(57)【要約】【課題】同一波長の光束を用いて厚さが異なり、２以上の情報記録面を有するディスクにつき記録再生を行うことが可能な対物レンズ光学系等を提供すること。【解決手段】本発明の対物レンズ光学系１００は、光束分割素子１・対物レンズ２を有し、波長λの光束を厚さｔ１の透明基板を有する２層タイプの第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させ、波長λの光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の透明基板を有する２層タイプの第２の光記録媒体の情報記録面に集光させる。光束分割素子１は、光束を第１、第２の光記録媒体のいずれかの情報記録面に集光させる領域に分割されている。第１の光記録媒体用領域を透過する光束が対物レンズ２により集光する位置と第２の光記録媒体用領域を透過する光束が対物レンズ２により集光する位置が異なるようにいずれか一方の領域は負又は正のパワーを有する。【選択図】  図１
2008117472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束分割素子及び対物レンズを有し、波長λの光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させ、且つ、波長λの光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させる対物レンズ光学系であって、
前記第１の光記録媒体と第２の光記録媒体のいずれか一方は２層以上の情報記録面を有し、
少なくとも前記光束分割素子の一面は、透過する光束を前記対物レンズを介して第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第１の光記録媒体用領域と、透過する光束を前記対物レンズを介して第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第２の光記録媒体用領域に分割され、
第１の光記録媒体用領域と第２の光記録媒体用領域のいずれか一方を透過した光束が対応する光記録媒体において集光する位置の近傍に、他の領域を透過した光束が集光しないように、少なくともいずれか一方の領域は負又は正のパワーを有する対物レンズ光学系。
【請求項２】
前記第１の光記録媒体は、少なくとも第１の情報記録面及び第２の情報記録面を有し、
第１の光記録媒体の第１の情報記録面上に光束を集光させる場合に、第２の光記録媒体用領域を透過した光束が前記第１の光記録媒体の第２の情報記録面に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ光学系。
【請求項３】
前記第２の光記録媒体は、少なくとも第１の情報記録面及び第２の情報記録面を有し、
第２の光記録媒体の第１の情報記録面上に光束を集光させる場合に、第１の光記録媒体用領域を透過した光束が前記第２の光記録媒体の第２の情報記録面に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の対物レンズ光学系。
【請求項４】
前記第１の光記録媒体の情報記録面上に光束を集光させる場合に第２の光記録媒体用領域を透過した光束をｔ１＋０．０１５ｍｍ〜ｔ１+０．０３５ｍｍ及びｔ１−０．０１５ｍｍ〜ｔ１−０．０３５ｍｍからなる範囲、第２の光記録媒体に光束を集光させる場合に第１の光記録媒体用領域を透過した光束をｔ２＋０．０１５ｍｍ〜ｔ２+０．０３５ｍｍ及びｔ２−０．０１０ｍｍ〜ｔ２−０．０３５ｍｍからなる範囲に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の対物レンズ光学系。
【請求項５】
前記第２の光記録媒体用領域は、凹レンズ面となるような曲率半径を有していることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の対物レンズ光学系。
【請求項６】
前記第２の光記録媒体用領域は、回折構造を有していることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の対物レンズ光学系。
【請求項７】
