光ビームに与えられる回折パワーとがそれぞれ同等にパワーが変化するようにする。   In the objective lens 34 according to the second embodiment, the first basic diffraction structure and the second basic diffraction structure are superimposed on the first region 51 using the expression (10) derived as described above. Below, in the first region 51 and the second region 52, the diffractive power given to the λ1 light beam and the diffractive power given to the λ2 light beam are changed so as to be equivalent.

なお、実施例２に係る対物レンズ３４においても、第２の領域５２における回折次数の組み合わせが、上述した（５）式で示される条件を満たすように設計されているものとする。   In the objective lens 34 according to the second embodiment, it is assumed that the combination of the diffraction orders in the second region 52 is designed so as to satisfy the condition expressed by the above formula (5).

このような設計条件及び設計指針に従って、実施例２に係る対物レンズ３４は、第１の領域５１、第２の領域５２、第３の領域５３の回折形状を、下記の表１２のように設計し、さらに下記の表１３で示すような条件で、非球面レンズ形状を設計することができる。   In accordance with such design conditions and design guidelines, the objective lens 34 according to Example 2 is designed so that the diffraction shapes of the first region 51, the second region 52, and the third region 53 are as shown in Table 12 below. In addition, an aspheric lens shape can be designed under the conditions shown in Table 13 below.

ここで、表１２中の「２−１Ａ」と「２−１Ｂ」とは、それぞれ第１の領域５１に重畳される第１基礎回折構造と第２基礎回折構造との構造を示している。また、「２−２Ａ」と「２−２Ｂ」とは、それぞれ第２の領域５２に重畳される第１基礎回折構造と第２基礎回折構造との構造を示している。   Here, “2-1A” and “2-1B” in Table 12 indicate the structures of the first basic diffraction structure and the second basic diffraction structure superimposed on the first region 51, respectively. Further, “2-2A” and “2-2B” indicate the structures of the first basic diffraction structure and the second basic diffraction structure that are superimposed on the second region 52, respectively.

以上のような表１２と表１３とに基づいて設計された実施例２に係る対物３４レンズにおいて、ＢＤに対応する第１の波長の光ビームを入射したときの、温度変化に伴う球面収差量の変化を、下記の表１４に示す。   In the objective 34 lens according to Example 2 designed based on Table 12 and Table 13 as described above, the amount of spherical aberration accompanying temperature change when a light beam having the first wavelength corresponding to BD is incident These changes are shown in Table 14 below.

表１４から明らかなように、実施例２に係る対物レンズ３４は、上述した実施例１と同様に、５次球面収差が増大することなく、コリメータレンズ４２移動後の収差量を低減することができる。   As apparent from Table 14, the objective lens 34 according to Example 2 can reduce the amount of aberration after moving the collimator lens 42 without increasing the fifth-order spherical aberration, as in Example 1 described above. it can.

なお、実施例２に係る対物レンズ３４は、第１の領域５１と第２の領域５２とが、ともに非球面レンズ形状に対して２つの基礎回折構造が重畳された構造となっているが、上述した（８）式を用いることで、更に複雑な回折構造に適用することができる。   Note that the objective lens 34 according to Example 2 has a structure in which the first region 51 and the second region 52 both have two basic diffraction structures superimposed on the aspheric lens shape. By using the above-described equation (8), it can be applied to more complicated diffractive structures.

すなわち、本発明が適用された対物レンズ３４では、ｎを１以上の任意の整数としたとき、第１の領域５１と第２の領域５２とに、それぞれ第ｎ基礎回折構造が重畳された回折構造を有するものとし、さらに、第１の領域５１と第２の領域５２とに係る回折構造を上述した（５）式と（８）式とを満たすように設計することで、λ１の光ビームとλ２の光ビームとにおける最大効率を持つ回折次数の組み合わせを、第１の領域と第２の領域との間で一致させることができる。   In other words, in the objective lens 34 to which the present invention is applied, when n is an arbitrary integer equal to or greater than 1, diffraction in which the nth basic diffraction structure is superimposed on the first region 51 and the second region 52, respectively. Further, the diffractive structure related to the first region 51 and the second region 52 is designed so as to satisfy the above expressions (5) and (8), so that the light beam of λ1 And the combination of diffraction orders with maximum efficiency in the light beam of λ2 can be matched between the first region and the second region.

