WO2006046465A1 - 対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスクドライブ装置 - Google Patents

対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスクドライブ装置 Download PDF

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optical
light
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Tohru Kimura
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Konica Minolta Opto Inc
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    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Definitions

  • the present invention relates to an objective lens used in an optical pickup apparatus capable of recording and Z or reproducing information in a compatible manner with different types of optical information recording media, and an optical pickup apparatus and optical disc drive apparatus using the objective lens.
  • an optical pickup apparatus and optical disc drive apparatus using the objective lens.
  • laser light sources used as light sources for reproducing information recorded on optical discs and recording information on optical discs have become shorter, for example Laser light sources with wavelengths of 400 to 420 nm are being put into practical use, such as blue-violet semiconductor lasers and blue SHG lasers that convert the wavelength of infrared semiconductor lasers using the second harmonic.
  • blue-violet laser light sources When these blue-violet laser light sources are used, it is possible to record 15 to 20 GB of information on an optical disk with a diameter of 12 cm when using an objective lens with the same numerical aperture (NA) as DVD (digital versatile disk). If the NA of the objective lens is increased to 0.85, 23 to 25 GB of information can be recorded on an optical disk with a diameter of 12 cm.
  • NA numerical aperture
  • an optical disk and a magneto-optical disk using a blue-violet laser light source are collectively referred to as a “high density optical disk”.
  • the optical pickup device installed in the optical disc player Z recorder for high-density optical discs can provide appropriate information while maintaining compatibility with both high-density optical discs, DVDs, and even CDs. It is desirable to have the performance of recording Z playback.
  • optical systems for high-density optical discs and DVDs can be used.
  • a method of selectively switching information with the optical system for CDs according to the recording density of the optical disk to be played back can be considered, but since multiple optical systems are required, it is disadvantageous for miniaturization and cost. Will increase.
  • an optical system for high-density optical discs and an optical system for DVDs and CDs are also used in compatible optical pickup devices. It is preferable to reduce the number of optical components constituting the optical pickup device as much as possible. It is most advantageous for simplification of the configuration of the optical pickup device and cost reduction to make the objective lens arranged opposite to the optical disk in common and to make this objective lens a single lens configuration. In order to obtain a common objective lens for a plurality of types of optical disks having different recording Z reproduction wavelengths, it is necessary to form a phase structure having the wavelength dependence of spherical aberration in the objective lens.
  • Patent Document 1 discloses an objective lens having a single-lens configuration capable of recording, recording, or reproducing information in a manner compatible with a high-density optical disc, a DVD, and a CD.
  • Patent Document 1 JP 2004-79146 A
  • blue and D are obtained by using even-order diffracted light with respect to a light beam (hereinafter referred to as blue) emitted from a blue-violet laser light source for a high-density optical disk.
  • Infrared laser light source power for VD Emission light flux (hereinafter referred to as red) and CD infrared laser light source (hereinafter referred to as infrared) have improved diffraction efficiency, but blue Therefore, the diffraction angle determined by the diffraction order X wavelength is approximately the same for blue and infrared, and the diffraction action is compatible with high-density optical discs and CDs. Difficult to achieve.
  • the objective lens of the prior art is compatible with high-density optical discs and CDs by making the infrared light enter the divergent light.
  • this compatibility method is There is a problem that the amount of coma generated when the objective lens is tracking driven is large and is not practical.
  • the present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and has three types of discs with different recording densities, including a high-density optical disc having a diffractive structure and using a blue-violet laser light source, a DVD, and a CD.
  • a group of objective lenses that can appropriately perform recording and Z or reproduction of information, especially the amount of coma generated when the objective lens is tracking driven when using a CD is sufficiently small!
  • An object of the present invention is to provide an optical pickup device and an optical disk drive device using the same.
  • optical disks both optical information recording media that use a blue-violet semiconductor laser or a blue-violet SHG laser as a light source for information recording Z reproduction are collectively referred to as "high-density optical disks".
  • the NAO. 85 objective optical system records and reproduces information.
  • an optical disc having such a protective substrate on its information recording surface an optical disc having a protective film with a thickness of several to several tens of nm on the information recording surface, a protective substrate or a protective film.
  • high-density optical disks include magneto-optical disks that use blue-violet semiconductor lasers or blue-violet SHG lasers as light sources for recording and reproducing information.
  • DVD means DVD series such as DVD-ROM, DVD-Video, DVD-Audio, DVD—RAM ⁇ DVD-R, DVD—RW ⁇ DVD + R ⁇ DVD + RW, etc.
  • CD is a generic term for CD optical discs such as CD-ROM, CD-Audio, CD-Video, CD-R, and CD-RW. Recording density is highest for high-density optical discs, followed by DVD and CD.
  • the objective lens according to Item 1 wherein the first light beam having the first wavelength ⁇ 1 ( ⁇ l ⁇ 450 nm) emitted from the first light source is transmitted through the first protective substrate having the thickness tl.
  • Information recording surface of optical information recording medium The second light flux of the second wavelength 2 (1.5 X ⁇ ⁇ ⁇ 2 ⁇ 1.7 ⁇ ⁇ ⁇ ) emitted from the second light source power is obtained by collecting and condensing the light on Is collected on the information recording surface of the second optical information recording medium through a second protective substrate having a thickness of t2 (tl ⁇ t2) to reproduce and Z or record information, and then exit from the third light source.
  • the third light beam 3 (1.9 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 3 ⁇ 2.
  • the objective lens is connected to the first to third optical information recording media. It is an objective lens having a single lens configuration that is commonly used, and at least one optical surface of the objective lens includes a central region including an optical axis and a peripheral region surrounding the central region. Divided into at least two areas,
  • a first diffractive structure is formed in the central region, and the objective lens emits diffracted lights of the same order among the diffracted lights of the first to third light beams generated by the first diffractive structure, respectively. Condensing on the information recording surfaces of the first to third optical information recording media;
  • a second diffractive structure is formed in the peripheral region, and the objective lens outputs diffracted lights of different orders from the diffracted lights of the first and second light beams generated in the second diffractive structure, respectively. Condensed on the information recording surfaces of the first and second optical information recording media.
  • a diffractive structure that generates diffracted light of the same diffraction order with respect to light beams of three different wavelengths (for example, blue, red, and infrared) is provided in the third optical information recording medium.
  • the third optical information recording medium By forming it in the central region corresponding to the numerical aperture of (for example, CD), the first optical information recording medium (for example, high-density optical disk) and the third optical information recording medium (for example, CD)
  • an appropriate condensing spot is formed on the information recording surface.
  • the number of regions is not limited to two, and the central region may be further divided into a plurality of regions, or the peripheral region may be further divided into a plurality of regions. .
  • Recording ⁇ Depending on the number of optical information recording media to be reproduced and the standards, the number of areas can be changed as appropriate so that the recording and reproduction characteristics for each optical information recording medium are optimal. Noh.
  • the area corresponding to the numerical aperture of CD, the numerical aperture of CD, the area corresponding to the numerical aperture of DVD is preferably divided into four regions: a region corresponding to the numerical aperture of HD, and a region corresponding to the numerical aperture of BD from the numerical aperture of HD.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup device PU1.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an objective lens OL.
  • the diffraction efficiency for each wavelength in the central region can be set as appropriate according to the use of the optical pickup device on which the objective lens of the present invention is mounted.
  • a first optical information recording medium for example, a high-density optical disk
  • second and third optical information recording media for example, DVD and CD.
  • the diffraction efficiency in the central region is focused on the light flux of wavelength ⁇ 1 (for example, blue).
  • an optical pickup device that performs reproduction only on the first optical information recording medium (later high-density optical disk), and performs recording and Z or reproduction on the second and third optical information recording media (for example, DVD and CD).
  • the diffraction efficiency in the central region is focused on a light flux having a wavelength of 2 or 3 (for example, red and infrared).
  • the entire effective diameter of the luminous flux (for example, blue) having the wavelength ⁇ 1 is large.
  • the decrease in diffraction efficiency in the central region does not have a significant effect.
  • the second diffractive structure that generates diffracted light of different diffraction orders with light beams of wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 2 (for example, blue and red) is formed in the peripheral region, that is, the third optical information recording medium (for example, CD ) In the region other than the central region corresponding to the number of apertures in (1) and (2), while ensuring high diffraction efficiency with respect to light beams with wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 2 (for example, blue and red).
  • Compatibility of optical information recording media for example, high density optical disc and DVD
  • the objective lens according to the present invention has the same focal length, lens thickness and numerical aperture, is formed of the same material, and does not have the first and second diffractive structures. Measure separately in the central area and the peripheral area. At this time, the transmittance of the central region is measured by blocking the light beam incident on the peripheral region, and the transmittance of the peripheral region is measured by blocking the light beam incident on the central region.
  • the range of selection of the ring zone depth when setting the diffraction efficiency for each wavelength of the central region is large, and can be applied to optical pickup devices for various uses.
  • Objective lens can be provided.
  • the objective lens described in Item 4 is the configuration described in Item 3, wherein the blazed wavelength of the first diffractive structure is a wavelength between the first wavelength ⁇ 1 and the second wavelength ⁇ 2. It is.
  • the diffraction order of the central region is 1, assuming that the blazed wavelength is a wavelength between the first wavelength ⁇ 1 and the second wavelength 2, the wavelength of each wavelength according to the use of the optical pickup device The diffraction efficiency can be set.
  • the objective lens according to Item 5 in the configuration according to any one of Items 1 to 4, is the first lens.
  • the diffraction power of one diffraction structure is negative.
  • the objective lens described in Item 6 is configured so that, in the second diffractive structure, the different orders are 2 in the first light flux and in the second light flux. It is 1.
  • the diffraction order of the second diffractive structure is second order with the light flux with wavelength ⁇ 1 (eg blue) and first order with the light flux with wavelength ⁇ 2 (eg red)
  • the diffraction efficiency of each wavelength is secured.
  • the difference in the bending angle can be maximized, compatibility at a large pitch can be ensured, and loss of diffraction efficiency due to the shape error of the diffractive structure can be reduced.
  • the blazed wavelength of the second diffractive structure is shorter than the first wavelength ⁇ 1.
  • the blazed wavelength is changed to the first wavelength ⁇ A shorter wavelength than 1 is preferable.
  • the objective lens according to Item 8 in the configuration according to Item 1, has the second diffractive structure in which a cross-sectional shape including an optical axis is a stepped shape including a plurality of level surfaces in a concentric shape.
  • a wavelength-selective diffractive structure that is arranged and shifted by a height corresponding to the number of levels corresponding to the number of level planes for each predetermined number of level planes, and is different from each other in the second diffractive structure. The order is 0 for the first light flux and 1 for the second light flux.
  • the phase of the second light beam can be controlled independently, and the spherical aberration with respect to the second light beam is excellent. Can be corrected. As a result, it is possible to provide an objective lens having excellent recording / reproducing characteristics for the second optical information recording medium.
  • “Wavelength-selective diffractive structure” refers to a diffractive structure in which a predetermined number of steps are formed in each blaze and the cross-sectional shape including the optical axis of each blaze is stepped.
  • the optical path difference added to the light flux ⁇ ⁇ ⁇ by the step formed in each blaze is an integral multiple of the wavelength of the light flux A, and the step in each blaze.
  • the light beam A can be diffracted with a wavelength selectivity that diffracts the light beam B without being diffracted.
  • the number of steps in the staircase shape, the height and width of the stairs, etc. are corrected It can be designed appropriately according to the amount and wavelength of spherical aberration. Specifically, it is described in JP-A-9 306018.
  • the optical path difference added to the first wavelength ⁇ 1 by the step difference of one of the patterns in the second diffractive structure in the configuration according to Item 8 is Since it is twice the first wavelength ⁇ 1, the step for one wavelength-selective diffraction structure is set to a depth equivalent to twice the first wavelength ⁇ 1 in terms of optical path difference. Therefore, high diffraction efficiency (transmittance) can be secured for a light flux of any wavelength.
  • the number of the predetermined level surfaces is any of 4, 5, and 6.
  • the diffraction efficiency of a light beam that undergoes diffractive action also depends on the number of level surfaces that can be reached by a single step.
  • the number of level surfaces is preferably 5.
  • the peripheral area includes a first peripheral area surrounding the central area, and a first peripheral area surrounding the first peripheral area.
  • the second diffractive structure is further divided into at least two regions of two peripheral regions, the second diffractive structure is formed in the first peripheral region, and the second peripheral region is not formed with the second diffractive structure, and is aspherical. Surface.
  • a dedicated region through which only the light beam used for the first optical information recording medium (for example, a high-density optical disk) passes generally has a large aspherical inclination.
  • transmittance loss occurs due to shading (vignetting of the light flux caused by an annular step). If this region is an aspherical surface on which no diffractive structure is formed, the transmittance of a light beam having a wavelength ⁇ 1 (eg, blue) can be increased.
  • the objective lens according to Item 12 further includes a third diffractive structure, and the objective lens includes the third diffractive structure.
  • the 10th-order diffracted light is collected on the information recording surface of the first optical information recording medium, and the diffracted light of the second light flux generated by the third diffractive structure Among them, the 6th-order diffracted light is condensed on the information recording surface of the second optical information recording medium, and the third diffractive structure
  • the fifth-order diffracted light among the diffracted light of the third light beam generated in step 3 is condensed on the information recording surface of the third optical information recording medium.
  • the diffraction order of the third diffractive structure is the 10th order for a light flux with a wavelength ⁇ 1 (eg blue), the 6th order for a light flux with a wavelength ⁇ 2 (eg red), and a light flux with a wavelength ⁇ 3 (eg infrared
  • ⁇ 1 eg blue
  • ⁇ 2 eg red
  • ⁇ 3 eg infrared
  • the objective lens has a high numerical aperture, spherical aberration fluctuation due to temperature change cannot be ignored. It becomes quantity. In particular, this spherical aberration fluctuation becomes a problem when the objective lens is made of resin.
  • an objective lens having a wide usable temperature range can be provided.
  • the objective lens described in Item 16 is made of resin in the configuration described in any one of Items 1 to 15.
  • mass production can be performed at low cost with stable performance, and since it is lightweight, the power consumption of the actuator for focus driving and tracking driving can be reduced. Can be small. Further, since the viscosity in the molten state is low, it becomes possible to transfer the diffractive structure well by molding. In addition, it is preferable that an anti-oxidation agent is added to the resin, thereby improving the light resistance against blue.
  • Asamaru resin is known as a material in which particles of 30 nm or less are dispersed in a base resin.
  • Asamaru mal resin has a characteristic that the refractive index change with temperature change is small compared with that of ordinary optical applications, so the effect of improving temperature characteristics by the diffraction structure can be conserved. As a result, it is possible to reduce the deterioration of the wavelength characteristics due to the diffractive structure, to increase the design freedom of the optical element, and to increase the allowable range of manufacturing error and assembly accuracy.
  • Dispersion of particles having a refractive index change rate accompanying a temperature change opposite to that of the resin and having a diameter of 30 ⁇ m or less in the resin allows the same moldability as that of the resin. While possessing, it is possible to obtain a dice material with a refractive index change rate with temperature change.
  • An objective lens with a numerical aperture can be provided. Under the present circumstances, it is preferable that the said rosin satisfy
  • the refractive index change accompanying the temperature change is expressed by the above formula 4 by differentiating the refractive index ⁇ with respect to the temperature t based on the Lorentz 'Lorentz equation.
  • the contribution of the second term of the above formula is substantially increased by dispersing fine particles, preferably inorganic fine particles, in the resin. Let it counteract with changes caused by linear expansion.