前記第１の光記録媒体用領域は平面であることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の対物レンズ光学系。
【請求項８】
複数の第１の光記録媒体用領域のうち、いずれか１つの領域は、他の領域と光軸方向に異なる高さに形成され、当該高さの差は、ｍλ（ｍは整数）であることを特徴とする請求項７記載の対物レンズ光学系。
【請求項９】
前記光束分割素子において、複数の領域に分割された面と反対側の面は、平面であることを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の対物レンズ光学系。
【請求項１０】
前記光束分割素子の一面に形成された複数の領域は、光軸を中心として同心円状に分割されていることを特徴とする請求項１〜９いずれかに記載の対物レンズ光学系。
【請求項１１】
前記波長λの光源は青色レーザであり、かつ０．０７５ｍｍ＜ｔ１＜０．１２５ｍｍ、０．５７５ｍｍ＜ｔ２＜０．６２５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１０いずれかに記載の対物レンズ光学系。
【請求項１２】
前記第１の光記録媒体に対する焦点距離よりも前記第２の光記録媒体に対する焦点距離の方が長いことを特徴とする請求項１〜１１いずれかに記載の対物レンズ光学系。
【請求項１３】
前記複数の領域は５以上から構成されていることを特徴とする請求項１〜１２いずれかに記載の対物レンズ光学系。
【請求項１４】
前記対物レンズのレンズ面は前記第１の光記録媒体に対して収差補正がなされるよう設計されていることを特徴とする請求項１〜１３いずれか記載の対物レンズ光学系。
【請求項１５】
前記第１の光記録媒体に対応するＮＡの方が、前記第２の光記録媒体に対応するＮＡよりも大きいことを特徴とする請求項１４記載の対物レンズ光学系。
【請求項１６】
波長λの光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させ、且つ、波長λの光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させる対物レンズの入射側に設けられる光束分割素子であって、
前記第１の光記録媒体と第２の光記録媒体のいずれか一方は２層以上の情報記録面を有し、
少なくとも一面は、透過する光束を前記対物レンズを介して第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第１の光記録媒体用領域と、透過する光束を前記対物レンズを介して第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第２の光記録媒体用領域に分割され、
第１の光記録媒体用領域と第２の光記録媒体用領域のいずれか一方を透過した光束が対応する光記録媒体において集光する位置の近傍に、他の領域を透過した光束が集光しないように、少なくともいずれか一方の領域は負又は正のパワーを有する光束分割素子。
【請求項１７】
前記第１の光記録媒体は、少なくとも第１の情報記録面及び第２の情報記録面を有し、
第１の光記録媒体の第１の情報記録面上に光束を集光させる場合に、第２の光記録媒体用領域を透過した光束が前記第１の光記録媒体の第２の情報記録面に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることを特徴とする請求項１６記載の対物レンズ光学系。
【請求項１８】
前記第２の光記録媒体は、少なくとも第１の情報記録面及び第２の情報記録面を有し、
第２の光記録媒体の第１の情報記録面上に光束を集光させる場合に、第１の光記録媒体用領域を透過した光束が前記第２の光記録媒体の第２の情報記録面に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることを特徴とする請求項１６又は１７記載の光束分割素子。
【請求項１９】
前記第１の光記録媒体の情報記録面上に光束を集光させる場合に第２の光記録媒体用領域を透過した光束をｔ１＋０．０１５ｍｍ〜ｔ１+０．０３５ｍｍ及びｔ１−０．０１５ｍｍ〜ｔ１−０．０３５ｍｍからなる範囲、第２の光記録媒体に光束を集光させる場合に第１の光記録媒体用領域を透過した光束をｔ２＋０．０１５ｍｍ〜ｔ２+０．０３５ｍｍ及びｔ２−０．０１０ｍｍ〜ｔ２−０．０３５ｍｍからなる範囲に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることを特徴とする請求項１６〜１８いずれかに記載の光束分割素子。
