JP4590776B2 - Optical pickup device and objective lens for optical pickup device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、異なる光情報記録媒体に対して情報を記録および/または再生するための光ピックアップ装置および光ピックアップ装置用の対物レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、従来の光情報記録媒体であるCDと同程度の大きさで、記録再生が可能なCD―Rや、記録密度を高めたDVDなど、記録面の透明基板の厚みや記録再生用レーザ光の波長の異なる複数の光情報記録媒体の開発が進み、これらの光情報記録媒体に対して、同一の光ピックアップ装置を用いて情報の記録又は再生を可能とすることが求められている。このため、使用波長に応じた複数のレーザ光源を備えながら、同一の対物レンズを用いて、記録面上に必要な開口数でレーザ光を収束する光ピックアップ装置が各種提案されている。
【0003】
そのような光ピックアップ装置において、特開平11―96585号公報に記載されているごとき対物レンズが広く使用されている。この対物レンズは、対物レンズの1つの光学面を光軸近傍の第1分割面と、第1分割面との間に第2分割面を挟んで位置する第3分割面とに分割された光学面で構成し、DVDの記録又は再生の際には、主に第1分割面と第3分割面を通過した光束を利用し、CDの記録又は再生の際には、主に第1分割面と第2分割面を通過した光束を利用するものである。
【0004】
ここで、かかる光ピックアップ装置において、第2分割面を小さくすると、CD系の光ディスク(CD−R、CD−RW、CD−Video、CD−ROM等)に対する記録又は再生時の波面収差が大きくなり、逆に第2分割面を大きくすると、DVDの光利用効率が悪化し、DVD系の記録可能な光ディスク(DVD―RAM、DVD―R、DVD―RW、DVD+RW等)ヘの記録が困難となるばかりか、再生時においてもレーザ光源のパワーを大きくする必要が生じていた。
【0005】
また、回折素子を使用した光ピックアップ装置用の光学系も種々提案されている。特開平9―54973号公報には、波長635nmの光束については透過光(0次回折光)、波長785nmの光束については−1次回折光を利用するホログラム光学素子を用いた光学系、および波長635nmの光束については+1次回折光、波長785nmの光束については透過光(0次回折光)を利用するホログラム光学素子を用いた光学系が開示されている。
【0006】
更に、特開平10―283668号公報には、波長650nmの光束については100%透過させ、波長780nmの光束については1次回折させるホログラム型リングレンズを備えた光学系が開示されている。又、本出願人により出願された特願2000−013071号では、波長の異なる二つの光源に対して同じ回折次数を利用する回折素子を利用した光ピックアップ装置が提案されている。
【0007】
上述した出願明細書に記載されている光ピックアップ装置は、第1の光源からの光束については、対物レンズの回折パターンからの+1次回折光を利用することにより、DVDに対して情報の記録および/または再生を行い、第2の光源からの光束については、対物レンズの回折パターンからの+1次回折光利用することにより、CDに対して情報の記録および/または再生を行うものである。
【0008】
より具体的な一つの実施形態としては、その第1の光源の波長λ1は約650nmであり、第2の光源の波長λ2は約780nmである。そして、対物レンズの少なくとも1つの面に設けられた回折パターンは、光軸に対して回転対称であり、前記第1の光源からの光束における、前記対物レンズの回折パターンの最も光軸から離れた円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がNAH1の光束に変換され、前記第1の光源からの光束における、前記対物レンズの回折パターンの最も光軸側の円周からの+1次回折光は、光情報記録媒体側の開口数がNAL1の光束に変換され、
NAH1 < 0.6 (1)
0 ≦ NAL1 ≦ 0.45 (2)
の条件を満足するものである。
【0009】
このとき、開口数NAH1から開口数0.6までの光束は、対物レンズの屈折面だけを通過するか、第2の回折面を通過する。上記の回折素子を使用した光学系はいずれも、CDの光学特性を所望のものとしながら、DVDの記録または再生時において、光束全体にわたり球面収差を最小とし、また透過率を最大にすることで、DVDの性能を改善しようとしたものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平11―96585号と特願2000―013071のレンズを試作し、DVD、CDの光利用効率、再生性能を比較した結果、後者は、DVD、CDの信号レベル、CDの再生性能に優れるものの、DVDの再生性能に関しては、一般的にかえって悪化することが分かった。
【0011】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、異なる光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う場合に、いずれの光情報記録媒体に対しても情報の再生を的確に行える光ピックアップ装置及びその対物レンズを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の光ピックアップ装置は、透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ1の第1光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ2(λ1<λ2)である第2光源と、前記第1及び前記第2光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる集光光学系と、を有する光ピックアップ装置において、前記集光光学系を構成する光学素子の光学面に、光軸に交差する方向に光軸からの距離を異ならせて3つ以上の光学領域が形成されており、又、前記集光光学系を構成する光学素子の光軸に近い側の内側光学領域、光軸から遠い側の外側光学領域及び前記内側光学領域と前記外側光学領域の間の中間光学領域に、回折輪帯を有する回折部が形成されており、前記第1光源からの光束を用いて前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記内側光学領域を通過する第1光束と、前記外側光学領域を通過する第3光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記中間光学領域の前記回折部を通過することで、前記中間光学領域を通る第2光束の透過率を前記第1光束の透過率及び前記第3光束の透過率より低くし、かつ少なくとも前記第1光束が、前記内側光学領域の前記回折部を通過することで、前記第1の光情報記録媒体及び前記第2の光情報記録媒体の双方に対して収差補正を行うことができることを特徴とする。ここで、前記第1光束と前記第3光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面とは、例えば前記集光光学系の合焦時における前記第1の光情報記録媒体の記録面をいう。以下、本発明について説明する。尚、光軸に交差する方向に光軸からの距離を異ならせて形成される3つ以上の前記光学領域は、同じ光学素子における一つの光学面に全て形成されていても良く、同じ光学素子の異なる光学面に各々形成されていても良く、或いは異なる光学素子の複数の光学面にわたって形成されていても良い。すなわち、前記集光光学系全体で、3つ以上の前記光学領域が形成されていれば足りる。
【0013】
まず、第1の光情報記録媒体としてDVDを例に取り、第2の光情報記録媒体としてCDを例に取り説明を行う。DVDの再生性能の向上を図るには、DVDの情報面上の結像スポットのスポット径を小さくし、且つサイドローブを小さくすることで達成されることが判っている。
【0014】
図1(a)は、CDに対する情報記録又は再生時の情報記録面上におけるスポットプロファイル例を示す図であり、図1(b)は、DVDに対する情報記録又は再生時の情報記録面上におけるスポットプロファイル例を示す図である。各図において、縦軸が光量を示し、横軸が中心からの位置を示している。
【0015】
図1(a)から明らかであるが、CDのスポットプロファイルは、スポット径を大きくする必要からメインローブMcを太くしており、またCDの開口数の外側でフレア光を形成すべく、サイドローブScも明確なものとなっている。