  • the same sign of the rate of change of the refractive index with temperature change is opposite to that of the resin, and particles having a diameter of 30 nm or less are dispersed in the resin to form the same molding as the resin.
  • a material having a small change rate of refractive index with temperature change can be obtained.
  • dnZdT of a thermoplastic resin has a negative value, that is, the refractive index decreases as the temperature increases. Therefore, in order to efficiently reduce I dn / dT I of the thermoplastic resin composition, it is preferable to disperse fine particles having a large dnZdT. Refractive index change rate dnZd
  • T When T is large, if the sign of the refractive index change rate of the resin that is the base material is negative, the fine particles have a negative refractive index change rate that is closer to zero, and the sign is positive. This includes both the fact that fine particles have a certain refractive index change rate.
  • thermoplastic resin composition By dispersing such fine particles in the thermoplastic resin, I dnZdT I of the thermoplastic resin composition can be effectively reduced in a small amount.
  • conventional - 1. dnZdT was about 2 X 10_ 4, the absolute value 10 X 10_ 5 It is preferable to suppress to less than. And preferably 8 X 10_ less than 5, more preferably it is less than 6 X 1 0_ 5, optical design, or preferably as an optical element.
  • the contribution of the second term can be further increased so as to have a temperature characteristic opposite to that of the initial grease. That is, it is possible to obtain a material whose refractive index increases instead of decreasing the refractive index as the temperature rises.
  • the particles to be dispersed in the coconut resin are still inorganic materials.
  • the inorganic material is an acid, and it is most preferable that the acid is in a saturated acid state.
  • the oxide is in a saturated oxidation state, it is possible to prevent the progress of the acid action that causes deterioration of transmittance and wavefront aberration during blue irradiation.
  • Being an inorganic substance is preferable because it is low in the reaction with the resin as a base material, which is a high molecular organic compound, and is preferred for an actual use such as laser light irradiation because it is an acid oxide.
  • the accompanying deterioration can be prevented.
  • the oxidation of the resin is likely to be accelerated.
  • deterioration due to the acid will be prevented. I can do it.
  • the dnZdT of the fine particles to be dispersed can be appropriately selected depending on the value of the dnZdT of the thermoplastic resin used as a base material.
  • the fine particles are generally dispersed in the thermoplastic resin preferably used in an optical element. size, it is more preferred than 10 X 10_ 6 - is, DnZdT microparticles may be - 20 X 10_ is larger than 6 good Mashigu.
  • the inorganic fine particles dispersed in the thermoplastic resin are not particularly limited, and the refractive index change rate power with temperature of the obtained thermoplastic resin composition can be achieved. It can be arbitrarily selected from fine particles. Specifically, oxide fine particles, metal salt fine particles, semiconductor fine particles, and the like are preferably used. Of these, those that do not generate absorption, light emission, fluorescence, etc. in the wavelength region used as an optical element are appropriately selected and used. It is preferable to do this.
  • the metal constituting the metal oxide is Li, Na, Mg, Al, Si, K :, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr Y, Nb, Zr, Mo, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Ta, Hf, W, Ir, Tl, Pb, Bi and one kind selected from the group consisting of rare earth metals or Two or more kinds of metal oxides can be used.
  • rare earth oxides can also be used as the oxide fine particles used in the present invention, and specifically, scandium oxide, yttrium oxide, acid lanthanum oxide, cerium oxide, acid praseodymium, acid oxide. Examples thereof include neodymium, acid samarium, pyrium oxide, gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, yttrium oxide, ytterbium oxide, and lutetium oxide.
  • the metal salt fine particles include carbonates, phosphates and sulfates, and specifically include calcium carbonate and aluminum phosphate.
  • the semiconductor fine particles in the present invention mean fine particles having a semiconductor crystal composition
  • specific examples of the semiconductor crystal composition include those of Group 14 elements of the periodic table such as carbon, silicon, germanium, and tin. Simple substance, Group 15 element of periodic table such as phosphorus (black phosphorus), Group 16 element of periodic table such as selenium, tellurium, etc.Group 14 element of multiple periodic tables such as carbide (SiC) Compound consisting of: tin (IV) (SnO), tin sulfide (IV, IV) (Sn (lD Sn (lV) S), sulfide
  • Compounds of Group 12 elements of the periodic table and Group 16 elements of the periodic table (or II-VI compounds) such as cadmium iodide (CdTe), mercury sulfide (HgS), selenium-mercury (HgSe), tellurium-mercury (HgTe) Semiconductor), Arsenic Sulfide (
  • periodic table group 15 element and periodic table group 16 element compound copper oxide (I) (Cu 0),
  • Group 11 of the periodic table such as copper (I) (CuCl), copper bromide (I) (CuBr), copper iodide (I) (Cul), silver chloride (AgCl), silver bromide (A gBr)
  • Group 10 elements of the periodic table such as acid nickel (II) (NiO), group 16 elements of the periodic table, cobalt oxide (II) (CoO),
  • Periodic table of compounds of group 9 elements of periodic table such as cobalt (II) sulfide (CoS) and group 16 elements of periodic table, triiron tetroxide (Fe 2 O), iron (II) sulfide (FeS), etc.
  • Group 8 elements and periodic table 1 such as copper (I) (CuCl), copper bromide (I) (CuBr), copper iodide (I) (Cul), silver chloride (AgCl), silver bromide (A gBr)
  • Group 10 elements of the periodic table such as acid nickel (I
  • Peripherals such as compounds with Group 16 elements, titanium oxide (TiO, TiO, TiO, TiO, etc.)
  • a conductor cluster is illustrated similarly.
  • fine particles having a large dnZdT for example, gallium nitride, zinc sulfide, zinc oxide zinc, lithium niobate, lithium tantalate and the like are preferably used.
  • the base resin is suitably used as described in JP-A-2004-144951, JP-A-2004-144953, JP-A-2004-144954, and the like. Adopt well.
  • the difference in refractive index between the thermoplastic resin and the dispersed fine particles is small, and that it is difficult to cause scattering when light is transmitted.
  • the difference in refractive index between the thermoplastic resin and the dispersed fine particles is small, We discovered that even when large particles are used, the degree of light scattering is small.
  • the difference in refractive index between the thermoplastic resin and the dispersed fine particles is preferably in the range of 0 to 0.3, and more preferably in the range of 0 to 0.15.
  • the refractive index of a thermoplastic resin preferably used as an optical material is often about 1.4 to 1.6.
  • a material to be dispersed in these thermoplastic resins for example, silica (oxidized) is used. (Carbon), calcium carbonate, aluminum phosphate, aluminum oxide, magnesium oxide, aluminum / magnesium oxide, etc. are preferably used.
  • dnZdT of a thermoplastic resin composition can be effectively reduced by dispersing fine particles having a relatively low refractive index.
  • the details of the reason why I dnZdT I of the thermoplastic resin composition in which fine particles with low refractive index are dispersed are small, the temperature change of the volume fraction of inorganic fine particles in the resin composition is not It is considered that the lower the refractive index of the fine particles, the smaller the I dn / dT I of the resin composition will be.
  • fine particles with relatively low refractive index For example, silica (acid silicate), calcium carbonate, and aluminum phosphate are preferably used.
  • thermoplastic resin composition It is difficult to simultaneously improve the dnZdT reduction effect, light transmittance, desired refractive index, and the like of the thermoplastic resin composition, and the fine particles dispersed in the thermoplastic resin are thermoplastic resin.
  • the size of the dnZdT of the microparticles itself, the difference between the dnZdT of the microparticles and the dnZdT of the thermoplastic resin as the base material, the refractive index of the microparticles, etc. should be selected as appropriate. Can do.
  • fine particles that are compatible with the thermoplastic resin as a base material that is, dispersibility with respect to the thermoplastic resin, and hardly cause scattering, to maintain light transmittance.
  • silica is preferably used as fine particles for reducing I dn / dT I while maintaining light transmittance.
  • the fine particles one kind of inorganic fine particles may be used, or a plurality of kinds of inorganic fine particles may be used in combination. By using a plurality of types of fine particles having different properties, the required properties can be improved more efficiently.
  • the inorganic fine particles according to the present invention preferably have an average particle diameter of 1 nm or more and 30 nm or less, more preferably 1 nm or more and 20 nm or less, and further preferably 1 nm or more and lOnm or less. If the average particle size is less than lnm, it is difficult to disperse the inorganic fine particles and the desired performance may not be obtained. Therefore, the average particle size is preferably lnm or more. If it exceeds the upper limit, the resulting thermoplastic material composition may become turbid and the transparency may be lowered, and the light transmittance may be less than 70%. Therefore, the average particle size is preferably 30 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter here refers to the volume average value of the diameter (sphere equivalent particle diameter) when each particle is converted to a sphere having the same volume.
  • the shape of the inorganic fine particles is not particularly limited, but spherical fine particles are preferably used.
  • the minimum particle diameter minimum distance between the tangent lines when drawing two tangent lines that touch the outer circumference of the fine particle
  • Z maximum diameter the corresponding value when drawing two tangent lines that touch the outer circumference of the fine particle
  • the maximum value of the distance between tangents is 0.5 to 1.0. Force S is preferable, and 0.7 to 1.0 is still more preferable.
  • the particle size distribution is not particularly limited, but the effects of the present invention can be obtained. In order to express more efficiently, those having a relatively narrow distribution are preferably used rather than those having a wide distribution.
  • the mixing / dispersion of the resin and the base material is preferably performed in-line during the injection molding of the optical element. In other words, after mixing and dispersing, it is preferable not to cool and solidify until it is formed into an optical element (lens).
  • the volume ratio between the resin and the particles is 9: 1 to 3: 2, so that a material having a small refractive index change rate with a change in temperature without impairing the moldability of the resin can be obtained. can get
  • the objective lens according to Item 18, in the configuration according to any one of Items 1 to 15, is made of low-melting-point glass having a glass transition point of 400 ° C or lower.
  • the first design magnification for the first wavelength ⁇ 1 is ml
  • the second design for the second wavelength ⁇ 2 is used.
  • the magnification is m2
  • the third design magnification for the third wavelength 3 is m3
  • the objective lens of the present invention uses the same order diffracted light at the first wavelength ⁇ 1 and the third wavelength 3 for compatibility with the first optical information recording medium and the third optical information recording medium.
  • the magnification when using the three-optical information recording medium can be kept within the range of Equation (3), and good tracking characteristics can be obtained with a small amount of coma generated when the objective lens is driven for tracking.
  • a first light source that emits a first light beam having a first wavelength ⁇ 1 ( ⁇ l ⁇ 450 nm) for reproducing and recording or recording information on a first optical information recording medium having a first protective substrate having a thickness tl. And second wavelength 2 (1.5 ⁇ 1 ⁇ 2 ⁇ 1.7 ⁇ 1) for reproducing and Z or recording information on a second optical information recording medium having a second protective substrate having a thickness t2 (tl ⁇ t2).
  • a second light source that emits a second luminous flux;
  • a third light beam emitting a third light beam 3 (1.9 ⁇ 1 ⁇ 3 ⁇ 2.IX ⁇ ) for reproducing and recording or recording information on a third optical information recording medium having a third protective substrate.
  • Item 21. The objective lens according to any one of items 1 to 20, which collects the three light sources and the first to third light fluxes on the information recording surfaces of the first to third optical information recording media, respectively.
  • the optical disk drive device includes the optical pickup device according to Item 21 and a moving device that moves the optical pickup device in the radial direction of each of the first to third optical information recording media. To do.
  • the objective lens is arranged to face the optical information recording medium at the position closest to the optical information recording medium in a state where the optical information recording medium is mounted in the optical pickup device. It shall refer to the lens which has a condensing effect
  • optical pickup device PU1 that can be used in the present embodiment can be incorporated in an optical disk drive device.
  • FIG. 1 shows information recording appropriately for any of high-density optical discs BD, DVD, and CD.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup device PU1 that can perform Z reproduction.
  • the combination of the wavelength, the thickness of the protective substrate, and the numerical aperture is not limited to this.
  • the optical pickup device PU1 is a blue-violet semiconductor laser LD (first light source) that emits a 408 nm blue-violet laser beam (first beam) and emits a 408-nm blue-violet laser beam (first beam) when recording information on a BD.
  • first light source a blue-violet semiconductor laser LD
  • second emission point EP1 second light source
  • Z playback a 658 nm laser beam
  • a second emission point E P2 (third light source) that emits a 785 nm laser beam (third beam), a first light receiving unit DS1 that receives a reflected beam from the DVD information recording surface RL2, CD information recording surface 2nd light receiving part DS2 that receives the reflected light beam from RL3, light source module LM, prism PD and force PD, optical surface on the light source side is the optical axis Is divided into three areas: a central area including the first peripheral area surrounding the central area, and a second peripheral area surrounding the first peripheral area.
  • the first diffractive structure is formed in the central region
  • the second diffractive structure is formed in the first peripheral region
  • the second peripheral region is an aspherical surface on which no diffractive structure is formed
  • optical information A single-lens objective lens OL with a third diffractive structure formed on the optical surface on the recording medium side, 2-axis actuator AC1, 1-axis actuator AC2, and first through third beams pass in common.
  • the first lens L1 which is arranged in the common optical path and can be shifted in the optical axis direction by the single-axis actuator AC2, the beam expander EXP, the first polarizing beam splitter BS1, 2-polarization beam splitter BS2, 1Z4 wavelength plate QWP, sensor lens SEN for adding astigmatism to the reflected light flux from the information recording surface RL1, and the first optical beam that is placed in a dedicated optical path through which only the first beam passes. Converts a single beam into a parallel beam The first collimator COL1, and the second collimator COL2 for converting the second light flux and the third light flux into a parallel light flux.
  • a blue-violet SHG laser can be used as a BD light source.
  • the optical axis of the first lens L1 is such that the first beam is emitted in a state of a beam expander EXP force parallel beam.
  • the blue-violet semiconductor laser LD is emitted.
  • the divergent light beam emitted from the blue-violet semiconductor laser LD1 is reflected by the first polarization beam splitter BS1, as shown by the solid line in FIG.
  • the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL1 is transmitted again through the objective lens OL, 1 Z4 wave plate QWP, beam expander EXP, and second polarization beam splitter BS2, and then converged by the first collimator COL1.
  • Astigmatism is added by the sensor lens SEN and converges on the light receiving surface of the photodetector PD. Then, the information recorded on the BD can be read using the output signal of the photodetector PD.
  • the first light beam is emitted so that the second light beam is emitted in a state of a parallel light beam.
  • the first emission point EP1 is caused to emit light.
  • the divergent light beam emitted from the first light emitting point EP1 is reflected by the prism PS and then converted into a parallel light beam by the second collimator COL2 as shown by the broken line in FIG.
  • the objective lens OL After that, after being reflected by the second polarizing beam splitter BS2 and expanded by the beam expander EXP, it passes through the 1Z4 wave plate QWP and enters the objective lens OL in the state of parallel light.
  • the spot is formed on the information recording surface RL2 through the protective substrate PL2.
  • the objective lens OL A focused spot is formed on the information recording surface RL2 of the DVD by the light beam that has passed through the optical surface on the optical information recording medium side through the central region, the first peripheral region, and the optical information recording medium side.
  • the objective lens OL is focused and tracked by the 2-axis actuator AC1 placed around it.