【請求項２０】
前記第２の光記録媒体用領域は、凹レンズ面となるような曲率半径を有していることを特徴とする請求項１６〜１９いずれかに記載の光束分割素子。
【請求項２１】
前記第２の光記録媒体用領域は、回折構造を有していることを特徴とする請求項１６〜２０いずれかに記載の光束分割素子。
【請求項２２】
前記第１の光記録媒体用領域は平面であることを特徴とする請求項１６〜２１いずれかに記載の光束分割素子。
【請求項２３】
複数の第１の光記録媒体用領域のうち、いずれか１つの領域は、他の領域と光軸方向に異なる高さに形成され、当該高さの差は、ｍλ（ｍは整数）であることを特徴とする請求項２２記載の光束分割素子。
【請求項２４】
前記光束分割素子において、複数の領域に分割された面と反対側の面は、平面であることを特徴とする請求項１６〜２３いずれかに記載の光束分割素子。
【請求項２５】
前記光束分割素子の一面に形成された複数の領域は、光軸を中心として同心円状に分割されていることを特徴とする請求項１６〜２４いずれかに記載の光束分割素子。
【請求項２６】
前記波長λの光源は青色レーザであり、かつ０．０７５ｍｍ＜ｔ１＜０．１２５ｍｍ、０．５７５ｍｍ＜ｔ２＜０．６２５ｍｍであることを特徴とする請求項１６〜２５いずれかに記載の光束分割素子。
【請求項２７】
前記第１の光記録媒体に対する焦点距離よりも前記第２の光記録媒体に対する焦点距離の方が長いことを特徴とする請求項１６〜２６いずれかに記載の光束分割素子。
【請求項２８】
前記複数の領域は５以上から構成されていることを特徴とする請求項１６〜２７いずれかに記載の光束分割素子。
【請求項２９】
光束分割素子及び対物レンズを有し、波長λの光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させ、且つ、波長λの光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させる光ピックアップ光学系であって、
前記第１の光記録媒体と第２の光記録媒体のいずれか一方は２層以上の情報記録面を有し、
少なくとも前記光束分割素子の一面は、透過する光束を前記対物レンズを介して第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第１の光記録媒体用領域と、透過する光束を前記対物レンズを介して第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第２の光記録媒体用領域に分割され、
第１の光記録媒体用領域と第２の光記録媒体用領域のいずれか一方を透過した光束が対応する光記録媒体において集光する位置の近傍に、他の領域を透過した光束が集光しないように、少なくともいずれか一方の領域は負又は正のパワーを有する光ピックアップ光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の異なる厚みを有する光記録媒体に対して情報を記録または再生可能な対物レンズ光学系、光束分割素子及び光ピックアップ光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＣＤ（Compact Disc：ＣＤ−ＲなどのＣＤを含む）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの種類が異なる光ディスクをともに再生することができるようにした互換型光ディスク装置が提案されている。ＣＤやＤＶＤなど（以下、これらをまとめて光ディスクという）は、いずれも透明な基板が用いられ、この透明基板の一方の面に情報記録面が設けられている。そして、光ディスクは、透明基板を２枚、それらの情報記録面を向かい合わせにして貼り合わせた構成をなすか、あるいは、かかる透明基板を透明な保護基板と、透明基板の情報記録面が保護基板と向かい合うようにして貼り合わせた構成をなしている。
【０００３】