【0016】
これに対し、図1(b)に示すように、DVDのスポットプロファイルは、スポット径を小さくする必要からメインローブMvを細くしている。ところが、スポット径を小さくするために、開口数を増大させる手法を採用すると、DVDの記録面が傾いたときに発生するコマ収差が大きくなり、それによりサイドローブSvが増大する。サイドローブSvが増大すると、光ピックアップ装置においてジッターが増大し、DVDの再生性能が悪化することが知られている。
【0017】
これに対し、本発明者らは、鋭意研究の結果、前記第1光源からの光束を用いて前記第1の光情報記録媒体(ここではDVD)に対して情報の記録又は再生を行う際に、光軸に近い側の内側光学領域を通過する第1光束と、光軸から遠い側の外側光学領域を通過する第3光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記内側光学領域と前記外側光学領域の間の中間光学領域を通る第2光束の透過率を、前記第1光束の透過率及び前記第3光束の透過率より低くすることで、サイドローブSvを抑制できることを発見したのである。前記第2光束の透過率を低減する手法については、実施例を例に取り具体的に後述する。
【0018】
請求項2に記載の光ピックアップ装置は、前記第2光源からの光束を用いて前記第2の光情報記録媒体(ここではCD)に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記第1光束と前記第2光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記第3光束の透過率が、前記第1光束の透過率及び前記第2光束の透過率より低いので、フレア光となるべき第3光束の光量を低め、それにより情報の記憶又は再生時において、第3光束が光検出器によって検出される、いわゆる誤検出の恐れを抑制できる。ここで、前記第1光束と前記第2光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面とは、例えば前記集光光学系の合焦時における前記第2の光情報記録媒体の記録面をいう。
【0019】
請求項3に記載の光ピックアップ装置は、前記集光光学系は、前記第1光源又は前記第2光源からの光束の発散度を小さくするように変更するカップリング光学系と、少なくとも光軸方向に変移可能となっている対物レンズとを有し、前記光学素子は前記対物レンズであると、有限倍率で対物レンズを用いる場合に比べて、前記対物レンズの設計を容易に行うことができる。但し、前記対物レンズの一つの光学面に一つの光学領域を形成し、他の光学面に二つ以上の光学領域を形成しても良く、或いは前記対物レンズの一つの光学面に二つの光学領域を形成し、他の光学面に一つ以上の光学領域を形成しても良い。
【0023】
請求項4に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、透明基板の厚さがt1である第1の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ1の第1光源と、透明基板の厚さがt2(t1<t2)である第2の光情報記録媒体に対して光束を照射することで情報の記録又は再生を行うようになっている波長λ2(λ1<λ2)である第2光源と、前記第1及び前記第2光源から出射された光束を、前記第1及び前記第2光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズを備えた集光光学系と、を有する光ピックアップ装置において、前記対物レンズの光学面に、光軸に交差する方向に光軸からの距離を異ならせて3つ以上の光学領域が形成されており、又、前記対物レンズの光軸に近い側の内側光学領域、光軸から遠い側の外側光学領域及び前記内側光学領域と前記外側光学領域の間の中間光学領域に、回折輪帯を有する回折部が形成されており、前記第1光源からの光束を用いて前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記内側光学領域を通過する第1光束と、前記外側光学領域を通過する第3光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記中間光学領域の前記回折部を通過することで、前記中間光学領域を通る第2光束の透過率を前記第1光束の透過率及び前記第3光束の透過率より低くし、かつ少なくとも前記第1光束が、前記内側光学領域の前記回折部を通過することで、前記第1の光情報記録媒体及び前記第2の光情報記録媒体の双方に対して収差補正を行うことができることを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項1に記載の発明の作用効果と同様である。
【0024】
請求項5に記載の光ピックアップ装置用の対物レンズは、前記第2光源からの光束を用いて前記第2の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記第1光束と前記第2光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記第3光束の透過率が、前記第1光束の透過率及び前記第2光束の透過率より低いことを特徴とする。本発明の作用効果は、請求項2に記載の発明の作用効果と同様である。
【0029】
本明細書中で用いる「回折部」とは、光学素子の表面に、レリーフを設けて、回折によって光束を集光あるいは発散させる作用を持たせた部分のことをいう。レリーフの形状としては、例えば、後述する図3(b)に示すように、対物レンズの表面に、光軸を中心とする略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状が知られているが、そのような形状を含むものであり、そのような形状を特に「回折輪帯」という。
【0030】
本明細書中において、対物レンズとは、狭義には光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有するレンズを指し、広義にはそのレンズと共に、アクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能なレンズ群を指すものとする。ここで、かかるレンズ群とは、少なくとも1枚以上(例えば2枚)のレンズを指すものである。従って、本明細書中において、対物レンズの光情報記録媒体側(像側)の開口数NAとは、対物レンズの最も光情報記録媒体側に位置するレンズ面を通過する光束の開口数NAを指すものである。また、本明細書中では必要開口数NAは、それぞれの光情報記録媒体の規格で規定されている開口数、あるいはそれぞれの光情報記録媒体に対して、使用する光源の波長に応じ、情報の記録または再生をするために必要なスポット径を得ることができる回折限界性能の対物レンズの開口数を示す。
【0031】
本明細書中において、第2の光情報記録媒体とは、例えば、CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM等の各種CD系の光ディスクをいい、第1の光情報記録媒体とは、DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW,DVD-Video等の各種DVD系の光ディスクを意味するものである。更に、本明細書中で透明基板の厚さtといった時は、t=0を含むものである。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。図2は、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略構成図である。図2において、光ピックアップ装置は、第1の光情報記録媒体(例えばDVD)に対して記録および/または再生を行うための第1光源11と、第2の光情報記録媒体(例えばCD)に対して記録および/または再生を行うための、第1光源11とは波長の異なる第2光源12とを備え、それぞれの光源から射出される発散光束の発散角を所望の発散角に変換するカップリングレンズ21,22と、上記光束をほぼ一つの方向に進むように合成する光合成手段であるビームスプリッタ62と、ビームスプリッタ62からの光束を光情報記録媒体の情報記録面5に集光する対物レンズ3と、光情報記録媒体からの反射光を受光する光検出器41、42とを備えている。図中、8は絞り、9はシリンドリカルレンズ、71,72は1/4波長板、15は光源11からの発散光束の発散度を小さくするためのカップリングレンズ、16は凹レンズ、17は反射光束を分離するためのホログラム、61は情報記録面からの反射光を光り検出器41に向けるためのビームスプリッタである。尚、本実施の形態における集光光学系は、DVD使用時には、カップリングレンズ15,21、ビームスプリッタ61,62,1/4波長板71及び対物レンズ3により構成し、CD使用時には、カップリングレンズ22ビームスプリッタ62,1/4波長板72及び対物レンズ3により構成する。対物レンズ3は、不図示のアクチュエータにより光軸方向に変移自在となっている。
