[go: up one dir, main page]

JPWO2008146675A1 - Objective optical element for optical pickup device and optical pickup device - Google Patents

Objective optical element for optical pickup device and optical pickup device Download PDF

Info

Publication number
JPWO2008146675A1
JPWO2008146675A1 JP2009516264A JP2009516264A JPWO2008146675A1 JP WO2008146675 A1 JPWO2008146675 A1 JP WO2008146675A1 JP 2009516264 A JP2009516264 A JP 2009516264A JP 2009516264 A JP2009516264 A JP 2009516264A JP WO2008146675 A1 JPWO2008146675 A1 JP WO2008146675A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
optical element
temperature characteristic
characteristic correction
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009516264A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
中村 健太郎
中村  健太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Publication of JPWO2008146675A1 publication Critical patent/JPWO2008146675A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • G11B7/1374Objective lenses
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275Two or more lasers having different wavelengths
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353Diffractive elements, e.g. holograms or gratings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

低コストでありながら異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える光ピックアップ装置用の対物光学素子を提供するために、光路差付与構造において、利用する回折光の次数が(r、s、t)=(10、6、5)又は(2、1、1)である場合、中央領域を通過する3種類(λ1、λ2、λ3)の波長の光束のいずれに対しても、光の利用効率を高く維持することができ、互換機能と、環境温度が変化した場合に球面収差の劣化を抑える機能とのバランスを確保することができる。又、利用する回折光の次数が(u、v)=(10、6)、(5、3)又は(2、1)である場合、中間領域を通過する2種類(λ1、λ2)の波長の光束のいずれに対しても、光の利用効率を高く維持することができ、互換機能と、環境温度が変化した場合に球面収差の劣化を抑える機能とのバランスを確保することができる。In order to provide an objective optical element for an optical pickup device capable of appropriately recording and / or reproducing information with respect to different optical information recording media at low cost, the order of diffracted light used in the optical path difference providing structure Is (r, s, t) = (10, 6, 5) or (2, 1, 1), for any of the three types of light beams having the wavelengths (λ1, λ2, λ3) passing through the central region However, the light use efficiency can be maintained high, and a balance between the compatibility function and the function of suppressing the deterioration of the spherical aberration when the environmental temperature changes can be ensured. Further, when the order of the diffracted light to be used is (u, v) = (10, 6), (5, 3) or (2, 1), two types of wavelengths (λ1, λ2) passing through the intermediate region For any of the luminous fluxes, the light utilization efficiency can be maintained high, and a balance between the compatibility function and the function of suppressing the deterioration of the spherical aberration when the environmental temperature changes can be ensured.

Description

本発明は、光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光ピックアップ装置に関し、特に異なる種類の光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行える光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光ピックアップ装置に関する。   The present invention relates to an objective optical element and an optical pickup device for an optical pickup device, and more particularly to an objective optical element and an optical pickup device for an optical pickup device capable of recording and / or reproducing information on different types of optical disks.

近年、波長400nm程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び/又は再生(以下、「記録及び/又は再生」を、「記録/再生」と記載する)を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、NA0.85、光源波長405nmの仕様で情報の記録/再生を行う光ディスク、いわゆるBlu−ray Disc(以下、BDという)では、DVD(NA0.6、光源波長650nm、記憶容量4、7GB)と同じ大きさである直径12cmの光ディスクに対して、1層あたり25GB程度の情報の記録が可能であり、又、NA0.65、光源波長405nmの仕様で情報記録/再生を行う光ディスク、いわゆるHD DVD(以下、HDという)では、直径12cmの光ディスクに対して、1層あたり15GB程度の情報の記録が可能である。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。   In recent years, research on a high-density optical disk system capable of recording and / or reproducing information (hereinafter, “recording and / or reproduction” is referred to as “recording / reproduction”) using a blue-violet semiconductor laser having a wavelength of about 400 nm.・ Development is progressing rapidly. As an example, an optical disc for recording / reproducing information with specifications of NA 0.85 and light source wavelength 405 nm, so-called Blu-ray Disc (hereinafter referred to as BD), DVD (NA 0.6, light source wavelength 650 nm, storage capacity 4, 7 GB). ), Which can record information of about 25 GB per layer and record / reproduce information with specifications of NA 0.65 and light source wavelength 405 nm, so-called With HD DVD (hereinafter referred to as HD), information of about 15 GB per layer can be recorded on an optical disk having a diameter of 12 cm. Hereinafter, in this specification, such an optical disc is referred to as a “high-density optical disc”.

また、現在において、多種多様な情報を記録したDVD(デジタルバーサタイルディスク)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、一台の情報記録再生装置で可能な限り様々なタイプの光ディスクに対して適切に情報の記録/再生ができるようにすることが望まれている。更に、光ピックアップ装置がノート型パソコン等に搭載されることも考慮すると、複数種の光ディスクに対する互換性を有するのみでは足らず、そのコンパクト化を更に推進する事が重要である。   In addition, considering the reality that DVDs (digital versatile discs) and CDs (compact discs) on which various types of information are recorded are currently being sold, various types of optical discs can be used as much as possible with a single information recording / reproducing device. Therefore, it is desired to appropriately record / reproduce information. Furthermore, considering that the optical pickup device is mounted on a notebook personal computer or the like, it is not only necessary to have compatibility with a plurality of types of optical discs, but it is important to further promote downsizing.

ここで、高密度光ディスク、DVDやCD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/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用の光学系とを情報を記録/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。   Here, as a method for appropriately recording / reproducing information while maintaining compatibility with any of a high-density optical disc, a DVD, and a CD, an optical system for a high-density optical disc and an optical system for a DVD Can be selectively switched according to the recording density of the optical disk for recording / reproducing information, but a plurality of optical systems are required, which is disadvantageous for miniaturization and increases the cost.

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/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。特許文献1には、回折構造を用いて保護基板厚さが異なる光ディスクの互換使用を実現できる光ピックアップ装置が開示されている。
特開2005−158217号公報
Therefore, in order to simplify the configuration of the optical pickup device and reduce the cost, the optical system for the high-density optical disc and the optical system for the DVD / CD are made common in the compatible optical pickup device. It is preferable to reduce the number of optical components constituting the optical pickup device as much as possible. Patent Document 1 discloses an optical pickup device that can realize compatible use of optical disks having different protective substrate thicknesses using a diffraction structure.
JP 2005-158217 A

しかるに、特許文献1の技術によれば、高密度光ディスクと、その他の光ディスクとの互換使用を実現できる光ピックアップ装置を提供できるが、対物光学素子ユニットとして、光ディスクの保護基板厚さに起因する球面収差を補正するための回折構造(互換のための光路差付与構造)を形成したプラスチック製の平行平板と、ガラス製のレンズとを用いているため、コスト高を招いているという問題がある。これに対し、コストを低減するために、レンズをプラスチック製とすることも考えられるが、プラスチックの特性が問題となる。より具体的には、プラスチックは温度変化によりガラスに比べて大きな屈折率変化が生じるため、プラスチックを素材とするレンズは、温度変化により比較的大きな球面収差を発生させるということがある。かかる問題は、特に高NAで用いられる高密度光ディスクにおいて顕著である。   However, according to the technique of Patent Document 1, it is possible to provide an optical pickup device that can be used interchangeably with a high-density optical disk and other optical disks. However, as an objective optical element unit, a spherical surface caused by the thickness of the protective substrate of the optical disk. Since a plastic parallel plate on which a diffractive structure for correcting aberration (an optical path difference providing structure for compatibility) is formed and a glass lens are used, there is a problem that the cost is increased. On the other hand, in order to reduce the cost, it is conceivable that the lens is made of plastic, but the characteristic of the plastic becomes a problem. More specifically, since a plastic has a large refractive index change as compared with glass due to a change in temperature, a lens made of plastic may generate a relatively large spherical aberration due to a change in temperature. Such a problem is remarkable particularly in a high-density optical disk used at a high NA.

一方、特許文献1の技術とは別に、単玉の対物レンズを用いて、高密度光ディスクと、その他の光ディスクとの互換使用を実現できる光ピックアップ装置も開発されているが、対物レンズをプラスチック製とした場合、同様の問題が生じる。   On the other hand, apart from the technique of Patent Document 1, an optical pickup device that can be used interchangeably with a high-density optical disc and other optical discs using a single objective lens has also been developed. In this case, the same problem occurs.

これに対し、温度変化に起因して発生する球面収差を補正するために、別に温度変化を補正する光路差付与構造を設けることもできるが、その位置や構成によっては異なる光ディスクを共用する互換性能を低下させ、或いは互換不能状態になることを本発明者が見出した。   On the other hand, in order to correct the spherical aberration caused by the temperature change, an optical path difference providing structure that corrects the temperature change can be provided separately, but the compatibility performance of sharing different optical disks depending on the position and configuration The present inventor has found that the state is reduced or becomes incompatible.

本発明は、かかる本発明者が見出した上述の問題点に鑑みてなされたものであり、プラスチック製の光学素子を用いたとしても、3種類の異なる光ディスクに対して適切に情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems found by the present inventors. Even when a plastic optical element is used, information recording / reproduction is appropriately performed on three different types of optical disks. It is an object of the present invention to provide an objective optical element and an optical pickup device for an optical pickup device capable of performing the above.

請求の範囲第1項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、波長λ1(nm)の第1光束を出射する第1光源と、波長λ2(nm)(λ1<λ2)の第2光束を出射する第2光源と、波長λ3(nm)(λ2<λ3)の第3光束を出射する第3光源と、対物光学素子とを有する光ピックアップ装置用の対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、少なくとも1つのプラスチック製のレンズを有し、
前記対物光学素子の光学面は、光軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲に配置された中間領域と、前記中間領域の周囲に配置された周辺領域の、少なくとも3つの領域を含み、
前記対物光学素子が、前記中央領域と前記中間領域と前記周辺領域とを通過した前記第1光束を、厚さt1の保護基板を介して第1光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録/再生を行うことが可能となっており、又、前記中央領域と前記中間領域とを通過した前記第2光束を、厚さt2(t1≦t2)の保護基板を介して第2光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録/再生を行うことが可能となっており、更に、前記中央領域を通過した前記第3光束を、厚さt3(t2<t3)の保護基板を介して第3光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録/再生を行うことが可能となっており、
前記中央領域は、同心円状の複数の輪帯状段差を有する第1温度特性補正構造を有し、
前記中間領域は、同心円状の複数の輪帯状段差を有する第2温度特性補正構造を有し、
前記周辺領域は、同心円状の複数の輪帯状段差を有する第3温度特性補正構造を有し、
前記第1温度特性補正構造は、前記第1温度特性補正構造を通過した前記第1光束のr次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第1温度特性補正構造を通過した前記第2光束のs次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第1温度特性補正構造を通過した前記第3光束のt次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第2温度特性補正構造は、前記第2温度特性補正構造を通過した前記第1光束のu次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第2温度特性補正構造を通過した前記第2光束のv次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第3温度特性補正構造は、前記第3温度特性補正構造を通過した前記第1光束のx次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
(r、s、t)=(10,6,5)又は(2,1,1)
(u、v)=(10,6)、(5,3)又は(2,1)
xは任意の整数であることを特徴とする。
The objective optical element for an optical pickup device according to claim 1 includes a first light source that emits a first light beam having a wavelength λ1 (nm) and a second light beam that has a wavelength λ2 (nm) (λ1 <λ2). An objective optical element for an optical pickup device, comprising: a second light source that emits light; a third light source that emits a third light flux having a wavelength λ3 (nm) (λ2 <λ3); and an objective optical element,
The objective optical element has at least one plastic lens;
The optical surface of the objective optical element includes at least three regions: a central region including an optical axis, an intermediate region disposed around the central region, and a peripheral region disposed around the intermediate region,
The objective optical element focuses the first light flux that has passed through the central region, the intermediate region, and the peripheral region on the information recording surface of the first optical disc through a protective substrate having a thickness t1. Information can be recorded / reproduced, and the second light flux that has passed through the central area and the intermediate area is secondly passed through a protective substrate having a thickness t2 (t1 ≦ t2). Information can be recorded / reproduced by condensing it on the information recording surface of the optical disc, and the third light flux that has passed through the central region has a thickness of t3 (t2 <t3). Information can be recorded / reproduced by condensing on the information recording surface of the third optical disc via the protective substrate,
The central region has a first temperature characteristic correction structure having a plurality of concentric annular zone steps,
The intermediate region has a second temperature characteristic correction structure having a plurality of concentric annular zone steps,
The peripheral region has a third temperature characteristic correction structure having a plurality of concentric annular zone steps,
The first temperature characteristic correction structure increases the r-th order diffracted light amount of the first light flux that has passed through the first temperature characteristic correction structure to be larger than any other order diffracted light amount. The s-order diffracted light amount of the second light flux that has passed through the second light beam is made larger than any other order of diffracted light amount, and the t-order diffracted light amount of the third light flux that has passed through the first temperature characteristic correction structure is Is an optical path difference providing structure that is larger than the diffracted light quantity of any order of
The second temperature characteristic correction structure makes the u-order diffracted light amount of the first light flux that has passed through the second temperature characteristic correction structure larger than any other order of diffracted light amount, and the second temperature characteristic correction structure. An optical path difference providing structure that makes the v-th order diffracted light amount of the second light flux that has passed through the light beam larger than any other order diffracted light amount,
The third temperature characteristic correction structure is an optical path difference providing structure that makes the x-order diffracted light quantity of the first light flux that has passed through the third temperature characteristic correction structure larger than any other order diffracted light quantity,
(R, s, t) = (10, 6, 5) or (2, 1, 1)
(U, v) = (10, 6), (5, 3) or (2, 1)
x is an arbitrary integer.

本発明によれば、(r、s、t)=(10,6,5)又は(2,1,1)である場合、前記中央領域を通過する3種類(λ1,λ2,λ3)の波長の光束のいずれに対しても、光の利用効率を高く維持することができ、互換機能と、環境温度が変化した場合に球面収差の劣化を抑える機能とのバランスを確保することができる。   According to the present invention, when (r, s, t) = (10, 6, 5) or (2, 1, 1), three types of wavelengths (λ1, λ2, λ3) passing through the central region For any of the luminous fluxes, the light utilization efficiency can be maintained high, and a balance between the compatibility function and the function of suppressing the deterioration of the spherical aberration when the environmental temperature changes can be ensured.

又、(u、v)=(10,6)、(5,3)又は(2,1)である場合、前記中間領域を通過する2種類(λ1,λ2)の波長の光束のいずれに対しても、光の利用効率を高く維持することができ、互換機能と、環境温度が変化した場合に球面収差の劣化を抑える機能とのバランスを確保することができる。   Further, when (u, v) = (10, 6), (5, 3) or (2, 1), for any of two kinds of light beams having wavelengths (λ1, λ2) passing through the intermediate region However, the light use efficiency can be maintained high, and a balance between the compatibility function and the function of suppressing the deterioration of the spherical aberration when the environmental temperature changes can be ensured.

尚、前記周辺領域は、前記第1波長の専用領域となるため、互換機能を有している必要がなく、光の利用効率を高く維持でき、金型の製造容易性を確保できれば、いずれの次数(但し整数)に対応させても良い。   The peripheral region is a dedicated region for the first wavelength, and therefore does not need to have a compatibility function. As long as the light use efficiency can be maintained high and the mold can be easily manufactured, any one of them can be used. You may make it correspond to an order (however, an integer).

請求の範囲第2項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第1項に記載の発明において、
(r、s、t)=(2,1,1)
(u、v)=(5,3)又は(2,1)
x=1〜5であることを特徴とする。
The objective optical element for an optical pickup device according to claim 2 is the invention according to claim 1,
(R, s, t) = (2,1,1)
(U, v) = (5, 3) or (2, 1)
x = 1-5.

本発明によれば、更に、(r、s、t)=(2,1,1)である場合、光源波長が変化した場合においても、回折効率の変動が小さいため、読み取りエラーを抑制できる。加えて、輪帯状段差の深さも深くなりすぎないため、対物光学素子を成形する金型を製造し易いというメリットもある。また、(u、v)=(5,3)又は(2,1)である場合、光源波長が変化した場合においても、回折効率の変動が小さいため、読み取りエラーを抑制できる。より好ましくは、(u、v)=(2,1)である。   Further, according to the present invention, when (r, s, t) = (2, 1, 1), even when the light source wavelength is changed, the fluctuation of the diffraction efficiency is small, so that reading errors can be suppressed. In addition, since the depth of the annular zone step does not become too deep, there is an advantage that it is easy to manufacture a mold for molding the objective optical element. In addition, when (u, v) = (5, 3) or (2, 1), even when the light source wavelength is changed, the fluctuation in diffraction efficiency is small, so that reading errors can be suppressed. More preferably, (u, v) = (2, 1).

請求の範囲第3項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第1項又は第2項に記載の発明において、前記第1温度特性補正構造と前記第2温度特性補正構造とを合わせてなる複合構造は、光軸からの高さが高くなるにつれて光軸方向に深くなり、所定の高さを境に、光軸からの高さが高くなるにつれて光軸方向に浅くなることを特徴とする。   The objective optical element for an optical pickup device according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the first temperature characteristic correction structure and the second temperature characteristic correction structure are used. The composite structure is combined with the height of the optical axis as the height from the optical axis increases, and becomes shallower in the optical axis direction as the height from the optical axis increases at a predetermined height. It is characterized by that.

請求の範囲第4項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第1項又は第2項に記載の発明において、前記第1温度特性補正構造と前記第2温度特性補正構造と前記第3温度特性補正構造とを合わせてなる複合構造は、光軸からの高さが高くなるにつれて光軸方向に深くなり、所定の高さを境に、光軸からの高さが高くなるにつれて光軸方向に浅くなることを特徴とする。   The objective optical element for an optical pickup device according to claim 4 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the first temperature characteristic correction structure and the second temperature characteristic correction structure are used. And the third temperature characteristic correcting structure, the composite structure is deeper in the optical axis direction as the height from the optical axis is higher, and the height from the optical axis is higher than the predetermined height. It is characterized by becoming shallower in the optical axis direction.

請求の範囲第5項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第4項に記載の発明において、光軸からの高さが、前記第3温度特性補正構造に至る前に、前記複合構造の光軸方向の深さが戻ることを特徴とする。   The objective optical element for an optical pickup device according to claim 5 is the optical element according to claim 4, wherein the height from the optical axis reaches the third temperature characteristic correction structure. The depth in the optical axis direction of the composite structure is returned.