以上のようにして、本発明が適用された対物レンズ３４では、実施例１及び実施例２に係る球面収差量の温度特性から明らかなように、上述した（５）式と（８）式を満たすことで、λ１の光ビームとλ２の光ビームとにおける最大効率を持つ回折次数の組み合わせを、第１の領域と第２の領域との間で一致させる。このようにして、対物レンズ３４では、第１の領域５１と第２の領域５２とにおいて、λ１の光ビームに与えられる回折パワーと、λ２の光ビームに与えられる回折パワーとが、温度が変動しても、それぞれ同等にパワーが変化するようにする。   As described above, in the objective lens 34 to which the present invention is applied, the above-described expressions (5) and (8) are obtained as is apparent from the temperature characteristics of the spherical aberration amounts according to the first and second embodiments. By satisfying, the combination of the diffraction orders having the maximum efficiency in the light beam of λ1 and the light beam of λ2 is matched between the first region and the second region. In this manner, in the objective lens 34, in the first region 51 and the second region 52, the temperature varies between the diffraction power given to the light beam of λ1 and the diffraction power given to the light beam of λ2. Even so, the power will change equally.

よって、対物レンズ３４では、第１の領域５１と第２の領域５２との間で、温度変動時の波面が滑らかに繋がるため、例えばλ１の光ビームにおける５次の球面収差などの高次球面収差残留量をできるだけ抑えながら温度変動による球面収差の低減を実現することができる。すなわち、対物レンズ３４では、高次球面収差残留量をできるだけ抑えながら温度変動による球面収差の低減を実現しつつ、共通の一の対物レンズを用いて３波長の光ビームを信号記録面に集光することができる。   Therefore, in the objective lens 34, since the wavefront at the time of temperature variation is smoothly connected between the first region 51 and the second region 52, for example, a higher-order spherical surface such as a fifth-order spherical aberration in the light beam of λ1. Reduction of spherical aberration due to temperature fluctuation can be realized while suppressing residual aberration as much as possible. In other words, the objective lens 34 condenses the three-wavelength light beam on the signal recording surface using one common objective lens while reducing the spherical aberration due to temperature fluctuations while suppressing the residual amount of high-order spherical aberration as much as possible. can do.

この対物レンズ３４が組み込まれた光ピックアップ３は、コリメータレンズ４２の移動量を減らし、小型化を図ることができる。光ピックアップ３は、レンズチルト感度変動が間接的に抑えられ、複雑な調整工程を省くことができ、コストダウンを行うことができる。さらに、この光ピックアップ３が組み込まれた光ディスク装置１は、フォーカスエラー波形の歪みも抑制することができ、安定な信号読み取りが可能となる。   The optical pickup 3 in which the objective lens 34 is incorporated can reduce the amount of movement of the collimator lens 42 and can be downsized. The optical pickup 3 can indirectly suppress lens tilt sensitivity fluctuations, omit complicated adjustment steps, and reduce costs. Furthermore, the optical disc apparatus 1 in which the optical pickup 3 is incorporated can also suppress distortion of the focus error waveform, and stable signal reading is possible.

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、７ システムコントローラ、９ サーボ制御部、１１、１２、１３ 光ディスク、１４ プリアンプ、１５ 信号変復調器＆ＥＣＣブロック、１６ インターフェース、１７ 外部コンピュータ、１８ Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器、１９ オーディオ・ビジュアル処理部、２０ オーディオ・ビジュアル信号入出力部、２１ レーザ制御部、２２ ディスク種類判別部、３１、３２、３３ 光源部、３４ 対物レンズ、３４Ｂ 対物レンズ、３５Ｂ 回折光学素子、３６、３７、３８ ビームスプリッタ、３９、４０、４１ 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、５０ａ 単位周期構造、５０ｂ ブレーズ形状周期構造、５０１ 第１基礎回折構造、５０１ａ、５２１ 階段形状、５０２ 第２基礎回折構造、５０２ａ、５２２ ブレーズ形状   1 optical disk device, 2 optical disk, 3 optical pickup, 4 spindle motor, 5 feed motor, 7 system controller, 9 servo controller, 11, 12, 13 optical disk, 14 preamplifier, 15 signal modulator / demodulator & ECC block, 16 interface, 17 external Computer, 18 D / A, A / D converter, 19 Audio / visual processing unit, 20 Audio / visual signal input / output unit, 21 Laser control unit, 22 Disc type discrimination unit, 31, 32, 33 Light source unit, 34 Objective Lens, 34B Objective lens, 35B Diffractive optical element, 36, 37, 38 Beam splitter, 39, 40, 41 Grating, 42 Collimator lens, 43 1/4 wavelength plate, 44 Rising mirror, 45 Photo detector, 46 Multi lens , 50 Diffraction unit, 51 1st region, 52 2nd region, 53 3rd region, 50a unit periodic structure, 50b blazed shape periodic structure, 501 1st basic diffraction structure, 501a, 521 staircase shape, 502 2nd basic diffraction Structure, 502a, 522 Blaze shape