【0033】
図3は、対物レンズに設けた回折部の例を模式的に示した図である。ここで、集光光学系から出射される光束の最良像点における波面収差が0.001λrms以下、すなわち幾何光学的に無収差であると見なせる場合に、集光光学系の最大開口数NA1が0.6のとき、この光束を、光軸近傍の第1光束(0≦NA<NAL)と、前記第1光束の外側の第2光束(NAL≦NA≦NAH)と、前記第2光束の外側の第3光束(NAH<NA≦0.6)に分割する。例えば図3(b)に示す対物レンズで、第1光束は内側光学領域を通過し、第2光束は中間光学領域を通過し、第3光束は外側光学領域を通過する。
【0034】
各光束に対して一様な透過率を与えたときのビーム径とサイドローブ比を計算した結果を表1、表2に示す。表1には、NAL=0.34、NAH=0.47の場合を示し、表2には、NAL=0.39、NAH=0.47の場合を示している。ビーム径は強度がピーク強度の13.5%となる径で定義し、サイドローブ比は一次のサイドローブのピーク強度と、メインローブのピーク強度の比をとったものである。尚、表中の透過率はシュミレーション計算結果によるものであり、実際には、素材自体の透過率、金型切削工具の形状、抜き勾配などに起因して、透過率は若干低下する傾向がある。
【表1】
【表2】
【0035】
表1、表2を考察するに、DVD使用時における第2光束の透過率を小さくすることで、サイドローブ比が小さくなることがわかった。表2の場合は、サイドローブは小さくなるが、表1と比較してスポット径が大きくなることが傾向にある。表2の例(D)のケースの場合、ビーム径が1.7%増加しており、開口数が見かけ上0.59となるが、DVDの開口数の公差として、0.6±0.01が一般的なのでこの範囲ならば間題ないと考えられる。また、通常半導体レーザからの発散角が大きい程、光強度が小さくなるので、アポダイゼーション効果があらわれビーム径が大きくなり、サイドローブが小さくなるが、そのような場合でもサイドローブをさらに減少させる効果がある。以下、第2光束の透過率を低減させる手法について説明する。
【0036】
(1)対物レンズ3の内側光学領域、中間光学領域、外側光学領域とも回折部を設ける(図3(b)参照)。
内側光学領域、外側光学領域の回折部は、DVD使用時の波長λ1に対しては、一次回折光が最大となるようにブレーズ化(回折部の形状・ピッチを最適設計すること)されており、内側光学領域と外側光学領域のブレーズ化に用いた波長(以下、ブレーズ化波長という)をそれぞれλB1、λB3としたときに、内側光学領域はDVDとCDの共用領域であるので、λ1≦λB1≦λ2とする。一方、外側光学領域は主にDVDに使用する領域なので、λ1≦λB3≦(λ1×λ2)l/2とする。中間光学領域は、主にCDに使用する領域なので、波長λ2に対しては一次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλB2としたときに、λB2≧λ2とする。
具体的には、λ1=650nm、λ2=780nmとしたときに、各ブレーズ化波長を以下のように設定する。
λB1=710nm
λB2=920nm
λB3=650nm
このとき、透過率は表3で示すものとなる。尚、光学系の吸収、散乱、反射等の影響を無視して考える(以下、同様)。
【表3】
【0037】
ここで、回折次数mにおいて、ブレーズ化波長をλBとすると、波長λB’における回折効率ηは次式で表せる。
η=sinc2(α−m) (3)
但し、sinc(x)=(sin(πx)/πx)、α=λB/λB’
【0038】
(2)対物レンズ3の内側光学領域、中間光学領域、外側光学領域とも回折部を設ける(図3(b)参照)。
内側光学領域、外側光学領域の回折部は、DVD使用時の波長λ1に対しては、一次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、内側光学領域と外側光学領域のブレーズ化波長をそれぞれλB1、λB3としたときに、内側光学領域はDVDとCDの共用領域であるので、λ1≦λB1≦λ2とする。一方、外側光学領域は、主にDVDに使用する領域なので、λ1≦λB3≦(λ1×λ2)l/2とする。中間光学領域は、主にCDに使用する領域なので、波長λ2に対しては2次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλB2としたときに、0.8λ1<λB2<1.2λ2とする。
具体的には、λ1=650nm、λ2=780nmとしたときに、各ブレーズ化波長を以下のように設定する。
λB1=710nm
λB2=780nm
λB3=650nm
このとき、透過率は表4で示すものとなる。
【表4】
【0039】
(3)対物レンズ3の内側光学領域、中間光学領域、外側光学領域とも回折部を設ける(図3(b)参照)。
内側光学領域の回折部は、DVD使用時の波長λ1に対しては、一次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、内側光学領域と外側光学領域のブレーズ化波長をそれぞれλB1としたときに、内側光学領域はDVDとCDの共用領域であるので、λ1≦λB1≦λ2とする。中間光学領域は、主にCDに使用する領域なので、波長λ2に対しては2次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλB2としたときに、0.8λ1<λB2<1.2λ2とする。更に、外側光学領域は、主にDVDに使用する領域なので、DVD使用時の波長λ1に対しては、2次回折光が最大となるようにブレーズ化化されており、そのブレーズ化化波長をそれぞれλB3としたときに、0.8λ1<λB3<1.2λ1とする。
具体的には、λ1=650nm、λ2=780nmとしたときに、各ブレーズ化波長を以下のように設定する。
λB1=710nm
λB2=780nm
λB3=650nm
このとき、透過率は表5で示すものとなる。尚、表5においてCD使用時における外側光学領域の透過率が低くなっているが、この領域を通過する光束は、CD使用時にはフレア光となるので、問題はない。
【表5】
【0040】
(4)対物レンズ3において、第1光束のみが通過する内側光学領域に屈折面を形成し、第2光束のみが通過する中間光学領域に回折部を形成し、第3光束のみが通過する外側光学領域に屈折面を形成する(図3(d)参照)。
中間光学領域は、主にCDに使用する領域なので、その回折部は、CD使用時の波長λ2に対しては2次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλB2としたときに、0.8λ2<λB2<1.2λ2とする。
具体的には、λ1=650nm、λ2=780nmとしたときに、λB2=780nmとする。
このとき、透過率は表6で示すものとなる。
【表6】
【0041】
(5)対物レンズ3において、第1光束のみが通過する内側光学領域に屈折面を形成し、第2光束のみが通過する中間光学領域に回折部を形成し、第3光束のみが通過する外側光学領域に回折部を形成する(図3(e)参照)。
中間光学領域は、主にCDに使用する領域なので、その回折部は、CD使用時の波長λ2に対しては2次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλB2としたときに、0.8λ2<λB2<1.2λ2とする。外側光学領域は、主にDVDに使用する領域なので、その回折部は、CD使用時の波長λ1に対しては2次回折光が最大となるようにブレーズ化化されており、そのブレーズ化波長をそれぞれλB3としたときに、0.81<λB3<1.2λ1とする。
具体的には、λ1=650nm、λ2=780nmとしたときに、λB2=780nm、λB3=650nmとする。
このとき、透過率は表7で示すものとなる。
【表7】
【0042】
(6)対物レンズ3の内側光学領域、中間光学領域、外側光学領域とも回折部を設ける(図3(b)参照)。
各領域の回折部とも、DVD使用時の波長λ1に対しては一次回折光が最大となるようにブレーズ化されており、金型作成のしやすさから一定のブレーズ化波長とすると好ましい。ここでは、各領域のブレーズ化波長をそれぞれλB1、λB2、λB3としたときに、λ1≦λB1=λB2=λB3≦λ2とする。