  • the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL2 is again transmitted through the objective lens OL, 1 Z4 wave plate QWP, and beam expander EXP, and then reflected by the second polarization beam splitter BS2 to be reflected by the first collimator COL2 Is converted into a convergent luminous flux. After that, the light is reflected twice in the prism and then converges on the first light receiving part DS1. Then, the information recorded on the DVD can be read using the output signal of the first light receiving unit DS1.
  • the third beam is emitted so that the beam expander EXP force is a weakly divergent beam.
  • the second emission point EP2 is caused to emit light.
  • the divergent light beam emitted from the second light emitting point EP2 is reflected by the prism PS and then converted into a parallel light beam by the second collimator COL2 as shown by the dashed line in FIG.
  • the objective lens OL After that, after being reflected by the second polarizing beam splitter BS 2 and expanded by the beam expander EXP, after passing through the 1Z4 wave plate QW P and entering the objective lens OL in the state of parallel light or weak finite divergent light, From there, it becomes a spot formed on the information recording surface RL3 via the CD protective substrate PL3. At this time, a condensing spot is formed on the information recording surface RL3 of the CD by the light beam that has passed through the central area of the objective lens OL and the optical surface on the optical information recording medium side.
  • the objective lens OL is focused and tracked by the 2-axis actuator AC1 placed around it.
  • the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL3 is again transmitted through the objective lens OL, 1 Z4 wave plate QWP, and beam expander EXP, and then reflected by the second polarization beam splitter BS2 to be reflected by the first collimator COL2 Is converted into a convergent luminous flux. After that, the light is reflected twice in the prism and then converges on the second light receiving part DS2. Then, the information recorded on the CD can be read using the output signal of the second light receiving unit DS2.
  • the optical surface SI on the source side includes three areas: a central area A1 including the optical axis, a first peripheral area A2 surrounding the central area, and a second peripheral area A3 surrounding the first peripheral area.
  • the first diffractive structure 11 is formed in the central region A1
  • the second diffractive structure 12 is formed in the first peripheral region A2
  • the second peripheral region A3 is not formed with a diffractive structure. It is a spherical surface.
  • the aspherical shape of the central region A1 and the shape of the first diffractive structure are determined so as to collect the first-order diffracted light of the first to third light beams on the information recording surface of each optical information recording medium. .
  • the ring depth of the first diffractive structure 11 is determined so that the diffraction efficiency of the second light beam is 91% and the diffraction efficiency of the third light beam is 72%. Recording and playback with is possible.
  • the aspherical shape of the first peripheral region A2 and the shape of the second diffraction structure are obtained by converting the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the first light flux to BD.
  • the optical information recording medium is focused on the information recording surface, and the first-order diffracted light (transmitted light) of the second light beam is focused on the information recording surface of the DVD optical information recording medium.
  • the diffraction efficiency for each light beam of the second diffractive structure 12 is 100% for the first light beam and 88% for the second light beam, which is sufficiently high for both light beams. (Transmittance) is obtained.
  • the aspherical shape of the second peripheral area A3 is determined so as to condense the first light flux on the information recording surface of the BD optical information recording medium.
  • the diffractive structure is not formed in the second peripheral region, so that the vignetting of the light flux due to the annular zone step is prevented and the transmittance of the first light flux is improved.
  • the design is focused on the diffraction efficiency of the second light flux and the third light flux, so the diffraction efficiency of the first light flux is 60%.
  • the diffraction efficiency (transmittance) for the first light flux of the second diffractive structure 12 is set to 100% (that is, the expression (1) is satisfied), and the second peripheral region is an aspherical surface on which no diffractive structure is formed.
  • the diffraction efficiency of the first light flux calculated by the area weighted average of each region is 86%, and recording and reproduction with respect to the BD can be performed at a high speed.
  • the optical surface S2 on the optical information recording medium side has A third diffractive structure 13 is formed.
  • the third diffractive structure 13 is a structure for compensating for variations in spherical aberration due to temperature changes.
  • the third diffractive structure 13 has a spherical aberration that changes in the direction of insufficient correction. Has dependency.
  • the first diffractive structure 11 is designed with an emphasis on the diffraction efficiency of the second and third light beams. It can be set as appropriate according to the application of the pickup device.
  • the second diffractive structure 12 is a wavelength-selective diffractive structure.
  • the second-order diffracted light is generated for the first light flux, and the first-order diffracted light for the second light flux.
  • the third diffractive structure 13 compensates for the variation in spherical aberration due to the temperature change, but the change in the paraxial image point position due to the wavelength change of the first light flux Further, it may be configured to compensate for the variation of spherical aberration accompanying the wavelength change of the first light flux.
  • the spherical aberration due to the difference in thickness between the first protective substrate and the second protective substrate is corrected only within the range of the central region A1 and the first peripheral region A2, and the second In the peripheral area A3, the structure is not corrected.
  • the second light flux passing through the second peripheral region becomes a flare component on the information recording surface of the DVD, and the aperture restriction on the DVD is automatically performed.
  • the spherical aberration due to the difference in thickness between the first protective substrate and the third protective substrate is corrected only within the central region, and the first peripheral region and the second peripheral region are corrected.
  • the configuration is not corrected.
  • the third light beam passing through the first peripheral region and the second peripheral region becomes a flare component on the CD information recording surface, and the aperture restriction for the CD is automatically performed.
  • the spherical aberration of the spot formed on the information recording surface RL1 of the BD can be corrected by driving the first lens L1 of the beam expander EXP in the optical axis direction by the uniaxial actuator AC2.
  • the causes of the spherical aberration corrected by adjusting the position of the first lens L1 are, for example, wavelength variations due to manufacturing errors of the first light source LD, refractive index change and refractive index distribution of the objective lens with temperature change, double-layer disc, 4 Thickness variation and thickness due to focus jump between information recording layers of multi-layer discs such as layered discs, manufacturing error of BD protective layer Distribution, etc.
  • the force of using the laser module LM in which the first light emission point EP1 and the second light emission point EP2 are formed on one chip is not limited to this.
  • a light source module for BDZDVDZCD having a light emitting point for emitting a laser beam having a wavelength of 408 nm for use on the same chip may be used.
  • the light source and the photodetector PD are arranged separately.
  • the present invention is not limited to this, and a light source module in which the light source and the photodetector are stacked is used. May be
  • Example 1 is an objective lens made of resin suitable for the optical pickup device shown in FIG.
  • the optical surface on the light source side is the second surface (center region) including the optical axis, the second 2 ′ surface (first peripheral region) around it, and the second 2 ”surface (first
  • a wavelength-selective diffractive structure has been formed that has a wavelength-selective diffraction effect that diffracts only the DVD without diffracting it on a CD.
  • the depth is set to the same level, and the number of level surfaces formed in each pattern is 5, and the level is shifted by 4 steps corresponding to the number of level surfaces 5.
  • phase difference of the second light flux passing through the level surface before and after the step ⁇ 1 (the phase difference obtained by subtracting an integral multiple of 2 ⁇ that is optically equiphase) is 2 ⁇ XO. Since the number of surfaces is 5, the phase difference of the second light beam is 5 ⁇ 2 ⁇ X0.198 2 ⁇ , which is equivalent to one pattern, and the first-order diffracted light is generated.
  • the 2 "surface is aspherical.
  • the optical surface on the optical disc side has a blur ⁇ ⁇ Diffraction structure (third diffraction structure) with a wavelength of 408 nm is formed, and its diffraction orders are BD: 10th order, DVD: 6th order, CD: 5th order, and its diffraction efficiency is BD: 100%, DVD: 100 %, CD: 100%
  • the change in spherical aberration associated with a temperature change of + 30 ° C is 0.006 RMS (0.16 8 RMS when no diffractive structure is added to the third surface), and the total diffraction efficiency is BD: 86%, DVD: 89%, CD: 72%
  • ST is the sum of the area of the central area, the first peripheral area, and the second peripheral area.
  • the SC ratio SCZST which is the area of the central region, is 0.33.
  • Table 1 shows the lens data of Example 1 (including the focal length, the image plane side numerical aperture, and the magnification).
  • a power of 10 for example, 2.5X10-3
  • E for example, 2.5E-3.
  • Optical path difference function (BD: 1st order DVD: 1st order CD: 1st order Production wavelength 550nrr
  • BD 10th order DVD: 6th order production wavelength 408nm
  • the optical surface of the objective lens is formed as an aspherical surface that is axisymmetric about the optical axis and is defined by a mathematical formula in which the coefficients shown in Table 1 are substituted into Formula 1.
  • h is the height of the optical axis force.
  • optical path length given to the light flux of each wavelength by the diffractive structure is defined by an equation obtained by substituting the coefficient shown in Table 1 into the optical path difference function of equation (2).
  • ⁇ is the wavelength of the incident light beam
  • ⁇ ⁇ is the manufacturing wavelength (blazed wavelength)
  • dor is the diffraction order
  • C is the manufacturing wavelength
  • Example 2 is an objective lens made of resin suitable for the optical pickup device shown in FIG.
  • the optical surface on the light source side is the second surface (center region) including the optical axis, the second 2 ′ surface (first peripheral region) around it, and the second 2 ”surface (
  • a wavelength-selective diffractive structure is formed that has a wavelength-selective diffraction effect that diffracts only the DVD.
  • the depth is set to 1.455 / zm, which is twice the bundle, the number of level surfaces formed in each pattern is 5, and the steps are shifted by the height of 4 steps corresponding to 5 level surfaces. It is the structure made to do.
  • BD and CD are not diffracted (0th order light), and DV D generates 1st order diffracted light.
  • the second "surface is aspherical.
  • a diffractive structure (third diffractive structure) having a blazed wavelength of 408 nm is formed on the optical surface (third surface) on the optical disk side, and its diffraction order.
  • BD 10th order
  • DVD 6th order
  • CD 5th order
  • its diffraction efficiency is BD: 100%
  • DVD 100%
  • CD 100%.
  • the change in spherical aberration accompanying the wavelength shift of +5 nm is 0.014 RMS (0.057 RMS when the third surface is not given a diffraction structure), and the total diffraction efficiency is BD: 99%, DVD : 77%, CD: 50%
  • ST is the sum of the areas of the central area, the first peripheral area, and the second peripheral area, and the area of the central area.
  • the itSC / ST of the SC is 0.33.
  • Table 2 shows lens data (including focal length, numerical aperture, and magnification) of Example 2.
  • BD 1st order Next production wavelength 45Dnm
  • the optical path difference function (BD: 0-order DVD:! "Following GD: 0-order manufacturing wavelength 653 n m C1 2.3479E-03
  • Example 3 is an objective lens made of resin suitable for the optical pickup device shown in FIG.
  • the optical surface on the light source side is the second surface (center region) including the optical axis, the second 2 ′ surface (first peripheral region) around it, and the second 2 ”surface
  • the second "surface is aspherical.
  • a diffractive structure (third diffractive structure) with a blazed wavelength of 408 nm is formed on the optical surface (third surface) on the optical disc side.
  • the diffraction order is BD: 10th order, DVD: 6th order, CD: It is fifth order, and its diffraction efficiency is BD: 100%, DVD: 100%, CD: 100%.
  • the defocus generation amount accompanying the wavelength shift of +0.5 nm is 0.043 MS (0.096 RMS when no diffraction structure is added to the third surface), and the total The diffraction efficiency is BD: 86%, DVD: 91%, CD: 72%.
  • the ratio SC / ST of ST which is the sum of the areas of the central region, the first peripheral region, and the second peripheral region, and SC, which is the area of the central region, is 0.33. is there.
  • Table 3 shows the lens data of Example 3 (including the focal length, numerical aperture, and magnification).
  • NA1 0.35 NA2: 0.65 NA3: 0.46
  • * 2 '' represents the displacement from the 2 'surface to the 2' surface.
  • BD 1st order DVD: 1st order CD: 1st order production wavelength Onm
  • BD 10th order DVD: 6th order production wavelength 408nm
  • information can be recorded and Z or reproduced on three types of discs with different recording densities, including high-density optical discs having a diffractive structure and using a blue-violet laser light source, and DVD and CD.
  • a group of objective lenses that can be appropriately performed, in particular, an objective lens that generates a sufficiently small amount of coma when the objective lens is tracking driven when using a CD, and an optical pickup device and an optical disk drive device using the objective lens can be provided.