請求の範囲第6項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子を形成するプラスチックが、−5℃から70℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長405nmに対する屈折率変化率dN/dT(℃−1)が、−20×10−5乃至−5×10−5の範囲内であることを特徴とする。The objective optical element for an optical pickup device according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the plastic forming the objective optical element is -5. The refractive index change rate dN / dT (° C. −1 ) with respect to the wavelength of 405 nm accompanying the temperature change in the temperature range from ℃ to 70 ° C. is in the range of −20 × 10 −5 to −5 × 10 −5 It is characterized by.

請求の範囲第7項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第1項乃至第6項のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、平板状の光学素子と、非球面を有するレンズとを有することを特徴とする。   The objective optical element for an optical pickup device according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the objective optical element is a flat optical element. And a lens having an aspherical surface.

請求の範囲第8項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第7項に記載の発明において、前記平板状の光学素子が、前記第1温度特性補正構造と前記第2温度特性補正構造と前記第3温度特性補正構造とを有することを特徴とする。   The objective optical element for an optical pickup device according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the plate-like optical element includes the first temperature characteristic correction structure and the second optical element. It has a temperature characteristic correction structure and the third temperature characteristic correction structure.

請求の範囲第9項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第7項に記載の発明において、前記レンズが、前記第1温度特性補正構造と前記第2温度特性補正構造と前記第3温度特性補正構造とを有することを特徴とする。   The objective optical element for an optical pickup device according to claim 9 is the invention according to claim 7, wherein the lens includes the first temperature characteristic correction structure and the second temperature characteristic correction structure. And the third temperature characteristic correction structure.

請求の範囲第10項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第1項乃至第6項のいずれかに記載の発明において、前記対物光学素子は、プラスチック製の単玉のレンズのみからなることを特徴とする。   The objective optical element for an optical pickup device according to claim 10 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the objective optical element is a single piece of plastic. It consists only of lenses.

請求の範囲第11項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子は、請求の範囲第1項乃至第10項のいずれかに記載の発明において、同心円状の複数の輪帯状段差を有する互換用構造を、前記第1乃至前記第3温度特性補正構造に重ねた構造を有することを特徴とする。   The objective optical element for an optical pickup device according to claim 11 is the interchangeable optical element according to any one of claims 1 to 10 having a plurality of concentric annular zone steps. The structure is characterized in that the structure is superposed on the first to third temperature characteristic correction structures.

請求の範囲第12項に記載の光ピックアップ装置は、請求の範囲第1項乃至第11項のいずれかに記載の対物光学素子を有することを特徴とする。   An optical pickup device according to claim 12 has the objective optical element according to any one of claims 1 to 11.

本発明の光ピックアップ装置は、第1光源、第2光源、第3光源を有することができる。又、本発明の光ピックアップ装置は、第1光源からの第1光束を第1光ディスク(光情報記録媒体ともいう、以下同じ)の情報記録面上に集光させ、第2光源からの第2光束を第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、第3光源からの第3光束を第3光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子を含む集光光学系を有している。また、本発明の光ピックアップ装置は、第1光ディスク、第2光ディスク、第3光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有していても良い。   The optical pickup device of the present invention can have a first light source, a second light source, and a third light source. In the optical pickup device of the present invention, the first light beam from the first light source is condensed on the information recording surface of the first optical disk (also referred to as an optical information recording medium, hereinafter the same), and the second light from the second light source is collected. A condensing optical system including an objective optical element for condensing the light beam on the information recording surface of the second optical disk and condensing the third light beam from the third light source on the information recording surface of the third optical disk; ing. In addition, the optical pickup device of the present invention may include a light receiving element that receives a reflected light beam from the information recording surface of the first optical disc, the second optical disc, and the third optical disc.

第1光ディスクは、厚さがt1の保護基板と情報記録面とを有する。第2光ディスクは厚さがt2(t1≦t2)の保護基板と情報記録面とを有する。第3光ディスクは、厚さがt3(t2<t3)の保護基板と情報記録面とを有する。第1光ディスクが高密度光ディスクであり、第2光ディスクがDVDであることが好ましく、第3光ディスクがCDであることが好ましいが、これに限られるものではない。また、t1<t2である場合(例えば、第1光ディスクがBDで、第2光ディスクがDVDである場合)は、t1=t2である場合(例えば、第1光ディスクがHDで、第2光ディスクがDVDである場合)に比して、一つの対物光学素子によって3つの異なる光ディスクの記録及び/又は再生を行うことはより困難であるが、本発明はそれを可能とする。なお、第1光ディスク、第2光ディスク又は第3光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。   The first optical disc has a protective substrate having a thickness t1 and an information recording surface. The second optical disc has a protective substrate having a thickness t2 (t1 ≦ t2) and an information recording surface. The third optical disc has a protective substrate having a thickness t3 (t2 <t3) and an information recording surface. The first optical disc is preferably a high-density optical disc, the second optical disc is preferably a DVD, and the third optical disc is preferably a CD, but is not limited thereto. In addition, when t1 <t2 (for example, when the first optical disk is BD and the second optical disk is DVD), when t1 = t2 (for example, the first optical disk is HD and the second optical disk is DVD). It is more difficult to record and / or reproduce three different optical discs with one objective optical element, but the present invention makes it possible. The first optical disc, the second optical disc, or the third optical disc may be a multi-layer optical disc having a plurality of information recording surfaces.

本明細書においては、高密度光ディスクの例としては、NA0.85の対物光学素子により情報の記録/再生が行われ、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)が挙げられる。また、他の高密度光ディスクの例としては、NA0.65乃至0.67の対物光学素子により情報の記録/再生が行われ、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:単にHDともいう)が挙げられる。また、高密度光ディスクには、情報記録面上に数〜数十nm程度の厚さの保護膜(本明細書では、保護基板は保護膜も含むものとする)を有する光ディスクや、保護基板の厚さが0の光ディスクも含まれる。また、高密度光ディスクには、情報の記録/再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色SHGレーザが用いられる光磁気ディスクも含まれるものとする。更に、本明細書においては、DVDとは、NA0.60〜0.67程度の対物光学素子により情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.6mm程度であるDVD系列光ディスクの総称であり、DVD−ROM、DVD−Video、DVD−Audio、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RW等を含む。また、本明細書においては、CDとは、NA0.45〜0.51程度の対物光学素子により情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが1.2mm程度であるCD系列光ディスクの総称であり、CD−ROM、CD−Audio、CD−Video、CD−R、CD−RW等を含む。尚、記録密度については、高密度光ディスクの記録密度が最も高く、次いでDVD、CDの順に低くなる。   In the present specification, as an example of a high-density optical disc, a standard optical disc (for example, a BD) in which information is recorded / reproduced by an objective optical element having a NA of 0.85 and a protective substrate has a thickness of about 0.1 mm. : Blu-ray Disc). As another example of a high-density optical disk, information is recorded / reproduced by an objective optical element having an NA of 0.65 to 0.67, and a protective optical disk having a protective substrate thickness of about 0.6 mm (for example, HD DVD: also simply referred to as HD). In addition, the high-density optical disc includes an optical disc having a protective film with a thickness of about several to several tens of nanometers on the information recording surface (in this specification, the protective substrate includes the protective film), and the thickness of the protective substrate. Also included are optical discs with a zero. The high-density optical disk includes a magneto-optical disk in which a blue-violet semiconductor laser or a blue-violet SHG laser is used as a light source for recording / reproducing information. Further, in this specification, a DVD refers to a DVD series optical disc in which information is recorded / reproduced by an objective optical element having an NA of about 0.60 to 0.67 and the protective substrate has a thickness of about 0.6 mm. It is a generic name and includes DVD-ROM, DVD-Video, DVD-Audio, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD + R, DVD + RW, and the like. Further, in this specification, a CD is a CD series optical disc in which information is recorded / reproduced by an objective optical element having an NA of about 0.45 to 0.51 and the protective substrate has a thickness of about 1.2 mm. It is a generic name and includes CD-ROM, CD-Audio, CD-Video, CD-R, CD-RW, and the like. As for the recording density, the recording density of the high-density optical disk is the highest, and then decreases in the order of DVD and CD.

なお、保護基板の厚さt1、t2、t3に関しては、以下の条件式(1)、(2)、(3)、
0.0750mm≦t1≦0.1125mm 又は 0.5mm≦t1≦0.7mm
(1)
0.5mm≦t2≦0.7mm (2)
1.0mm≦t3≦1.3mm (3)
を満たすことが好ましいが、これに限られない。
In addition, regarding the thicknesses t1, t2, and t3 of the protective substrate, the following conditional expressions (1), (2), (3),
0.0750mm ≦ t1 ≦ 0.1125mm or 0.5mm ≦ t1 ≦ 0.7mm
(1)
0.5mm ≦ t2 ≦ 0.7mm (2)
1.0mm ≦ t3 ≦ 1.3mm (3)
However, the present invention is not limited to this.

第1光ディスクに対して情報を記録/再生するために必要な対物光学素子の像側開口数をNA1とし、第2光ディスクに対して情報を記録/再生するために必要な対物光学素子の像側開口数をNA2(NA1≧NA2)とし、第3光ディスクに対して情報を記録/再生するために必要な対物光学素子の像側開口数をNA3(NA2>NA3)とする。NA1は、0.8以上、0.9以下であること、又は、0.55以上、0.7以下であることが好ましい。NA2は、0.55以上、0.7以下であることが好ましい。また、NA3は、0.4以上、0.55以下であることが好ましい。   The image side numerical aperture of the objective optical element necessary for recording / reproducing information on the first optical disk is NA1, and the image side of the objective optical element necessary for recording / reproducing information on the second optical disk is NA1. The numerical aperture is NA2 (NA1 ≧ NA2), and the image-side numerical aperture of the objective optical element necessary for recording / reproducing information with respect to the third optical disk is NA3 (NA2> NA3). NA1 is preferably 0.8 or more and 0.9 or less, or preferably 0.55 or more and 0.7 or less. NA2 is preferably 0.55 or more and 0.7 or less. NA3 is preferably 0.4 or more and 0.55 or less.

第1光源は、波長λ1の第1光束を射出する。第2光源は、波長λ2(λ1<λ2)の第2光束を射出する。第3光源は、波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を射出する。本明細書において、第1光源、第2光源は、好ましくはレーザ光源である。第3光源を用いる場合もレーザ光源として良い。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ、SHGレーザ等を用いることが出来る。尚、λ1、λ2、λ3は以下の条件式(4)、(5)、
1.5×λ1(nm)<λ2<1.7×λ1(nm) (4)
1.9×λ1(nm)<λ3<2.1×λ1(nm) (5)
を満たすことが好ましい。
The first light source emits a first light flux having a wavelength λ1. The second light source emits a second light flux having a wavelength λ2 (λ1 <λ2). The third light source emits a third light flux having a wavelength λ3 (λ2 <λ3). In the present specification, the first light source and the second light source are preferably laser light sources. A laser light source may be used when a third light source is used. As the laser light source, a semiconductor laser, silicon laser, SHG laser, or the like can be preferably used. Λ1, λ2, and λ3 are the following conditional expressions (4), (5),
1.5 × λ1 (nm) <λ2 <1.7 × λ1 (nm) (4)
1.9 × λ1 (nm) <λ3 <2.1 × λ1 (nm) (5)
It is preferable to satisfy.

また、第1光ディスク、第2光ディスクとして、それぞれ、BDまたはHD及びDVDが用いられる場合、第1光源の第1波長λ1は好ましくは、350nm以上、440nm以下、より好ましくは、380nm以上、415nm以下であって、第2光源の第2波長λ2は好ましくは570nm以上、680nm以下、より好ましくは630nm以上、670nm以下である。更に第3の光ディスクとして、CDを用いる場合、第3光源の第3波長λ3は好ましくは、750nm以上、880nm以下、より好ましくは、760nm以上、820nm以下である。   When BD or HD and DVD are used as the first optical disc and the second optical disc, respectively, the first wavelength λ1 of the first light source is preferably 350 nm or more and 440 nm or less, more preferably 380 nm or more and 415 nm or less. In addition, the second wavelength λ2 of the second light source is preferably 570 nm or more and 680 nm or less, more preferably 630 nm or more and 670 nm or less. Further, when a CD is used as the third optical disk, the third wavelength λ3 of the third light source is preferably 750 nm or more and 880 nm or less, more preferably 760 nm or more and 820 nm or less.

また、第1光源と第2光源をユニット化してもよく、これらに加えて第3光源もユニット化して良い。ユニット化とは、例えば第1光源と第2光源とが1パッケージに固定収納されているようなものをいうが、これに限られず、2つの光源が収差補正不能なように固定されている状態を広く含むものである。また、光源に加えて、後述する受光素子を1パッケージ化してもよい。   Further, the first light source and the second light source may be unitized, and in addition to these, the third light source may be unitized. The unitization means that the first light source and the second light source are fixedly housed in one package, for example. However, the unitization is not limited to this, and the two light sources are fixed so that the aberration cannot be corrected. Is widely included. In addition to the light source, a light receiving element to be described later may be packaged.

受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上のスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物光学素子を移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に2つのサブの光検出器を設け、当該2つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光部を有していてもよい。   As the light receiving element, a photodetector such as a photodiode is preferably used. Light reflected on the information recording surface of the optical disc enters the light receiving element, and a read signal of information recorded on each optical disc is obtained using the output signal. Furthermore, it detects the change in the amount of light due to the change in the shape and position of the spot on the light receiving element, performs focus detection and track detection, and moves the objective optical element for focusing and tracking based on this detection I can do it. The light receiving element may comprise a plurality of photodetectors. The light receiving element may have a main photodetector and a sub photodetector. For example, two sub photodetectors are provided on both sides of a photodetector that receives main light used for recording and reproducing information, and the sub light for tracking adjustment is received by the two sub photodetectors. It is good also as a simple light receiving element. The light receiving element may have a plurality of light receiving portions corresponding to the respective light sources.

集光光学系(又は後述する対物光学素子)は、第1光束を、厚さt1の保護基板を介して、第1光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録/再生を行うことを可能とし、第2光束を、厚さt2の保護基板を介して、第2光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録/再生を行うことを可能とする。また、集光光学系は、第3光束を、厚さt3の保護基板を介して、第3光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録/再生を行うことを可能とする。   The condensing optical system (or an objective optical element to be described later) records / reproduces information by condensing the first light flux on the information recording surface of the first optical disc via a protective substrate having a thickness t1. It is possible to record / reproduce information by condensing the second light flux on the information recording surface of the second optical disc via the protective substrate having a thickness t2. Further, the condensing optical system makes it possible to record / reproduce information by condensing the third light flux on the information recording surface of the third optical disc via the protective substrate having a thickness t3.

集光光学系は、対物光学素子を有する。集光光学系は、対物光学素子のみを有していても良いが、対物光学素子の他にコリメートレンズ等のカップリングレンズを有していてもよい。カップリングレンズとは、対物光学素子と光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。又、コリメートレンズとは、入射光束を平行光束にして出射するレンズをいう。更に集光光学系は、光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。本明細書において、対物光学素子とは、光ピックアップ装置に光ディスクを装填した状態において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学素子又は光学素子のユニットを指す。   The condensing optical system has an objective optical element. The condensing optical system may include only the objective optical element, but may include a coupling lens such as a collimator lens in addition to the objective optical element. The coupling lens is a single lens or a lens group that is disposed between the objective optical element and the light source and changes the divergence angle of the light beam. The collimating lens is a lens that emits an incident light beam as a parallel light beam. Further, the condensing optical system has an optical element such as a diffractive optical element that divides the light beam emitted from the light source into a main light beam used for recording and reproducing information and two sub light beams used for tracking and the like. May be. In this specification, the objective optical element is disposed at a position facing the optical disk in a state where the optical disk is loaded in the optical pickup device, and has a function of condensing the light beam emitted from the light source on the information recording surface of the optical disk. Refers to an optical element or a unit of optical elements.

本発明の対物光学素子の一例としては、それぞれ単一の、平板状の光学素子とレンズとを有することができる。平板状の光学素子とレンズは光軸方向に配列されており、相対的に位置が固定されていると好ましい。平板状の光学素子及びレンズのうち少なくとも一方が、光軸方向に延在している部分を有し、当該延在部が他方に接し、平板状の光学素子とレンズとが互いに接合され、対物光学素子を形成すると好ましい。一方、平板状の光学素子及びレンズとを、それとは別体の枠体に固定することで、対物光学素子を形成してもよい。通常、対物光学素子が光ピックアップ装置に配置された場合、平板状の光学素子が光源側となり、レンズが光ディスク側となる。尚、対物光学素子の他の例としては、単玉のレンズのみから構成することができる。   As an example of the objective optical element of the present invention, each of the objective optical element can have a single flat optical element and a lens. It is preferable that the flat optical elements and the lenses are arranged in the optical axis direction and their positions are relatively fixed. At least one of the flat optical element and the lens has a portion extending in the optical axis direction, the extending portion is in contact with the other, the flat optical element and the lens are bonded to each other, and the objective It is preferable to form an optical element. On the other hand, the objective optical element may be formed by fixing a flat optical element and a lens to a separate frame. Normally, when the objective optical element is disposed in the optical pickup device, the flat optical element is on the light source side, and the lens is on the optical disk side. As another example of the objective optical element, the objective optical element can be constituted by only a single lens.

本発明の対物光学素子はプラスチックからなる。より具体的には、対物光学素子が平板状の光学素子とレンズからなる場合には、平板状の光学素子のみをプラスチック製とする場合、レンズのみをプラスチック製とする場合、平板状の光学素子とレンズをプラスチック製とする場合がある。一方、対物光学素子が単玉のレンズの場合、これをプラスチック製とする。プラスチックとしては、一般的に光学材料に用いられるプラスチックであればどれでもよいが、好ましくは、環状オレフィン系の樹脂材料である。また、波長405nmに対する温度25℃での屈折率が1.54乃至1.60の範囲内であって、−5℃から70℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長405nmに対する屈折率変化率dN/dT(℃−1)が−20×10−5乃至−5×10−5(より好ましくは、−10×10−5乃至−8×10−5)の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物光学素子をプラスチック製とする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。また、平板状の光学素子及びレンズとを、それとは別体の枠体に固定することで、対物光学素子を形成する場合、枠体もプラスチックからなる事が好ましい。The objective optical element of the present invention is made of plastic. More specifically, when the objective optical element is composed of a plate-like optical element and a lens, when only the plate-like optical element is made of plastic, when only the lens is made of plastic, the plate-like optical element Sometimes the lens is made of plastic. On the other hand, when the objective optical element is a single lens, it is made of plastic. The plastic may be any plastic that is generally used for optical materials, but is preferably a cyclic olefin resin material. In addition, the refractive index at a temperature of 25 ° C. with respect to a wavelength of 405 nm is in the range of 1.54 to 1.60, and the refractive index change rate with respect to the wavelength of 405 nm accompanying a temperature change within a temperature range of −5 ° C. to 70 ° C. A resin material having dN / dT (° C. −1 ) in the range of −20 × 10 −5 to −5 × 10 −5 (more preferably −10 × 10 −5 to −8 × 10 −5 ) is used. More preferably. Further, when the objective optical element is made of plastic, the coupling lens is also preferably a plastic lens. Further, when the objective optical element is formed by fixing the flat optical element and the lens to a separate frame, the frame is preferably made of plastic.