具体的には、λ1=650nm、λ2=780nmとしたときに、各ブレーズ化波長を以下のように設定する。
λB1=710nm
λB2=710nm
λB3=710nm
このとき回折部での透過率は、表8で表されるとおり、各領域で等しいものとなる。
【表8】
【0043】
そこで、ここでは図3(b)に示すように、中間光学領域を通る第2光束を、さらに透過率が波長に依存するダイクロコートDCを施した光学面S2を通過させる。このダイクロコートDCの特性として、波長λ1、λ2の光束の透過率をT(λ1)、T(λ2)としたときに、T(λ1)<T(λ2)とし、T(λ2)を100%に近づける構成とすることが好ましい。プラスチック対物レンズの光学面にダイクロコートを施す場合、T(λ1)=0とするのは難しいが、比較的少ない層数でT(λ1)=50%前後とすることは可能である。ここでは、T(λ1)=50%、T(λ2)=100%のダイクロコートDCを用いたとして、各領域の透過率は、表9に示すようなものとなる。
【表9】
【0044】
以上のシュミレーションにおいては、対物レンズに入射する光束を一定の光量としているが、実際の半導体レーザーの出射光は、周辺光量が少ないことから、第1光束より第2光束の方が光量が少なく、第2光束より第3光束の方が光量が少ないことが多いが、同様な考え方により第2光束の光量を低下させることは可能である。又、本実施の形態では、光量低下を50%を目標としているが、ブレーズ化波長や、最も効率の高い次数を変更することで、幅広い制御が可能となる。加えて、本実施の形態では、対物レンズに回折部を設けることで第2光束の光量低下を達成しているが、対物レンズとは別個の平行平板に、回折部やダイクロコート、或いは吸収膜を設けたり、液晶光学素子を用いることでも、同様に第2光束の光量低下を達成できる
【0045】
次に、透過率分布の測定法について説明する。図4に測定装置の一例の概要を示す。この例で、被検レンズとしては、平行光入射に最適化された対物レンズの場合である。半導体レーザ101からの光束を、コリメ一タ102で平行光束とし、絞り103を介して被検レンズ104に入射させる。被検レンズ104を通過した光束は、光ディスクの透明基板に相当するカバーガラス105を介して、集光され、集光光束は、再び顕微鏡対物レンズ106によって、後述する被検レンズ104の位置調整を経て平行光となり、ビームスプリッタ107を通過し、ビームエキスパンダ108で光束径が拡大され、第1CCD撮像装置109に入射する。第1CCD撮像装置109からの出力は、第1モニター110に表示されるとともに、画像処理装置111へと転送される。第1モニター110には、例えば対物レンズを被検レンズ104とした場合、ほば同心円上の3領域にわかれ、中間の領域が暗くなっているのが観察される。また、画像処理装置111により、円の中心の光量を100%とした光量分布が算出される。
【0046】
被検レンズ104の位置調整は、ビームスプリッタ107で反射された光束を利用して行われる。ビームスプリッタ107で反射された光束は、集光レンズ112で第2CCD撮像装置113の撮像面上に入射される。第2CCD撮像装置113からの出力は、第2モニター114に表示される。被検レンズ104と顕微鏡対物レンズ106を光路からはずした状態で、第2モニター114を見ながら、第2モニター114のほぼ中心に集光スポットが観察されるように集光レンズ112を調整する。次に、被検レンズ104と顕微鏡対物レンズ106をセットし、前記集光スポットが観察された位置に、集光スポットが来るようにすれば、被検レンズ104の位置を調整することができる。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、異なる光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う場合に、いずれの光情報記録媒体に対しても情報の再生を的確に行える光ピックアップ装置及びその対物レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】情報記録面上のスポットプロファイルの例を示す図である。
【図2】本実施の形態の光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図3】対物レンズの断面図である。
【図4】透過率測定装置の概略構成図である。
【符号の説明】
3 対物レンズ
8 絞り
9 シリンドリカルレンズ
11 第1光源
12 第2光源
15 カップリングレンズ
16 凹レンズ
17 ホログラム
21、22 カップリングレンズ
41,42 光検出器
61,62 ビームスプリッタ
71,72 1/4波長板[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an optical pickup device for recording and / or reproducing information on different optical information recording media, and an objective lens for the optical pickup device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the thickness of the transparent substrate on the recording surface and the laser beam for recording / reproduction, such as a CD-R that can be recorded / reproduced and a DVD with a high recording density, which is about the same size as a CD that is a conventional optical information recording medium With the development of a plurality of optical information recording media having different wavelengths, it is required to record or reproduce information on these optical information recording media using the same optical pickup device. For this reason, various types of optical pickup devices have been proposed that converge a laser beam with a necessary numerical aperture on a recording surface using the same objective lens while having a plurality of laser light sources according to the wavelength used.
[0003]
In such an optical pickup device, an objective lens as described in JP-A-11-96585 is widely used. In this objective lens, one optical surface of the objective lens is divided into a first divided surface near the optical axis and a third divided surface located with the second divided surface between the first divided surface. When the DVD is recorded or reproduced, the light beam that has passed through the first divided surface and the third divided surface is mainly used, and when the CD is recorded or reproduced, the first divided surface is mainly used. And the light beam that has passed through the second split surface is used.