Landscapes

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Abstract

　第１乃至第３光情報記録媒体の情報記録面に集光することにより情報の再生及び／又は記録を行う光ピックアップ装置の対物レンズであって、前記対物レンズは、前記第１乃至第３光情報記録媒体に対して共通に用いられる、単レンズ構成の対物レンズであり、前記対物レンズの少なくとも一方の光学面は、光軸を含む中央領域と、該中央領域を囲む周辺領域との少なくとも２つの領域に分割されてなり、前記中央領域には第１回折構造が形成され、前記対物レンズは、前記第１回折構造で発生する前記第１乃至第３光束の回折光のうち、互いに同じ次数の回折光を、それぞれ、前記第１乃至第３光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、前記周辺領域には第２回折構造が形成され、前記対物レンズは、前記第２回折構造で発生する前記第１及び第２光束の回折光のうち、互いに異なる次数の回折光を、それぞれ、第１及び第２光情報記録媒体の情報記録面上に集光する対物レンズ。

Description

明 細 書
対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスクドライブ装置
技術分野
[oooi] 本発明は、異なる種類の光情報記録媒体に対して互換可能に情報の記録及び Z 又は再生を行える光ピックアップ装置に用いられる対物レンズ、それを用いた光ピッ クアップ装置及び光ディスクドライブ装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、光ピックアップ装置にお!、て、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディ スクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、 例えば、青紫色半導体レーザや、第 2高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変 換を行う青色 SHGレーザ等、波長 400〜420nmのレーザ光源が実用化されつつあ る。これら青紫色レーザ光源を使用すると、 DVD (デジタルバーサタイルディスク）と 同じ開口数 (NA)の対物レンズを使用する場合で、直径 12cmの光ディスクに対して 、 15〜20GBの情報の記録が可能となり、対物レンズの NAを 0. 85にまで高めた場 合には、直径 12cmの光ディスクに対して、 23〜25GBの情報の記録が可能となる。 以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスク を総称して「高密度光ディスク」 t ヽぅ。
[0003] 尚、 NAO. 85の対物レンズを使用する高密度光ディスクでは、光ディスクの傾き (ス キュー）に起因して発生するコマ収差が増大するため、 DVDにおける場合よりも保護 基板を薄く設計し（DVDの 0. 6mmに対して、 0. 1mm)、スキューによるコマ収差量 を低減しているものがある。ところで、力かるタイプの高密度光ディスクに対して適切 に情報の記録 Z再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ Zレコーダの製品 としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録した DVDや CD (コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、高密度光デイス クに対して情報の記録 Z再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有して ヽ る DVDや CDに対しても同様に適切に情報の記録 Z再生ができるようにすることが、 高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ Zレコーダとしての商品価値を高めること に通じるのである。このような背景から、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ Z レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、高密度光ディスクと DVD、更には CDと の何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録 Z再生できる性能を有す ることが望まれる。
[0004] 高密度光ディスクと DVD、更には CDとの何れに対しても互換性を維持しながら適 切に情報を記録 Z再生できるようにする方法として、高密度光ディスク用の光学系と DVDや CD用の光学系とを情報を記録 Z再生する光ディスクの記録密度に応じて選 択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に 不利であり、またコストが増大する。
[0005] 従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性 を有する光ピックアップ装置においても、高密度光ディスク用の光学系と DVDや CD 用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減 らすのが好ましい。そして、光ディスクに対向して配置される対物レンズを共通化し、 更にこの対物レンズを単レンズ構成とすることが光ピックアップ装置の構成の簡素化 、低コスト化に最も有利となる。尚、記録 Z再生波長が互いに異なる複数種類の光デ イスクに対して共通な対物レンズを得るためには、球面収差の波長依存性を有する 位相構造を対物レンズに形成する必要がある。
[0006] ここで、特許文献 1には、高密度光ディスクと DVDと CDとに対して互換可能に情報 の記録及び Z又は再生を行える単レンズ構成の対物レンズが開示されている。 特許文献 1 :特開 2004— 79146号公報
[0007] しかるに、特許文献 1の技術では、高密度光ディスク用の青紫色レーザ光源から射 出される光束 (以下、青とよぶ）に対して偶数次数の回折光を利用することで、青、 D VD用の赤外レーザ光源力 射出される光束 (以下、赤とよぶ）、 CD用の赤外レーザ 光源から射出される光束 (以下、赤外とよぶ）ともに回折効率を高めているものの、青 と赤外の波長比が、略 2 : 1であるため、回折次数 X波長で決定される回折角は、青と 赤外で略同じとなり、回折作用では、高密度光ディスクと CDとの互換を達成すること が難しい。そこで、従来技術の対物レンズは、赤外を発散光入射させることで、高密 度光ディスクと CDとの互換を行っている。ところが、この互換方式は、 CD使用時に 対物レンズがトラッキング駆動した際のコマ収差発生量が大きぐ実用的ではないと いう問題がある。
発明の開示
[0008] 本発明は、上述の問題を考慮したものであり、回折構造を有し、青紫色レーザ光源 を使用する高密度光ディスクと DVDと CDを含む、記録密度が異なる 3種類のデイス クに対して情報の記録及び Z又は再生を適切に行うことができる一群構成の対物レ ンズ、特に、 CD使用時に対物レンズがトラッキング駆動した際のコマ収差発生量が 十分に小さ!、対物レンズ、及びそれを用いた光ピックアップ装置並びに光ディスクド ライブ装置を提供することを目的とする。
[0009] 本明細書においては、情報の記録 Z再生用の光源として、青紫色半導体レーザや 青紫色 SHGレーザを使用する光ディスク (光情報記録媒体とも!ヽぅ）を総称して「高 密度光ディスク」といい、 NAO. 85の対物光学系により情報の記録 Z再生を行い、保 護基板の厚さが 0. 1mm程度である規格の光ディスク (例えば、 BD:ブルーレイディ スク）の他に、 NAO. 65乃至 0. 67の対物光学系により情報の記録 Z再生を行い、 保護基板の厚さが 0. 6mm程度である規格の光ディスク (例えば、 HD DVD :以下 HDと略記する)も含むものとする。また、このような保護基板をその情報記録面上に 有する光ディスクの他に、情報記録面上に数〜数十 nm程度の厚さの保護膜を有す る光ディスクや、保護基板或いは保護膜の厚さが 0の光ディスクも含むものとする。ま た、本明細書においては、高密度光ディスクには、情報の記録 Z再生用の光源とし て、青紫色半導体レーザや青紫色 SHGレーザを使用する光磁気ディスクも含まれる ものとする。
[0010] 更に、本明細書においては、 DVDとは、 DVD-ROM, DVD-Video, DVD- Audio, DVD— RAMゝ DVD-R, DVD— RWゝ DVD+Rゝ DVD+RW等の DVD 系列光ディスクの総称であり、 CDとは、 CD-ROM, CD -Audio, CD -Video, C D— R、 CD— RW等の CD系列光ディスクの総称である。記録密度は、高密度光ディ スクが最も高ぐ次いで DVD、 CDの順に低くなる。
[0011] 項 1に記載の対物レンズはは、第 1光源から出射される第 1波長 λ 1 ( λ l <450nm )の第 1光束を、厚さ tlの第 1保護基板を介して第 1光情報記録媒体の情報記録面 に集光することにより、情報の再生及び Z又は記録を行い、第 2光源力 出射される 第 2波長え 2 (1. 5 X λ Κ λ 2< 1. 7 Χ λ ΐ)の第 2光束を、厚さ t2 (tl≤t2)の第 2 保護基板を介して第 2光情報記録媒体の情報記録面に集光することにより、情報の 再生及び Z又は記録を行い、第 3光源から出射される第 3波長え 3 (1. 9 Χ λ Κ λ 3< 2. Ι Χ λ 1)の第 3光束を、厚さ t3 (t2く t3)の第 3保護基板を介しての第 3光情 報記録媒体の情報記録面に集光することにより、情報の再生及び Z又は記録を行う 光ピックアップ装置の対物レンズにおいて、 前記対物レンズは、前記第 1乃至第 3 光情報記録媒体に対して共通に用いられる、単レンズ構成の対物レンズであり、 前記対物レンズの少なくとも一方の光学面は、光軸を含む中央領域と、該中央領 域を囲む周辺領域との少なくとも 2つの領域に分割されてなり、
前記中央領域には第 1回折構造が形成され、前記対物レンズは、前記第 1回折構 造で発生する前記第 1乃至第 3光束の回折光のうち、互いに同じ次数の回折光を、 それぞれ、前記第 1乃至第 3光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、
前記周辺領域には第 2回折構造が形成され、前記対物レンズは、前記第 2回折構 造で発生する前記第 1及び第 2光束の回折光のうち、互いに異なる次数の回折光を 、それぞれ、第 1及び第 2光情報記録媒体の情報記録面上に集光しする。
[0012] 本発明に係る対物レンズでは、異なる 3つの波長（例えば青、赤、赤外)の光束に 対して、同一の回折次数の回折光を発生する回折構造を、第 3光情報記録媒体 (例 えば CD)の開口数内に相当する中央領域に形成することで、第 1光情報記録媒体（ 例えば高密度光ディスク）と第 3光情報記録媒体 (例えば CD)との 、ずれに対しても 互換可能に情報の記録及び Z又は再生ができるように、それら情報記録面に適切な 集光スポットを形成している。同次回折光を利用すると、波長 λ 1の光束と波長 λ 3の 光束の回折角に差が出るので、第 3光情報記録媒体使用時の対物レンズの倍率が 小さくなりすぎず、トラッキング駆動した際のコマ収差発生量を低減できる。
[0013] 尚、本発明の対物レンズにおいて、領域の数は 2に限定されるものではなぐ中央 領域をさらに複数の領域に分割したり、周辺領域をさらに複数の領域に分割しても良 い。記録 Ζ再生の対象となる光情報記録媒体の数や規格に応じて、それぞれの光 情報記録媒体に対する記録 Ζ再生特性が最良となるように、領域の数を適宜変更可 能である。例えば、 BDと HDと DVDと CDとに対して互換性を有する対物レンズを設 計する際には、 CDの開口数内に相当する領域、 CDの開口数力 DVDの開口数に 相当する領域、 DVDの開口数力 HDの開口数に相当する領域、 HDの開口数から BDの開口数に相当する領域、の 4つの領域に分割するのが好ましい。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]光ピックアップ装置 PU1の構成を概略的に示す図である。
[図 2]対物レンズ OLの構成を概略的に示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下、本発明の好ましい形態を説明する。
[0016] 項 2に記載の構成は、項 1に記載の対物レンズにおいて、前記前記中央領域にお ける前記第 1光束の回折効率を r? 11、前記周辺領域における前記第 1光束の回折 効率を r? 21としたとき、以下の式を満たす。
[0017] 7? 11≤ 7? 21 (1)
回折効率は回折構造の輪帯深さに依存するので、本発明の対物レンズが搭載され る光ピックアップ装置の用途に応じて、中央領域の各波長に対する回折効率を適宜 設定可能である。例えば、第 1光情報記録媒体 (例えば高密度光ディスク）に対して 記録及び Z又は再生を行い、第 2、 3光情報記録媒体 (例えば DVDと CD)に対して 再生のみ行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域の回折効率は波長 λ 1の光 束 (例えば青)重視とするのが好ましい。一方、第 1光情報記録媒体 (後えば高密度 光ディスク）に対して再生のみを行い、第 2、 3光情報記録媒体 (例えば DVDと CD) に対して記録及び Z又は再生を行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域の回 折効率は波長え 2, 3の光束 (例えば赤、赤外)重視とするのが好ましい。
[0018] 何れも場合でも、条件式（1)を満たす設計にすることで、各領域の面積加重平均に より計算される波長 λ ΐの光束 (例えば青)の回折効率を高く確保することが可能とな る。尚、中央領域の回折効率を波長え 2, λ 3の光束 (例えば赤、赤外)重視とした場 合には、同領域の波長 λ 1の光束 (例えば青)の回折効率は低くなるが、第 1光情報 記録媒体 (例えば高密度光ディスク)の開口数は第 3光情報記録媒体 (例えば CD) の開口数に比べて大きい為、波長 λ 1の光束 (例えば青）の有効径全体で考えると中 央領域の回折効率低下は、それほど大きな影響を与えない。
[0019] また、波長 λ 1, λ 2の光束 (例えば青と赤)で互いに異なる回折次数の回折光を発 生する第 2回折構造を、周辺領域、すなわち第 3光情報記録媒体 (例えば CD)の開 口数内に相当する中央領域以外の領域に形成することで、波長 λ 1, λ 2の光束 (例 えば青と赤)とに対して高い回折効率を確保しつつ、第 1、 2光情報記録媒体 (例え ば高密度光ディスクと DVD)の互換を達成できる。
[0020] 尚、本明細書における回折効率は、以下のように定義することができる。
(1) 本発明に係る対物レンズと同一の焦点距離、レンズ厚さ、開口数を有し、同一 の材料で形成され、第 1及び第 2回折構造が形成されな 、対物レンズの透過率を、 中央領域と周辺領域に分けて測定する。この際、中央領域の透過率は、周辺領域に 入射する光束を遮断して測定し、周辺領域の透過率は、中央領域に入射する光束を 遮断して測定する。
(2) 本発明の対物レンズの透過率を、中央領域と周辺領域に分けて測定する。
(3) (2)の結果を（1)の結果で割った値を各領域の回折効率とする。
[0021] 項 3に記載の対物レンズは、項 1に記載の構成において、前記第 1回折構造におい て、前記互いに同じ次数は 1である。
[0022] 前記中央領域の回折次数を 1とすると、前記中央領域の各波長に対する回折効率 を設定する際の輪帯深さの選択の幅が大きくなり、様々な用途の光ピックアップ装置 に適用可能な対物レンズを提供できる。
[0023] 項 4に記載の対物レンズは、項 3に記載の構成において、前記第 1回折構造のブレ ーズ化波長は、前記第 1波長 λ 1と前記第 2波長 λ 2の間の波長である。
[0024] 前記中央領域の回折次数を 1の場合には、ブレーズ化波長を第 1波長 λ 1と第 2波 長え 2の間の波長とすると、光ピックアップ装置の用途に応じた各波長の回折効率の 設定が可能となる。
[0025] 項 5に記載の対物レンズは、項 1乃至 4のいずれかに記載の構成において、前記第
1回折構造の回折パワーは負である。
[0026] 前記第 1回折構造の回折パワーを負とすると、保護基板の厚みの差に起因する球 面収差や波長の差に起因する球面収差を良好に補正可能である。 [0027] 項 6に記載の対物レンズは、項 1に記載の構成において、前記第 2回折構造におい て、前記互いに異なる次数は、前記第 1光束においては 2であり、前記第 2光束にお いては 1である。