対物光学素子の少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの中間領域と、中間領域の周りの周辺領域とを有する。中間領域や周辺領域を設けることにより、高NAの光ディスクに対する記録/再生をより適切に行うことが可能となる。中央領域は、対物光学素子の光軸を含む領域であることが好ましいが、含まない領域であってもよい。中央領域、中間領域、及び周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。単玉のレンズを例にとると、図11に示されるように、中央領域CN、中間領域MD、周辺領域OTは、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。また、対物光学素子の中央領域には第1の温度特性補正構造が設けられ、中間領域には第2の温度特性補正構造が設けられ、周辺領域に第3の温度特性補正構造が設けられている。中央領域、中間領域、周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。   At least one optical surface of the objective optical element has a central region, an intermediate region around the central region, and a peripheral region around the intermediate region. By providing the intermediate area and the peripheral area, it is possible to more appropriately perform recording / reproduction with respect to an optical disk with a high NA. The central region is preferably a region including the optical axis of the objective optical element, but may be a region not including the optical axis. The central region, the intermediate region, and the peripheral region are preferably provided on the same optical surface. Taking a single lens as an example, as shown in FIG. 11, the central region CN, the intermediate region MD, and the peripheral region OT are provided on the same optical surface in a concentric manner with the optical axis as the center. Preferably it is. In addition, a first temperature characteristic correction structure is provided in the central area of the objective optical element, a second temperature characteristic correction structure is provided in the intermediate area, and a third temperature characteristic correction structure is provided in the peripheral area. Yes. The central region, the intermediate region, and the peripheral region are preferably adjacent to each other, but there may be a slight gap between them.

第1温度特性補正構造は、対物光学素子の中央領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、第1温度特性補正構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第2温度特性補正構造は、対物光学素子の中間領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、第2温度特性補正構造が、中間領域の全面に設けられていることである。第3温度特性補正構造は、対物光学素子の周辺領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、第3温度特性補正構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。   The first temperature characteristic correction structure is preferably provided in a region of 70% or more of the area of the central region of the objective optical element, and more preferably 90% or more. More preferably, the first temperature characteristic correction structure is provided on the entire surface of the central region. The second temperature characteristic correction structure is preferably provided in a region of 70% or more of the area of the intermediate region of the objective optical element, and more preferably 90% or more. More preferably, the second temperature characteristic correction structure is provided on the entire surface of the intermediate region. The third temperature characteristic correction structure is preferably provided in a region of 70% or more of the area of the peripheral region of the objective optical element, and more preferably 90% or more. More preferably, the third temperature characteristic correction structure is provided on the entire surface of the peripheral region.

本明細書でいう光路差付与構造は、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。一般に、光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び/又は位相差が付加される。所謂、位相シフト構造といわれる構造も、NPS構造といわれる構造も、光路差付与構造の一種であり、回折構造の一種である、と捉えることができる。   The optical path difference providing structure referred to in this specification is a general term for structures that add an optical path difference to an incident light beam. In general, the optical path difference providing structure includes a phase difference providing structure for providing a phase difference. The phase difference providing structure includes a diffractive structure. The optical path difference providing structure has a step, preferably a plurality of steps. This step adds an optical path difference and / or phase difference to the incident light flux. The so-called phase shift structure and the NPS structure are both a kind of optical path difference providing structure and a kind of diffractive structure.

以下、温度特性補正構造について詳述する。温度特性補正構造は、通過する光束に対して、環境温度の変化に伴い発生する球面収差を補正する構造である。環境温度の変化に伴い、通過する光束の波長が変化した場合や、光学素子の屈折率が変化した場合に、当該変化に伴って発生する球面収差を補正する構造であることが好ましい。好ましい構造の例としては、所謂、NPS構造などが挙げられる。温度特性補正構造は、光束の波長が、温度変化や光源製造時のばらつきなどにより、設計波長からずれた場合は、光束に対して異なるパワーを与えることが好ましい。温度特性補正構造がこのような機能を有することにより温度の変化に伴い発生する球面収差を補正できる。なお、ここでいう「波長が設計波長からずれる」というのは、好ましくは±10nm以内である。   Hereinafter, the temperature characteristic correction structure will be described in detail. The temperature characteristic correction structure is a structure that corrects a spherical aberration that occurs with a change in environmental temperature with respect to a passing light beam. It is preferable that the structure corrects the spherical aberration caused by the change when the wavelength of the light beam passing through the change in the environmental temperature or when the refractive index of the optical element changes. An example of a preferable structure is a so-called NPS structure. The temperature characteristic correction structure preferably gives different power to the light flux when the wavelength of the light flux deviates from the design wavelength due to a change in temperature, variations in manufacturing the light source, or the like. Since the temperature characteristic correction structure has such a function, it is possible to correct spherical aberration that occurs with a change in temperature. Here, “the wavelength deviates from the design wavelength” is preferably within ± 10 nm.

温度特性補正構造は、図1〜図3に概略的に示すように様々な断面形状を取り得る。(尚、図1〜図3に記載した例は、対物光学素子が平板状の光学素子を有する場合である。)図1は鋸歯状である場合であり、図2は全ての段差が同じ方向とされた階段状である場合である。また、図3は、段差の方向が途中で反対となる階段状である場合、つまり光軸を含む断面形状が、光軸から所定の高さまでは、光軸から離れるに従って光路長が長くなり、光軸から所定の高さ以降は、光軸から離れるに従って光路長が短くなる階段構造、或いは、光軸から所定の高さまでは、光軸から離れるに従って光路長が短くなり、光軸から所定の高さ以降は、光軸から離れるに従って光路長が長くなる階段構造である場合を示している。また、温度特性補正構造の段差は、光軸垂直方向に非周期的な間隔を持って配置されていてもよい。ここで、中央領域に形成された温度特性補正構造を第1温度補正構造とし、中間領域に形成された温度特性補正構造を第2温度補正構造とし、周辺領域に形成された温度特性補正構造を第3温度補正構造とする。いずれにしても、第1乃至第3の温度特性補正構造も、同心円状の段差で区切られた輪帯状の段差構造である事が好ましい。尚、対物光学素子が平板状の光学素子とレンズからなる場合には、平板状の光学素子のみに第1乃至第3の温度特性補正構造が形成される場合と、レンズのみに第1乃至第3の温度特性補正構造が形成される場合がある。一方、対物光学素子が単玉のレンズの場合、その光学面に第1乃至第3の温度特性補正構造が形成される。   The temperature characteristic correction structure can take various cross-sectional shapes as schematically shown in FIGS. (In addition, the example described in FIGS. 1-3 is a case where an objective optical element has a flat-plate-shaped optical element.) FIG. 1 is a case where a sawtooth shape is used, and FIG. This is a case of a staircase shape. In addition, FIG. 3 shows a step shape in which the direction of the step is opposite in the middle, that is, the cross-sectional shape including the optical axis is a predetermined height from the optical axis, the optical path length becomes longer as the distance from the optical axis increases. After a predetermined height from the optical axis, a staircase structure in which the optical path length decreases as the distance from the optical axis decreases, or at a predetermined height from the optical axis, the optical path length decreases as the distance from the optical axis decreases. After the height, a case is shown in which the optical path length is increased as the distance from the optical axis increases. Further, the steps of the temperature characteristic correction structure may be arranged with an aperiodic interval in the direction perpendicular to the optical axis. Here, the temperature characteristic correction structure formed in the central region is the first temperature correction structure, the temperature characteristic correction structure formed in the intermediate region is the second temperature correction structure, and the temperature characteristic correction structure formed in the peripheral region is A third temperature correction structure is adopted. In any case, the first to third temperature characteristic correction structures are preferably ring-shaped step structures separated by concentric steps. When the objective optical element is composed of a flat optical element and a lens, the first to third temperature characteristic correction structures are formed only on the flat optical element, and the first to third only on the lens. 3 may be formed. On the other hand, when the objective optical element is a single lens, first to third temperature characteristic correction structures are formed on the optical surface.

第1温度特性補正構造と、第2温度特性補正構造と、第3温度特性補正構造とを合わせた複合構造を、対物光学素子の光学面に形成する場合の一例を示す。温度補正構造が設けられる光学面を平面と仮定して、第1の温度特性補正構造の光軸を含む断面形状が、図5(a)に示すように、光軸から所定の高さまでは、第1温度特性補正構造の範囲内で光軸から離れるに従って光路長が短くなり、光軸から所定の高さ以降は、第2温度特性補正構造の範囲内で光軸から離れるに従って光路長が長くなる階段構造となっている。また、第3の温度特性補正構造は鋸歯状の光路差付与構造となっている。以上の構成を言い換えると、第1の温度特性補正構造と、第2の温度特性補正構造とを合わせた複合構造において、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に深くなっていき、所定の高さを超えたところで、光軸方向に浅くなっていく構造といえる。段差の深さが変わる位置(段差の深さが最も深い位置)は、第2温度特性補正構造内であってもよいし、第1温度特性補正構造内であってもよいし、第1温度特性補正構造と第2温度特性補正構造の境界であってもよい。この様な構造を、単玉の非球面レンズからなる対物光学素子の光学面に設けることが、好ましい例の一つとして挙げられる。   An example in which a composite structure including the first temperature characteristic correction structure, the second temperature characteristic correction structure, and the third temperature characteristic correction structure is formed on the optical surface of the objective optical element will be described. Assuming that the optical surface on which the temperature correction structure is provided is a plane, the cross-sectional shape including the optical axis of the first temperature characteristic correction structure is a predetermined height from the optical axis as shown in FIG. The optical path length becomes shorter as the distance from the optical axis is within the range of the first temperature characteristic correction structure, and after the predetermined height from the optical axis, the optical path length becomes longer as the distance from the optical axis is within the range of the second temperature characteristic correction structure. It has a staircase structure. The third temperature characteristic correction structure is a sawtooth optical path difference providing structure. In other words, in the composite structure in which the first temperature characteristic correction structure and the second temperature characteristic correction structure are combined, as the height from the optical axis increases, the depth increases in the optical axis direction. It can be said that the structure becomes shallower in the direction of the optical axis when it exceeds a predetermined height. The position where the depth of the step changes (the position where the depth of the step is deepest) may be in the second temperature characteristic correction structure, the first temperature characteristic correction structure, or the first temperature. It may be a boundary between the characteristic correction structure and the second temperature characteristic correction structure. Providing such a structure on the optical surface of an objective optical element composed of a single aspherical lens is a preferred example.

次に、他の例を示す。第1の温度特性補正構造と、第2の温度特性補正構造と、第3の温度特性補正構造とを合わせた複合構造が設けられる光学面を平面と仮定して、第1の温度特性補正構造の光軸を含む断面形状が、図5(b)に示すように、光軸から所定の高さまでは、第1の温度特性補正構造及び第2の温度特性補正構造の範囲内で光軸から離れるに従って光路長が短くなり、光軸から所定の高さ以降は、第3の温度特性補正構造の範囲内で光軸から離れるに従って光路長が長くなる階段構造となっている。以上の構成を言い換えると、第1の温度特性補正構造と、第2の温度特性補正構造と、第3の温度特性補正構造とを合わせた複合構造において、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に深くなっていき、所定の高さを超えたところで、光軸方向に浅くなっていく構造といえる。段差の深さが変わる位置(段差の深さが最も深さが深い位置)は、第2温度特性補正構造内であってもよいし、第3温度特性補正構造内であってもよいし、第2温度特性補正構造と第3温度特性補正構造の境界であってもよい。この場合、光軸からの高さが第3温度特性補正構造に至る前に、複合構造の光軸方向の深さが戻ると好ましい。この様な構造を、平板状の光学素子と非球面レンズとからなる対物光学素子の平板状の光学素子の光学面に設けることが、好ましい例の一つとして挙げられる。   Next, another example is shown. Assuming that the optical surface on which the composite structure including the first temperature characteristic correction structure, the second temperature characteristic correction structure, and the third temperature characteristic correction structure is provided is a plane, the first temperature characteristic correction structure When the cross-sectional shape including the optical axis is at a predetermined height from the optical axis as shown in FIG. 5B, the optical axis is within the range of the first temperature characteristic correction structure and the second temperature characteristic correction structure. As the distance increases, the optical path length becomes shorter, and after the predetermined height from the optical axis, a staircase structure is formed in which the optical path length becomes longer as the distance from the optical axis is within the range of the third temperature characteristic correction structure. In other words, in the composite structure including the first temperature characteristic correction structure, the second temperature characteristic correction structure, and the third temperature characteristic correction structure, the height from the optical axis increases. It can be said that the structure becomes deeper in the direction of the optical axis and becomes shallower in the direction of the optical axis when it exceeds a predetermined height. The position where the depth of the step changes (the position where the depth of the step is the deepest) may be in the second temperature characteristic correction structure or in the third temperature characteristic correction structure, It may be a boundary between the second temperature characteristic correction structure and the third temperature characteristic correction structure. In this case, it is preferable that the depth of the composite structure in the optical axis direction returns before the height from the optical axis reaches the third temperature characteristic correction structure. Providing such a structure on the optical surface of the flat optical element of the objective optical element composed of a flat optical element and an aspherical lens is a preferred example.

特に好ましい第1温度特性補正構造は、第1温度特性補正構造を通過した第1光束のr次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束のs次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束のt次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくしている光路差付与構造と表した際、(r、s、t)=(10,6,5)または(2,1,1)となっている構造である。第1温度特性補正構造をこの様な構造とすることで、製造がしやすい光学素子を得ることができる。特に、第1光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくした場合、波長変動時の回折効率の低下を抑えることができるので好ましい。   A particularly preferable first temperature characteristic correction structure is such that the r-order diffracted light quantity of the first light beam that has passed through the first temperature characteristic correction structure is larger than any other order diffracted light quantity, and the s-order diffracted light quantity of the second light beam. Is expressed as an optical path difference providing structure in which the t-order diffracted light quantity of the third light beam is made larger than any other order diffracted light quantity, and (r, s, t) = (10,6,5) or (2,1,1). By making the first temperature characteristic correction structure like this, an optical element that is easy to manufacture can be obtained. In particular, the second-order diffracted light amount of the first light beam is made larger than any other order diffracted light amount, the first-order diffracted light amount of the second light beam is made larger than any other order diffracted light amount, and the third light beam When the first-order diffracted light quantity is made larger than any other order diffracted light quantity, it is preferable because a decrease in diffraction efficiency at the time of wavelength fluctuation can be suppressed.

更に、好ましい第2温度特性補正構造は、第2温度特性補正構造を通過した第1光束のu次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束のv次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくしている光路差付与構造と表した際、(u、v)=(10,6)、(5,3)又は(2,1)となっている構造である。   Furthermore, the preferable second temperature characteristic correction structure makes the u-order diffracted light quantity of the first light flux that has passed through the second temperature characteristic correction structure larger than any other order diffracted light quantity, and v-order diffraction of the second light flux. When expressed as an optical path difference providing structure in which the amount of light is larger than any other order of the amount of diffracted light, (u, v) = (10, 6), (5, 3) or (2, 1). It is a structure.

第3温度特性補正構造は、第3温度特性補正構造を通過した第1光束の任意の整数の回折光量を他のいかなる次数の回折光量より大きくすれば足りる。しかしながら、製造の容易さの観点から、最大の光量となる回折光の回折次数が5次以下である事が好ましい。   The third temperature characteristic correction structure only needs to make an arbitrary integer diffracted light quantity of the first light flux that has passed through the third temperature characteristic correction structure larger than any other order diffracted light quantity. However, from the viewpoint of ease of manufacture, it is preferable that the diffraction order of the diffracted light with the maximum light amount is 5th or less.

また、第1乃至第3温度特性補正構造は、NA2以下に相当する領域は全て同一の構造としてもよいし、NA3を境にして、その構造を変化させてもよい。   In the first to third temperature characteristic correction structures, all the regions corresponding to NA2 or lower may be the same structure, or the structure may be changed with NA3 as a boundary.

ここで、上述の第1乃至第3温度特性補正構造であって、且つ、その複合構造が光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向に深くなっていき、所定の高さを超えたところで、光軸方向に浅くなっていく構造による温度変化によって発生する球面収差の補正の原理を説明する。図6中の線(A)は、プラスチック製であり非球面である2つの光学面を有するある一例の単レンズの、設計基準温度から温度が上昇した場合の波面の様子を表すものであり、横軸が光学面の有効半径を表し、縦軸が光路差を表す。単レンズは、温度上昇に伴う屈折率変化の影響で球面収差が発生し、線(A)のように波面が変化する。特に単レンズがプラスチック製の場合、温度変化に伴う屈折率変化が大きいため、球面収差の発生量は大きくなる。   Here, the first to third temperature characteristic correction structures described above, and the composite structure becomes deeper in the optical axis direction as the height from the optical axis increases, and exceeds a predetermined height. Now, the principle of correcting spherical aberration caused by a temperature change due to the structure that becomes shallow in the optical axis direction will be described. The line (A) in FIG. 6 represents the state of the wavefront when the temperature rises from the design reference temperature of an example single lens having two optical surfaces that are made of plastic and are aspherical. The horizontal axis represents the effective radius of the optical surface, and the vertical axis represents the optical path difference. In the single lens, spherical aberration occurs due to the influence of the refractive index change accompanying the temperature rise, and the wavefront changes as shown by the line (A). In particular, when the single lens is made of plastic, the amount of spherical aberration is increased because the refractive index change with temperature change is large.