かかる構成の光ディスクに記憶された情報信号を再生する場合には、光ディスク装置により光源からのレーザビームを光ディスクの情報記録面に透明基板を介して集光させる必要がある。レーザビームは、ＣＤにおいては波長が７８０ｎｍ近傍でＮＡが０．４５〜０．５３で用いられ、ＤＶＤにおいては波長が６５０ｎｍ近傍でＮＡが０．６０〜０．６７で用いられている。また、ＣＤにおいて用いられる透明基板の厚さは１．２ｍｍであるのに対して、ＤＶＤにおいて用いられる透明基板の厚さは０．６ｍｍであり、光ディスクの種類（レーザビームの波長の違い）に応じて情報記録面が設けられている透明基板の厚さは異なっている。種類が異なる光ディスクを再生する互換型光ディスク装置では、光ディスクの種類に応じて透明基板の厚さが異なっても、レーザビームを情報記録面に集光させる必要がある。
【０００４】
このような互換型光ディスク装置としては、ピックアップに光ディスクの種類毎に対物レンズを設け、使用する光ディスクの種類に応じて対物レンズを交換したり、光ディスクの種類毎にピックアップを設け、使用する光ディスクの種類に応じてピックアップを交換したりすることが考えられる。しかしながら、コストの面や装置の小型化を実現するためには、対物レンズとして、光ディスクのいずれの種類にも同じレンズを用いることができるようにすることが望ましい。
【０００５】
かかる対物レンズの一代表例として、特許文献１に記載のものがある。この文献に記載された対物レンズは、半径方向に３以上の輪帯状レンズ面に区分され、１つおきの輪帯状レンズ面と他の１つおきの輪帯状レンズ面とは屈折力を異にしている。そして、同一波長のレーザビームに対し、１つおきの輪帯状レンズ面が、例えば、薄い透明基板（０．６ｍｍ）の光ディスク（ＤＶＤ）の情報記録面にレーザビームを集光させ、他の１つおきの輪帯状レンズ面が、例えば、厚い透明基板（１．２ｍｍ）の光ディスク（ＣＤ）の情報記録面にレーザビームを集光させる。
【０００６】
また、他の代表例として、特許文献２に記載のものがある。この文献には、薄い透明基板のＤＶＤに対しては、短波長（６３５ｎｍまたは６５０ｎｍ）のレーザビームを使用し、厚い透明基板のＣＤに対しては、長波長（７８０ｎｍ）のレーザビームを使用する光ディスク装置が開示されている。この光ディスク装置は、これらレーザビームに共通に使用される対物レンズを有している。そして、この対物レンズは、正のパワーを有する屈折レンズの一方の面に輪帯状の微細な段差が密に設けられてなる回折レンズ構造が形成されたものである。かかる回折レンズ構造は、薄い透明基板のＤＶＤに対して短波長のレーザビームの回折光を、厚い透明基板のＣＤに対して長波長のレーザビームの回折光を情報記録面に集光するように設計されている。そして、いずれの回折光も同一次数の回折光を情報記録面に集光するように設計されている。なお、ＤＶＤに対して短波長のレーザビームを用いるのは、ＣＤに比べてＤＶＤの記録密度は高く、このために、ビームスポットを小さく絞る必要があるためである。よく知られているように、光スポットの大きさは、波長に比例し、開口数ＮＡに反比例する。
【０００７】
また、他の代表例として、特許文献３に記載のものがある。この文献には、薄い０．６ｍｍ厚の透明基板に対しては、短波長６８０ｎｍのレーザビームを使用し、厚い１．２ｍｍ厚の透明基板のＣＤに対しては、長波長（７８０ｎｍ）のレーザビームを使用する光ディスク装置の対物レンズが開示されている。この対物レンズにおいてはレンズ面をリング状の複数の領域に分割し、それぞれの領域がいずれかの波長と基板厚の光ディスクに集光する。
【特許文献１】特開平９−１４５９９５号公報
【特許文献２】特開２０００−８１５６６号公報
【特許文献３】特開平７−３０２４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年提案されている新しい光ディスク装置の一つとして、記録密度の向上のために波長４０５ｎｍ程度の青色レーザを用いるブルーレイ（Ｂｌｕ−ｒａｙ）とＨＤＤＶＤ互換の光ディスク装置が提案されている。ブルーレイは波長４０５〜４０８ｎｍの光束に対するＮＡは０．８５で透明基板の厚みは２層光ディスクと１層光ディスクの両方を考慮すると０．０７５〜０．１ｍｍである。またＨＤＤＶＤでは波長４０５〜４０８ｎｍの光束に対するＮＡは０．６５で透明基板の厚みは０．６ｍｍである。したがって、同一波長のレーザービームによって記録再生される２種類の厚みの異なる光ディスクを互換する装置が今後必要とされている。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１では、ＤＶＤ、ＣＤについての記述はあるが、ブルーレイやＨＤＤＶＤなどについての記述は無い。使用レーザーの波長が短いと同一の光線収差(mm)に対する波面収差量は波長に反比例して増加し、またＮＡが大きいと、例えば３次球面収差がＮＡの４乗に比例して増加するため、収差補正は難易度が増す。