[0028] 前記第 2回折構造の回折次数を前記波長 λ 1の光束 (例えば青)で 2次、前記波長 λ 2の光束 (例えば赤)で 1次とすると、それぞれの波長の回折効率を確保しつつ、回 折角の差を最大にとれるので、大きいピッチでの互換確保が可能となり、回折構造の 形状誤差による回折効率の損失を低減することができる。
[0029] 項 7に記載の対物レンズは、項 6に記載の構成において、前記第 2回折構造のブレ ーズ化波長は、前記第 1波長 λ 1よりも短波長である。
[0030] 前記第 2回折構造の回折効率を、前記波長 λ 1の光束 (例えば青)と前記波長 λ 2 の光束 (例えば赤）とで両立させる為には、ブレーズィ匕波長を第 1波長 λ 1よりも短波 長とするのが好ましい。
[0031] 項 8に記載の対物レンズは、項 1に記載の構成において、前記第 2回折構造は、光 軸を含む断面形状が複数のレベル面を含む階段状とされたパターンを同心円状に 配列し、所定のレベル面の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだけ 段をシフトさせた波長選択型回折構造であり、前記第 2回折構造において、前記互 いに異なる次数は、前記第 1光束においては 0であり、前記第 2光束においては 1で ある。
[0032] 前記第 2位相構造として項 8に記載のような回折作用の波長選択型回折構造を使 用すると、第 2光束の位相を独立に制御できるので、第 2光束に対する球面収差を良 好に補正可能である。結果として、第 2光情報記録媒体に対する記録 Ζ再生特性に 優れる対物レンズを提供できる。
[0033] 「波長選択型回折構造」とは、各ブレーズ内に所定数の段差を形成し、各ブレーズ の光軸を含む断面形状を階段状にした回折構造を指す。波長が互いに異なる光束 をそれぞれ Α、 Βとしたとき、光束 Αに対して、各ブレーズ内に形成する段差により付 加される光路差を、光束 Aの波長の整数倍とし、各ブレーズ内の段差の数を適切に 設定することで、光束 Aは回折せずに光束 Bを回折させる波長選択性を持った回折 作用を与えることができる。なお階段形状の段数や階段の高さ、幅などは、補正する 球面収差の量や波長に応じて適宜設計可能である。具体的には、特開平 9 3060 18号に記載されている。
[0034] 項 9に記載の対物レンズは、項 8に記載の構成において、前記第 2回折構造におい て、前記パターンの 1つ分の段差により前記第 1波長 λ 1に付加される光路差は、前 記第 1波長 λ 1の 2倍であるので、波長選択型回折構造の 1つ分の段差を、光路差 換算で第 1波長 λ 1の 2倍に相当する深さに設定することで、何れの波長の光束に対 しても高い回折効率 (透過率)を確保できる。
[0035] 項 10に記載の対物レンズは、項 8又は 9に記載の構成において、前記第 2回折構 造において、前記所定のレベル面の個数は 4、 5、 6の何れかである。波長選択型回 折構造では回折作用を受ける光束の回折効率は、 1つ分の段差だけでなぐレベル 面数にも依存する。このレベル面数を 4, 5、 6のいずれかに設定することで第 2光束 の回折効率を大きく確保することが可能となる。第 2光束の回折効率を最大にするた めには、レベル面数を 5にするのが好ましい。
[0036] 項 11に記載の対物レンズは、項 1乃至 10のいずれかに記載の構成において、前 記周辺領域は、前記中央領域を囲む第 1周辺領域と、該第 1周辺領域を囲む第 2周 辺領域の少なくとも 2つの領域に更に分割されてなり、前記第 2回折構造は、前記第 1周辺領域に形成され、前記第 2周辺領域は前記第 2回折構造が形成されな 、非球 面である。
[0037] 対物レンズにお 、て、前記第 1光情報記録媒体 (例えば高密度光ディスク）に使用 する光束のみが通過する専用領域は、一般的に非球面の傾斜が大きいため、この領 域に回折構造を形成するとシェーディング (輪帯段差による光束のケラレ）による透過 率の損失が発生する。この領域を回折構造が形成されない非球面とすると、波長 λ 1 の光束 (例えば青）の透過率を高くできる。
[0038] 項 12に記載の対物レンズは、項 1乃至 11のいずれかに記載の構成において、前 記対物レンズは、第 3回折構造を更に有し、前記対物レンズは、前記第 3回折構造で 発生する前記第 1光束の回折光のうち、 10次回折光を前記第 1光情報記録媒体の 情報記録面上に集光し、該第 3回折構造で発生する前記第 2光束の回折光のうち、 6次回折光を前記第 2光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、該第 3回折構造 で発生する前記第 3光束の回折光のうち、 5次回折光を前記第 3光情報記録媒体の 情報記録面上に集光する。
第 3回折構造の回折次数として、波長 λ 1の光束 (例えば青）に対しては 10次、波長 λ 2の光束 (例えば赤）に対しては 6次、波長 λ 3の光束 (例えば赤外）に対しては 5 次を利用することで、各光束の回折角を略一致させることが可能となるため、第 1回 折構造及び第 2回折構造による球面収差補正特性に影響を与えることなぐ各光束 の波長領域における微小な波長変化や、温度変化による集光特性の劣化を補償す ることがでさる。
[0039] 項 13に記載の対物レンズは、項 12に記載の構成において、前記第 3回折構造は、
± 5nmの範囲内の波長変化に伴う、前記第 1波長 λ 1の光束の近軸像点位置の変 動を補償する。
[0040] 記録 Ζ再生波長の短波長化により色収差が大きくなるため、半導体レーザ光源の モードホップによる近軸像点位置の変動が大きくなる。そのため、高密度光ディスク 用の光ピックアップ光学系では色収差を補正する必要がある。第 3回折構造の作用 によりこの色収差を補正することにより記録 Ζ再生特性に優れた対物レンズを提供で きる。
[0041] 項 14に記載の対物レンズは、項 12に記載の構成において、前記第 3回折構造は、
± 5nmの範囲内の波長変化に伴う、前記第 1波長 λ 1の光束の球面収差の変動を 補償する。
[0042] 対物レンズが高開口数化されると、微小な波長変化による球面収差変動も無視で きな 、量となる。この球面収差変動が光ピックアップ光学系で補償されて 、な 、と、 半導体レーザ光源の選別が必要になり光ピックアップ装置のコスト増大を招来する。 第 3回折構造の作用によりこの球面収差変動を補正することにより使用可能な波長 領域の広 、対物レンズを提供できる。
[0043] 項 15に記載の対物レンズは、項 12に記載の構成において、前記第 3回折構造は、
± 30°Cの範囲内の温度変化に伴う、前記第 1波長 λ 1の光束の球面収差の変動を 補償する。
[0044] 対物レンズが高開口数化されると、温度変化による球面収差変動も無視できない 量となる。特にこの球面収差変動は、対物レンズを榭脂製としたときに問題となる。第
3回折構造の作用によりこの球面収差変動を補正することにより使用可能な温度領 域の広 、対物レンズを提供できる。
[0045] 項 16に記載の対物レンズは、項 1乃至 15のいずれかに記載の構成において、榭 脂製である。前記対物レンズに榭脂を用いることにより、安定した性能で安価に大量 生産することが可能となるとともに、軽量であるので、フォーカス駆動やトラッキング駆 動用のァクチユエータの消費電力が少なくて済み、ァクチユエータを小型にできる。 また、溶融状態の粘性が低いので、成形により回折構造を良好に転写することが可 能になる。また、榭脂中に酸ィ匕防止剤が添加されていることが好ましぐこれにより、 青に対する耐光性を向上させることができる。
[0046] 項 17に記載の対物レンズは、項 16に記載の構成において、温度変化に伴う屈折 率の変化率の符号が前記樹脂とは反対であって、直径が 30nm以下である粒子を前 記榭脂中に分散させている。
[0047] 母材となる樹脂に 30nm以下の粒子を分散させた材料として、アサ一マル樹脂が知 られている。アサ一マル榭脂は、通常の光学用途との榭脂に比べ、温度変化に対す る屈折率変化が小さいという特徴を有するので、回折構造による温度特性の改善効 果を控えめにすることが可能となり、それによつて、回折構造による波長特性の劣化 を低減したり、光学素子の設計自由度を拡げたり、製造誤差や組立精度の許容範囲 を拡大したりすることができる。
[0048] 一般に、透明な榭脂材料に粉末を混合させると、光の散乱が生じ、透過率が低下 するため、光学材料として使用することは困難であつたが、微粉末を透過光束の波長 より小さい平均粒径が 30nm以下の微粒子とすることにより、散乱が事実上発生しな
V、ようにできることがわかってきた。
[0049] 温度変化に伴う屈折率の変化率の符号が前記樹脂とは反対であって、直径が 30η m以下である粒子を榭脂中に分散させることにより、榭脂と同様の成形性を有しなが ら、温度変化に伴う屈折率の変化率力 、さい材料を得ることができる。このような材料 により本発明の対物レンズを形成することにより、成形により安定した性能で安価に 大量生産することが可能でありながら、温度変化に伴う球面収差の変動が小さい高 開口数の対物レンズを提供できる。この際、上記榭脂は、以下の条件を満たすことが 好ましい。
[0050] | A | < 8 X 10—5
ただし、 Aは次式で示される値；
[0051] 画 一 6η ノ dt j
α:線膨張係数， K1 :分子屈折 ( 4 )
[0052] 温度変化に伴う屈折率変化は、ローレンツ 'ローレンツの式に基づいて、屈折率 ηを 温度 tで微分することにより、上式 4で表される。
[0053] 榭脂の場合は一般に第 1項に比べて第 2項の寄与が小さぐほぼ無視できる。たと えば PMMA榭脂の場合、線膨張係数 αは 7 X 10_5であり、上記式に代入すると、 1. 2 X 10—4となり、実測値とおおむね一致する。
[0054] ここで、項 17に記載の対物レンズでは、微粒子、好ましくは無機微粒子を榭脂中に 分散させることにより、実質的に上記式の第 2項の寄与を大きくし、第 1項の線膨張に よる変化と打ち消しあうようにさせて 、る。
[0055] 例えば、温度変化に伴う屈折率の変化率の符号が前記樹脂とは反対であって、直 径が 30nm以下である粒子を榭脂中に分散させることにより、榭脂と同様の成形性を 有しながら、温度変化に伴う屈折率の変化率が小さい材料を得ることができる。
[0056] 一般的に熱可塑性榭脂の dnZdTは負の値を持つ、即ち温度の上昇に伴い屈折 率が小さくなる。従って、熱可塑性榭脂組成物の I dn/dT Iを効率的に小さくする 為には、 dnZdTが大きい微粒子を分散させることが好ましい。屈折率変化率 dnZd
Tが大きいとは、母材となる樹脂の屈折率変化率の符号が負である場合には、それよ りもゼロに近い負の屈折率変化率を微粒子が持つこと、及び符号が正である屈折率 変化率を微粒子が持つことの両者を含む。
[0057] このような微粒子を熱可塑性榭脂に分散させることで、少ない量で効果的に熱可塑 性榭脂組成物の I dnZdT Iを小さくすることができる。
[0058] 具体的には、従来は— 1. 2 X 10_4程度であった dnZdTを、絶対値で 10 X 10_5 未満に抑えることが好ましい。そして好ましくは 8 X 10_5未満、さらに好ましくは 6 X 1 0_5未満にすることが、光学設計、あるいは光学素子として好ましい。
[0059] また第 2項の寄与をさらに大きくして、当初の榭脂とは逆の温度特性を持たせること も可能である。つまり、温度が上昇することによって、屈折率が低下するのではなぐ 逆に屈折率が増加するような材料を得ることもできる。
[0060] また、榭脂中に分散させる粒子は無機材料であることがこのま 、。この無機材料 が酸ィ匕物であることがより好ましく、この酸ィ匕物が飽和酸ィ匕状態であることが最も好ま しい。酸化物が飽和酸化状態であると、青の照射時の透過率や波面収差の劣化の 原因となる酸ィ匕作用の進行を防ぐことができる。
[0061] 無機物であることは、高分子有機化合物である母材となる樹脂との反応が低く抑え られるために好ましぐまた酸ィ匕物であることによって、レーザ光照射等の実使用に伴 う劣化を防ぐことが出来る。特に高温化や、レーザ光を照射されるという過酷な条件 において、榭脂の酸化が促進されやすくなるが、このような無機酸ィ匕物の微粒子であ れば、酸ィ匕による劣化を防ぐことが出来る。
[0062] また、その他の要因による樹脂の酸ィ匕を防止するために、酸化防止剤を榭脂材料 中に添加することも勿論可能である。
[0063] 分散される微粒子の dnZdTは、母材となる熱可塑性榭脂の dnZdTの値により適 宜選択することができるが、一般的に光学素子に好ましく用いられる熱可塑性榭脂に 微粒子を分散させる場合は、微粒子の dnZdTが— 20 X 10_6よりも大きいことが好 ましぐ— 10 X 10_6よりも大き 、ことが更に好ま 、。
[0064] なお、熱可塑性榭脂中に分散される無機微粒子としては特に限定はなぐ得られる 熱可塑性榭脂組成物の温度による屈折率の変化率力 、さいということを達成能とす る無機微粒子の中から任意に選択することができる。具体的には酸化物微粒子、金 属塩微粒子、半導体微粒子などが好ましく用いられ、この中から、光学素子として使 用する波長領域において吸収、発光、蛍光等が生じないものを適宜選択して使用す ることが好ましい。
本発明にお ヽて用いられる酸ィ匕物微粒子としては、金属酸化物を構成する金属が、 Li、 Na、 Mg、 Al、 Si、 K：、 Ca、 Sc、 Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Rb、 Sr 、 Y、 Nb、 Zr、 Mo、 Ag、 Cd、 In、 Sn、 Sb、 Cs、 Ba、 La、 Ta、 Hf、 W、 Ir、 Tl、 Pb、 Bi 及び希土類金属からなる群より選ばれる 1種または 2種以上の金属である金属酸ィ匕 物を用いることができ、具体的には、例えば、酸化珪素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸 化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸 化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化インジウム 、酸化錫、酸化鉛、これら酸化物より構成される複酸化物であるニオブ酸リチウム、二 ォブ酸カリウム、タンタル酸リチウム、アルミニウム 'マグネシウム酸化物（MgAl O )
2 4 等が挙げられる。また、本発明において用いられる酸ィ匕物微粒子として希土類酸ィ匕 物を用いることもでき、具体的には酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸ィ匕ランタン、 酸化セリウム、酸ィ匕プラセオジム、酸ィ匕ネオジム、酸ィ匕サマリウム、酸化ユウ口ピウム、 酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビ ゥム、酸ィ匕ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム等も挙げられる。金属塩微 粒子としては、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩などが挙げられ、具体的には炭酸カルシゥ ム、リン酸アルミニウム等が挙げられる。
また、本発明における半導体微粒子とは、半導体結晶組成の微粒子を意味し、該 半導体結晶組成の具体的な組成例としては、炭素、ケィ素、ゲルマニウム、錫等の周 期表第 14族元素の単体、リン (黒リン)等の周期表第 15族元素の単体、セレン、テル ル等の周期表第 16族元素の単体、炭化ケィ素 (SiC)等の複数の周期表第 14族元 素からなる化合物、酸化錫 (IV) (SnO )、硫化錫 (Π, IV) (Sn(lD Sn (lV) S )、硫化
2 3 錫（IV) (SnS )、硫化錫（Π) (SnS)、セレン化錫（II) (SnSe)、テルル化錫（Π) (SnT
2
e)、硫化鉛 (Π) (PbS)、セレンィ匕鉛 (Π) (PbSe)、テルルイ匕鉛 (Π) (PbTe)等の周期 表第 14族元素と周期表第 16族元素との化合物、窒化ホウ素 (BN)、リンィ匕ホウ素 (B P)、砒化ホウ素（BAs)、窒化アルミニウム (A1N)、リンィ匕アルミニウム (A1P)、砒ィ匕ァ ルミ-ゥム（AlAs)、アンチモン化アルミニウム（AlSb)、窒化ガリウム（GaN)、リン化 ガリウム（GaP)、砒化ガリウム（GaAs)、アンチモン化ガリウム（GaSb)、窒化インジゥ ム（InN)、リン化インジウム（InP)、砒化インジウム（InAs)、アンチモン化インジウム（ InSb)等の周期表第 13族元素と周期表第 15族元素との化合物 (あるいは III V族 化合物半導体）、硫ィ匕アルミニウム (Al S )、セレンィ匕アルミニウム (Al Se )、硫化ガ リウム（Ga S )、セレン化ガリウム（Ga Se )、テルル化ガリウム（Ga Te )、酸化イン