[0004]
Here, in such an optical pickup device, if the second dividing surface is made small, the wavefront aberration during recording or reproduction with respect to a CD type optical disk (CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM, etc.) becomes large. On the other hand, if the second dividing surface is increased, the light utilization efficiency of the DVD deteriorates, and it becomes difficult to record on a DVD-type recordable optical disc (DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD + RW, etc.). In addition, it is necessary to increase the power of the laser light source even during reproduction.
[0005]
Various optical systems for optical pickup devices using diffraction elements have also been proposed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-54973 discloses an optical system using a hologram optical element that uses transmitted light (0th order diffracted light) for a light beam with a wavelength of 635 nm, and uses a −1st order diffracted light for a light beam with a wavelength of 785 nm, and An optical system using a hologram optical element that uses + 1st order diffracted light for a light beam and transmitted light (0th order diffracted light) for a light beam having a wavelength of 785 nm is disclosed.
[0006]
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 10-283668 discloses an optical system including a hologram type ring lens that transmits 100% of a light beam having a wavelength of 650 nm and first-order diffracts a light beam having a wavelength of 780 nm. Japanese Patent Application No. 2000-013071 filed by the present applicant proposes an optical pickup device using a diffraction element that uses the same diffraction order for two light sources having different wavelengths.
[0007]
The optical pickup device described in the above-mentioned application specification uses the + 1st order diffracted light from the diffraction pattern of the objective lens for the light flux from the first light source to record and / or record information on the DVD. Alternatively, information is recorded and / or reproduced with respect to the CD by performing reproduction and using the + 1st order diffracted light from the diffraction pattern of the objective lens for the light beam from the second light source.
[0008]
In a more specific embodiment, the wavelength λ1 of the first light source is about 650 nm, and the wavelength λ2 of the second light source is about 780 nm. The diffraction pattern provided on at least one surface of the objective lens is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and is farthest from the optical axis of the diffraction pattern of the objective lens in the light flux from the first light source. The + 1st order diffracted light from the circumference is converted into a light beam with a numerical aperture of NAH1 on the optical information recording medium side, and from the circumference on the most optical axis side of the diffraction pattern of the objective lens in the light beam from the first light source. + 1st order diffracted light is converted into a light flux with a numerical aperture on the optical information recording medium side of NAL1,
NAH1 <0.6 (1)
0 ≤ NAL1 ≤ 0.45 (2)
The above conditions are satisfied.
[0009]
At this time, light fluxes having a numerical aperture NAH1 to a numerical aperture 0.6 pass only through the refractive surface of the objective lens or through the second diffractive surface. Any optical system using the above-described diffractive element can minimize the spherical aberration and maximize the transmittance over the entire luminous flux during DVD recording or reproduction while maintaining the desired optical characteristics of the CD. This is an attempt to improve the performance of DVD.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the lenses of Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-96585 and Japanese Patent Application No. 2000-013071 were prototyped and the light utilization efficiency and reproduction performance of DVD and CD were compared. As a result, the latter was related to DVD and CD signal levels and CD reproduction performance. Although it is excellent, it has been found that the reproduction performance of the DVD generally deteriorates.
[0011]
The present invention has been made in view of such problems, and when information is recorded or reproduced on different optical information recording media, the information is accurately reproduced on any optical information recording medium. An object of the present invention is to provide an optical pickup device that can be used and an objective lens thereof.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The optical pickup device according to claim 1, wherein the thickness of the transparent substrate is t. 1 The wavelength λ is adapted to record or reproduce information by irradiating the first optical information recording medium with a light beam. 1 The thickness of the first light source and the transparent substrate is t 2 (T 1 <T 2 ) Is a wavelength λ for recording or reproducing information by irradiating the second optical information recording medium with a light beam. 2 (Λ 1 <Λ 2 ) And the condensing optics for condensing the light beams emitted from the first and second light sources onto the information recording surface via the transparent substrates of the first and second optical information recording media. The optical surface of the optical element constituting the condensing optical system is made to have a different distance from the optical axis in a direction intersecting the optical axis. 3 One more than The optical region is formed, Further, in the inner optical region near the optical axis of the optical element constituting the condensing optical system, the outer optical region far from the optical axis, and the intermediate optical region between the inner optical region and the outer optical region, A diffraction part having a diffraction ring zone is formed, When recording or reproducing information on the first optical information recording medium using a light beam from the first light source, Said A first light beam passing through the inner optical region; Said In the image plane where the wavefront aberration of the wavefront formed by the third light flux passing through the outer optical region is minimized, By passing through the diffraction part of the intermediate optical region , Said Transmittance of the second light flux through the intermediate optical region The Lower than the transmittance of the first light flux and the transmittance of the third light flux Comb and at least the first light flux passes through the diffractive portion of the inner optical region, whereby aberration correction is performed on both the first optical information recording medium and the second optical information recording medium. be able to It is characterized by that. Here, the image plane in which the wavefront aberration of the wavefront formed by the first light flux and the third light flux is minimized is, for example, recording on the first optical information recording medium when the focusing optical system is in focus. Say the face. The present invention will be described below. The three or more optical regions formed with different distances from the optical axis in the direction intersecting the optical axis may all be formed on one optical surface in the same optical element. May be formed on different optical surfaces, or may be formed over a plurality of optical surfaces of different optical elements. That is, it is sufficient if three or more optical regions are formed in the entire condensing optical system.
[0013]
First, a DVD will be described as an example of the first optical information recording medium, and a CD will be described as an example of the second optical information recording medium. It has been found that the improvement of the reproduction performance of the DVD can be achieved by reducing the spot diameter of the imaging spot on the information surface of the DVD and reducing the side lobe.
[0014]
FIG. 1A is a diagram showing an example of a spot profile on the information recording surface when recording or reproducing information on a CD, and FIG. 1B is a spot on the information recording surface when recording or reproducing information on a DVD. It is a figure which shows the example of a profile. In each figure, the vertical axis indicates the amount of light, and the horizontal axis indicates the position from the center.
[0015]
As is clear from FIG. 1A, the CD spot profile has a large main lobe Mc because of the need to increase the spot diameter, and side lobes to form flare light outside the numerical aperture of the CD. Sc is also clear.
[0016]
On the other hand, as shown in FIG. 1B, in the spot profile of DVD, the main lobe Mv is narrowed because the spot diameter needs to be reduced. However, if a method of increasing the numerical aperture is employed to reduce the spot diameter, coma aberration generated when the recording surface of the DVD is tilted increases, thereby increasing the side lobe Sv. It is known that when the side lobe Sv is increased, jitter is increased in the optical pickup device and the reproduction performance of the DVD is deteriorated.