【００１０】
このように波長やＮＡがＤＶＤやＣＤとは異なるブルーレイやＨＤＤＶＤについて、すなわち上記特許文献１で述べられていたＤＶＤやＣＤに比べて短波長でしかも大きいＮＡが必要とされるブルーレイやＨＤＤＶＤについて同一の対物レンズまたは対物レンズ光学系または光ピックアップ光学系で集光して所望の光スポット形状を得るのは、特許文献１に記載された技術をもって実現するのは困難である。
【００１１】
また、上記特許文献２では、回折レンズ構造による回折光を利用しているため、異なる波長の光束でないと異なる厚みの透明基板に対応できず、同一またはほぼ同一波長で異なる厚みの透明基板の場合には特許文献２の技術は使えない。特許文献３においては、同一波長の光束によって記録再生される２種類の厚みの異なる光ディスクを互換するための技術は開示されていない。
【００１２】
本願の出願人は、このような従来例の問題を解消する対物レンズ光学系を、先願（特願２００６−１３４３１１）において提案した。しかしながら、この先願では、位相板はパワーを有しないため、ブルーレイ用領域と対物レンズからなる光学系の焦点距離とＨＤＤＶＤ用領域と対物レンズからなる光学系の焦点距離とは等しい。
このとき、ブルーレイディスクに対して情報を記録再生する場合に、ＨＤＤＶＤ用領域を通過した光束の結像位置は、厚みの違いによる球面収差の影響で一点にはならずにばらつきを有する。同様に、ＨＤＤＶＤに対して情報を記録再生する場合に、ブルーレイ用領域を通過した光束の結像位置は、厚みの違いによる球面収差の影響で一点にはならずにばらつきを有する。
【００１３】
ここで、ブルーレイディスク２０１及びＨＤＤＶＤディスク２０２は高記録密度を実現するために、情報記録面が２面ある２層タイプのディスクも検討され、実用化されているが、本件発明者等は、このような２層タイプのディスクを記録再生を行う場合に、上述の結像位置のずれ、即ち偽スポットの発生が問題となることを見出した。この問題とは、ブルーレイディスクに対して記録再生する場合に、ＨＤＤＶＤ用領域を通過した光束の結像位置が記録再生しようとするレイヤ以外のレイヤに位置し、誤書込み、誤消去、あるいはフォーカスサーボのエラーを招く恐れが発生するというものである。同様に、ＨＤＤＶＤに対して情報を記録再生する場合に、ブルーレイ用領域を通過した光束の結像位置が記録再生しようとするレイヤ以外のレイヤに位置し、誤書込み、誤消去、あるいはフォーカスサーボのエラーを招く恐れが発生するという問題である。
【００１４】
本発明は、かかる問題を解消するためになされたものであり、同一波長の光束を用いて厚さが異なり、かつ少なくとも２以上の情報記録面を有する光記録媒体につき記録再生を行うことが可能な対物レンズ光学系、光束分割素子及び光ピックアップ光学系を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明にかかる対物レンズ光学系は、光束分割素子及び対物レンズを有し、波長λの光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させ、且つ、波長λの光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させる対物レンズ光学系であって、前記第１の光記録媒体と第２の光記録媒体のいずれか一方は２層以上の情報記録面を有し、少なくとも前記光束分割素子の一面は、透過する光束を前記対物レンズを介して第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第１の光記録媒体用領域と、透過する光束を前記対物レンズを介して第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第２の光記録媒体用領域に分割され、第１の光記録媒体用領域と第２の光記録媒体用領域のいずれか一方を透過した光束が対応する光記録媒体において集光する位置の近傍に、他の領域を透過した光束が集光しないように、少なくともいずれか一方の領域は負又は正のパワーを有するものである。