2 3 2 3 2 3
ジゥム（In O )、硫化インジウム（In S )、セレン化インジウム（In Se )、テルル化イン
2 3 2 3 2 3
ジゥム (In Te )等の周期表第 13族元素と周期表第 16族元素との化合物、塩化タリ
2 3
ゥム (I) (T1C1)、臭化タリウム (I) (TlBr)、ヨウ化タリウム (I) (T1I)等の周期表第 13族 元素と周期表第 17族元素との化合物、酸ィ匕亜鉛 (ZnO)、硫ィ匕亜鉛 (ZnS)、セレン 化亜鉛 (ZnSe)、テルル化亜鉛 (ZnTe)、酸化カドミウム（CdO)、硫ィ匕カドミウム（Cd S)、セレン化カドミウム（CdSe)、テルル化カドミウム（CdTe)、硫化水銀 (HgS)、セ レンィ匕水銀 (HgSe)、テルルイ匕水銀 (HgTe)等の周期表第 12族元素と周期表第 16 族元素との化合物（あるいは II VI族化合物半導体）、硫ィ匕砒素（III) (As S )、セレ
2 3 ンィ匕 素（ΠΙ) (As Se；)、テノレノレィ匕 ftt素（ΠΙ) (As Te；)、硫ィ匕アンチモン（III) (Sb S
2 3 2 3 2 3
)、セレン化アンチモン（III) (Sb Se )、テルル化アンチモン（III) (Sb Te )、硫化ビス
2 3 2 3 マス（III) (Bi S )、セレン化ビスマス（III) (Bi Se )、テルル化ビスマス（III) (Bi Te )
2 3 2 3 2 3 等の周期表第 15族元素と周期表第 16族元素との化合物、酸化銅 (I) (Cu 0)、セレ
2 ン化銅 (I) (Cu Se)等の周期表第 11族元素と周期表第 16族元素との化合物、塩ィ匕
2
銅 (I) (CuCl)、臭化銅 (I) (CuBr)、ヨウ化銅 (I) (Cul)、塩ィ匕銀 (AgCl)、臭化銀 (A gBr)等の周期表第 11族元素と周期表第 17族元素との化合物、酸ィ匕ニッケル (II) ( NiO)等の周期表第 10族元素と周期表第 16族元素との化合物、酸化コバルト (II) ( CoO)、硫化コバルト (II) (CoS)等の周期表第 9族元素と周期表第 16族元素との化 合物、四酸化三鉄 (Fe O )、硫化鉄 (II) (FeS)等の周期表第 8族元素と周期表第 1
3 4
6族元素との化合物、酸化マンガン (II) (MnO)等の周期表第 7族元素と周期表第 1 6族元素との化合物、硫ィ匕モリブデン (IV) (MoS )、酸ィ匕タングステン (IV) (WO )等
2 2 の周期表第 6族元素と周期表第 16族元素との化合物、酸化バナジウム (II) (VO)、 酸ィ匕バナジウム (IV) (VO )、酸ィ匕タンタル (V) (Ta O )等の周期表第 5族元素と周
2 2 5
期表第 16族元素との化合物、酸ィ匕チタン (TiO、 Ti O、 Ti O、 Ti O等)等の周
2 2 5 2 3 5 9
期表第 4族元素と周期表第 16族元素との化合物、硫ィ匕マグネシウム (MgS)、セレン 化マグネシウム (MgSe)等の周期表第 2族元素と周期表第 16族元素との化合物、酸 ィ匕カドミウム（Π)ク Pム（III) (CdCr O )、セレンィ匕カドミウム（Π)ク Pム（III) (CdCr Se
2 4 2 4
)、硫化銅（II)クロム（III) (CuCr S )、セレン化水銀（II)クロム（III) (HgCr Se )等の カルコゲンスピネル類、ノリウムチタネート（BaTiO )等が挙げられる。なお、 G. Sch
3
midら； Adv. Mater. , 4卷， 494頁（1991)に報告されている（BN) 75 (BF2) 15F 15や、 D. Fenskeら； Angew. Chem. Int. Ed. Engl. , 29卷， 1452頁（1990)に 報告されている Cu Se (トリェチルホスフィン） のように構造の確定されている半
146 73 22
導体クラスターも同様に例示される。
dnZdTが大きい微粒子として、好ましくは、例えば、窒化ガリウム、硫化亜鉛、酸ィ匕 亜鉛、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどが用いられる。
[0066] ちなみに、母材となる榭脂は、特開 2004— 144951号公報、特開 2004— 14495 3号公報、特開 2004— 144954号公報等に記載されているような榭脂を適宜好まし く採用することがでさる。
[0067] 一方、熱可塑性榭脂に微粒子を分散させる際には、母材となる熱可塑性榭脂と微 粒子の屈折率の差が小さいことが望ましい。発明者らの検討の結果、熱可塑性榭脂 と分散される微粒子の屈折率の差が小さ 、と、光を透過させた場合に散乱を起こし 難いということがわ力つた。熱可塑性榭脂に微粒子を分散させる際、粒子が大きい程 、光を透過させた時の散乱を起こしやすくなるが、熱可塑性榭脂と分散される微粒子 の屈折率の差が小さいと、比較的大きな微粒子を用いても光の散乱が発生する度合 いが小さいことを発見した。熱可塑性榭脂と分散される微粒子の屈折率の差は、 0〜 0. 3の範囲であることが好ましぐ更に 0〜0. 15の範囲であることが好ましい。
[0068] 光学材料として好ましく用いられる熱可塑性榭脂の屈折率は、 1. 4〜1. 6程度で ある場合が多ぐこれらの熱可塑性榭脂に分散させる材料としては、例えばシリカ（酸 化ケィ素）、炭酸カルシウム、リン酸アルミニウム、酸ィ匕アルミニウム、酸化マグネシゥ ム、アルミニウム ·マグネシウム酸ィ匕物などが好ましく用いられる。
[0069] また、発明者らの研究により、比較的屈折率の低い微粒子を分散させることで、熱 可塑性榭脂組成物の dnZdTを効果的に小さくすることができることがわ力つた。屈 折率が低い微粒子を分散した熱可塑性榭脂組成物の I dnZdT Iが小さくなる理由 について、詳細はわ力つていないものの、榭脂組成物における無機微粒子の体積分 率の温度変化が、微粒子の屈折率が低いほど、榭脂組成物の I dn/dT Iを小さく する方向に働くのではないかと考えられる。比較的屈折率が低い微粒子としては、例 えばシリカ（酸ィ匕ケィ素）、炭酸カルシウム、リン酸アルミニウムが好ましく用いられる。
[0070] 熱可塑性榭脂組成物の dnZdTの低減効果、光透過性、所望の屈折率等を全て 同時に向上させることは困難であり、熱可塑性榭脂に分散させる微粒子は、熱可塑 性榭脂組成物に求める特性に応じて、微粒子自体の dnZdTの大きさ、微粒子の dn ZdTと母材となる熱可塑性榭脂の dnZdTとの差、及び微粒子の屈折率等を考慮し て適宜選択することができる。更に、母材となる熱可塑性榭脂との相性、即ち、熱可 塑性榭脂に対する分散性、散乱を引き起こし難い微粒子を適宜選択して用いること は、光透過性を維持する上で好ましい。
[0071] 例えば、光学素子に好ましく用いられる環状ォレフィンポリマーを母材として用いる 場合、光透過性を維持しながら I dn/dT Iを小さくする微粒子としては、シリカが好 ましく用いられる。
[0072] 上記の微粒子は、 1種類の無機微粒子を用いてもよぐまた複数種類の無機微粒 子を併用してもよい。異なる性質を有する複数種類の微粒子を用いることで、必要と される特'性を更〖こ効率よく向上させることちできる。
[0073] また、本発明に係る無機微粒子は、平均粒子径が lnm以上、 30nm以下が好まし く、 lnm以上、 20nm以下がより好ましぐさらに好ましくは lnm以上、 lOnm以下で ある。平均粒子径が lnm未満の場合、無機微粒子の分散が困難になり所望の性能 が得られない恐れがあることから、平均粒子径は lnm以上であることが好ましぐまた 平均粒子径が 30nmを超えると、得られる熱可塑性材料組成物が濁るなどして透明 性が低下し、光線透過率が 70%未満となる恐れがあることから、平均粒子径は 30η m以下であることが好ましい。ここでいう平均粒子径は各粒子を同体積の球に換算し た時の直径 (球換算粒径)の体積平均値を言う。
[0074] さらに、無機微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、球状の微粒子が好 適に用いられる。具体的には、粒子の最小径 (微粒子の外周に接する 2本の接線を 引く場合における当該接線間の距離の最小値) Z最大径 (微粒子の外周に接する 2 本の接線を引く場合における当該接線間の距離の最大値）が 0. 5〜1. 0であること 力 S好ましく、 0. 7〜1. 0であることが更に好ましい。
[0075] また、粒子径の分布に関しても特に制限されるものではないが、本発明の効果をよ り効率よく発現させるためには、広範な分布を有するものよりも、比較的狭い分布を 持つものが好適に用いられる。
[0076] 母材となる樹脂と粒子との混合 ·分散は、光学素子の射出成形時にインラインで行 うことが好ましい。いいかえると、混合 ·分散した後は、光学素子 (レンズ）に成形され る迄、冷却 ·固化されな 、ようにすることが好ま 、。
また、榭脂と粒子との体積比が、 9 : 1ないし 3 : 2であることが好ましぐこれにより榭脂 の成形性を損なうことなぐ温度変化に伴う屈折率の変化率が小さい材料が得られる
[0077] 項 18に記載の対物レンズは、項 1乃至 15のいずれかに記載の構成において、ガラ ス転移点が 400°C以下である低融点ガラス製である。
[0078] このような低融点ガラスを用いることで、成形金型の長寿命化を図れるとともに、溶 融時の粘性が低いので成形により回折構造を良好に転写することが可能になる。こ のような転移点 Tg力 00°C以下の低融点ガラスとしては、住田光学社製の K—PG3
25, K PG375がある。
[0079] 項 19に記載の対物レンズは、項 1乃至 18のいずれかに記載の構成において、前 記第 1波長 λ 1に対する第 1設計倍率を ml、前記第 2波長 λ 2に対する第 2設計倍 率を m2、前記第 3波長え 3に対する第 3設計倍率を m3としたとき、以下の式を満た す。
[0080] ml =m2 = 0 (2)
0. 07≤m3≤0 (3)
以上の式 (2)、 （3)を満たすことで、第 1光情報記録媒体及び第 2光情報記録媒体 に対する記録 Z再生時のトラッキング駆動により発生するコマ収差をゼロにすること ができるとともに、第 3光束に対する球面収差を良好に補正することが可能となる。本 発明の対物レンズでは、第 1光情報記録媒体と第 3光情報記録媒体との互換のため に、第 1波長 λ 1と第 3波長え 3で同次回折光を利用しているので、第 3光情報記録 媒体使用時の倍率が式（3)の範囲内に納めることが可能であり、対物レンズがトラッ キング駆動した際のコマ収差発生量が小さぐ良好なトラッキング特性が得られる。
[0081] 項 20に記載の対物レンズは、項 1乃至 19のいずれかに記載の構成において、前 記中央領域と前記周辺領域の面積の和を ST、前記中央領域の面積を sc、としたと き、以下の式を満たす。
[0082] SC/ST<0.5 (4)
式 (4)を満たして 、れば、中央領域の回折効率を波長 λ 2, λ 3の光束 (例えば赤 、赤外)重視とした場合であっても、各領域の面積加重平均により計算される波長え 1の光束 (例えば青)の回折効率を高く確保することが可能となる。
[0083] 項 21に記載の光ピックアップ装置は、
厚さ tlの第 1保護基板を有する第 1光情報記録媒体で情報の再生及び Ζ又は記 録を行うための第 1波長 λ 1(λ l<450nm)の第 1光束を出射する第 1光源と、 厚さ t2 (tl≤t2)の第 2保護基板を有する第 2光情報記録媒体で情報の再生及び Z又は記録を行うための第 2波長え 2(1.5Χλ1<λ2<1.7Χλ1)の第 2光束を 出射する第 2光源と、
第 3保護基板を有する第 3光情報記録媒体で情報の再生及び Ζ又は記録を行うた めの第 3波長え 3(1.9Χ λ1< λ3<2. IX λΐ)の第 3光束を出射する第 3光源と 前記第 1乃至第 3光束を第 1乃至第 3光情報記録媒体の情報記録面にそれぞれ集 光させる項 1乃至項 20のいずれか 1項に記載の対物レンズとを搭載する。
[0084] 項 22に記載の光ディスクドライブ装置は、項 21に記載の光ピックアップ装置及び前 記光ピックアップ装置を前記第 1乃至第 3光情報記録媒体のそれぞれの半径方向に 移動させる移動装置を搭載する。
[0085] 本明細書中にぉ 、て、対物レンズとは、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すものとする。
[0086] 以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。まず、図 1を用いて 本実施の形態に力かる光ピックアップ装置について説明する。尚、本実施の形態に 力かる光ピックアップ装置 PU1は、光ディスクドライブ装置に組み込むことが可能で ある。
[0087] 図 1は、高密度光ディスク BDと DVDと CDとの何れに対しても適切に情報の記録 Z再生を行える光ピックアップ装置 PU1の構成を概略的に示す図である。 BDの光 学的仕様は、波長 λ l =408nm、第 1保護基板 PL1の厚さ tl = 0. lmm、開口数 N A1 = 0. 85であり、 DVDの光学的仕様は、波長え 2 = 658nm、第 2保護基板 PL2 の厚さ t2 = 0. 6mm、開口数 NA2 = 0. 65であり、 CDの光学的仕様は、波長え 3 = 785nm、第 3保護基板 PL3の厚さ t3 = 1. 2mm、開口数 NA3 = 0. 45である。但し 、波長、保護基板の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。
光ピックアップ装置 PU1は、 BDに対して情報の記録 Z再生を行う場合に発光され 408nmの青紫色レーザ光束 (第 1光束)を射出する青紫色半導体レーザ LD (第 1光 源）、 DVDに対して情報の記録 Z再生を行う場合に発光され 658nmのレーザ光束（ 第 2光束)を射出する第 2の発光点 EP1 (第 2光源）と、 CDに対して情報の記録 Z再 生を行う場合に発光され 785nmのレーザ光束 (第 3光束)を射出する第 2の発光点 E P2 (第 3光源）と、 DVDの情報記録面 RL2からの反射光束を受光する第 1の受光部 DS1と、 CDの情報記録面 RL3からの反射光束を受光する第 2の受光部 DS2と、プリ ズム PSと力も構成された光源モジュール LM、 BD用の光検出器 PD、光源側の光学 面が、光軸を含む中央領域と、該中央領域を囲む第 1周辺領域と、該第 1周辺領域 を囲む第 2周辺領域の 3つの領域に分割されてなり、中央領域には第 1回折構造が 形成され、第 1周辺領域には第 2回折構造が形成され、第 2周辺領域は、回折構造 が形成されない非球面とされ、さらに、光情報記録媒体側の光学面に第 3回折構造 が形成された単レンズ構成の榭脂製の対物レンズ OL、 2軸ァクチユエータ AC 1、 1 軸ァクチユエータ AC2、第 1乃至第 3光束が共通して通過する共通光路内に配置さ れ、 1軸ァクチユエータ AC2より光軸方向に変移可能とされた第 1レンズ L1と、第 2レ ンズ L2と力 構成されたビームエキスパンダー EXP、第 1偏光ビームスプリッタ BS1、 第 2偏光ビームスプリッタ BS2、 1Z4波長板 QWP、情報記録面 RL1からの反射光 束に対して非点収差を付加するためのセンサーレンズ SEN、第 1光束のみが通過す る専用光路内に配置され第 1光束を平行光束に変換する第 1コリメータ COL1、第 2 光束と第 3光束を平行光束に変換する第 2コリメータ COL2とから構成されて 、る。尚 、 BD用の光源として、上述の青紫色半導体レーザ LD1の他に青紫色 SHGレーザを 使用することちできる。 [0089] 光ピックアップ装置 PU1において、 BDに対して情報の記録 Z再生を行う場合には 、ビームエキスパンダー EXP力 平行光束の状態で第 1光束が射出されるように、第 1レンズ L1の光軸方向の位置を 1軸ァクチユエータ AC2により調整した後、青紫色半 導体レーザ LDを発光させる。青紫色半導体レーザ LD1から射出された発散光束は 、図 1において実線でその光線経路を描いたように、第 1偏光ビームスプリッタ BS1に より反射された後、コリメータにより平行光束に変換され、ビームエキスパンダー EXP により拡径され、 1Z4波長板 QWPを通過し、図示しない絞りにより光束径が規制さ れ、対物レンズ OLに平行光の状態で入射した後、そこから BDの保護基板 PL1を介 して情報記録面 RL1上に形成されるスポットとなる。このとき、対物レンズ OLの中央 領域と第 1周辺領域と第 2周辺領域、及びを光情報記録媒体側の光学面を通過した 光束により、 BDの情報記録面 RL1に集光スポットが形成されるようになっている。対 物レンズ OLは、その周辺に配置された 2軸ァクチユエータ AC1によってフォーカシン グゃトラッキングを行う。