[0017]
On the other hand, as a result of earnest research, the present inventors have performed recording or reproduction of information on the first optical information recording medium (here, DVD) using the light beam from the first light source. In the image plane in which the wavefront aberration of the wavefront formed by the first light beam passing through the inner optical region near the optical axis and the third light beam passing through the outer optical region far from the optical axis is minimized, The side lobe Sv is suppressed by making the transmittance of the second light beam passing through the intermediate optical region between the inner optical region and the outer optical region lower than the transmittance of the first light beam and the transmittance of the third light beam. I discovered what I could do. The technique for reducing the transmittance of the second light flux will be specifically described later by taking an example as an example.
[0018]
When the optical pickup apparatus according to
[0019]
The optical pickup device according to
[0023]
The objective lens for an optical pickup device according to claim 4, wherein the thickness of the transparent substrate is t. 1 The wavelength λ is adapted to record or reproduce information by irradiating the first optical information recording medium with a light beam. 1 The thickness of the first light source and the transparent substrate is t 2 (T 1 <T 2 ) Is a wavelength λ for recording or reproducing information by irradiating the second optical information recording medium with a light beam. 2 (Λ 1 <Λ 2 And an objective lens for condensing the light beams emitted from the first and second light sources onto the information recording surface via the transparent substrates of the first and second optical information recording media. And an optical pickup device having a condensing optical system, wherein the distance from the optical axis is varied in the direction intersecting the optical axis on the optical surface of the objective lens. 3 One more than The optical region is formed, Further, a diffractive portion having a diffraction ring zone in an inner optical region near the optical axis of the objective lens, an outer optical region far from the optical axis, and an intermediate optical region between the inner optical region and the outer optical region. Is formed When recording or reproducing information with respect to the first optical information recording medium using a light beam from the first light source, Said A first light beam passing through the inner optical region; Said In the image plane where the wavefront aberration of the wavefront formed by the third light flux passing through the outer optical region is minimized, By passing through the diffraction part of the intermediate optical region , Said Transmittance of the second light flux through the intermediate optical region The Lower than the transmittance of the first light flux and the transmittance of the third light flux Comb and at least the first light flux passes through the diffractive portion of the inner optical region, whereby aberration correction is performed on both the first optical information recording medium and the second optical information recording medium. be able to It is characterized by that. The operational effects of the present invention are the same as the operational effects of the invention described in claim 1.
[0024]
Claim 5 The objective lens for an optical pickup device according to the item 1, wherein the first light beam and the first light beam are recorded when information is recorded on or reproduced from the second optical information recording medium using the light beam from the second light source. The transmittance of the third light flux is lower than the transmittance of the first light flux and the transmittance of the second light flux on the image plane where the wavefront aberration of the wavefront formed by the two light fluxes is minimized. The operational effects of the present invention are the same as the operational effects of the invention described in
[0029]
The “diffractive part” used in the present specification refers to a part provided with a relief on the surface of an optical element so as to condense or diverge a light beam by diffraction. As the shape of the relief, for example, as shown in FIG. 3B to be described later, the surface of the objective lens is formed as a substantially concentric annular zone centering on the optical axis, and the cross section is a plane including the optical axis. Each ring zone is known to have a sawtooth-like shape, but includes such a shape, and such a shape is particularly referred to as a “diffraction ring zone”.
[0030]
In this specification, the objective lens is, in a narrow sense, a light collecting action that is arranged to face the optical information recording medium at the position closest to the optical information recording medium when the optical information recording medium is loaded in the optical pickup device. In a broad sense, it refers to a lens group that can be operated at least in the optical axis direction by an actuator together with the lens. Here, the lens group refers to at least one lens (for example, two lenses). Therefore, in this specification, the numerical aperture NA on the optical information recording medium side (image side) of the objective lens means the numerical aperture NA of the light beam passing through the lens surface located closest to the optical information recording medium of the objective lens. It is what you point to. Further, in this specification, the required numerical aperture NA is the numerical aperture specified by the standard of each optical information recording medium, or the information of the information depending on the wavelength of the light source used for each optical information recording medium. The numerical aperture of an objective lens having a diffraction limited performance capable of obtaining a spot diameter necessary for recording or reproduction is shown.
[0031]
In the present specification, the second optical information recording medium refers to various optical discs such as CD-R, CD-RW, CD-Video, CD-ROM, etc., and the first optical information recording medium. The term “DVD-ROM”, “DVD-RAM”, “DVD-R”, “DVD-RW”, and “DVD-Video” refers to various types of DVD optical disks. Further, in this specification, the thickness t of the transparent substrate includes t = 0.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the optical pickup device according to the present embodiment. In FIG. 2, the optical pickup device includes a
[0033]
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a diffraction portion provided in the objective lens. Here, when the wavefront aberration at the best image point of the light beam emitted from the condensing optical system is 0.001 λrms or less, that is, when it can be considered that there is no geometrical aberration, the maximum numerical aperture NA1 of the condensing optical system is 0. .6, the luminous flux is divided into a first luminous flux in the vicinity of the optical axis (0 ≦ NA <NAL), a second luminous flux outside the first luminous flux (NAL ≦ NA ≦ NAH), and an outer side of the second luminous flux. To the third light flux (NAH <NA ≦ 0.6). For example, in the objective lens shown in FIG. 3B, the first light beam passes through the inner optical region, the second light beam passes through the intermediate optical region, and the third light beam passes through the outer optical region.
[0034]
Tables 1 and 2 show the calculation results of the beam diameter and the side lobe ratio when uniform transmittance is given to each light beam. Table 1 shows the case of NAL = 0.34 and NAH = 0.47, and Table 2 shows the case of NAL = 0.39 and NAH = 0.47. The beam diameter is defined as the diameter at which the intensity is 13.5% of the peak intensity, and the side lobe ratio is the ratio of the peak intensity of the primary side lobe to the peak intensity of the main lobe. The transmittance in the table is based on the simulation calculation result. Actually, the transmittance tends to slightly decrease due to the transmittance of the material itself, the shape of the die cutting tool, the draft angle, and the like. .
[Table 1]
[Table 2]
[0035]
Considering Tables 1 and 2, it was found that the sidelobe ratio is reduced by reducing the transmittance of the second light flux when using the DVD. In the case of Table 2, the side lobe is small, but the spot diameter tends to be large as compared with Table 1. In the case of the example (D) in Table 2, the beam diameter is increased by 1.7% and the numerical aperture is apparently 0.59. However, the tolerance of the numerical aperture of DVD is 0.6 ± 0. Since 01 is general, there is no problem in this range. In general, the larger the divergence angle from a semiconductor laser is, the smaller the light intensity becomes. Therefore, the apodization effect appears, the beam diameter increases, and the side lobe becomes smaller. is there. Hereinafter, a method for reducing the transmittance of the second light beam will be described.