また、線(B)は、第1乃至第3温度特性補正構造により透過波面に付加される光路差であり、線(C)は、設計基準温度から温度が上昇した場合の、かかる第1の温度特性補正構造とレンズの屈折面とを透過した波面の様子を表す図である。線(B)及び線(C)から、かかる第1乃至第3温度特性補正構造を透過した波面と、設計基準温度から温度が上昇した場合の単レンズの波面とが打ち消しあうことで、光ディスクの情報記録面上に集光されたレーザ光の波面は、巨視的にみると光路差のない良好な波面となり、かかる第1乃至第3の温度特性補正構造により温度収差が補正されることが理解できる。   Line (B) is an optical path difference added to the transmitted wavefront by the first to third temperature characteristic correction structures, and line (C) is the first difference when the temperature rises from the design reference temperature. It is a figure showing the mode of the wave front which permeate | transmitted the temperature characteristic correction structure and the refractive surface of a lens. From the line (B) and the line (C), the wavefront transmitted through the first to third temperature characteristic correction structures and the wavefront of the single lens when the temperature rises from the design reference temperature cancel each other, thereby The wavefront of the laser light focused on the information recording surface is a good wavefront with no optical path difference when viewed macroscopically, and it is understood that the temperature aberration is corrected by the first to third temperature characteristic correction structures. it can.

対物光学素子には、光路差付与構造である互換用構造を設けることができる。互換用構造とは、光ディスクの保護基板の厚さに応じて発生する球面収差を光束の波長差を利用して補正する構造である。対物光学素子が、平板状の光学素子とレンズからなる場合、互換用構造は平板状の光学素子に設けられていても良いし、レンズに設けられていても良い。平板状の光学素子に互換用構造を設ける場合、一方の光学面に第1乃至第3の温度特性補正構造を設け、他方の光学面に互換用構造を設けても良いし、一方の光学面において第1乃至第3の温度特性補正構造と互換用構造とを重畳させても良い。一方、レンズに互換用構造を設ける場合、光源側の光学面に第1乃至第3の温度特性補正構造と互換用構造とを重畳させるのが好ましいが、別の光学面にそれぞれ形成しても良い。対物光学素子が単玉のレンズのみからなる場合、光源側の光学面に第1乃至第3の温度特性補正構造と互換用構造とを重畳させるのが好ましいが、別の光学面にそれぞれ形成しても良い。   The objective optical element can be provided with a compatible structure which is an optical path difference providing structure. The interchangeable structure is a structure that corrects the spherical aberration that occurs according to the thickness of the protective substrate of the optical disk using the wavelength difference of the light beam. When the objective optical element includes a flat optical element and a lens, the compatible structure may be provided in the flat optical element or may be provided in the lens. When providing a compatible structure for a flat optical element, the first to third temperature characteristic correction structures may be provided on one optical surface, and the compatible structure may be provided on the other optical surface. In FIG. 1, the first to third temperature characteristic correction structures and the compatible structure may be overlapped. On the other hand, when providing a compatible structure for the lens, it is preferable to superimpose the first to third temperature characteristic correction structures and the compatible structure on the optical surface on the light source side, but each may be formed on another optical surface. good. When the objective optical element is composed of only a single lens, it is preferable to superimpose the first to third temperature characteristic correction structures and the compatible structure on the optical surface on the light source side. May be.

互換用構造も、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、互換用構造も、図1乃至図3に示すような様々な断面形状(光軸を含む面での断面形状)をとり得る。加えて、図4に示すような、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(図4に示す例ではレベル面の個数は5)に、それぞれのレベル面に対応した段数分(図4に示す例では4段)の高さだけ段をシフトさせた形状もあり得る。また、図8でD2として示されているようなバイナリ構造もあり得る。   The interchangeable structure also preferably has a plurality of concentric annular zones around the optical axis. The interchangeable structure can also have various cross-sectional shapes (cross-sectional shapes on the plane including the optical axis) as shown in FIGS. In addition, as shown in FIG. 4, a pattern whose cross-sectional shape including the optical axis is stepped is arranged concentrically, for each predetermined number of level surfaces (in the example shown in FIG. 4, the number of level surfaces is 5). ) May have a shape in which the steps are shifted by the height corresponding to each level surface (four steps in the example shown in FIG. 4). There can also be a binary structure as shown as D2 in FIG.

以下に、対物光学素子が単玉のプラスチック製の非球面レンズである場合の、好ましい互換用構造の例を示す。   Hereinafter, an example of a preferable interchangeable structure in the case where the objective optical element is a single plastic aspheric lens will be described.

対物光学素子の中央領域には、第一温度特性補正構造に第一互換用構造が重ねあわされて設けられることが好ましい。ここでいう第一互換用構造は、第一基礎構造と第二基礎構造とを重ねあわせた構造であることが好ましい。   In the central region of the objective optical element, it is preferable that the first temperature characteristic correction structure and the first compatibility structure are overlapped and provided. The first interchangeable structure here is preferably a structure in which the first basic structure and the second basic structure are overlapped.

第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第一光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。また、第一基礎構造は、第一基礎構造を通過した第二光束の回折角を、第一光束及び第三光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であることが好ましい。   In the first basic structure, the second-order diffracted light amount of the first light beam that has passed through the first basic structure is made larger than any other order of diffracted light amount, and the first-order diffracted light amount of the second light beam is set to any other order. In this optical path difference providing structure, the first order diffracted light amount of the third light flux is made larger than the diffracted light amount and larger than any other order diffracted light amount. Moreover, it is preferable that a 1st basic structure is an optical path difference providing structure which makes the diffraction angle of the 2nd light beam which passed the 1st basic structure differ from the diffraction angle of a 1st light beam and a 3rd light beam.

また、第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第一光束の0次(透過光)の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の0次(透過光)の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の±1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。また、第二基礎構造は、第二基礎構造を通過した第三光束の回折角を、第一光束及び第二光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であることが好ましい。尚、第二基礎構造の形状の好ましい一例としては、図8でD2として示されているようなバイナリ構造が挙げられる。   In addition, the second basic structure makes the 0th-order (transmitted light) diffracted light amount of the first light beam that has passed through the second basic structure larger than any other order diffracted light amount, and the 0th-order (transmitted light) of the second light beam. ) Is made larger than any other order diffracted light quantity, and the ± 1st order diffracted light quantity of the third light flux is made larger than any other order diffracted light quantity. Moreover, it is preferable that a 2nd basic structure is an optical path difference providing structure which makes the diffraction angle of the 3rd light beam which passed the 2nd basic structure differ from the diffraction angle of a 1st light beam and a 2nd light beam. A preferable example of the shape of the second basic structure is a binary structure as shown as D2 in FIG.

対物光学素子の中間領域には、第二温度特性補正構造に第二互換用構造が重ねあわされて設けられることが好ましい。第二互換用構造は、第一基礎構造、第三基礎構造又は第四基礎構造のいずれかであることが好ましい。   In the intermediate region of the objective optical element, it is preferable that the second compatibility structure is overlapped with the second temperature characteristic correction structure. The second interchangeable structure is preferably any one of the first basic structure, the third basic structure, and the fourth basic structure.

第三基礎構造は、第三基礎構造を通過した第一光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。   In the third basic structure, the first-order diffracted light quantity of the first light beam that has passed through the third basic structure is made larger than any other order diffracted light quantity, and the first-order diffracted light quantity of the second light beam is set to any other order. In this optical path difference providing structure, the first order diffracted light amount of the third light flux is made larger than the diffracted light amount and larger than any other order diffracted light amount.

第四基礎構造は、第四基礎構造を通過した第一光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。   In the fourth basic structure, the third-order diffracted light amount of the first light beam that has passed through the fourth basic structure is made larger than any other order diffracted light amount, and the second-order diffracted light amount of the second light beam is set to any other order. In this optical path difference providing structure, the second order diffracted light amount of the third light beam is made larger than the diffracted light amount, and the diffracted light amount of any other order is made larger.

対物光学素子の周辺領域は、第三温度特性補正構造のみを有し、互換用構造を有さないことが好ましい。   The peripheral region of the objective optical element preferably has only the third temperature characteristic correction structure and does not have a compatible structure.

次に、対物光学素子が、平板状の光学素子と非球面レンズとを有し、平板状の光学素子に温度特性補正構造と互換用構造とが設けられている場合の、好ましい互換構造の例を示す。   Next, an example of a preferable compatible structure when the objective optical element has a flat optical element and an aspheric lens, and the flat optical element is provided with a temperature characteristic correcting structure and a compatible structure. Indicates.

平板状の光学素子は、互いに対向する第1の光学面と第2の光学面を有し、第1の光学面が光源側、第2の光学面が光ディスク側及び非球面レンズ側となる。平板状の光学素子の第2の光学面の中央領域には、温度特性補正構造は設けられておらず、第一互換用構造のみが設けられている。ここでいう第一互換用構造は、第二基礎構造のみからなることが好ましい。平板状の光学素子の第2の光学面の中間領域及び周辺領域には、互換用構造も温度特性補正構造も設けられていないことが好ましい。   The flat optical element has a first optical surface and a second optical surface that face each other, the first optical surface being the light source side, and the second optical surface being the optical disk side and the aspheric lens side. In the central region of the second optical surface of the flat optical element, no temperature characteristic correction structure is provided, and only the first compatibility structure is provided. It is preferable that the structure for 1st compatibility here consists only of a 2nd foundation structure. It is preferable that neither an interchangeable structure nor a temperature characteristic correction structure is provided in the intermediate region and the peripheral region of the second optical surface of the flat optical element.

一方、平板状の光学素子の第1の光学面の中央領域には、第一温度特性補正構造と、第二互換用構造とが重ねあわされて設けられている。第二互換用構造は、第五基礎構造のみからなる。   On the other hand, a first temperature characteristic correcting structure and a second compatible structure are provided to overlap each other in the central region of the first optical surface of the flat optical element. The second compatible structure consists only of the fifth basic structure.

第五基礎構造は、第五基礎構造を通過した第一光束の0次(透過光)の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第二光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第三光束の0次(透過光)の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。また、第五基礎構造は、第五基礎構造を通過した第二光束の回折角を、第一光束及び第三光束の回折角と異ならせる光路差付与構造である好ましい。尚、第五基礎構造の形状の好ましい一例としては、図4に示すような、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(図4に示す例ではレベル面の個数は5)に、それぞれのレベル面に対応した段数分(図4に示す例では4段)の高さだけ段をシフトさせた形状が挙げられる。   In the fifth basic structure, the first-order diffracted light quantity of the first light beam that has passed through the fifth basic structure is made larger than the diffracted light quantity of any other order, and the first-order diffracted light quantity of the second light beam This is an optical path difference providing structure in which the diffracted light amount of the third light beam is larger than any other order of diffracted light amount. The fifth basic structure is preferably an optical path difference providing structure that makes the diffraction angle of the second light flux that has passed through the fifth basic structure different from the diffraction angles of the first light flux and the third light flux. In addition, as a preferable example of the shape of the fifth basic structure, as shown in FIG. 4, a pattern in which the cross-sectional shape including the optical axis is stepped is arranged concentrically, for each predetermined number of level surfaces (see FIG. In the example shown in FIG. 4, the number of level surfaces is 5), and the shape is shifted by the height corresponding to each level surface (4 steps in the example shown in FIG. 4).

また、平板状の光学素子の第1の光学面の中間領域には、第二温度特性補正構造と、第三互換用構造とが重ねあわされて設けられていることが好ましい。第三互換用構造は、第五基礎構造のみからなることが好ましい。   In addition, it is preferable that the second temperature characteristic correction structure and the third compatibility structure are provided to overlap each other in an intermediate region of the first optical surface of the flat optical element. It is preferable that the third compatible structure is composed of only the fifth basic structure.

平板状の光学素子の第1の光学面の周辺領域には、第三温度特性補正構造のみが設けられていることが好ましい。   It is preferable that only the third temperature characteristic correction structure is provided in the peripheral region of the first optical surface of the flat optical element.

また、本発明の温度特性補正構造を有する事により、温度特性が下記の条件式(6)及び(7)、
+0.00045≦δSAT1/f(WFEλrms/(℃・mm))≦+0.0027
(6)
−0.045≦δSAλ/f(WFEλrms/(nm・mm))≦ −0.0045
(7)
を満たすことが好ましい。
In addition, by having the temperature characteristic correction structure of the present invention, the temperature characteristic has the following conditional expressions (6) and (7),
+ 0.00045 ≦ δSAT1 / f (WFEλrms / (° C. mm)) ≦ + 0.0027
(6)
−0.045 ≦ δSAλ / f (WFEλrms / (nm · mm)) ≦ −0.0045
(7)
It is preferable to satisfy.

但し、δSAT1は、使用波長(この場合、温度変化に伴う波長変動がないとする)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の対物光学素子のδSA3/δTを表す。使用波長とは、対物光学素子を有する光ピックアップ装置で用いられている光源の波長をいう。好ましくは、使用波長は、400nm以上、415nm以下の範囲の波長であって、対物光学素子を介して、第1光ディスクの記録及び/又は再生を行うことができる波長である。使用波長を上述のように設定できない場合は、405nmを使用波長として、対物光学素子のδSAT1及び後述するδSAT2、δSAT3を求めてもよい。即ち、δSAT1は、使用波長(波長変動なし)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の対物光学素子の3次球面収差の温度変化率(温度特性)を指す。なお、WFEは、3次球面収差が波面収差で表現されていることを示している。また、δSAλは、環境温度一定の状況下で、使用波長における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際のδSA3/δλを表す。即ち、δSAλは、環境温度一定の状況下で、使用波長における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の対物光学素子の3次球面収差の波長変化率(波長特性)を指す。尚、環境温度は室温である事が好ましい。室温とは、10℃以上、40℃以下であり、好ましくは、25℃である。fは、第一光束の使用波長(好ましくは405nm)における対物光学素子の焦点距離を指す。   However, δSAT1 represents δSA3 / δT of the objective optical element at the time of recording and / or reproduction of the first optical disk at the wavelength used (in this case, there is no wavelength variation accompanying temperature change). The used wavelength refers to the wavelength of a light source used in an optical pickup device having an objective optical element. Preferably, the wavelength used is a wavelength in the range of 400 nm or more and 415 nm or less, and is a wavelength at which recording and / or reproduction of the first optical disc can be performed via the objective optical element. When the use wavelength cannot be set as described above, δSAT1 of the objective optical element and δSAT2 and δSAT3 described later may be obtained using 405 nm as the use wavelength. In other words, δSAT1 indicates the temperature change rate (temperature characteristic) of the third-order spherical aberration of the objective optical element when recording and / or reproducing the first optical disk at the used wavelength (no wavelength variation). Note that WFE indicates that the third-order spherical aberration is expressed by wavefront aberration. Further, δSAλ represents δSA3 / δλ when recording and / or reproducing the first optical disk at the used wavelength under a condition where the environmental temperature is constant. That is, δSAλ indicates the wavelength change rate (wavelength characteristic) of the third-order spherical aberration of the objective optical element when recording and / or reproducing the first optical disk at the used wavelength under the condition where the environmental temperature is constant. The ambient temperature is preferably room temperature. The room temperature is 10 ° C. or more and 40 ° C. or less, and preferably 25 ° C. f indicates the focal length of the objective optical element at the used wavelength (preferably 405 nm) of the first light flux.

より好ましくは、下記の条件式(6)’、
+0.00091≦δSAT1/f(WFEλrms/(℃・mm))≦+0.0018
(6)’
を満たすことである。
More preferably, the following conditional expression (6) ′,
+ 0.00091 ≦ δSAT1 / f (WFEλrms / (° C. mm)) ≦ + 0.0018
(6) '
Is to satisfy.

また、好ましくは、下記の条件式(7)’、
−0.032 ≦δSAλ/f(WFEλrms/(nm・mm))≦ −0.0091
(7)’
を満たすことであり、更に好ましくは下記の条件式(7)’’、
−0.015 ≦δSAλ/f(WFEλrms/(nm・mm))≦ −0.011
(7)’’
を満たすことである。
Preferably, the following conditional expression (7) ′,
−0.032 ≦ δSAλ / f (WFEλrms / (nm · mm)) ≦ −0.0091
(7) '
More preferably, the following conditional expression (7) '',
−0.015 ≦ δSAλ / f (WFEλrms / (nm · mm)) ≦ −0.011
(7) ''
Is to satisfy.

更に言えば、対物光学素子の温度変化に伴う屈折率変化による球面収差の変化を、温度変化に伴う第一波長の波長変化により補正するような球面収差の波長依存性を対物光学素子が有することが好ましい。好ましくは、以下の条件式(8)、
0≦δSAT2/f(WFEλrms/(℃・mm))≦+0.00136
(8)
を満たすことである。
Furthermore, the objective optical element has the wavelength dependency of the spherical aberration so that the change of the spherical aberration due to the refractive index change accompanying the temperature change of the objective optical element is corrected by the wavelength change of the first wavelength accompanying the temperature change. Is preferred. Preferably, the following conditional expression (8),
0 ≦ δSAT2 / f (WFEλrms / (° C. mm)) ≦ + 0.00136
(8)
Is to satisfy.

但し、δSAT2は、405nmの使用波長(温度変化に伴う波長変動が0.05nm/℃)(好ましくは405nm)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の前記対物光学素子のδSA3/δTを表す。即ち、δSAT2は、使用波長(温度変化に伴う波長変動が0.05nm/℃)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の対物光学素子の3次球面収差の温度変化率(温度特性)を指す。   However, δSAT2 is δSA3 / δT of the objective optical element at the time of recording and / or reproducing the first optical disc at a use wavelength of 405 nm (wavelength variation with temperature change is 0.05 nm / ° C.) (preferably 405 nm). Represents. That is, δSAT2 is a temperature change rate (temperature characteristic of the third-order spherical aberration of the objective optical element at the time of recording and / or reproduction of the first optical disc at the wavelength used (wavelength variation with temperature change is 0.05 nm / ° C.). ).

また、光ピックアップ装置の集光光学系がコリメータレンズ等のカップリングレンズを有し、そのカップリングレンズがプラスチックレンズである場合、以下の条件式(9)、
0≦δSAT3/f(WFEλrms/(℃・mm))≦+0.00091
(9)
を満たすことが好ましい。
Further, when the condensing optical system of the optical pickup device has a coupling lens such as a collimator lens, and the coupling lens is a plastic lens, the following conditional expression (9),
0 ≦ δSAT3 / f (WFEλrms / (° C. mm)) ≦ + 0.00091
(9)
It is preferable to satisfy.