Claims (5)

少なくともλ１＜λ２＜λ３の関係を有する３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームを互換して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、
上記光ビームが入射される入射側の面に所定の回折構造を有する回折部を備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ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る第３の領域とを有し、
上記第１乃至第３の領域は、上記λ１の光ビームが上記第１乃至第３の領域に相当する開口径となり、上記λ２の光ビームが上記第１及び第２の領域に相当する開口径となり、上記λ３の光ビームが上記第１の領域に相当する開口径となるように形成され、
ｎを１以上の任意の整数としたとき、
上記第１の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造が重畳された回折構造を有し、該第１基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々k_i11（λ１）、k_i12（λ２）とし、さらに他の回折構造が存在するときには該第１基礎回折構造以降の第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々、ｋ_ｉｎ１（λ１）、ｋ_ｉｎ２（λ２）、…、とし、
上記第２の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造と第２基礎回折構造とが重畳された回折構造を有し、第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数を各々、ｋ_ｍｎ１（λ１）、ｋ_ｍｎ２（λ２）、ｋ_ｍｎ３（λ３）、…、とし、
上記第１の領域と上記第２の領域との回折構造が、下記の（１）式の条件と、下記の（２）式の条件とを満たす対物レンズ。
（ｋ_ｍｎ１(λ１)，ｋ_ｍｎ２(λ１)，ｋ_ｍｎ３(λ１)）≠（０，０，Ｎ） ・・・（１）

ここで、Ｎは０以外の任意の整数であり、Ｃ_２ｉｎは上記第１の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次項の係数であり、Ｃ_２ｍｎは上記第２の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次項の係数である。 In an objective lens that condenses light beams of three wavelengths λ1, λ2, and λ3 having a relationship of at least λ1 <λ2 <λ3 on the signal recording surface of the corresponding optical disk in a compatible manner,
A diffractive portion having a predetermined diffractive structure on the incident side surface on which the light beam is incident,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts the light beam, a second region that is provided outside the first region and diffracts the light beam, and the second region. A third region provided on the outside,
In the first to third regions, the light beam of λ1 has an opening diameter corresponding to the first to third regions, and the light beam of λ2 corresponds to the opening diameters of the first and second regions. And the light beam of λ3 is formed to have an opening diameter corresponding to the first region,
When n is an arbitrary integer of 1 or more,
The first region has a diffractive structure in which at least a first basic diffractive structure is superimposed on an aspherical lens shape, and the diffracted light of the order having the maximum efficiency among the diffracted light generated by the first basic diffractive structure. The diffracted light of the order having the maximum efficiency among the diffracted light generated by the nth basic diffractive structure after the first basic diffractive structure, when k _i11 (λ1) and k _i12 (λ2) exist, respectively. Respectively, k _in1 (λ1), k _in2 (λ2) _,.
The second region has a diffractive structure in which at least a first basic diffractive structure and a second basic diffractive structure are superimposed on an aspherical lens shape, and has the maximum efficiency among the diffracted light generated by the nth basic diffractive structure. the order with _{each, k mn1 (λ1), k} mn2 (λ2), k mn3 (λ3), ..., and then,
An objective lens in which the diffractive structures of the first region and the second region satisfy the condition of the following expression (1) and the condition of the following expression (2).
_{(K mn1 (λ1), k} mn2 (λ1), k mn3 (λ1)) ≠ (0,0, N) ··· (1)