[0090] 情報記録面 RL1で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズ OL、 1 Z4波長板 QWP、ビームエキスパンダー EXP及び第 2偏光ビームスプリッタ BS2を 透過した後、第 1コリメータ COL1により収斂光束にされ、第 1偏光ビームスプリッタ B S1を透過した後、センサーレンズ SENにより非点収差が付加され、光検出器 PDの 受光面上に収束する。そして、光検出器 PDの出力信号を用いて BDに記録された情 報を読み取ることができる。
[0091] また、光ピックアップ装置 PU1にお 、て、 DVDに対して情報の記録 Z再生を行う 場合には、ビームエキスパンダー EXP力も平行光束の状態で第 2光束が射出される ように、第 1レンズ L1の光軸方向の位置を 1軸ァクチユエータ AC2により調整した後、 第 1の発光点 EP1を発光させる。第 1の発光点 EP1から射出された発散光束は、図 1 において破線でその光線経路を描いたように、プリズム PSで反射された後、第 2コリ メータ COL2により平行光束に変換される。その後、第 2偏光ビームスプリッタ BS2に より反射され、ビームエキスパンダー EXPにより拡径された後、 1Z4波長板 QWPを 通過し、対物レンズ OLに平行光の状態で入射した後、そこカゝら DVDの保護基板 PL 2を介して情報記録面 RL2上に形成されるスポットとなる。このとき、対物レンズ OLの 中央領域と第 1周辺領域、及びを光情報記録媒体側の光学面を通過した光束により 、 DVDの情報記録面 RL2に集光スポットが形成されるようになっている。対物レンズ OLは、その周辺に配置された 2軸ァクチユエータ AC1によってフォーカシングゃトラ ッキングを行う。
[0092] 情報記録面 RL2で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズ OL、 1 Z4波長板 QWP、ビームエキスパンダー EXPを透過した後、第 2偏光ビームスプリツ タ BS2により反射され、第コリメータ COL2により収斂光束に変換される。その後、プリ ズム内で 2回反射された後、第 1の受光部 DS1に収束する。そして、第 1の受光部 D S1の出力信号を用いて DVDに記録された情報を読み取ることができる。
[0093] また、光ピックアップ装置 PU1にお 、て、 CDに対して情報の記録 Z再生を行う場 合には、ビームエキスパンダー EXP力 弱発散光束の状態で第 3光束が射出される ように、第 1レンズ L1の光軸方向の位置を 1軸ァクチユエータ AC2により調整した後、 第 2の発光点 EP2を発光させる。第 2の発光点 EP2から射出された発散光束は、図 1 において一点鎖線でその光線経路を描いたように、プリズム PSで反射された後、第 2 コリメータ COL2により平行光束に変換される。その後、第 2偏光ビームスプリッタ BS 2により反射され、ビームエキスパンダー EXPにより拡径された後、 1Z4波長板 QW Pを通過し、対物レンズ OLに平行光又は弱有限発散光の状態で入射した後、そこか ら CDの保護基板 PL3を介して情報記録面 RL3上に形成されるスポットとなる。このと き、対物レンズ OLの中央領域、及びを光情報記録媒体側の光学面を通過した光束 により、 CDの情報記録面 RL3に集光スポット形成されるようになっている。対物レン ズ OLは、その周辺に配置された 2軸ァクチユエータ AC1によってフォーカシングゃト ラッキングを行う。
[0094] 情報記録面 RL3で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズ OL、 1 Z4波長板 QWP、ビームエキスパンダー EXPを透過した後、第 2偏光ビームスプリツ タ BS2により反射され、第コリメータ COL2により収斂光束に変換される。その後、プリ ズム内で 2回反射された後、第 2の受光部 DS2に収束する。そして、第 2の受光部 D S2の出力信号を用いて CDに記録された情報を読み取ることができる。
[0095] 次に、図 2を用いて対物レンズ OLの構成について説明する。対物レンズ OLの光 源側の光学面 SIは、上述したように、光軸を含む中央領域 A1と、該中央領域を囲 む第 1周辺領域 A2と、該第 1周辺領域を囲む第 2周辺領域 A3の 3つの領域に分割 されてなり、中央領域 A1には第 1回折構造 11が形成され、第 1周辺領域 A2には第 2回折構造 12が形成され、第 2周辺領域 A3は、回折構造が形成されない非球面とさ れている。中央領域 A1の非球面形状と第 1回折構造の形状は、第 1乃至第 3光束の 1次回折光を、それぞれの光情報記録媒体の情報記録面上に集光するように決定さ れている。 BDと CDとの互換を 1次回折光を利用して達成することで、 CD使用時の 倍率が小さくなりすぎないようにしたため、良好なトラッキング特性を得ている。また、 第 1回折構造 11の輪帯深さは、第 2光束の回折効率が 91%、また、第 3光束の回折 効率が 72%となるように決定しているため、 DVDや CDに対する高速での記録や再 生が可能である。
[0096] また、第 1周辺領域 A2の非球面形状と第 2回折構造 (本実施の形態では、波長選 択型回折構造)の形状は、第 1光束の 0次回折光 (透過光)を BDの光情報記録媒体 の情報記録面上に集光し、第 2光束の 1次回折光 (透過光)を DVDの光情報記録媒 体の情報記録面上に集光するように決定されている。第 2回折構造 12の各光束に対 する回折効率は、第 1光束に対しては 100%、第 2光束に対しては 88%であり、何れ の光束に対しても十分に高 、回折効率 (透過率)を得て 、る。
[0097] また、第 2周辺領域 A3の非球面形状は、第 1光束を BDの光情報記録媒体の情報 記録面上に集光するように決定されている。本実施形態の対物レンズでは、第 2周辺 領域に回折構造を形成しないことで、輪帯段差による光束のケラレを防ぎ、第 1光束 の透過率を向上させて 、る。
[0098] 尚、中央領域では、第 2光束と第 3光束の回折効率を重視した設計となっているた め、第 1光束の回折効率は 60%となる。しかるに、第 2回折構造 12の第 1光束に対 する回折効率 (透過率)を 100%とし (すなわち、式（1)を満たす)、第 2周辺領域を回 折構造が形成されない非球面としたことで、各領域の面積加重平均により計算される 第 1光束の回折効率は 86%となり、 BDに対する高速での記録や再生が可能である さらに、光情報記録媒体側の光学面 S2には、第 3回折構造 13が形成されている。こ の第 3回折構造 13は、温度変化に伴う球面収差の変動を補償するための構造であり 、入射光束の波長が長くなつた場合に、球面収差が補正不足方向に変化するような 球面収差の依存性を有して ヽる。
本実施の形態の対物レンズでは、第 1回折構造 11を、第 2光束と第 3光束の回折効 率を重視した設計としたが、第 1光束の回折効率を重視した設計としてもよぐ光ピッ クアップ装置の用途に応じて適宜設定可能である。
また、本実施の形態の対物レンズでは、第 2回折構造 12を波長選択型回折構造とし たが、第 1光束に対しては 2次回折光を発生し、第 2光束に対しては 1次回折光を発 生するブレーズ型回折構造としてもょ 、。
また、本実施の形態の対物レンズでは、第 3回折構造 13により温度変化に伴う球面 収差の変動を補償する構成としたが、第 1光束の波長変化に伴う近軸像点位置の変 動や、第 1光束の波長変化に伴う球面収差の変動を補償する構成としてもよい。 また、本実施の形態の対物レンズでは、第 1保護基板と第 2保護基板の厚みの差に 起因する球面収差は、中央領域 A1と第 1周辺領域 A2の範囲内でのみ補正され、第 2周辺領域 A3では補正されな 、構成となって 、る。第 2周辺領域を通過する第 2光 束は DVDの情報記録面上でフレア成分となり、 DVDに対する開口制限が自動的に 行われる構成となって 、る。
また、本実施の形態の対物レンズでは、第 1保護基板と第 3保護基板の厚みの差に 起因する球面収差は、中央領域の範囲内でのみ補正され、第 1周辺領域と第 2周辺 領域では補正されない構成となっている。第 1周辺領域と第 2周辺領域を通過する第 3光束は CDの情報記録面上でフレア成分となり、 CDに対する開口制限が自動的に 行われる構成となって 、る。
なお、ビームエキスパンダー EXPの第 1レンズ L1を 1軸ァクチユエータ AC2により 光軸方向に駆動させることで、 BDの情報記録面 RL1上に形成されたスポットの球面 収差を補正できる。第 1レンズ L1の位置調整により補正する球面収差の発生原因は 、例えば、第 1光源 LDの製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物レンズ の屈折率変化や屈折率分布、 2層ディスク、 4層ディスク等の多層ディスクの情報記 録層間のフォーカスジャンプ、 BDの保護層の製造誤差による厚みばらつきや厚み 分布、等である。
[0100] また、本実施の形態においては、第 1の発光点 EP1と第 2の発光点 EP2とを一つの チップ上に形成したレーザモジュール LMを用いることとした力 これに限らず、更に BD用の波長 408nmのレーザ光束を射出する発光点も同一のチップ上に形成した B DZDVDZCD用光源モジュールを用いても良い。あるいは、青紫色半導体レーザ と赤色半導体レーザと赤外半導体レーザの 3つの光源を 1つの筐体内に納めた BD ZDVDZCD用光源ユニットを用 Vヽても良 ヽ。
[0101] また、本実施の形態においては、光源と光検出器 PDとを別体に配置する構成とし たが、これに限らず、光源と光検出器と魏積ィ匕した光源モジュールを用いても良い
(実施例 1)
次に、実施例について説明する。実施例 1は、図 1に示す光ピックアップ装置に好 適な榭脂製の対物レンズのものである。実施例 1の対物レンズは、光源側光学面が、 光軸を含む第 2面（中央領域)、その周囲の第 2'面 (第 1周辺領域)、更にその周囲 の第 2"面 (第 2周辺領域)の 3領域に分けられている。ここで、第 2面にはブレーズィ匕 波長 550nmの回折構造 (第 1回折構造)が形成され、その回折次数は BD: 1次、 D VD : 1次、 CD : 1次であり、その回折効率は BD: ( 7? 11 =) 60%、 DVD : 91%、 CD : 72%となっている。また、第 2'面には、 BDと CDでは回折せず、 DVDのみを回折さ せるような回折作用の波長選択性を有する波長選択型回折構造が形成されている。 1つ分の段差は光路差換算で第 1光束の 2倍に相当する深さに設定されており、各 パターン内に形成されるレベル面数は 5とし、レベル面数 5に対応した 4段分の高さ だけ段をシフトさせた構造である。対物レンズの第 1光束に対する屈折率は 1. 5609 であるので、 1つ分の段差 Δ 1は、 Δ 1 = 2 X 0. 408/ (1. 5609— 1) = 1.455 m である。段差 Δ 1により第 1光束に付加される光路差 Lは、第 1波長 λ 1の 2倍である ので、第 1光束は波長選択型回折構造により何ら作用を受けずにそのまま透過する 。また、段差 Δ 1により第 3光束に付加される光路差 Μは、対物レンズの第 3光束に対 する屈折率力 5384であるので、 M= l. 455 X (1. 5384~ 1) /0. 785 = 0.99 8であり、第 3光束のほぼ 1倍となり、第 3光束も波長選択型回折構造により何ら作用 を受けずにそのまま透過する。一方、段差 Δ1により第 2光束に付加される光路差 N は、対物レンズの第 2光束に対する屈折率が 1.5420であるので、 N=l.455X (1 .5420-D/0.658 = 1.198であり、段差 Δ1の前後のレベル面を通過する第 2光 束の位相差 (光学的に等位相となる 2πの整数倍分を差し引いた位相差)は 2π XO . 198となる。 1つのパターン内のレベル面数は 5であるので、パターン 1つ分ではち ようど第 2光束の位相差は 5Χ2π X0.198 2 πとなり、 1次回折光が発生する。 回 折効率は、それぞれ、 BD: ( 7? 21 = ) 100%、 DVD:88%、 CD: 100%となっている 。更に、第 2"面は非球面形状である。一方、光ディスク側光学面 (第 3面）には、ブレ 一ズィ匕波長 408nmの回折構造 (第 3回折構造)が形成され、その回折次数は BD: 1 0次、 DVD:6次、 CD: 5次であり、その回折効率は BD: 100%、 DVD:100%、 CD :100%となっている。力かる実施例 1の対物レンズにおいては、 +30°Cの温度変化 に伴う球面収差変化は 0.006 RMS (第 3面に回折構造を付与しないときは 0.16 8 RMS)であり、トータル回折効率は、 BD:86%、 DVD: 89%、 CD: 72%となつ ている。なお、本実施例の対物レンズでは、中央領域と第 1周辺領域と第 2周辺領域 の面積の和である STと、中央領域の面積である SCの比 SCZSTは、 0.33である。
[0102] 実施例 1のレンズデータ (焦点距離、像面側開口数、倍率を含む)を表 1に示す。尚 、これ以降（表のレンズデータ含む）において、 10のべき乗数 (例えば、 2.5X10—3) を、 E (例えば、 2.5E— 3)を用いて表すものとする。
[0103] [表 1]
レンズデータ
対物レンズの焦点距離 f, -2.19mm f2-2.26mm f3-2.28mm 開口数 NA1 :0.85 NA2:0.66 NA3:0.46
Figure imgf000028_0002
Figure imgf000028_0001
第 2面（0mm≤h^1.100mm)
非球面係数
-7.Q427E-01
A4 7.4223E-03
A6 -2.0190E-03
A3 2.4523E-03
A10 -7.3015E-04
A12 -7.0596E-05
A14 2.3442E-04
A16 -1.6860E-04
A18 4.4733E-05
A20 -4.4166E-06
光路差関数（BD: 1次 DVD : 1次 CD: 1次 製造波長 550nrr
C1 4.4371 E-03
CZ -1.6945E-03
C3 -1.Z404E-03
C5 -2.B718E-04
第 2'面（1.100mm≤h≤1.500mrr
非球面係数
-6.6076E-01
A4 8.3930E-03
A6 - 1.620フ E"03
A8 2.8973E-03
A10 -1.4249E-03
A12 2.2693E-04
A14 2.2356E-04
A16 -1.6524E-04
A13 4,8206E-05
A20 -5.4013E-06
： BD :0次 DVD:
C1 2.6114E-03
C2 -2.0B37E-03
C3 8.4202E-04
C4 -3.82S9E-04
C5 4.0フ 04E-05
■00mm< h)
非球面係数
-6.5972E-01
A4 7.8024E-03
A6 -1.9518E-03
A8 2.SS32E-03
A10 -1.3937E-03
A12 2.5822E-04
A14 2.31 17 E-04
A16 -1.7041 E-04
A18 4.4665E-05
A20 -4.2425E-0G
第 3面
非球面係数
-8.0855E+01
A4 1,3795E-01
A6 -1.011 1 E-01
A8 7.2824E-02
A10 -4,4906E-02
A12 1.3758E-02
A14 -1.4902E-03
光路差関数（BD: 10次 DVD: 6次 次 製造波長 408nm )
C1 -2.8368E-03
C2 -3.5861 E-03
C3 6.5773E-04
C4 5.3262E-04
C5 -1.2290E-04 [0104] 対物レンズの光学面は、それぞれ数 1式に、表 1に示す係数を代入した数式で規 定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されて 、る。
[0105] [数 1] '
Figure imgf000029_0001
[0106] ここで、 X(h)は光軸方向の軸 (光の進行方向を正とする）、 κは円錐係数、 A は非
2i 球面係数、 hは光軸力 の高さである。
[0107] また、回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は、数 2式の光路差 関数に、表 1に示す係数を代入した数式で規定される。