但し、δSAT3は、使用波長(温度変化に伴う波長変動が0.05nm/℃(好ましくは405nm)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際のカップリングレンズと対物光学素子を含んだ光学系全体のδSA3/δTを表す。即ち、δSAT3は、使用波長(温度変化に伴う波長変動が0.05nm/℃)における第1光ディスクの記録及び/又は再生を行う際の光学系全体の3次球面収差の温度変化率(温度特性)を指す。   However, δSAT3 is an optical including a coupling lens and an objective optical element when recording and / or reproducing the first optical disk at a wavelength used (wavelength variation with temperature change is 0.05 nm / ° C. (preferably 405 nm)). Represents δSA3 / δT of the entire system, that is, δSAT3 is the third order of the entire optical system when performing recording and / or reproduction of the first optical disc at the wavelength used (wavelength variation accompanying temperature change is 0.05 nm / ° C.). Refers to the temperature change rate (temperature characteristic) of spherical aberration.

より好ましくは、下記の条件式(9)’、
0≦δSAT3/f(WFEλrms/(℃・mm))≦+0.00045
(9)’
を満たすことである。
More preferably, the following conditional expression (9) ′,
0 ≦ δSAT3 / f (WFEλrms / (° C. mm)) ≦ + 0.00045
(9) '
Is to satisfy.

より好ましくは、下記の条件式(9)’’、
+0.00005≦δSAT3/f(WFEλrms/(℃・mm))≦+0.0003
(9)’’
を満たすことである。
More preferably, the following conditional expression (9) '',
+ 0.00005 ≦ δSAT3 / f (WFEλrms / (° C./mm))≦+0.0003
(9) ''
Is to satisfy.

本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体ごと、外部に取り出される方式とがある。   An optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention includes an optical disc drive apparatus having the optical pickup device described above. Here, the optical disk drive apparatus provided in the optical information recording / reproducing apparatus will be described. The optical disk drive apparatus can hold an optical disk mounted from the optical information recording / reproducing apparatus main body containing the optical pickup apparatus or the like. There are a system in which only the tray is taken out, and a system in which the optical disc drive apparatus main body in which the optical pickup device is stored is taken out to the outside.

上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。   An optical information recording / reproducing apparatus using each of the above-described methods is generally equipped with the following components, but is not limited thereto. An optical pickup device housed in a housing or the like, a drive source of an optical pickup device such as a seek motor that moves the optical pickup device together with the housing toward the inner periphery or outer periphery of the optical disc, and the optical pickup device housing the inner periphery or outer periphery of the optical disc These include a transfer means of an optical pickup device having a guide rail or the like for guiding toward the head, a spindle motor for rotating the optical disk, and the like.

前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。   In addition to these components, the former method is provided with a tray that can be held in a state in which an optical disk is mounted and a loading mechanism for sliding the tray, and the latter method has no tray and loading mechanism. It is preferable that each component is provided in a drawer corresponding to a chassis that can be pulled out to the outside.

本発明によれば、低コストでありながら3種類の異なる光ディスクに対して適切に情報の記録及び/又は再生を行える光ピックアップ装置用の対物光学素子及び光ピックアップ装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an objective optical element and an optical pickup device for an optical pickup device that can appropriately record and / or reproduce information on three different types of optical disks at low cost.

光路差付与構造の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an optical path difference providing structure. 光路差付与構造の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an optical path difference providing structure. 光路差付与構造の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an optical path difference providing structure. 光路差付与構造の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an optical path difference providing structure. 第1光路差付与構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 1st optical path difference providing structure. 温度特性補正構造による温度変化に起因した収差劣化を補正をする原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle which correct | amends the aberration degradation resulting from the temperature change by a temperature characteristic correction structure. 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。It is a schematic block diagram of the optical pick-up apparatus concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる対物光学素子OBUの断面図である。It is sectional drawing of the objective optical element OBU concerning this Embodiment. 対物光学素子OBUの一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of objective optical element OBU. 別な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。It is a schematic block diagram of the optical pick-up apparatus concerning another embodiment. 本発明に係る対物光学素子OBJの一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically an example of the objective optical element OBJ which concerns on this invention. 実施例2のBD、DVD、CDに関する縦球面収差図である。FIG. 6 is a longitudinal spherical aberration diagram regarding BD, DVD, and CD of Example 2. 第1の温度特性補正構造及び第2の温度特性補正構造(図13(b)に示す形状)と、4段の小階段構造を複数有する第2及び第3の互換用構造(図13(a)に示す形状)とを重ね合わせた例を示す図である。The first temperature characteristic correction structure and the second temperature characteristic correction structure (the shape shown in FIG. 13B) and the second and third interchangeable structures having a plurality of four-step small staircase structures (FIG. 13A It is a figure which shows the example which piled up the shape shown in ()).

符号の説明Explanation of symbols

AC1 2軸アクチュエータ
AC2 1軸アクチュエータ
C1 領域
C2 領域
C3 領域
C4 領域
CL コリメート光学系
D1 第1の光路差付与構造
D2 第2の光路差付与構造
HL 鏡枠
L1 第1の光学素子
L2 第2の光学素子
LD1 青紫色半導体レーザ
LD2 赤色半導体レーザ
LD3 赤外半導体レーザ
LL レーザ光
LM レーザモジュール
M1 マーカ
M2 マーカ
ML 立上げミラー
NA1 開口数
NA2 開口数
NA3 開口数
OA1 光軸
OA2 光軸
OBU 対物光学素子
OBJ 対物光学素子
P1 第1プリズム
P2 第2プリズム
P3 第3プリズム
PD 光検出器
PL1 保護基板
PL2 保護基板
PL3 保護基板
PPS ダイクロイックプリズム
PU 光ピックアップ装置
PU1 光ピックアップ装置
RL1 情報記録面
RL2 情報記録面
RL3 情報記録面
S1 光源側の光学面
S2 光ディスク側の光学面
SE センサー光学系
STO 絞り
AC1 2-axis actuator AC2 1-axis actuator C1 region C2 region C3 region C4 region CL collimating optical system D1 first optical path difference providing structure D2 second optical path difference providing structure HL lens frame L1 first optical element L2 second optical Element LD1 Blue-violet semiconductor laser LD2 Red semiconductor laser LD3 Infrared semiconductor laser LL Laser light LM Laser module M1 Marker M2 Marker ML Standing mirror NA1 Numerical aperture NA2 Numerical aperture NA3 Numerical aperture OA1 Optical axis OA2 Optical axis OBU Objective optical element OBJ Objective Optical element P1 1st prism P2 2nd prism P3 3rd prism PD photodetector PL1 protective substrate PL2 protective substrate PL3 protective substrate PPS dichroic prism PU optical pickup device PU1 optical pickup device RL1 information recording surface RL 2 Information recording surface RL3 Information recording surface S1 Optical surface on the light source side S2 Optical surface on the optical disk side SE Sensor optical system STO Aperture

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、図7を用いて本発明による対物光学素子を用いた光ピックアップ装置について説明する。図7は、高密度光ディスクBD(第1光ディスク)とDVD(第2光ディスク)とCD(第3光ディスク)との何れに対しても適切に情報の記録・再生を行える光ピックアップ装置PUの構成を概略的に示す図である。BDの仕様は、第1波長(設計波長)λ1=405nm、保護基板PL1の厚さt1=0.0875mm、開口数NA1=0.85(以下、この開口数をNA1とする)であり、DVDの仕様は、第2波長(設計波長)λ2=658nm、保護基板PL2の厚さt2=0.6mm、開口数NA2=0.60(以下、この開口数をNA2とする)であり、CDの仕様は、第3波長(設計波長)λ3=785nm、保護基板PL3の厚さt3=1.2mm、開口数NA3=0.45(以下、この開口数をNA3とする)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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an optical pickup device using the objective optical element according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a configuration of an optical pickup device PU that can appropriately record and reproduce information on any of a high-density optical disc BD (first optical disc), DVD (second optical disc), and CD (third optical disc). It is a figure shown roughly. The specifications of the BD are the first wavelength (design wavelength) λ1 = 405 nm, the thickness t1 = 0.0875 mm of the protective substrate PL1, the numerical aperture NA1 = 0.85 (hereinafter, this numerical aperture is referred to as NA1), DVD The specifications of the second wavelength (design wavelength) λ2 = 658 nm, the thickness t2 of the protective substrate PL2 = 0.6 mm, and the numerical aperture NA2 = 0.60 (hereinafter, this numerical aperture is referred to as NA2). The specifications are the third wavelength (design wavelength) λ3 = 785 nm, the thickness t3 of the protective substrate PL3 = 1.2 mm, and the numerical aperture NA3 = 0.45 (hereinafter, this numerical aperture is referred to as NA3). However, the combination of the wavelength, the thickness of the protective substrate, and the numerical aperture is not limited to this.

光ピックアップ装置PUは、BD用の波長λ1の第1光束を射出する青紫色半導体レーザLD1(第1光源)、波長λ2の第2光束を射出するDVD用の赤色半導体レーザLD2(第2光源)、波長λ3の第3光束を射出するCD用の赤外半導体レーザLD3(第3光源)、BD/DVD/CD共用の受光素子PD、対物光学素子ユニットOBU、コリメートレンズCL、2軸アクチュエータAC1、1軸アクチュエータAC2、第1プリズムP1、第2プリズムP2、第3プリズムP3、立上げミラーML、各光ディスクの情報記録面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光学系SEとから構成されている。   The optical pickup device PU includes a blue-violet semiconductor laser LD1 (first light source) that emits a first light flux with a wavelength λ1 for BD, and a red semiconductor laser LD2 (second light source) for DVD that emits a second light flux with a wavelength λ2. , An infrared semiconductor laser LD3 (third light source) for CD that emits a third light beam of wavelength λ3, a light receiving element PD for BD / DVD / CD, an objective optical element unit OBU, a collimator lens CL, a biaxial actuator AC1, Sensor optical system SE for adding astigmatism to the reflected light beam from the information recording surface of each optical disk, the uniaxial actuator AC2, the first prism P1, the second prism P2, the third prism P3, the rising mirror ML, and the optical disk It consists of and.

図8は、本実施の形態にかかる対物光学素子OBUの断面図である。対物光学素子ユニットOBUは、プラスチック製の平板状の第1の光学素子L1と、プラスチック製の非球面レンズである第2の光学素子L2とを、プラスチック製の鏡枠HLで連結した構成を有する。図示はしていないが、第2の光学素子L2の光軸に対して、第1の光学素子L1の光軸は2.5度傾いている。   FIG. 8 is a cross-sectional view of the objective optical element OBU according to the present embodiment. The objective optical element unit OBU has a configuration in which a plastic flat first optical element L1 and a second optical element L2 which is a plastic aspherical lens are connected by a plastic lens frame HL. . Although not shown, the optical axis of the first optical element L1 is inclined by 2.5 degrees with respect to the optical axis of the second optical element L2.

第1の光学素子L1は波長λ1の第1光束における屈折率が1.56であり、アッベ数50以上60以下のポリオレフィン系のプラスチックを素材としており、光源側の第1の光学面S1は、便宜上、光軸を含む領域C2と、その周囲の領域C3とに分けられており、光ディスク側の第2の光学面S2は、光軸を含む領域C1と、その周囲の領域C4とに分けられている。なお、中央領域は領域C1の内側の範囲であり、中間領域は領域C1の外側であって領域C2の内側の範囲であり、周辺領域は領域C2の外側であって領域C3の内側の範囲である。ここで、領域C1の外縁が開口数NA3に相当し、領域C2の外縁が開口数NA2に相当し、領域C3の外縁が開口数NA1に相当する。   The first optical element L1 has a refractive index of 1.56 in the first light flux having the wavelength λ1, is made of a polyolefin-based plastic having an Abbe number of 50 or more and 60 or less, and the first optical surface S1 on the light source side is: For convenience, it is divided into a region C2 including the optical axis and a surrounding region C3, and the second optical surface S2 on the optical disc side is divided into a region C1 including the optical axis and a surrounding region C4. ing. The central region is a range inside the region C1, the intermediate region is outside the region C1 and inside the region C2, and the peripheral region is outside the region C2 and inside the region C3. is there. Here, the outer edge of the region C1 corresponds to the numerical aperture NA3, the outer edge of the region C2 corresponds to the numerical aperture NA2, and the outer edge of the region C3 corresponds to the numerical aperture NA1.

第1の光学素子L1の第1の光学面S1の領域C2には、第1光路差付与構造D1が形成されている。第1光路差付与構造D1は、光軸方向断面形状をとったとき、光軸からの高さが大きくなるにつれて、光軸方向にその深さが深くなる第1の温度特性補正構造及び第2の温度特性補正構造(図13(b)に示す形状)と、4段の小階段構造を複数有する第2及び第3の互換用構造(図13(a)に示す形状)とを重ね合わせたものであり、図13(c)に示すような形状を有する。   A first optical path difference providing structure D1 is formed in a region C2 of the first optical surface S1 of the first optical element L1. When the first optical path difference providing structure D1 has a cross-sectional shape in the optical axis direction, as the height from the optical axis increases, the first temperature characteristic correcting structure and the second temperature structure increase in depth in the optical axis direction. The temperature characteristic correction structure (shape shown in FIG. 13 (b)) is superimposed on the second and third compatible structures (shape shown in FIG. 13 (a)) having a plurality of four-step small staircase structures. It has a shape as shown in FIG.

第1の温度特性補正構造及び第2の温度特性補正構造は、第1の温度特性補正構造を通過した第1光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。   The first temperature characteristic correction structure and the second temperature characteristic correction structure increase the second-order diffracted light quantity of the first light flux that has passed through the first temperature characteristic correction structure to be larger than any other order diffracted light quantity. In this optical path difference providing structure, the first-order diffracted light quantity of the two light beams is made larger than any other order diffracted light quantity, and the first-order diffracted light quantity of the third light beam is made larger than any other order diffracted light quantity.

第2及び第3の互換用構造は、第1光束の波長λ1と第2光束の波長λ2の波長差を利用して、BDの保護基板の厚さt1と、DVDの保護基板の厚さt2との差に基づいて発生する球面収差を補正する構造である。第1の互換用構造は、第1の互換用構造を通過した第1光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、第2光束に対してのみパワーを有する光路差付与構造である。   The second and third compatible structures use the wavelength difference between the wavelength λ1 of the first light beam and the wavelength λ2 of the second light beam, and the thickness t1 of the BD protective substrate and the thickness t2 of the DVD protective substrate. This structure corrects spherical aberration that occurs based on the difference between the two. In the first compatibility structure, the 0th-order diffracted light quantity of the first light beam that has passed through the first compatible structure is made larger than any other order diffracted light quantity, and the first-order diffracted light quantity of the second light beam is changed to other values. Is an optical path difference providing structure that makes the diffracted light quantity of any order greater than the diffracted light quantity of the third light beam and the diffracted light quantity of the third light beam larger than any other diffracted light quantity of the third light beam. It is a difference giving structure.

第1の温度特性補正構造と第2の互換用構造とを重ね合わせることで、第1の温度特性補正構造の中心を通過した光束が、必ず第2の互換用構造の中心を通るようにできるため、波長変化や温度変化によるコマ収差を発生することなく適切に情報の記録/再生を行うことができる。   By superimposing the first temperature characteristic correction structure and the second compatibility structure, the light beam that has passed through the center of the first temperature characteristic correction structure can always pass through the center of the second compatibility structure. Therefore, information can be recorded / reproduced appropriately without generating coma due to wavelength change or temperature change.

尚、第1の光学面S1の領域C3の周囲における周辺領域には、第3の温度特性補正構造のみからなる第3光路差付与構造が設けられている。第3光路差付与構造は、第3光路差付与構造を通過した第1光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくしている。   In the peripheral region around the region C3 of the first optical surface S1, a third optical path difference providing structure including only the third temperature characteristic correction structure is provided. In the third optical path difference providing structure, the fifth-order diffracted light quantity of the first light flux that has passed through the third optical path difference providing structure is made larger than any other order diffracted light quantity.

尚、第1温度特性補正構造、第2温度特性補正構造及び第3温度特性補正構造は、領域C2及びC3全体で捉えた際に、光軸を含む断面形状が、光軸から所定の高さまでは、光軸から離れるに従って深さが深くなり、光軸から所定の高さ以降は、光軸から離れるに従って深さが浅くなる階段構造となっている。   The first temperature characteristic correction structure, the second temperature characteristic correction structure, and the third temperature characteristic correction structure have a cross-sectional shape including the optical axis at a predetermined height from the optical axis when captured in the entire regions C2 and C3. Then, the depth increases as the distance from the optical axis increases, and after a predetermined height from the optical axis, the depth decreases as the distance from the optical axis decreases.

更に、第1の光学素子L1の第2の光学面S2の領域C1には、バイナリ状の構造である第2光路差付与構造D2が形成されている。第2光路差付与構造D2は、第1光束の波長λ1と第3光束の波長λ3の波長差を利用して、BDの保護基板の厚さt1と、CDの保護基板の厚さt3の差に基づいて発生する球面収差を補正する第1の互換用構造のみからなる。   Further, a second optical path difference providing structure D2 that is a binary structure is formed in the region C1 of the second optical surface S2 of the first optical element L1. The second optical path difference providing structure D2 utilizes the wavelength difference between the wavelength λ1 of the first light beam and the wavelength λ3 of the third light beam, and the difference between the thickness t1 of the BD protective substrate and the thickness t3 of the CD protective substrate. Only the first compatible structure for correcting the spherical aberration generated based on the above.

第1の互換用構造は、第1の互換用構造を通過した第1光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の±1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする構造である。   The first compatible structure makes the 0th-order diffracted light quantity of the first light beam that has passed through the first compatible structure larger than any other order of diffracted light quantity, and the second-order diffracted light quantity of the second light flux In this structure, the diffracted light amount of the third light beam is made larger than the diffracted light amount of any other order.

第2の光学素子L2は、屈折率1.56のポリオレフィン系のプラスチックからなる非球面レンズである。第2の光学素子L2は、第1の光学素子L1を介さなくても、単独で第1光束を、BDの情報記録面上に集光する事が可能な設計となっている。   The second optical element L2 is an aspheric lens made of polyolefin plastic having a refractive index of 1.56. The second optical element L2 is designed to be capable of condensing the first light beam on the information recording surface of the BD without using the first optical element L1.