Here, N is an arbitrary integer other than 0, C _2in is a coefficient of the second-order term among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the first region, and C _2mn is the second value. This is the coefficient of the second order term among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the region. 上記第１の領域は、非球面レンズ形状に、第１基礎回折構造のみが重畳されており、
上記第２の領域は、非球面レンズ形状に、第１基礎回折構造と第２基礎回折構造との２つの回折構造が重畳されており、
上記第１の領域と上記第２の領域との回折構造が、下記の（３）式の条件を満たす請求項１記載の対物レンズ。

In the first region, only the first basic diffraction structure is superimposed on the aspheric lens shape,
In the second region, two diffractive structures of a first basic diffractive structure and a second basic diffractive structure are superimposed on an aspheric lens shape,
The objective lens according to claim 1, wherein a diffractive structure of the first region and the second region satisfies a condition of the following expression (3).

上記第１の領域と上記第２の領域との回折構造が、
ｋ_ｍ１１＝０、ｋ_ｍ１２＝−１、ｋ_ｍ２１＝２、ｋ_ｍ１２＝１、の条件を満たす請求項２記載の対物レンズ。 The diffraction structure of the first region and the second region is
_{k m11 = 0, k m12 =} -1, k m21 = 2, k m12 = 1, satisfies the condition according to claim 2, wherein the objective lens. 少なくともλ１＜λ２＜λ３の関係を有する３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームが入射される対物レンズと、
上記３つの波長λ１，λ２，λ３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、上記３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームを互換して上記対物レンズにより対応する光ディスクの信号記録面上に集光させる回折部とを備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ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る第３の領域とを有し、
ｎを１以上の任意の整数としたとき、
上記第１の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造が重畳された回折構造を有し、該第１基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々k_i11（λ１）、k_i12（λ２）とし、さらに他の回折構造が存在するときには該第１基礎回折構造以降の第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々、ｋ_ｉｎ１（λ１）、ｋ_ｉｎ２（λ２）、…、とし、
上記第２の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造と第２基礎回折構造とが重畳された回折構造を有し、第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数を各々、ｋ_ｍｎ１（λ１）、ｋ_ｍｎ２（λ２）、ｋ_ｍｎ３（λ３）、…、とし、
上記第１の領域と上記第２の領域との回折構造が、下記の（１）式の条件と、下記の（２）式の条件とを満たす光ピックアップ。
（ｋ_ｍｎ１(λ１)，ｋ_ｍｎ２(λ１)，ｋ_ｍｎ３(λ１)）≠（０，０，Ｎ） ・・・（１）

ここで、Ｎは０以外の任意の整数であり、Ｃ_２ｉｎは上記第１の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次の係数であり、Ｃ_２ｍｎは上記第２の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次の係数である。 An objective lens into which light beams of three wavelengths λ1, λ2, and λ3 having a relationship of at least λ1 <λ2 <λ3 are incident;
Provided on one surface of the optical element disposed on the optical path of the light beam of the three wavelengths λ1, λ2, λ3 or the objective lens, the light beams of the three wavelengths λ1, λ2, λ3 are interchanged and A diffractive portion for focusing on the signal recording surface of the corresponding optical disk by an objective lens,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts the light beam, a second region that is provided outside the first region and diffracts the light beam, and the second region. A third region provided on the outside,
When n is an arbitrary integer of 1 or more,
The first region has a diffractive structure in which at least a first basic diffractive structure is superimposed on an aspherical lens shape, and the diffracted light of the order having the maximum efficiency among the diffracted light generated by the first basic diffractive structure. The diffracted light of the order having the maximum efficiency among the diffracted light generated by the nth basic diffractive structure after the first basic diffractive structure, when k _i11 (λ1) and k _i12 (λ2) exist, respectively. Respectively, k _in1 (λ1), k _in2 (λ2) _,.
The second region has a diffractive structure in which at least a first basic diffractive structure and a second basic diffractive structure are superimposed on an aspherical lens shape, and has the maximum efficiency among the diffracted light generated by the nth basic diffractive structure. the order with _{each, k mn1 (λ1), k} mn2 (λ2), k mn3 (λ3), ..., and then,
An optical pickup in which the diffractive structures of the first region and the second region satisfy the condition of the following formula (1) and the condition of the following formula (2).
_{(K mn1 (λ1), k} mn2 (λ1), k mn3 (λ1)) ≠ (0,0, N) ··· (1)