【００１６】
ここで、前記第１の光記録媒体は、少なくとも第１の情報記録面及び第２の情報記録面を有し、第１の光記録媒体の第１の情報記録面上に光束を集光させる場合に、第２の光記録媒体用領域を透過した光束が前記第１の光記録媒体の第２の情報記録面に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることが好ましい。
【００１７】
また、前記第２の光記録媒体は、少なくとも第１の情報記録面及び第２の情報記録面を有し、第２の光記録媒体の第１の情報記録面上に光束を集光させる場合に、第１の光記録媒体用領域を透過した光束が前記第２の光記録媒体の第２の情報記録面に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることが好ましい。
【００１８】
さらに、前記第１の光記録媒体の情報記録面上に光束を集光させる場合に第２の光記録媒体用領域を透過した光束をｔ１＋０．０１５ｍｍ〜ｔ１+０．０３５ｍｍ及びｔ１−０．０１５ｍｍ〜ｔ１−０．０３５ｍｍからなる範囲、第２の光記録媒体に光束を集光させる場合に第１の光記録媒体用領域を透過した光束をｔ２＋０．０１５ｍｍ〜ｔ２+０．０３５ｍｍ及びｔ２−０．０１０ｍｍ〜ｔ２−０．０３５ｍｍからなる範囲に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることが望ましい。
【００１９】
特に、前記第２の光記録媒体用領域は、凹レンズ面となるような曲率半径を有していることが望ましい。前記第２の光記録媒体用領域は、回折構造を有するように構成してもよい。
【００２０】
前記第１の光記録媒体用領域は平面であることが望ましい。また、複数の第１の光記録媒体用領域のうち、いずれか１つの領域は、他の領域と光軸方向に異なる高さに形成され、当該高さの差は、ｍλ（ｍは整数）であることが望ましい。さらに、前記光束分割素子において、複数の領域に分割された面と反対側の面は、平面であることが好ましい。
【００２１】
好適な実施の形態において、前記光束分割素子の一面に形成された複数の領域は、光軸を中心として同心円状に分割されている。また、前記波長λの光源は青色レーザであり、かつ０．０７５ｍｍ＜ｔ１＜０．１２５ｍｍ、０．５７５ｍｍ＜ｔ２＜０．６２５ｍｍである。さらに、前記第１の光記録媒体に対する焦点距離よりも前記第２の光記録媒体に対する焦点距離の方が長いこと好ましく、前記複数の領域は５以上から構成されていることがさらに好ましい。また、前記対物レンズのレンズ面は前記第１の光記録媒体に対して収差補正がなされるよう設計されていることが望ましい。ここで、収差補正がなされているとは、ＲＭＳ波面収差で０．０７０λｒｍｓ以下、さらに望ましくは光ピックアップ全体での収差が０．０７０λｒｍｓ以下となるように０．０４０λｒｍｓ以下となることをいう。ここで、前記第１の光記録媒体に対応するＮＡの方が、前記第２の光記録媒体に対応するＮＡよりも大きいことが好ましい。
【００２２】
本発明にかかる光束分割素子は、波長λの光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させ、且つ、波長λの光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させる対物レンズの入射側に設けられる光束分割素子であって、前記第１の光記録媒体と第２の光記録媒体のいずれか一方は２層以上の情報記録面を有し、少なくとも一面は、透過する光束を前記対物レンズを介して第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第１の光記録媒体用領域と、透過する光束を前記対物レンズを介して第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第２の光記録媒体用領域に分割され、第１の光記録媒体用領域と第２の光記録媒体用領域のいずれか一方を透過した光束が対応する光記録媒体において集光する位置の近傍に、他の領域を透過した光束が集光しないように、少なくともいずれか一方の領域は負又は正のパワーを有する。
【００２３】