[0036]
(1) A diffraction part is provided in each of the inner optical region, intermediate optical region, and outer optical region of the objective lens 3 (see FIG. 3B).
The diffractive parts in the inner and outer optical areas are blazed (optimally designed for the shape and pitch of the diffractive parts) to maximize the first-order diffracted light for the wavelength λ1 when using DVD. When the wavelengths used for blazing the inner optical region and the outer optical region (hereinafter referred to as blazed wavelengths) are λB1 and λB3, respectively, the inner optical region is a shared region for DVD and CD, so λ1 ≦ λB1 ≦ λ2. On the other hand, since the outer optical area is an area mainly used for DVD, λ1 ≦ λB3 ≦ (λ1 × λ2) l / 2 And Since the intermediate optical region is a region mainly used for CD, it is blazed so as to maximize the first-order diffracted light with respect to the wavelength λ2, and when the blazed wavelength is λB2, λB2 ≧ λ2 And
Specifically, when λ1 = 650 nm and λ2 = 780 nm, each blazed wavelength is set as follows.
λB1 = 710nm
λB2 = 920 nm
λB3 = 650 nm
At this time, the transmittance is as shown in Table 3. Note that the effects of absorption, scattering, reflection, etc. of the optical system are ignored (hereinafter the same).
[Table 3]
[0037]
Here, when the blazed wavelength is λB at the diffraction order m, the diffraction efficiency η at the wavelength λB ′ can be expressed by the following equation.
η = sinc 2 (Α-m) (3)
Where sinc (x) = (sin (πx) / πx), α = λB / λB ′
[0038]
(2) A diffraction part is provided in each of the inner optical region, intermediate optical region, and outer optical region of the objective lens 3 (see FIG. 3B).
The diffractive portions of the inner optical region and the outer optical region are blazed so as to maximize the first-order diffracted light with respect to the wavelength λ1 when using the DVD, and the blazed wavelengths of the inner optical region and the outer optical region are changed. When λB1 and λB3, respectively, the inner optical area is a shared area for DVD and CD, so that λ1 ≦ λB1 ≦ λ2. On the other hand, since the outer optical area is an area mainly used for DVD, λ1 ≦ λB3 ≦ (λ1 × λ2) l / 2 And Since the intermediate optical region is a region mainly used for CD, it is blazed so as to maximize the second-order diffracted light with respect to the wavelength λ2, and when the blazed wavelength is λB2, 0.8λ1 <ΛB2 <1.2λ2.
Specifically, when λ1 = 650 nm and λ2 = 780 nm, each blazed wavelength is set as follows.
λB1 = 710nm
λB2 = 780 nm
λB3 = 650 nm
At this time, the transmittance is as shown in Table 4.
[Table 4]
[0039]
(3) A diffraction part is provided in each of the inner optical region, intermediate optical region, and outer optical region of the objective lens 3 (see FIG. 3B).
The diffractive portion of the inner optical region is blazed so as to maximize the first-order diffracted light with respect to the wavelength λ1 when using the DVD, and the blazed wavelengths of the inner optical region and the outer optical region are set to λB1, respectively. Sometimes, the inner optical area is a shared area for DVD and CD, so λ1 ≦ λB1 ≦ λ2. Since the intermediate optical region is a region mainly used for CD, it is blazed so as to maximize the second-order diffracted light with respect to the wavelength λ2, and when the blazed wavelength is λB2, 0.8λ1 <ΛB2 <1.2λ2. Further, since the outer optical area is an area mainly used for DVD, it is blazed so that the second-order diffracted light is maximized with respect to the wavelength λ1 when using the DVD, and the blazed wavelength is set respectively. When λB3, 0.8λ1 <λB3 <1.2λ1.
Specifically, when λ1 = 650 nm and λ2 = 780 nm, each blazed wavelength is set as follows.
λB1 = 710nm
λB2 = 780 nm
λB3 = 650 nm
At this time, the transmittance is as shown in Table 5. In Table 5, the transmittance of the outer optical region when using the CD is low. However, since the light beam passing through this region becomes flare light when using the CD, there is no problem.
[Table 5]
[0040]
(4) In the
Since the intermediate optical region is mainly used for a CD, the diffractive portion is blazed so that the second-order diffracted light is maximized with respect to the wavelength λ2 when the CD is used. When λB2, 0.8λ2 <λB2 <1.2λ2.
Specifically, when λ1 = 650 nm and λ2 = 780 nm, λB2 = 780 nm.
At this time, the transmittance is as shown in Table 6.
[Table 6]
[0041]
(5) In the
Since the intermediate optical region is mainly used for a CD, the diffractive portion is blazed so that the second-order diffracted light is maximized with respect to the wavelength λ2 when the CD is used. When λB2, 0.8λ2 <λB2 <1.2λ2. Since the outer optical region is a region mainly used for DVD, the diffractive portion is blazed so that the second-order diffracted light becomes maximum with respect to the wavelength λ1 when the CD is used. When λB3 is set, 0.81 <λB3 <1.2λ1.
Specifically, when λ1 = 650 nm and λ2 = 780 nm, λB2 = 780 nm and λB3 = 650 nm.
At this time, the transmittance is as shown in Table 7.
[Table 7]
[0042]
(6) Diffraction portions are provided in the inner optical region, intermediate optical region, and outer optical region of the objective lens 3 (see FIG. 3B).
The diffractive portions in each region are blazed so as to maximize the first-order diffracted light with respect to the wavelength λ1 when the DVD is used, and it is preferable to have a constant blazed wavelength for ease of mold production. Here, λ1 ≦ λB1 = λB2 = λB3 ≦ λ2, where blazed wavelengths in each region are λB1, λB2, and λB3, respectively.
Specifically, when λ1 = 650 nm and λ2 = 780 nm, each blazed wavelength is set as follows.
λB1 = 710nm
λB2 = 710nm
λB3 = 710 nm
At this time, as shown in Table 8, the transmittance in the diffraction part is equal in each region.
[Table 8]
[0043]
Therefore, here, as shown in FIG. 3B, the second light flux passing through the intermediate optical region is further passed through the optical surface S2 on which dichroic coating DC whose transmittance depends on the wavelength is applied. As a characteristic of the dichroic coat DC, T (λ1) <T (λ2) where T (λ1) <T (λ2), and T (λ2) is 100%, where T (λ1), T (λ2) It is preferable to make it the structure which approaches. When dichroic coating is applied to the optical surface of the plastic objective lens, it is difficult to set T (λ1) = 0, but it is possible to set T (λ1) = about 50% with a relatively small number of layers. Here, assuming that a dichroic coat DC of T (λ1) = 50% and T (λ2) = 100% is used, the transmittance of each region is as shown in Table 9.