図9は、対物光学素子ユニットOBUの一部を拡大して示す断面図である。対物光学素子ユニットOBUにおいて、第1の光学素子L1の光軸OA1は、第2の光学素子L2の光軸OA2に対して角θ=2.5°傾斜しているものとする。これにより、第1の光学素子L1からの反射光が受光素子に受光される恐れを少なくできる。また、図9に示すように、第1の光学素子L1の光源側の第1の光学面(すなわち、第1光路差付与構造及び第3光路差付与構造が設けられている光学面)の中心(光軸の位置)にはマーカM1が設けられており、第2の光学素子L2の中心(光軸の位置)にはマーカM2が設けられている。これらマーカM1、M2は、第1の光学素子L1と第2の光学素子L2のアライメントのために用られる。マーカは、塗料により設けてもよいし、凹部や凸部として設けてもよい。   FIG. 9 is an enlarged sectional view showing a part of the objective optical element unit OBU. In the objective optical element unit OBU, the optical axis OA1 of the first optical element L1 is inclined at an angle θ = 2.5 ° with respect to the optical axis OA2 of the second optical element L2. Thereby, the possibility that the reflected light from the first optical element L1 is received by the light receiving element can be reduced. 9, the center of the first optical surface on the light source side of the first optical element L1 (that is, the optical surface on which the first optical path difference providing structure and the third optical path difference providing structure are provided). A marker M1 is provided at (optical axis position), and a marker M2 is provided at the center (optical axis position) of the second optical element L2. These markers M1 and M2 are used for alignment of the first optical element L1 and the second optical element L2. The marker may be provided by a paint, or may be provided as a concave portion or a convex portion.

第1の光学素子L1が傾斜していても対物光学素子OBUの結像特性を劣化させないためには、例えば光源側から第2の光学素子L2の光軸OA2に平行に入射するレーザ光LLが第1の光学素子L1の中心であるマーカM1を通過し、さらに、第2の光学素子L2の中心であるマーカM2を通過し、光軸OA2に沿って進行するようにアライメントすることが望ましい。このように、マーカM1、M2を利用して光軸OA2方向に関して第2の光学素子L2と第1の光学素子L1の中心を同一光路上にすることにより、第1の光学素子L1の傾斜角θの値に関わらず、少なくとも対物光学素子OBUとして発生するコマ収差を(特に第1光束、第2光束について)低減することができる。   In order not to deteriorate the imaging characteristics of the objective optical element OBU even when the first optical element L1 is inclined, for example, the laser light LL incident in parallel to the optical axis OA2 of the second optical element L2 from the light source side is used. It is desirable to perform alignment so that the marker M1 that is the center of the first optical element L1 passes through the marker M2 that is the center of the second optical element L2 and travels along the optical axis OA2. As described above, by using the markers M1 and M2 to place the center of the second optical element L2 and the first optical element L1 on the same optical path in the optical axis OA2 direction, the tilt angle of the first optical element L1. Regardless of the value of θ, coma generated at least as the objective optical element OBU (especially for the first light flux and the second light flux) can be reduced.

なお、第1の光路差付与構造、第3の光路差付与構造が、第1の光学素子の光源側の面ではなく、光ディスク側の面に設けられている場合は、第1の光学素子のマーカも光ディスク側の面に設け、そのマーカと第2光学素子のマーカとが同一光路になるようにアライメントする事が好ましい。   When the first optical path difference providing structure and the third optical path difference providing structure are provided not on the light source side surface of the first optical element but on the surface on the optical disk side, It is preferable that the marker is also provided on the surface on the optical disc side and aligned so that the marker and the marker of the second optical element have the same optical path.

第1の光学素子L1のマーカM1を第2の光学素子L2の光軸OA2上に配置する手法としては、鏡枠HLに取り付けられた第2の光学素子L2を光軸OA2上で図面左側から観察しつつ、第2の光学素子L2の手前側に第1の光学素子L1を配置し、両マーカM1、M2が一致するように第1の光学素子L1を鏡枠HL内で移動させる。これにより、図9に示すような状態が達成され、対物光学素子OBUの結像特性を確保することができる。   As a method of arranging the marker M1 of the first optical element L1 on the optical axis OA2 of the second optical element L2, the second optical element L2 attached to the lens frame HL is placed on the optical axis OA2 from the left side of the drawing. While observing, the first optical element L1 is arranged in front of the second optical element L2, and the first optical element L1 is moved within the lens frame HL so that both the markers M1 and M2 coincide. Thereby, the state shown in FIG. 9 is achieved, and the imaging characteristics of the objective optical element OBU can be ensured.

光ピックアップ装置PUにおいて、BDに対して情報の記録/再生を行う場合には、コリメート光学系CLから波長λ1の青紫色レーザ光束(第1光束)が平行光束の状態で射出されるように、1軸アクチュエータAC2によりコリメート光学系CLの位置を光軸方向に調整した後、青紫色半導体レーザLD1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7において実線でその光線経路を描いたように、第1プリズムP1により反射された後、第2プリズムP2、及び第3プリズムP3を順に透過し、コリメート光学系CLにより平行光束に変換される。その後、立上げミラーMLにより反射された後、絞りSTOにより光束径が規制され、対物光学素子OBUによってBDの保護基板PL1を介して情報記録面RL1上に形成される集光スポットとなる。対物光学素子OBUは、その周辺に配置された2軸アクチュエータAC1によってフォーカシングやトラッキングを行う。尚、第1光束は、第1の光学素子L1の第1の光学面S1を透過し、第2の光学面S2も透過し、平行光束の状態で第2の光学素子L2に入射し、NA1以内(すなわち、C2とC3を合わせた領域、または、C1とC4を合わせた領域)の範囲の第1光束が全て、第2の光学素子L2によってBDの情報記録面上に集光される。また、環境温度が変化した場合は、前述したメカニズムによって、球面収差の変動が抑えられる。   In the optical pickup device PU, when information is recorded / reproduced with respect to the BD, a blue-violet laser beam (first beam) having a wavelength λ1 is emitted in a state of a parallel beam from the collimating optical system CL. After the position of the collimating optical system CL is adjusted in the optical axis direction by the uniaxial actuator AC2, the blue-violet semiconductor laser LD1 is caused to emit light. The divergent light beam emitted from the blue-violet semiconductor laser LD1 is reflected by the first prism P1 and then sequentially passes through the second prism P2 and the third prism P3, as shown by the solid line in FIG. Then, it is converted into a parallel light beam by the collimating optical system CL. After that, after being reflected by the rising mirror ML, the light beam diameter is regulated by the stop STO, and becomes a condensed spot formed on the information recording surface RL1 by the objective optical element OBU via the BD protective substrate PL1. The objective optical element OBU performs focusing and tracking by a biaxial actuator AC1 arranged in the periphery thereof. The first light beam passes through the first optical surface S1 of the first optical element L1, passes through the second optical surface S2, and enters the second optical element L2 in the state of a parallel light beam. All the first light fluxes within the range (that is, the region where C2 and C3 are combined or the region where C1 and C4 are combined) are collected on the information recording surface of the BD by the second optical element L2. Further, when the environmental temperature changes, the spherical aberration can be suppressed by the mechanism described above.

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、再び対物光学素子OBUを透過した後、立上げミラーMLにより反射され、コリメート光学系CLを通過する際に収斂光束となる。その後、第3プリズムP3、第2プリズムP2及び第1プリズムP1を順に透過した後、センサー光学系SEにより非点収差が付加され、受光素子PDの受光面上に収束する。受光素子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。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL1 is again transmitted through the objective optical element OBU, then reflected by the rising mirror ML, and becomes a converged light beam when passing through the collimating optical system CL. After that, after sequentially passing through the third prism P3, the second prism P2, and the first prism P1, astigmatism is added by the sensor optical system SE and converges on the light receiving surface of the light receiving element PD. Information recorded on the BD can be read using the output signal of the light receiving element PD.

また、光ピックアップ装置PUにおいて、DVDに対して情報の記録/再生を行う場合には、コリメート光学系CLから波長λ2の赤色レーザ光束(第2光束)が平行光束の状態で射出されるように、1軸アクチュエータAC2によりコリメート光学系CLの位置を光軸方向に調整した後、赤色半導体レーザLD2を発光させる。赤色半導体レーザLD2から射出された発散光束は、図7において破線でその光線経路を構いたように、第2プリズムP2により反射された後、第3プリズムP3を透過し、コリメート光学系CLにより平行光束に変換される。その後、立上げミラーMLにより反射された後、対物光学ユニットOBUによってDVDの保護基板PL2を介して情報記録面RL2上に形成される集光スポットとなる。対物光学素子OBUは、その周辺に配置された2軸アクチュエータAC1によってフォーカシングやトラッキングを行う。尚、第2光束は、第1の光学素子L1の第1の光学面S1の領域C2において発散光に変換され、領域C3においては透過する。領域C2を通過し、発散光に変換された第2光束は、第2の光学面S2を透過し、発散光として第2の光学素子に入射し、DVDの情報記録面上に集光される。一方、領域C3を透過した第2光束は、平行光束のまま第2の光学素子に入射し、第2の光学素子によって集光スポットを形成されず、DVDの情報記録面上においてフレアとなる。従って、NA2以内の範囲(即ち、C2領域)の第2光束が、DVDの情報記録面上に集光され、NA2より大きい範囲(即ち、C3領域)の第2光束は、フレアとなる。   Further, when information is recorded / reproduced with respect to the DVD in the optical pickup device PU, the red laser beam (second beam) having the wavelength λ2 is emitted from the collimating optical system CL in a parallel beam state. After the position of the collimating optical system CL is adjusted in the optical axis direction by the uniaxial actuator AC2, the red semiconductor laser LD2 is caused to emit light. The divergent light beam emitted from the red semiconductor laser LD2 is reflected by the second prism P2 and then transmitted through the third prism P3 and parallel by the collimating optical system CL as shown by the broken line in FIG. Converted into luminous flux. After that, after being reflected by the rising mirror ML, it becomes a condensing spot formed on the information recording surface RL2 via the protective substrate PL2 of the DVD by the objective optical unit OBU. The objective optical element OBU performs focusing and tracking by a biaxial actuator AC1 arranged in the periphery thereof. The second light flux is converted into divergent light in the region C2 of the first optical surface S1 of the first optical element L1, and is transmitted in the region C3. The second light flux that has passed through the region C2 and converted into divergent light passes through the second optical surface S2, enters the second optical element as divergent light, and is collected on the information recording surface of the DVD. . On the other hand, the second light beam transmitted through the region C3 is incident on the second optical element as a parallel light beam, and does not form a condensing spot by the second optical element, and becomes a flare on the information recording surface of the DVD. Therefore, the second light flux in the range within NA2 (namely, the C2 region) is condensed on the information recording surface of the DVD, and the second light flux in the range larger than NA2 (namely, the C3 region) becomes flare.

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、再び対物光学素子OBUを透過した後、立上げミラーMLにより反射され、コリメート光学系CLを通過する際に収斂光束となる。その後、第3プリズムP3、第2プリズムP2及び第1プリズムP1を順に透過した後、センサー光学系SEにより非点収差が付加され、受光素子PDの受光面上に収束する。受光素子PD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。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL2 is again transmitted through the objective optical element OBU, then reflected by the rising mirror ML, and becomes a converged light beam when passing through the collimating optical system CL. After that, after sequentially passing through the third prism P3, the second prism P2, and the first prism P1, astigmatism is added by the sensor optical system SE and converges on the light receiving surface of the light receiving element PD. Information recorded on the DVD can be read using the output signal of the light receiving element PD.

また、光ピックアップ装置PUにおいて、CDに対して情報の記録/再生を行う場合には、コリメート光学系CLから波長λ3の赤外レーザ光束(第三光束)が平行光束の状態で射出されるように、1軸アクチュエータAC2によりコリメート光学系CLの位置を光軸方向に調整した後、赤外半導体レーザLD3を発光させる。赤外半導体レーザLD3から射出された発散光束は、図7において一点鎖線でその光線経路を描いたように、第3プリズムP3により反射された後、コリメート光学系CLにより平行光束に変換される。その後、立上げミラーMLにより反射された後、対物光学素子OBUによってCDの保護基板PL3を介して情報記録面RL3上に形成される集光スポットとなる。対物光学ユニットOBUは、その周辺に配置された2軸アクチュエータAC1によってフォーカシングやトラッキングを行う。尚、第3光束は、第1の光学素子L1の第1の光学面S1を透過する。そして、第3光束は、第1の光学素子L1の第2の光学面S2の領域C1において発散光に変換され、領域C4においては透過する。領域C1を通過し、発散光に変換された第3光束は、発散光として第2の光学素子に入射し、CDの情報記録面上に集光される。一方、領域C4を透過した第3光束は、平行光束のまま第2の光学素子に入射し、第2の光学素子によって集光スポットを形成されず、CDの情報記録面上においてフレアとなる。従って、NA3以内の範囲(即ちC1領域)の第3光束が、CDの情報記録面上に集光され、NA3より大きい範囲(即ちC4領域)の第3光束は、フレアとなる。   Further, when information is recorded / reproduced with respect to the CD in the optical pickup device PU, an infrared laser beam (third beam) having a wavelength λ3 is emitted from the collimating optical system CL in a state of a parallel beam. In addition, after the position of the collimating optical system CL is adjusted in the optical axis direction by the uniaxial actuator AC2, the infrared semiconductor laser LD3 is caused to emit light. The divergent light beam emitted from the infrared semiconductor laser LD3 is reflected by the third prism P3 and then converted into a parallel light beam by the collimating optical system CL, as depicted by the alternate long and short dash line in FIG. After that, after being reflected by the rising mirror ML, it becomes a focused spot formed on the information recording surface RL3 by the objective optical element OBU via the CD protective substrate PL3. The objective optical unit OBU performs focusing and tracking by a biaxial actuator AC1 arranged in the periphery thereof. The third light flux passes through the first optical surface S1 of the first optical element L1. The third light flux is converted into divergent light in the region C1 of the second optical surface S2 of the first optical element L1, and is transmitted through the region C4. The third light beam that has passed through the region C1 and converted into divergent light is incident on the second optical element as divergent light, and is condensed on the information recording surface of the CD. On the other hand, the third light beam transmitted through the region C4 enters the second optical element as a parallel light beam, and does not form a condensing spot by the second optical element, and becomes a flare on the information recording surface of the CD. Accordingly, the third light flux in the range within NA3 (namely, the C1 region) is collected on the information recording surface of the CD, and the third light flux in the range larger than NA3 (namely, the C4 region) is flare.

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、再び対物光学ユニットOBUを透過した後、立上げミラーMLにより反射され、コリメート光学系CLを通過する際に収斂光束となる。その後、第3プリズムP3、第2プリズムP2及び第1プリズムP1を順に透過した後、センサー光学系SEにより非点収差が付加され、受光素子PDの受光面上に収束する。受光素子PD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。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL3 is transmitted again through the objective optical unit OBU, then reflected by the rising mirror ML, and becomes a converged light beam when passing through the collimating optical system CL. After that, after sequentially passing through the third prism P3, the second prism P2, and the first prism P1, astigmatism is added by the sensor optical system SE and converges on the light receiving surface of the light receiving element PD. Information recorded on the CD can be read using the output signal of the light receiving element PD.

光ピックアップ装置PUでは、コリメート光学系CLを1軸アクチュエータAC2により光軸方向に駆動させることで、BD使用時の球面収差を補正できる。かかる球面収差補正機構により、青紫色半導体レーザLD1の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系の屈折率変化や屈折率分布、多層ディスクの情報記録眉間のフォーカスジャンプ、保護基板PL1の製造誤差による厚さばらつきや厚み分布等に起因する球面収差を補正可能である。尚、この球面収差補正機構により、DVD使用時やCD使用時の球面収差を補正しても良い。   In the optical pickup device PU, the spherical aberration when using the BD can be corrected by driving the collimating optical system CL in the optical axis direction by the uniaxial actuator AC2. With such a spherical aberration correction mechanism, wavelength variations due to manufacturing errors of the blue-violet semiconductor laser LD1, refractive index change and refractive index distribution of the objective optical system with temperature change, focus jump between information recording eyebrows of multilayer disks, manufacturing of the protective substrate PL1 It is possible to correct spherical aberration due to thickness variation and thickness distribution due to error. The spherical aberration correction mechanism may correct spherical aberration when using a DVD or CD.

図10は、異なる光ディスクであるBDとDVDとCDに対して適切に情報の記録/再生を行うことができる別な実施の形態の光ピックアップ装置PU1の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置PU1は、光情報記録再生装置に搭載できる。ここでは、第1光ディスクをBDとし、第2光ディスクをDVDとし、第3光ディスクをCDとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。   FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup device PU1 of another embodiment capable of appropriately recording / reproducing information with respect to BD, DVD and CD which are different optical disks. Such an optical pickup device PU1 can be mounted on an optical information recording / reproducing device. Here, the first optical disc is a BD, the second optical disc is a DVD, and the third optical disc is a CD. The present invention is not limited to the present embodiment.

光ピックアップ装置PU1は、対物光学素子OBJ、絞りST、コリメートレンズCL、ダイクロイックプリズムPPS、BDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され405nmのレーザ光束(第一光束)を射出する第一半導体レーザLD1(第一光源)と、BDの情報記録面RL1からの反射光束を受光する第一の受光素子PD1と、レーザモジュールLM等を有する。   The optical pickup device PU1 emits a laser beam (first beam) of 405 nm that is emitted when recording / reproducing information with respect to the objective optical element OBJ, aperture stop ST, collimator lens CL, dichroic prism PPS, BD. One semiconductor laser LD1 (first light source), a first light receiving element PD1 that receives a reflected light beam from the information recording surface RL1 of the BD, a laser module LM, and the like.

また、レーザモジュールLMは、DVDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され658nmのレーザ光束(第二光束)を射出する第二半導体レーザEP1(第二光源)と、CDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され785nmのレーザ光束(第三光束)を射出する第三半導体レーザEP2(第三光源)と、DVDの情報記録面RL2からの反射光束を受光する第二の受光素子DS1と、CDの情報記録面RL3からの反射光束を受光する第三の受光素子DS2と、プリズムPSと、を有している。   The laser module LM also emits a 658 nm laser beam (second beam) and emits a laser beam (second beam) of 658 nm when information is recorded / reproduced on a DVD, and a CD. A third semiconductor laser EP2 (third light source) that emits a 785 nm laser beam (third beam) when recording / reproducing information and a second beam that receives a reflected beam from the information recording surface RL2 of the DVD. Light receiving element DS1, a third light receiving element DS2 that receives a reflected light beam from the information recording surface RL3 of the CD, and a prism PS.