ここで、前記第１の光記録媒体は、少なくとも第１の情報記録面及び第２の情報記録面を有し、第１の光記録媒体の第１の情報記録面上に光束を集光させる場合に、第２の光記録媒体用領域を透過した光束が前記第１の光記録媒体の第２の情報記録面に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることが望ましい。
【００２４】
また、前記第２の光記録媒体は、少なくとも第１の情報記録面及び第２の情報記録面を有し、第２の光記録媒体の第１の情報記録面上に光束を集光させる場合に、第１の光記録媒体用領域を透過した光束が前記第２の光記録媒体の第２の情報記録面に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることが好ましい。
【００２５】
さらに、前記第１の光記録媒体の情報記録面上に光束を集光させる場合に第２の光記録媒体用領域を透過した光束をｔ１＋０．０１５ｍｍ〜ｔ１+０．０３５ｍｍ及びｔ１−０．０１５ｍｍ〜ｔ１−０．０３５ｍｍからなる範囲、第２の光記録媒体に光束を集光させる場合に第１の光記録媒体用領域を透過した光束をｔ２＋０．０１５ｍｍ〜ｔ２+０．０３５ｍｍ及びｔ２−０．０１０ｍｍ〜ｔ２−０．０３５ｍｍからなる範囲に集光することを抑制するよう各領域の面形状が設定されていることが好ましい。
【００２６】
また、前記第２の光記録媒体用領域は、凹レンズ面となるような曲率半径を有していることをが望ましい。前記第２の光記録媒体用領域は、回折構造を有していてもよい。
【００２７】
また、前記第１の光記録媒体用領域は平面であることが望ましい。複数の第１の光記録媒体用領域のうち、いずれか１つの領域は、他の領域と光軸方向に異なる高さに形成され、当該高さの差は、ｍλ（ｍは整数）であるようにしてもよい。さらに光束分割素子において、複数の領域に分割された面と反対側の面は、平面であることが望ましい。
【００２８】
好適な実施の形態において、前記光束分割素子の一面に形成された複数の領域は、光軸を中心として同心円状に分割されている。また、前記波長λの光源は青色レーザであり、かつ０．０７５ｍｍ＜ｔ１＜０．１２５ｍｍ、０．５７５ｍｍ＜ｔ２＜０．６２５ｍｍである。そして、前記第１の光記録媒体に対する焦点距離よりも前記第２の光記録媒体に対する焦点距離の方が長い。さらに、前記複数の領域は５以上から構成されている。
【００２９】
本発明にかかる光ピックアップ光学系は、光束分割素子及び対物レンズを有し、波長λの光束を厚さｔ１の透明基板を有する第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させ、且つ、波長λの光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の透明基板を有する第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させる光ピックアップ光学系であって、前記第１の光記録媒体と第２の光記録媒体のいずれか一方は２層以上の情報記録面を有し、少なくとも前記光束分割素子の一面は、透過する光束を前記対物レンズを介して第１の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第１の光記録媒体用領域と、透過する光束を前記対物レンズを介して第２の光記録媒体の情報記録面上に集光させるための第２の光記録媒体用領域に分割され、第１の光記録媒体用領域と第２の光記録媒体用領域のいずれか一方を透過した光束が対応する光記録媒体において集光する位置の近傍に、他の領域を透過した光束が集光しないように、少なくともいずれか一方の領域は負又は正のパワーを有するものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、同一波長の光束を用いて厚さが異なり、かつ少なくとも２以上の情報記録面を有する光記録媒体につき記録再生を行うことが可能な対物レンズ光学系、光束分割素子及び光ピックアップ光学系を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
図１３に、本実施の形態にかかる対物レンズ光学系のブルーレイ、ＨＤＤＶＤそれぞれの仕様を示す。図１３に示されるように、ブルーレイとＨＤＤＶＤは、波長は同じであるが、基板厚が異なるため、一方の光ディスクに対して最適化された対物レンズを他方の光ディスクに対して使用した場合には、基板厚さの違いによる球面収差が発生し、良好な記録再生を実現できない。本実施の形態にかかる対物レンズ光学系では、このような球面収差の発生を抑制するために、光束分割素子を設けることとした。