[Table 9]
[0044]
In the above simulation, the light beam incident on the objective lens has a constant light amount. However, since the actual light emitted from the semiconductor laser has a small amount of peripheral light, the second light beam has less light than the first light beam. Although the amount of light of the third light beam is often smaller than that of the second light beam, it is possible to reduce the light amount of the second light beam by the same concept. In the present embodiment, the reduction in the amount of light is targeted to be 50%, but a wide range of control is possible by changing the blazed wavelength and the most efficient order. In addition, in the present embodiment, the light quantity of the second light flux is reduced by providing the objective lens with a diffractive part, but the diffractive part, dichroic coat, or absorption film is formed on a parallel plate separate from the objective lens. Or using a liquid crystal optical element can similarly achieve a reduction in the amount of light of the second light beam.
[0045]
Next, a method for measuring the transmittance distribution will be described. FIG. 4 shows an outline of an example of the measuring apparatus. In this example, the test lens is an objective lens optimized for parallel light incidence. The light beam from the
[0046]
The position of the
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided an optical pickup device and its objective lens capable of accurately reproducing information on any optical information recording medium when information is recorded or reproduced on different optical information recording media. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a spot profile on an information recording surface.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device according to the present embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an objective lens.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a transmittance measuring device.
[Explanation of symbols]
3 Objective lens
8 Aperture
9 Cylindrical lens
11 First light source
12 Second light source
15 coupling lens
16 Concave lens
17 Hologram
21, 22 Coupling lens
41, 42 photodetector
61, 62 Beam splitter
71,72 1/4 wave plate
Claims (5)
前記集光光学系を構成する光学素子の光学面に、光軸に交差する方向に光軸からの距離を異ならせて3つ以上の光学領域が形成されており、又、前記集光光学系を構成する光学素子の光軸に近い側の内側光学領域、光軸から遠い側の外側光学領域及び前記内側光学領域と前記外側光学領域の間の中間光学領域に、回折輪帯を有する回折部が形成されており、
前記第1光源からの光束を用いて前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記内側光学領域を通過する第1光束と、前記外側光学領域を通過する第3光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記中間光学領域の前記回折部を通過することで、前記中間光学領域を通る第2光束の透過率を前記第1光束の透過率及び前記第3光束の透過率より低くし、かつ少なくとも前記第1光束が、前記内側光学領域の前記回折部を通過することで、前記第1の光情報記録媒体及び前記第2の光情報記録媒体の双方に対して収差補正を行うことができることを特徴とする光ピックアップ装置。A first light source having a wavelength λ 1 for recording or reproducing information by irradiating a light beam onto a first optical information recording medium having a thickness t 1 of the transparent substrate; Wavelength λ 2 (λ 1 <λ) where information is recorded or reproduced by irradiating a second optical information recording medium having a thickness of t 2 (t 1 <t 2 ) with a light beam. 2 ) and a light condensing light beam emitted from the first and second light sources on the information recording surface through the transparent substrates of the first and second optical information recording media. In an optical pickup device having an optical system,
Three or more optical regions are formed on the optical surface of the optical element constituting the condensing optical system at different distances from the optical axis in a direction intersecting the optical axis, and the condensing optical system A diffractive portion having a diffraction ring zone in an inner optical region on the side close to the optical axis of the optical element constituting the optical element, an outer optical region on the side far from the optical axis, and an intermediate optical region between the inner optical region and the outer optical region Is formed,
When recording or reproducing information for the first optical information recording medium with a light beam from the first light source, the first light flux passing through the inner optical zone, passes through the outer optical zone in the image plane wavefront aberration of the wavefront and the third light flux forms is minimized, the intermediate by passing through the diffraction portion of the optical region, the first light flux transmittance of the second light flux passing through the intermediate optical zone the transmission and the third lower comb than the transmittance of the light beam, and at least the first light flux, the by passing through the diffraction portion of the inner optical zone, wherein the first optical information recording medium and the second An optical pickup device capable of correcting aberrations for both optical information recording media .
前記対物レンズの光学面に、光軸に交差する方向に光軸からの距離を異ならせて3つ以上の光学領域が形成されており、又、前記対物レンズの光軸に近い側の内側光学領域、光軸から遠い側の外側光学領域及び前記内側光学領域と前記外側光学領域の間の中間光学領域に、回折輪帯を有する回折部が形成されており、
前記第1光源からの光束を用いて前記第1の光情報記録媒体に対して情報の記録又は再生を行う際に、前記内側光学領域を通過する第1光束と、前記外側光学領域を通過する第3光束とが形成する波面の波面収差が最小となる像面において、前記中間光学領域の前記回折部を通過することで、前記中間光学領域を通る第2光束の透過率を前記第1光束の透過率及び前記第3光束の透過率より低くし、かつ少なくとも前記第1光束が、前記内側光学領域の前記回折部を通過することで、前記第1の光情報記録媒体及び前記第2の光情報記録媒体の双方に対して収差補正を行うことができることを特徴とする光ピックアップ装置用の対物レンズ。A first light source having a wavelength λ1 for recording or reproducing information by irradiating a light beam onto a first optical information recording medium having a thickness t1 of the transparent substrate, and a thickness of the transparent substrate A second light source having a wavelength λ2 (λ1 <λ2) for recording or reproducing information by irradiating the second optical information recording medium with t2 (t1 <t2) with a light beam; A condensing optical system comprising an objective lens for condensing the light beams emitted from the first and second light sources onto the information recording surface via the transparent substrates of the first and second optical information recording media; In an objective lens for an optical pickup device having
Three or more optical regions are formed on the optical surface of the objective lens at different distances from the optical axis in the direction intersecting the optical axis, and the inner optical side closer to the optical axis of the objective lens is formed. A diffractive portion having a diffraction ring zone is formed in the region, the outer optical region far from the optical axis, and the intermediate optical region between the inner optical region and the outer optical region ;
When recording or reproducing information for the first optical information recording medium with a light beam from the first light source, the first light flux passing through the inner optical zone, passes through the outer optical zone in the image plane wavefront aberration of the wavefront and the third light flux forms is minimized, the intermediate by passing through the diffraction portion of the optical region, the first light flux transmittance of the second light flux passing through the intermediate optical zone the transmission and the third lower comb than the transmittance of the light beam, and at least the first light flux, the by passing through the diffraction portion of the inner optical zone, wherein the first optical information recording medium and the second An objective lens for an optical pickup device , wherein aberration correction can be performed on both optical information recording media .
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