図11に示されるように、本実施の形態の対物光学素子OBJは、単玉のプラスチック非球面レンズである。本実施の形態の対物光学素子OBJにおいて、光源側の非球面光学面に光軸を含む中央領域CNと、その周囲に配置された中間領域MDと、更にその周囲に配置された周辺領域OTとが、光軸を中心とする同心円状に形成されている。なお、図11においては中央領域、中間領域、周辺領域の面積などの比率は正確には表されていない。中央領域CNには、上述したような輪帯状段差である第1の温度特性補正構造と第1の互換用構造を重畳した第1光路差付与構造が形成され、中間領域MDには、上述したような輪帯状段差である第2の温度特性補正構造と第2の互換用構造を重畳した第2光路差付与構造が形成され、周辺領域OTには輪帯状段差である第3の温度特性補正構造が形成されている。第1の温度特性補正構造は、第1光束の10次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の6次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくするようになっている。第2の温度特性補正構造は、第1光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくするようになっている。第3の温度特性補正構造は、第1光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくするようになっている。   As shown in FIG. 11, the objective optical element OBJ of the present embodiment is a single plastic aspheric lens. In the objective optical element OBJ of the present embodiment, a central region CN including the optical axis on the aspheric optical surface on the light source side, an intermediate region MD disposed around the central region CN, and a peripheral region OT disposed further around the central region CN Are formed concentrically around the optical axis. In FIG. 11, the ratio of the area of the central region, the intermediate region, and the peripheral region is not accurately represented. In the central region CN, a first optical path difference providing structure in which the first temperature characteristic correction structure, which is a ring-shaped step as described above, and the first compatible structure are superimposed is formed, and the intermediate region MD is formed in the above-described manner. A second optical path difference providing structure is formed by superimposing the second temperature characteristic correction structure that is an annular step and the second compatible structure, and the third temperature characteristic correction that is an annular step is formed in the peripheral region OT. A structure is formed. The first temperature characteristic correction structure makes the 10th-order diffracted light amount of the first light beam larger than any other order diffracted light amount, and the 6th-order diffracted light amount of the second light beam becomes larger than any other order diffracted light amount. The fifth order diffracted light quantity of the third light flux is made larger than any other order diffracted light quantity. In the second temperature characteristic correction structure, the fifth-order diffracted light amount of the first light beam is made larger than any other order diffracted light amount, and the third-order diffracted light amount of the second light beam is made larger than any other order diffracted light amount. The second order diffracted light quantity of the third light beam is made larger than any other order diffracted light quantity. The third temperature characteristic correction structure makes the fifth-order diffracted light amount of the first light beam larger than any other order diffracted light amount, and makes the third-order diffracted light amount of the second light beam larger than any other order diffracted light amount. The second order diffracted light quantity of the third light beam is made larger than any other order diffracted light quantity.

また、第1の互換用構造は、第1の基礎構造と第2の基礎構造を重ねあわせた構造である。第1の基礎構造は、第1光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくするようになっている。第2の基礎構造は、第1光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の±1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくするようになっている。第2の互換用構造は、第1の基礎構造のみからなる。   The first interchangeable structure is a structure in which the first basic structure and the second basic structure are overlapped. In the first basic structure, the second-order diffracted light amount of the first light beam is made larger than any other order diffracted light amount, and the first-order diffracted light amount of the second light beam is made larger than any other order diffracted light amount. The first-order diffracted light quantity of the third light flux is made larger than any other order diffracted light quantity. In the second basic structure, the 0th-order diffracted light quantity of the first light beam is made larger than any other order diffracted light quantity, and the 0th-order diffracted light quantity of the second light beam is made larger than any other order diffracted light quantity. The ± 1st-order diffracted light quantity of the third light flux is made larger than any other order diffracted light quantity. The second interchangeable structure consists only of the first basic structure.

青紫色半導体レーザLD1から射出された第一光束(λ1=405nm)の発散光束は、ダイクロイックプリズムPPSを透過し、コリメートレンズCLにより平行光束とされた後、図示しないλ/4波長板により直線偏光から円偏光に変換され、絞りSTによりその光束径が規制され、対物光学素子OBJによって厚さ0.0875mmの保護基板PL1を介して、BDの情報記録面RL1上に形成されるスポットとなる。   The divergent light beam of the first light beam (λ1 = 405 nm) emitted from the blue-violet semiconductor laser LD1 is transmitted through the dichroic prism PPS, converted into a parallel light beam by the collimator lens CL, and then linearly polarized by a λ / 4 wavelength plate (not shown). Is converted into circularly polarized light, its beam diameter is regulated by the stop ST, and becomes a spot formed on the information recording surface RL1 of the BD via the protective substrate PL1 having a thickness of 0.0875 mm by the objective optical element OBJ.

情報記録面RL1上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子OBJ、絞りSTを透過した後、図示しないλ/4波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムPPSを透過した後、第一の受光素子PD1の受光面上に収束する。そして、第一の受光素子PD1の出力信号を用いて、2軸アクチュエータACにより対物光学素子OBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、BDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL1 is transmitted again through the objective optical element OBJ and the aperture stop ST, and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a λ / 4 wavelength plate (not shown). After being transmitted through the dichroic prism PPS, it is converged on the light receiving surface of the first light receiving element PD1. Then, by using the output signal of the first light receiving element PD1 to focus or track the objective optical element OBJ by the biaxial actuator AC, information recorded on the BD can be read.

赤色半導体レーザEP1から射出された第二光束(λ2=658nm)の発散光束は、プリズムPSで反射された後、ダイクロイックプリズムPPSにより反射され、コリメートレンズCLにより平行光束とされた後、図示しないλ/4波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物光学素子OJTに入射する。ここで、対物光学素子OBJの中央領域と中間領域により集光された(周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する)光束は、厚さ0.6mmの保護基板PL2を介して、DVDの情報記録面RL2に形成されるスポットとなり、スポット中心部を形成する。   The divergent light beam of the second light beam (λ2 = 658 nm) emitted from the red semiconductor laser EP1 is reflected by the prism PS, then reflected by the dichroic prism PPS, and converted into a parallel light beam by the collimator lens CL, and then λ (not shown). The light is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the / 4 wavelength plate and enters the objective optical element OJT. Here, the light beam condensed by the central region and the intermediate region of the objective optical element OBJ (the light beam that has passed through the peripheral region is flared and forms a spot peripheral portion) is passed through the protective substrate PL2 having a thickness of 0.6 mm. Thus, the spot is formed on the information recording surface RL2 of the DVD, and the center of the spot is formed.

情報記録面RL2上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子OBJ、絞りSTを透過した後、図示しないλ/4波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムPPSにより反射された後、その後、プリズム内で2回反射された後、第二の受光素子DS1に収束する。そして、第二の受光素子DS1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。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL2 is again transmitted through the objective optical element OBJ and the aperture stop ST, and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a λ / 4 wavelength plate (not shown). After being reflected by the dichroic prism PPS and then reflected twice in the prism, it is converged on the second light receiving element DS1. The information recorded on the DVD can be read using the output signal of the second light receiving element DS1.

赤外半導体レーザEP2から射出された第三光束(λ3=785nm)の発散光束は、プリズムPSで反射された後、ダイクロイックプリズムPPSにより反射され、コリメートレンズCLにより平行光束とされた後、図示しないλ/4波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物光学素子OJTに入射する。ここで、対物光学素子OBJの中央領域により集光された(中間領域及び周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する)光束は、厚さ1.2mmの保護基板PL3を介して、CDの情報記録面RL3上に形成されるスポットとなる。   The divergent light beam of the third light beam (λ3 = 785 nm) emitted from the infrared semiconductor laser EP2 is reflected by the prism PS, then reflected by the dichroic prism PPS, converted into a parallel light beam by the collimator lens CL, and is not shown. The light is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the λ / 4 wavelength plate and enters the objective optical element OJT. Here, the light beam condensed by the central region of the objective optical element OBJ (the light beam that has passed through the intermediate region and the peripheral region is flared and forms a spot peripheral part) is passed through the protective substrate PL3 having a thickness of 1.2 mm. Thus, the spot is formed on the information recording surface RL3 of the CD.

情報記録面RL3上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学素子OBJ、絞りSTを透過した後、図示しないλ/4波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムPPSにより反射された後、その後、プリズム内で2回反射された後、第三の受光素子DS2に収束する。そして、第三の受光素子DS2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。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL3 is transmitted again through the objective optical element OBJ and the aperture stop ST, and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a λ / 4 wavelength plate (not shown). After being reflected by the dichroic prism PPS and then reflected twice in the prism, it is converged on the third light receiving element DS2. The information recorded on the CD can be read using the output signal of the third light receiving element DS2.

青紫色半導体レーザLD1から出射された第一光束が平行光束で対物光学素子OBJに入射したときに、中央領域の第一光路差付与構造、中間領域の第二光路差付与構造及び周辺領域の第三光路差付与構造は、第一光束の球面収差を適正に補正し、保護基板の厚さt1のBDに対して適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる。又、赤色半導体レーザEP1から出射された第二光束が平行光束で対物光学素子OBJに入射したときに、中央領域の第一光路差付与構造、中間領域の第二光路差付与構造は、BDとDVDの保護基板の厚さの差異及び第一光束と第二光束の波長の差異に起因して発生する第二光束の球面収差を適正に補正し、周辺領域は第二光束をDVDの情報記録面上でフレアとするため、保護基板の厚さt2のDVDに対して適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる。又、赤外半導体レーザEP2から出射された第三光束が平行光束で対物光学素子OBJに入射したときに、中央領域の第一光路差付与構造は、BDとCDの保護基板の厚さの差異及び第一光束と第三光束の波長の差異に起因して発生する第三光束の球面収差を適正に補正し、中間領域の第二光路差付与構造及び周辺領域は第三光束をCDの情報記録面上でフレアとするため、保護基板の厚さt3のCDに対して適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる。また、中央領域の第一光路差付与構造は、記録再生に用いられる第三光束の必要光の集光スポットと、第三光束の不要光の集光スポットとを適正な距離だけ離し、それにより、CDを用いた際のトラッキング特性も良好にする。加えて、周辺領域の第二光路差付与構造は、第一光束及び第二光束に対して、レーザの製造誤差等の理由によって波長が基準波長からずれた際に、スフェロクロマティズム(色球面収差)を補正することができる。
<実施例1>
次に、上述の実施の形態に用いることができる実施例について説明する。実施例1は、図7に示す光ピックアップ装置に適用されるものであり、対物光学素子は、上述したようにポリオレフィン系のプラスチック製の平板状光学素子と、ポリオレフィン系のプラスチック製の非球面レンズとからなる。
When the first light beam emitted from the blue-violet semiconductor laser LD1 enters the objective optical element OBJ as a parallel light beam, the first optical path difference providing structure in the central region, the second optical path difference providing structure in the intermediate region, and the second optical path difference providing structure in the peripheral region. The three optical path difference providing structure can appropriately correct the spherical aberration of the first light flux and appropriately record and / or reproduce information with respect to the BD having the thickness t1 of the protective substrate. When the second light beam emitted from the red semiconductor laser EP1 enters the objective optical element OBJ as a parallel light beam, the first optical path difference providing structure in the central region and the second optical path difference providing structure in the intermediate region are BD and Corrects the spherical aberration of the second light beam caused by the difference in thickness of the protective substrate of the DVD and the wavelength difference between the first light beam and the second light beam, and records the second light beam in the peripheral area as a DVD information record. Since the flare is formed on the surface, information can be appropriately recorded and / or reproduced with respect to the DVD having the thickness t2 of the protective substrate. Further, when the third light beam emitted from the infrared semiconductor laser EP2 is incident on the objective optical element OBJ as a parallel light beam, the first optical path difference providing structure in the central region is different in the thickness of the protective substrate of BD and CD. In addition, the spherical aberration of the third light beam generated due to the difference in wavelength between the first light beam and the third light beam is appropriately corrected, and the second optical path difference providing structure in the intermediate region and the peripheral region are converted into the CD information. Since flare is formed on the recording surface, information can be appropriately recorded and / or reproduced with respect to the CD having the thickness t3 of the protective substrate. In addition, the first optical path difference providing structure in the central area separates the condensing spot of the necessary light of the third light beam used for recording and reproduction from the condensing spot of the unnecessary light of the third light beam by an appropriate distance, thereby The tracking characteristics when using a CD are also improved. In addition, the second optical path difference providing structure in the peripheral region has a spherochromatism (color spherical surface) when the wavelength of the first light flux and the second light flux deviates from the reference wavelength due to a manufacturing error of the laser. Aberration) can be corrected.
<Example 1>
Next, examples that can be used in the above-described embodiment will be described. The first embodiment is applied to the optical pickup device shown in FIG. 7, and the objective optical elements are, as described above, a polyolefin-based plastic flat optical element and a polyolefin-based plastic aspheric lens. It consists of.

表1及び表2に実施例1のレンズデータを示す。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、2.5×10−3)を、E(例えば、2.5E―3)を用いて表すものとする。Tables 1 and 2 show lens data of Example 1. In the following (including the lens data in the table), a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −3 ) is expressed using E (for example, 2.5E−3).

対物光学素子の光学面は、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いる。   The optical surface of the objective optical element 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 Equation (1).

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、A2iは非球面係数、hは光軸からの高さである。Here, X (h) is an axis in the optical axis direction (the light traveling direction is positive), κ is a conical coefficient, A 2i is an aspherical coefficient, and h is a height from the optical axis.

また、光路差付与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。   Further, the optical path length given to the light flux of each wavelength by the optical path difference providing structure is defined by a mathematical formula obtained by substituting the coefficient shown in Table 1 into the optical path difference function of Formula 2.

λは入射光束の波長、λBは製造波長(ブレーズ化波長)、dorは回折次数、B2iは光路差関数の係数である。λ is the wavelength of the incident light beam, λB is the manufacturing wavelength (blazed wavelength), dor is the diffraction order, and B 2i is the coefficient of the optical path difference function.

また、実施例1の対物光学素子の温度特性については、δSAT1は、+0.0037WFEλrms/℃であり、δSAT2は、+0.0022WFEλrms/℃である。また、第一波長における対物光学素子のfが2.2mmであるので、δSAT1/fは、+0.0017WFEλrms/(℃・mm)。δSAT2/fは、+0.001WFEλrms/(℃・mm)。また、実施例1の対物光学素子の波長特性については、δSAλが、−0.0284λrms/nmであり、δSAλ/fが、−0.0129λrms/(nm・mm)である。また、実施例2で用いるコリメータと同様のコリメータを用いた場合、δSAT3は、+0.0005WFEλrms/℃である。
<実施例2>
以下の実施例2は、図10の光ピックアップ装置に適用できるものであり、対物光学素子は、単玉のポリオレフィン系のプラスチックレンズである。対物光学素子の光学面の中央領域CNの全面には、第一光路差付与構造が形成されている。光学面の中間領域MDの全面には、第二光路差付与構造が形成されている。光学面の周辺領域OTの全面には、第三光路差付与構造が設けられている。
Regarding the temperature characteristics of the objective optical element of Example 1, δSAT1 is +0.0037 WFEλrms / ° C., and δSAT2 is +0.0022 WFEλrms / ° C. Further, since f of the objective optical element at the first wavelength is 2.2 mm, δSAT1 / f is +0.0017 WFEλrms / (° C. · mm). δSAT2 / f is +0.001 WFEλrms / (° C. mm). As for the wavelength characteristics of the objective optical element of Example 1, δSAλ is −0.0284 λrms / nm, and δSAλ / f is −0.0129 λrms / (nm · mm). When a collimator similar to the collimator used in Example 2 is used, δSAT3 is +0.0005 WFEλrms / ° C.
<Example 2>
Example 2 below can be applied to the optical pickup device of FIG. 10, and the objective optical element is a single-lens polyolefin-based plastic lens. A first optical path difference providing structure is formed on the entire surface of the central region CN of the optical surface of the objective optical element. A second optical path difference providing structure is formed on the entire surface of the intermediate region MD of the optical surface. A third optical path difference providing structure is provided on the entire surface of the peripheral area OT of the optical surface.

また、実施例2において、第一光路差付与構造は、第一温度特性補正構造(第一基礎構造と第二基礎構造とを重ねあわせた構造)と第一互換用構造を重ねあわせた構造であって、二種類の鋸歯状の回折構造とバイナリ構造とが重畳された形状となっている。断面形状は、図11においてCNと示されている部分として示されている。鋸歯状の回折構造である第一温度特性補正構造は、第1光束の10次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光の光量よりも大きくし、第2光束の6次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光の光量よりも大きくし、第3光束の5次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光量よりも大きくするように設計されている。   In Example 2, the first optical path difference providing structure is a structure in which a first temperature characteristic correction structure (a structure in which the first basic structure and the second basic structure are overlapped) and a first compatibility structure are overlapped. Thus, two types of sawtooth diffraction structures and binary structures are superimposed. The cross-sectional shape is shown as a portion indicated as CN in FIG. The first temperature characteristic correction structure, which is a sawtooth diffractive structure, makes the light amount of the 10th-order diffracted light of the first light beam larger than the light amount of diffracted light of any other order (including 0th order, that is, transmitted light), The light quantity of the 6th-order diffracted light of the second light flux is made larger than the light quantity of the diffracted light of any other order (including 0th order, that is, transmitted light), and the light quantity of the 5th-order diffracted light of the third light flux It is designed to be larger than the diffracted light amount of the order (including the 0th order, that is, including the transmitted light).

実施例2において、第二光路差付与構造は、図11のMDとして示されているように、第二温度特性補正構造と第二互換用構造とを重ねあわせた構造であって、二種類の鋸歯状の回折構造が重畳された形状となっている。第二温度特性補正構造は、第1光束の5次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光の光量よりも大きくし、第2光束の3次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光の光量よりも大きくし、第3光束の3次及び2次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光量よりも大きくするように設計されている。   In Example 2, the second optical path difference providing structure is a structure in which the second temperature characteristic correcting structure and the second compatible structure are overlapped as shown in MD of FIG. The sawtooth diffraction structure is superimposed. The second temperature characteristic correction structure makes the light amount of the fifth-order diffracted light of the first light beam larger than the light amount of diffracted light of any other order (including the 0th order, that is, the transmitted light), and the third-order of the second light beam. The amount of diffracted light is made larger than the amount of diffracted light of any other order (including 0th order, that is, transmitted light), and the amount of light of the third and second order diffracted light of the third light flux is changed to any other order (0th order). That is, it is designed to be larger than the amount of diffracted light (including transmitted light).