[0108] [数 2]
Figure imgf000029_0002
[0109] λは入射光束の波長、 λ Βは製造波長（ブレーズ化波長）、 dorは回折次数、 C は
2i 光路差関数の係数である。
(実施例 2)
実施例 2は、図 1に示す光ピックアップ装置に好適な榭脂製の対物レンズのもので ある。実施例 2の対物レンズは、光源側光学面が、光軸を含む第 2面（中央領域)、そ の周囲の第 2'面 (第 1周辺領域)、更にその周囲の第 2"面 (第 2周辺領域)の 3領域 に分けられている。ここで、第 2面にはブレーズィ匕波長 450nmの回折構造 (第 1回折 構造）が形成され、その回折次数は BD: 1次、 DVD: 1次、 CD: 1次であり、その回折 効率は BD: 11 = ) 96%、 DVD: 69%、 CD: 50%となっている。また、第 2，面に は、 BDと CDでは回折せず、 DVDのみを回折させるような回折作用の波長選択性を 有する波長選択型回折構造が形成されている。 1つ分の段差は光路差換算で第 1光 束の 2倍に相当する深さ 1.455 /z mに設定されており、各パターン内に形成されるレ ベル面数は 5とし、レベル面数 5に対応した 4段分の高さだけ段をシフトさせた構造で ある。以上のような波長選択型回折構造では、 BDと CDは回折させず (0次光）、 DV Dでは 1次回折光が発生する。回折効率は、それぞれ、 BD : ( 7? 21 = ) 100%、 DV D : 88%、 CD : 100%となっている。更に、第 2"面は非球面形状である。一方、光デ イスク側の光学面 (第 3面）には、ブレーズィ匕波長 408nmの回折構造 (第 3回折構造 )が形成され、その回折次数は BD: 10次、 DVD: 6次、 CD: 5次であり、その回折効 率は BD: 100%、 DVD: 100%、 CD: 100%となっている。かかる実施例 2の対物レ ンズにおいては、 + 5nmの波長シフトに伴う球面収差変化は 0. 014 RMS (第 3面 に回折構造を付与しないときは 0. 057 RMS)であり、トータル回折効率は、 BD : 9 9%、 DVD: 77%、 CD: 50%となっている。なお、本実施例の対物レンズでは、中央 領域と第 1周辺領域と第 2周辺領域の面積の和である STと、中央領域の面積である SCの itSC/STは、 0. 33である。
[0110] 実施例 2のレンズデータ (焦点距離、開口数、倍率を含む)を表 2に示す。
[0111] [表 2]
実施例 2 レンズデータ
AAAAAA iJJ
¾ 4 -
Figure imgf000031_0001
，は、第 2面から第 2'面までの変位を表す。
， 'は 第2'面から第2'，面までの変位を表す。
第 2面（0mm≤h≤1細 mm)
非球面係数
-7.0134E-01
7.0920E-03 1.4253E-05 9.Q832E-04 -1.7105E-04
-7.0596E-05
2.3442E-04 -1.6860E-04
4.4733E-05 -4.4166E-06
光路差関数（BD: 1次 次 次 製造波長 45Dnm )
C1 4.2034E-03
-1.6234E-03
C3 -3.4770E-04
C4 5.5174E-OS
C5 1,1 β91 Ε-05
K)nnnn≤h≤ 1.500 mm J
非球面係数
-6.4991 Ε-01
9.58S9E-03
A6 -1.35β7Ε-03
A10 -1.3S09E-03
A12 2.S003E-04
A14 2.2946Ε-0
A 6 -1J007E-04
A18 4.4481 Ε-05
A20 -4.0742Ε-06
光路差関数（BD :0次 DVD: "!次 GD:0次 製造波長 653nm C1 2.3479E-03
02 -1.9011 E-03
C3 6.82B0E-04
C4 -3.2453E-04
C5 3.2276E-05
第 2 面（1.500mm<h〕
非球面係数
-6.4595Ε-Ό1 9.9369E-03 -I.S594E-03 2.8418E-03 -1.3971 E-03 2.622SE-04 2.3303E-04 -1.6966E-04 4.4655E-05 -4.2998E-06 第 3面
非球面係数
-3.0729E+O1 1.1013EHD1
-9.74 0E-02 7.5519E-02
-4.3741 E-02 1.3¾90E-02
-1.3474E-03 光路差関数（BD: 10次 DVD : 6次 CD : 5次 製造波長 40Snm C1 2.0845E-03
C2 -2.1ΰ74Ε-03
C3 5.56 & 6E-04
C4 -2.4506E-05
C5 1.1668E-05 [0112] (実施例 3)
実施例 3は、図 1に示す光ピックアップ装置に好適な榭脂製の対物レンズのもので ある。実施例 3の対物レンズは、光源側光学面が、光軸を含む第 2面（中央領域)、そ の周囲の第 2'面 (第 1周辺領域)、更にその周囲の第 2"面 (第 2周辺領域)の 3領域 に分けられている。ここで、第 2面にはブレーズィ匕波長 550nmの回折構造 (第 1回折 構造）が形成され、その回折次数は BD: 1次、 DVD: 1次、 CD: 1次であり、その回折 効率は BD: 11 =) 60%、 DVD: 91%、 CD: 72%となっている。又、第 2，面には 、ブレーズィ匕波長 395nmの回折構造 (第 2回折構造)が形成され、その回折次数は BD : 2次、 DVD : 1次、（CD : 1次）であり、その回折効率は BD : ( 21 = ) 98%、 DV D : 92%、（CD : 100%)となっている。更に、第 2"面は非球面形状である。一方、光 ディスク側の光学面 (第 3面）には、ブレーズィ匕波長 408nmの回折構造 (第 3回折構 造）が形成され、その回折次数は BD: 10次、 DVD: 6次、 CD: 5次であり、その回折 効率は BD: 100%、 DVD: 100%、 CD: 100%となっている。力かる実施例 2の対物 レンズにおいては、 +0. 5nmの波長シフトに伴うデフォーカス発生量は 0. 043 MS (第 3面に回折構造を付与しないときは 0. 096 RMS)であり、トータル回折効 率は、 BD: 86%、 DVD: 91%, CD : 72%となっている。なお、本実施例の対物レン ズでは、中央領域と第 1周辺領域と第 2周辺領域の面積の和である STと、中央領域 の面積である SCの比 SC/STは、 0. 33である。
[0113] 実施例 3のレンズデータ (焦点距離、開口数、倍率を含む)を表 3に示す。
[0114] [表 3]
実施例 3 レンズデータ
対物レンズの焦点距離
Figure imgf000033_0001
開口数 NA1 :0.35 NA2:0.65 NA3:0.46 倍率 m1 :0 m2:0 m3:-0.0429
Figure imgf000033_0003
*2'は、第 2面から第 2'面までの 位を
*2' 'は、第 2'面から第 2' '面までの変位を表す。
第 2面（Omrn h l.lOOmm)
非球面係数
-6.9233Ε-01
A4 1.0152Ε-02
A6 -4.S538E-03
A3 3.95β4Ε-03
A10 -9.8134Ε-04
A12 -7.05&6Ε-05
A14 2.3442Ε-04
A16 -1.6860Ε-04
A1S 4.4733Ε-05
Α20 -4.4166Ε-06
光路差関数（BD : 1次 DVD: 1次 CD： 1次 製造波長 Onm )
C1 5.1550EHD3
C2 1.9077E-04
C3 -3.3455E-03
1.9B54E-03
C5 -4.9197E-04
第 2' a(1.100mm≤h≤ 1.500mm)
非球面係数
-5.9613Ε-01
A4 Ϊ.249&Ε-02
A6 1.4801 Ε-03
A8 3.5195Ε-03
A10 -1.3432Ε-03
A12 2.5269Ε-04
A14 2.3449Ε-04
A16 -1.5798Ε-04
A1 & 4.Β523Ε-05
A20 -6.1623Ε-06
光路差関数 <Bt : 2次 DVD : - CD: 1次 製造波長 395nm )
C1 -6.4521 Ε-03
C2 5.5565Ε-04
C3 9.1363Ε-04
C4 2.4706Ε-04
C5 -4.00β3Ε-05
Figure imgf000033_0002
第 3面
非球面係数
-7.8822E+01
Α4 1.0232E-01
Α6 -1.0022E-01
A3 7.7291 E-02
Α10 -4.4312E-02
Α12 Ϊ.4066Ε-02
Α14 -1.S746E-03
光路差関数（BD: 10次 DVD: 6次 次 製造波長 408nm )
CI -2.6424E-03
C2 1.3222E-04
C3 4.2562E-05
C4 -6.5338E-05
C5 5.9834E-05 産業上の利用可能性
本発明によれば、回折構造を有し、青紫色レーザ光源を使用する高密度光デイス クと DVDと CDを含む、記録密度が異なる 3種類のディスクに対して情報の記録及び Z又は再生を適切に行うことができる一群構成の対物レンズ、特に、 CD使用時に対 物レンズがトラッキング駆動した際のコマ収差発生量が十分に小さい対物レンズ、及 びそれを用いた光ピックアップ装置並びに光ディスクドライブ装置を提供することがで きる。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1光源から出射される第 1波長 λ 1 ( λ K 450nm)の第 1光束を、厚さ tlの第 1 保護基板を介して第 1光情報記録媒体の情報記録面に集光することにより、情報の 再生及び Z又は記録を行い、第 2光源から出射される第 2波長え 2 (1. 5 Χ λ Κ λ 2< 1. 7 Χ λ 1)の第 2光束を、厚さ t2 (tl≤t2)の第 2保護基板を介して第 2光情報 記録媒体の情報記録面に集光することにより、情報の再生及び Z又は記録を行い、 第 3光源から出射される第 3波長え 3 (1. 9 X λ Κ λ 3< 2. I X λ ΐ)の第 3光束を、 厚さ t3 (t2< t3)の第 3保護基板を介しての第 3光情報記録媒体の情報記録面に集 光することにより、情報の再生及び Z又は記録を行う光ピックアップ装置の対物レン ズであって、
前記対物レンズは、前記第 1乃至第 3光情報記録媒体に対して共通に用いられる、 単レンズ構成の対物レンズであり、
前記対物レンズの少なくとも一方の光学面は、光軸を含む中央領域と、該中央領 域を囲む周辺領域との少なくとも 2つの領域に分割されてなり、
前記中央領域には第 1回折構造が形成され、前記対物レンズは、前記第 1回折構 造で発生する前記第 1乃至第 3光束の回折光のうち、互いに同じ次数の回折光を、 それぞれ、前記第 1乃至第 3光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、
前記周辺領域には第 2回折構造が形成され、前記対物レンズは、前記第 2回折構 造で発生する前記第 1及び第 2光束の回折光のうち、互いに異なる次数の回折光を 、それぞれ、第 1及び第 2光情報記録媒体の情報記録面上に集光する対物レンズ。
[2] 前記前記中央領域における前記第 1光束の回折効率を η 11、前記周辺領域にお ける前記第 1光束の回折効率を r? 21としたとき、以下の式を満たす請求の範囲第 1 項に記載の対物レンズ。
7? 11≤ 7? 21 (1)
[3] 前記第 1回折構造において、前記互いに同じ次数は 1である請求の範囲第 1項に 記載の対物レンズ。
[4] 前記第 1回折構造のブレーズィ匕波長は、前記第 1波長 λ 1と前記第 2波長 λ 2の間 の波長である請求の範囲第 3項に記載の対物レンズ。
[5] 前記第 1回折構造の回折パワーは負である請求の範囲第 1項に記載の対物レンズ
[6] 前記第 2回折構造において、前記互いに異なる次数は、前記第 1光束においては 2であり、前記第 2光束においては 1である請求の範囲第 1項に記載の対物レンズ。
[7] 前記第 2回折構造のブレーズィ匕波長は、前記第 1波長 λ 1よりも短波長である請求 の範囲第 6項に記載の対物レンズ。
[8] 前記第 2回折構造は、光軸を含む断面形状が階段状とされたパターンを同心円状 に配列し、所定のレベル面の個数毎に、そのレベル面数に対応した段数分の高さだ け段をシフトさせた波長選択型回折構造であり、前記第 2回折構造において、前記 互いに異なる次数は、前記第 1光束においては 0であり、前記第 2光束においては 1 である請求の範囲第 1項に記載の対物レンズ。
[9] 前記第 2回折構造において、前記パターンの 1つ分の段差により前記第 1波長 λ 1 に付加される光路差は、前記第 1波長 λ 1の 2倍である請求の範囲第 8項に記載の 対物レンズ。
[10] 前記第 2回折構造にぉ 、て、前記所定のレベル面の個数は 4、 5、 6の何れかであ る請求の範囲第 8項に記載の対物レンズ。
[11] 前記周辺領域は、前記中央領域を囲む第 1周辺領域と、該第 1周辺領域を囲む第 2周辺領域の少なくとも 2つの領域に更に分割されてなり、前記第 2回折構造は、前 記第 1周辺領域に形成され、前記第 2周辺領域は前記第 2回折構造が形成されない 非球面である請求の範囲第 1項に記載の対物レンズ。
[12] 前記対物レンズは、第 3回折構造を更に有し、前記対物レンズは、前記第 3回折構 造で発生する前記第 1光束の回折光のうち、 10次回折光を前記第 1光情報記録媒 体の情報記録面上に集光し、該第 3回折構造で発生する前記第 2光束の回折光のう ち、 6次回折光を前記第 2光情報記録媒体の情報記録面上に集光し、該第 3回折構 造で発生する前記第 3光束の回折光のうち、 5次回折光を前記第 3光情報記録媒体 の情報記録面上に集光する請求の範囲第 1項に記載の対物レンズ。
[13] 前記第 3回折構造は、 ± 5nmの範囲内の波長変化に伴う、前記第 1波長 λ 1の光 束の近軸像点位置の変動を補償する請求の範囲第 12項に記載の対物レンズ。
[14] 前記第 3回折構造は、 ±5nmの範囲内の波長変化に伴う、前記第 1波長 λ 1の光 束の球面収差の変動を補償する請求の範囲第 12項に記載の対物レンズ。
[15] 前記第 3回折構造は、 ±30°Cの範囲内の温度変化に伴う、前記第 1波長 λ 1の光 束の球面収差の変動を補償する請求の範囲第 12項に記載の対物レンズ。
[16] 榭脂製である請求の範囲第 1項に記載の対物レンズ。
[17] 温度変化に伴う屈折率の変化率の符号が前記樹脂とは反対であって、直径が 30η m以下である粒子を前記榭脂中に分散させている請求の範囲第 16項に記載の対物 レンズ。
[18] ガラス転移点が 400°C以下である低融点ガラス製である請求の範囲第 1項に記載 の対物レンズ。
[19] 前記第 1波長 λ 1に対する第 1設計倍率を ml、前記第 2波長 λ 2に対する第 2設計 倍率を m2、前記第 3波長え 3に対する第 3設計倍率を m3としたとき、以下の式を満 たす請求の範囲第 1項に記載の対物レンズ。
ml=m2 = 0 (2)
0.07≤m3≤0 (3)
[20] 前記中央領域と前記周辺領域の面積の和を ST、前記中央領域の面積を SC、とし たとき、以下の式を満たす請求の範囲第 1項に記載の対物レンズ。
SC/ST<0.5 (4)
[21] 厚さ tlの第 1保護基板を有する第 1光情報記録媒体で情報の再生及び Z又は記 録を行うための第 1波長 λ 1(λ l<450nm)の第 1光束を出射する第 1光源と、 厚さ t2 (tl≤t2)の第 2保護基板を有する第 2光情報記録媒体で情報の再生及び Z又は記録を行うための第 2波長え 2(1.5Χλ1<λ2<1.7Χλ1)の第 2光束を 出射する第 2光源と、
第 3保護基板を有する第 3光情報記録媒体で情報の再生及び Ζ又は記録を行うた めの第 3波長え 3(1.9Χ λ1< λ3<2. IX λΐ)の第 3光束を出射する第 3光源と 前記第 1乃至第 3光束を第 1乃至第 3光情報記録媒体の情報記録面にそれぞれ集 光させる請求の範囲第 1項に記載の対物レンズとを搭載した光ピックアップ装置。 請求の範囲第 21項に記載の光ピックアップ装置及び前記光ピックアップ装置を前 記第 1乃至第 3光情報記録媒体のそれぞれの半径方向に移動させる移動装置を搭 載した光ディスクドライブ装置。
PCT/JP2005/019300 2004-10-29 2005-10-20 対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスクドライブ装置 Ceased WO2006046465A1 (ja)

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