Here, N is an arbitrary integer other than 0, C _2in is a second-order coefficient among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the first region, and C _2mn is the second coefficient. This is a second-order coefficient among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the region. 回転駆動される複数種類の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を備え、
上記光ピックアップは、
少なくともλ１＜λ２＜λ３の関係を有する３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームが入射される対物レンズと、
上記３つの波長λ１，λ２，λ３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、上記３つの波長λ１，λ２，λ３の光ビームを互換して上記対物レンズにより対応する光ディスクの信号記録面上に集光させる回折部とを備え、
上記回折部は、最内周部に設けられ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る第３の領域とを有し、
ｎを１以上の任意の整数としたとき、
上記第１の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造が重畳された回折構造を有し、該第１基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々k_i11（λ１）、k_i12（λ２）とし、さらに他の回折構造が存在するときには該第１基礎回折構造以降の第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数の回折光を各々、ｋ_ｉｎ１（λ１）、ｋ_ｉｎ２（λ２）、…、とし、
上記第２の領域は、非球面レンズ形状に、少なくとも第１基礎回折構造と第２基礎回折構造とが重畳された回折構造を有し、第ｎ基礎回折構造によって生じる回折光のうち最大効率を持つ次数を各々、ｋ_ｍｎ１（λ１）、ｋ_ｍｎ２（λ２）、ｋ_ｍｎ３（λ３）、…、とし、
上記第１の領域と上記第２の領域との回折構造が、
下記の（１）の条件と、下記の（２）式の条件とを満たす光ディスク装置。
（ｋ_ｍｎ１(λ１)，ｋ_ｍｎ２(λ１)，ｋ_ｍｎ３(λ１)）≠（０，０，Ｎ） ・・・（１）

ここで、Ｎは０以外の任意の整数であり、Ｃ_２ｉｎは上記第１の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次の係数であり、Ｃ_２ｍｎは上記第２の領域における第ｎ基礎回折構造の位相差関数係数のうちの二次の係数である。 An optical pickup that records and / or reproduces an information signal by selectively irradiating a plurality of types of optical beams with different wavelengths to a plurality of types of optical disks that are driven to rotate;
The above optical pickup
An objective lens into which light beams of three wavelengths λ1, λ2, and λ3 having a relationship of at least λ1 <λ2 <λ3 are incident;
Provided on one surface of the optical element disposed on the optical path of the light beam of the three wavelengths λ1, λ2, λ3 or the objective lens, the light beams of the three wavelengths λ1, λ2, λ3 are interchanged and A diffractive portion for focusing on the signal recording surface of the corresponding optical disk by an objective lens,
The diffractive portion includes a first region that is provided in the innermost peripheral portion and diffracts the light beam, a second region that is provided outside the first region and diffracts the light beam, and the second region. A third region provided on the outside,
When n is an arbitrary integer of 1 or more,
The first region has a diffractive structure in which at least a first basic diffractive structure is superimposed on an aspherical lens shape, and the diffracted light of the order having the maximum efficiency among the diffracted light generated by the first basic diffractive structure. The diffracted light of the order having the maximum efficiency among the diffracted light generated by the nth basic diffractive structure after the first basic diffractive structure, when k _i11 (λ1) and k _i12 (λ2) exist, respectively. Respectively, k _in1 (λ1), k _in2 (λ2) _,.
The second region has a diffractive structure in which at least a first basic diffractive structure and a second basic diffractive structure are superimposed on an aspherical lens shape, and has the maximum efficiency among the diffracted light generated by the nth basic diffractive structure. the order with _{each, k mn1 (λ1), k} mn2 (λ2), k mn3 (λ3), ..., and then,
The diffraction structure of the first region and the second region is
An optical disc apparatus that satisfies the following condition (1) and the following expression (2).
_{(K mn1 (λ1), k} mn2 (λ1), k mn3 (λ1)) ≠ (0,0, N) ··· (1)

Here, N is an arbitrary integer other than 0, C _2in is a second-order coefficient among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the first region, and C _2mn is the second coefficient. This is a second-order coefficient among the phase difference function coefficients of the nth basic diffraction structure in the region.

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