実施例2において、第三光路差付与構造は、図11のOTとして示されているように、第三温度特性補正構造のみを有する構造となっており、一種類の鋸歯状の回折構造のみを有する形状となっている。第三温度特性補正構造は、第1光束の5次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光の光量よりも大きくし、第2光束の3次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光の光量よりも大きくし、第3光束の3次及び2次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光量よりも大きくするように設計されている。   In Example 2, the third optical path difference providing structure is a structure having only the third temperature characteristic correction structure as shown as OT in FIG. 11, and only one type of sawtooth diffraction structure is used. It has a shape to have. The third temperature characteristic correction structure makes the light amount of the fifth-order diffracted light of the first light beam larger than the light amount of diffracted light of any other order (including 0th order, that is, transmitted light), and The amount of diffracted light is made larger than the amount of diffracted light of any other order (including 0th order, that is, transmitted light), and the amount of light of the third and second order diffracted light of the third light flux is changed to any other order (0th order). That is, it is designed to be larger than the amount of diffracted light (including transmitted light).

以下の表3〜表5に、実施例2のレンズデータを示す。また、図12において、実施例2にかかる縦球面収差図を示す。図12(a)はBDに対する縦球面収差図であり、図12(b)はDVDに対する縦球面収差図であり、図12(c)はCDに対する縦球面収差図である。縦球面収差図の縦軸の1.0は、図12(a)に示すBDにおいては、NA0.85またはφ3.74mmを表し、図12(b)に示すDVDにおいては、NA0.6より僅かに大きな値、または、φ2.70mmより僅かに大きな値を表し、図12(c)に示すCDにおいては、NA0.45より僅かに大きな値、または、φ2.37mmより僅かに大きな値を表す。なお、実施例2において、L=0.60mmである。したがって、L/f=0.60/2.53=0.237である。但し、f[mm]は第一光路差付与構造を通過し、第一ベストフォーカスを形成する第三光束の焦点距離を指し、L[mm]は第一ベストフォーカスと第二ベストフォーカスの間の距離を指す。第一ベストフォーカスは第三光束の回折光のうち最も多くの光量の回折光が形成するスポットの位置であり、第二ベストフォーカスは、第三光束の回折光のうち次に多くの光量の回折光が形成するスポットの位置である。本実施例では、第一ベストフォーカスを、CDの記録再生に用いている。   Tables 3 to 5 below show lens data of Example 2. FIG. 12 is a longitudinal spherical aberration diagram according to Example 2. 12A is a longitudinal spherical aberration diagram for BD, FIG. 12B is a longitudinal spherical aberration diagram for DVD, and FIG. 12C is a longitudinal spherical aberration diagram for CD. In the longitudinal spherical aberration diagram, 1.0 on the vertical axis represents NA 0.85 or φ3.74 mm in the BD shown in FIG. 12A, and slightly smaller than NA 0.6 in the DVD shown in FIG. 12B. Or a value slightly larger than φ2.70 mm, and the CD shown in FIG. 12C represents a value slightly larger than NA0.45 or slightly larger than φ2.37 mm. In Example 2, L = 0.60 mm. Therefore, L / f = 0.60 / 2.53 = 0.237. However, f [mm] refers to the focal length of the third light flux that passes through the first optical path difference providing structure and forms the first best focus, and L [mm] is between the first best focus and the second best focus. Refers to distance. The first best focus is the position of the spot formed by the most diffracted light of the third light beam, and the second best focus is the second most diffracted light of the third light beam. This is the position of the spot formed by light. In this embodiment, the first best focus is used for CD recording / reproduction.

また、実施例2の対物光学素子の温度特性については、δSAT1は、+0.0033WFEλrms/℃であり、δSAT2は、+0.0019WFEλrms/℃である。また、第一波長における対物光学素子のfが2.2mmであるので、δSAT1/fは、+0.0015WFEλrms/(℃・mm)。δSAT2/fは、+0.0009WFEλrms/(℃・mm)。また、実施例2の対物光学素子の波長特性については、δSAλが、−0.03λrms/nmであり、δSAλ/fが、−0.0136λrms/(nm・mm)である。   Regarding the temperature characteristics of the objective optical element of Example 2, δSAT1 is +0.0033 WFEλrms / ° C., and δSAT2 is +0.0019 WFEλrms / ° C. Further, since f of the objective optical element at the first wavelength is 2.2 mm, δSAT1 / f is +0.0015 WFEλrms / (° C. mm). δSAT2 / f is +0.0009 WFEλrms / (° C. mm). As for the wavelength characteristics of the objective optical element of Example 2, δSAλ is −0.03λrms / nm, and δSAλ / f is −0.0136λrms / (nm · mm).

さらに、コリメータレンズCLとして、対物光学素子と同じ材料(ポリオレフィン系のプラスチック)で作られた単玉のコリメータレンズCLを用いて、実施例2の対物光学素子を組み合わせて用いた場合、δSAT3は、+0.0004WFEλrms/℃であり、δSAT3/fは、+0.0002WFEλrms/(℃・mm)である。コリメータレンズのレンズデータを以下の表6に示す。   Further, when a single collimator lens CL made of the same material (polyolefin plastic) as the objective optical element is used as the collimator lens CL, and the objective optical element of Example 2 is used in combination, δSAT3 is + 0.0004WFEλrms / ° C., and δSAT3 / f is + 0.0002WFEλrms / (° C. mm). The lens data of the collimator lens is shown in Table 6 below.

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。   The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate.

Claims (12)

波長λ1(nm)の第1光束を出射する第1光源と、波長λ2(nm)(λ1<λ2)の第2光束を出射する第2光源と、波長λ3(nm)(λ2<λ3)の第3光束を出射する第3光源と、対物光学素子とを有する光ピックアップ装置用の対物光学素子であって、
前記対物光学素子は、少なくとも1つのプラスチック製のレンズを有し、
前記対物光学素子の光学面は、光軸を含む中央領域と、前記中央領域の周囲に配置された中間領域と、前記中間領域の周囲に配置された周辺領域の、少なくとも3つの領域を含み、
前記対物光学素子が、前記中央領域と前記中間領域と前記周辺領域とを通過した前記第1光束を、厚さt1の保護基板を介して第1光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、又、前記中央領域と前記中間領域とを通過した前記第2光束を、厚さt2(t1≦t2)の保護基板を介して第2光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、更に、前記中央領域を通過した前記第3光束を、厚さt3(t2<t3)の保護基板を介して第3光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、
前記中央領域は、同心円状の複数の輪帯状段差を有する第1温度特性補正構造を有し、
前記中間領域は、同心円状の複数の輪帯状段差を有する第2温度特性補正構造を有し、
前記周辺領域は、同心円状の複数の輪帯状段差を有する第3温度特性補正構造を有し、
前記第1温度特性補正構造は、前記第1温度特性補正構造を通過した前記第1光束のr次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第1温度特性補正構造を通過した前記第2光束のs次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第1温度特性補正構造を通過した前記第3光束のt次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第2温度特性補正構造は、前記第2温度特性補正構造を通過した前記第1光束のu次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第2温度特性補正構造を通過した前記第2光束のv次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
前記第3温度特性補正構造は、前記第3温度特性補正構造を通過した前記第1光束のx次の回折光量を、他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であり、
(r、s、t)=(10,6,5)又は(2,1,1)
(u、v)=(10,6)、(5,3)又は(2,1)
xは任意の整数であることを特徴とする光ピックアップ装置用の対物光学素子。
A first light source that emits a first light flux with a wavelength λ1 (nm), a second light source that emits a second light flux with a wavelength λ2 (nm) (λ1 <λ2), and a wavelength λ3 (nm) (λ2 <λ3) An objective optical element for an optical pickup device having a third light source that emits a third light beam and an objective optical element,
The objective optical element has at least one plastic lens;
The optical surface of the objective optical element includes at least three regions: a central region including an optical axis, an intermediate region disposed around the central region, and a peripheral region disposed around the intermediate region,
The objective optical element focuses the first light flux that has passed through the central region, the intermediate region, and the peripheral region on the information recording surface of the first optical disc through a protective substrate having a thickness t1. It is possible to record and / or reproduce information, and the second light flux that has passed through the central area and the intermediate area is passed through a protective substrate having a thickness t2 (t1 ≦ t2). Information can be recorded and / or reproduced by condensing on the information recording surface of the second optical disc, and the third light flux that has passed through the central region has a thickness t3 (t2). It is possible to record and / or reproduce information by focusing on the information recording surface of the third optical disc via the protective substrate of <t3),
The central region has a first temperature characteristic correction structure having a plurality of concentric annular zone steps,
The intermediate region has a second temperature characteristic correction structure having a plurality of concentric annular zone steps,
The peripheral region has a third temperature characteristic correction structure having a plurality of concentric annular zone steps,
The first temperature characteristic correction structure increases the r-th order diffracted light amount of the first light flux that has passed through the first temperature characteristic correction structure to be larger than any other order diffracted light amount. The s-order diffracted light amount of the second light flux that has passed through the second light beam is made larger than any other order of diffracted light amount, and the t-order diffracted light amount of the third light flux that has passed through the first temperature characteristic correction structure is Is an optical path difference providing structure that is larger than the diffracted light quantity of any order of
The second temperature characteristic correction structure makes the u-order diffracted light amount of the first light flux that has passed through the second temperature characteristic correction structure larger than any other order of diffracted light amount, and the second temperature characteristic correction structure. An optical path difference providing structure that makes the v-th order diffracted light amount of the second light flux that has passed through the light beam larger than any other order diffracted light amount,
The third temperature characteristic correction structure is an optical path difference providing structure that makes the x-order diffracted light quantity of the first light flux that has passed through the third temperature characteristic correction structure larger than any other order diffracted light quantity,
(R, s, t) = (10, 6, 5) or (2, 1, 1)
(U, v) = (10, 6), (5, 3) or (2, 1)
An objective optical element for an optical pickup device, wherein x is an arbitrary integer.
(r、s、t)=(2,1,1)
(u、v)=(5,3)又は(2,1)
x=1〜5であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。
(R, s, t) = (2,1,1)
(U, v) = (5, 3) or (2, 1)
2. The objective optical element for an optical pickup device according to claim 1, wherein x = 1 to 5.
前記第1温度特性補正構造と前記第2温度特性補正構造とを合わせてなる複合構造は、光軸からの高さが高くなるにつれて光軸方向に深くなり、所定の高さを境に、光軸からの高さが高くなるにつれて光軸方向に浅くなることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。   The composite structure formed by combining the first temperature characteristic correction structure and the second temperature characteristic correction structure becomes deeper in the optical axis direction as the height from the optical axis increases, 3. The objective optical element for an optical pickup device according to claim 1, wherein the objective optical element is shallow in the optical axis direction as the height from the axis increases. 前記第1温度特性補正構造と前記第2温度特性補正構造と前記第3温度特性補正構造とを合わせてなる複合構造は、光軸からの高さが高くなるにつれて光軸方向に深くなり、所定の高さを境に、光軸からの高さが高くなるにつれて光軸方向に浅くなることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。   The composite structure formed by combining the first temperature characteristic correction structure, the second temperature characteristic correction structure, and the third temperature characteristic correction structure becomes deeper in the optical axis direction as the height from the optical axis becomes higher. 3. The objective optical element for an optical pickup device according to claim 1, wherein the objective optical element becomes shallower in the optical axis direction as the height from the optical axis becomes higher. 光軸からの高さが、前記第3温度特性補正構造に至る前に、前記複合構造の光軸方向の深さが戻ることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。   5. The optical pickup device according to claim 4, wherein the depth of the composite structure returns before the height from the optical axis reaches the third temperature characteristic correction structure. 6. Objective optical element. 前記対物光学素子を形成するプラスチックが、−5℃から70℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長405nmに対する屈折率変化率dN/dT(℃−1)が、−20×10−5乃至−5×10−5の範囲内であることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。The plastic forming the objective optical element has a refractive index change rate dN / dT (° C. −1 ) with respect to a wavelength of 405 nm accompanying a temperature change within a temperature range of −5 ° C. to 70 ° C., from −20 × 10 −5 to objective optical element for the optical pickup device according to any one of claims paragraphs 1 through fifth term, which is a range of -5 × 10 -5. 前記対物光学素子は、平板状の光学素子と、非球面を有するレンズとを有することを特徴とする請求の範囲第1項乃至第6項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。   The objective optical element for an optical pickup device according to any one of claims 1 to 6, wherein the objective optical element includes a flat optical element and a lens having an aspherical surface. . 前記平板状の光学素子が、前記第1温度特性補正構造と前記第2温度特性補正構造と前記第3温度特性補正構造とを有することを特徴とする請求の範囲第7項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。   8. The optical pickup according to claim 7, wherein the flat optical element includes the first temperature characteristic correction structure, the second temperature characteristic correction structure, and the third temperature characteristic correction structure. Objective optical element for equipment. 前記レンズが、前記第1温度特性補正構造と前記第2温度特性補正構造と前記第3温度特性補正構造とを有することを特徴とする請求の範囲第7項に記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。   8. The objective for an optical pickup device according to claim 7, wherein the lens includes the first temperature characteristic correction structure, the second temperature characteristic correction structure, and the third temperature characteristic correction structure. Optical element. 前記対物光学素子は、プラスチック製の単玉のレンズのみからなることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第6項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。   The objective optical element for an optical pickup device according to any one of claims 1 to 6, wherein the objective optical element comprises only a single lens made of plastic. 同心円状の複数の輪帯状段差を有する互換用構造を、前記第1乃至前記第3温度特性補正構造に重ねた構造を有することを特徴とする請求の範囲第1項乃至第10項のいずれかに記載の光ピックアップ装置用の対物光学素子。   11. The structure according to claim 1, further comprising a structure in which an interchangeable structure having a plurality of concentric annular zone steps is superimposed on the first to third temperature characteristic correction structures. Objective optical element for the optical pickup device described in 1. 請求の範囲第1項乃至第11項のいずれかに記載の対物光学素子を有することを特徴とする光ピックアップ装置。   An optical pickup device comprising the objective optical element according to any one of claims 1 to 11.
JP2009516264A 2007-05-31 2008-05-21 Objective optical element for optical pickup device and optical pickup device Pending JPWO2008146675A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007145398 2007-05-31
JP2007145398 2007-05-31
PCT/JP2008/059337 WO2008146675A1 (en) 2007-05-31 2008-05-21 Objective optical element for optical pickup device and optical pickup device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2008146675A1 true JPWO2008146675A1 (en) 2010-08-19

Family

ID=40074933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009516264A Pending JPWO2008146675A1 (en) 2007-05-31 2008-05-21 Objective optical element for optical pickup device and optical pickup device

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2008146675A1 (en)
CN (1) CN101681645B (en)
WO (1) WO2008146675A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5263062B2 (en) * 2009-07-29 2013-08-14 株式会社リコー Aberration correction element, actuator including the same, optical pickup device, and optical information processing device
CN112198577B (en) * 2019-10-23 2022-04-26 东莞东阳光医疗智能器件研发有限公司 ophthalmic lens

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005032410A (en) * 2003-06-17 2005-02-03 Pentax Corp Objective lens for optical pickup and optical pickup device
JP2005115152A (en) * 2003-10-09 2005-04-28 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Lens and optical head device
WO2005076266A1 (en) * 2004-02-09 2005-08-18 Pioneer Corporation Optical element, optical pickup, and information recording/reproduction device
WO2005117002A1 (en) * 2004-05-27 2005-12-08 Konica Minolta Opto, Inc. Objective optical system, optical pickup device, and optical disc drive device
JP2005353261A (en) * 2004-05-10 2005-12-22 Konica Minolta Opto Inc Optical pickup device
WO2006040902A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Pioneer Corporation Diffraction optical element, objective lens module, optical pickup, and optical information recording/reproducing apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200540857A (en) * 2004-05-10 2005-12-16 Konica Minolta Opto Inc Optical pickup apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005032410A (en) * 2003-06-17 2005-02-03 Pentax Corp Objective lens for optical pickup and optical pickup device
JP2005115152A (en) * 2003-10-09 2005-04-28 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Lens and optical head device
WO2005076266A1 (en) * 2004-02-09 2005-08-18 Pioneer Corporation Optical element, optical pickup, and information recording/reproduction device
JP2005353261A (en) * 2004-05-10 2005-12-22 Konica Minolta Opto Inc Optical pickup device
WO2005117002A1 (en) * 2004-05-27 2005-12-08 Konica Minolta Opto, Inc. Objective optical system, optical pickup device, and optical disc drive device
WO2006040902A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Pioneer Corporation Diffraction optical element, objective lens module, optical pickup, and optical information recording/reproducing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN101681645B (en) 2011-11-23
CN101681645A (en) 2010-03-24
WO2008146675A1 (en) 2008-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5071883B2 (en) Optical pickup device and objective optical element
JP5013117B2 (en) Optical pickup device and objective optical element for optical pickup device
JPWO2007123112A1 (en) Optical pickup device, optical element, optical information recording / reproducing apparatus, and optical element design method
JP4370619B2 (en) Optical element, optical pickup device and drive device
JP2009110591A (en) Objective lens and optical pickup device
JP2009129515A (en) Objective optical element and optical pickup device
JP2005259332A (en) Optical pickup apparatus and diffractive optical element for same
JP2009037719A (en) Optical pickup device and objective optical element
JPWO2008146675A1 (en) Objective optical element for optical pickup device and optical pickup device
JP4807258B2 (en) Objective lens and optical pickup device
JPWO2008126562A1 (en) Objective optical element unit for optical pickup device and optical pickup device
US6839189B2 (en) Objective lens, optical pickup device, recorder and reproducer
WO2010004858A1 (en) Objective lens and optical pickup device
JPWO2010089933A1 (en) Objective lens and optical pickup device
US20030086354A1 (en) Objective lens, optical pickup device, recorder and reproducer
JPWO2009057415A1 (en) Objective lens and optical pickup device
WO2009122896A1 (en) Objective optical element for optical pickup device and optical pickup device
WO2011148832A1 (en) Objective lens for optical pickup device, optical pickup device, and optical information read and write device
JP4706481B2 (en) Optical pickup device
WO2010067733A1 (en) Objective and optical pickup device
JP2011248936A (en) Objective lens for optical pickup device, optical pickup device and optical information recording/reproducing device
JPWO2009051019A1 (en) Optical pickup device, objective optical element for optical pickup device, and optical information recording / reproducing device
JPWO2011114895A1 (en) Objective lens, optical pickup device, and optical information recording / reproducing device
WO2010116852A1 (en) Objective lens, coupling element, and optical pickup device
JP2009015950A (en) Correction element for optical pickup device, objective optical element unit and optical pickup device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110513

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20110810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120823

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121211