【００３３】
本実施の形態において使用されるブルーレイ及びＨＤＤＶＤは、それぞれ情報記録面が２層ある、いわゆる２層タイプのディスクである。本発明にかかる対物レンズ系は、２層よりも多い３層以上のディスクに対しても適用可能である。
【００３４】
図１を用いて、本実施の形態にかかる対物レンズ光学系の構成について説明する。本実施の形態にかかる対物レンズ光学系１００は、光束分割素子１と対物レンズ２が鏡筒３内に紫外線硬化性の接着剤等により固定されて構成されている。ここで、鏡筒３は、例えば、プラスチックにより構成される。
【００３５】
光束分割素子１の入射面は、光軸を中心とした同心円状の複数の領域に分割されている。かかる複数の領域は５以上であることが好ましい。なお、ここでいう領域は、面形状が異なっていたり、隣り合う領域間に段差が設けられていたりと形状的に区別される。
【００３６】
各領域をブルーレイ、ＨＤＤＶＤのいずれかに対して収差補正を行う面形状としたため、それぞれのディスクに対応したレンズを複数個設けることなく、ブルーレイ、ＨＤＤＶＤの互換を実現することができる。これにより、光ピックアップに光路の切り替えを行う機構を設ける必要がなくなり、光ピックアップの小型化、低コスト化が可能となる。
【００３７】
より具体的には、図１に示されるように、光束分割素子１では、ブルーレイ用領域１１及びＨＤＤＶＤ用領域１２の２種類の同心円状の領域に分割されており、ブルーレイ用領域１１、ＨＤＤＶＤ用領域１２が光軸から外側に向かって交互に配置されている。当該光束分割素子１の最外周の領域は、必然的にＮＡの大きいブルーレイ用領域１１である。本実施の形態にかかる光束分割素子１のブルーレイ用領域１１は平面であり、ＨＤＤＶＤ用領域１２は全体として凹レンズ面となるような曲率半径を有する。ここで、ブルーレイ用領域１１は、平面でなくとも凸レンズ面であってもよい。光束分割素子１の出射面は、平面である。
【００３８】
複数のブルーレイ用領域１１のうち、いずれか１つの領域は、他の領域と光軸方向に異なる高さに形成するようにしてもよい。即ち、複数のブルーレイ用領域１１は相互に板厚が異なるようにしてもよい。例えば、凹レンズ面とされたＨＤＤＶＤ領域１２では外側に近づくほど光線方向の高さが高くなるため、ブルーレイ用領域１１も同様に外側に近づくほど光線方向の高さを高くし、ＨＤＤＶＤ領域１２との段差が少なくなるようにする。但し、高さの差（板厚の差）は、位相ずれが生じないようにｍλ（ｍは整数）とする必要がある。このような構成とすることにより、ブルーレイ用領域１１とＨＤＤＶＤ用領域との光線方向の高さの差、即ち段差量を少なくすることができるため、金型製造が容易であり、成型性も良くなる。ここで、ブルーレイ用領域１１について板厚をｍλ分だけ変えたとしても、環境温度の変化によって入射光束の波長変動や光束分割素子１の屈折率の変動が生じると、ｍλ分だけ変えた部分に収差が発生しうる。かかる収差発生を抑制するという観点からすれば、ブルーレイ用領域１１における光束分割素子１の厚さを変えずに、光線方向に平行移動することによって、当該段差量を少なくすることも可能である。
【００３９】
なお、ここでは、ブルーレイ用領域１１とＨＤＤＶＤ用領域１２とを交互に配置したが、交互でなくてもよい。前述したように領域は形状的に区別されるものであり、例えば各領域内に色収差を補正するような構成を設けることも可能である。また、ブルーレイ用領域１１とＨＤＤＶＤ用領域１２を同心円状ではなく、光軸を中心として放射状に分割するようにしてもよい。また、光束分割素子１の一方の面（入射面又は出射面）を平面とすることにより、光束分割素子１の入射面と出射面の偏心を考慮する必要がなくなるため、製造の観点からすると有利となる。また、光束分割素子１の一面は、集光距離を大きくずらすためには、ブルーレイ用領域１１とＨＤＤＶＤ用領域１２の専用領域のみで構成することが好ましいが、光軸近傍にブルーレイとＨＤＤＶＤの共通領域を設けることを妨げるものではない。
【００４０】
光束分割素子１は、ガラスやプラスチックによって構成することが可能であるが、各領域の成型性の観点からすると、プラスチックであることが好ましい。
【００４１】
対物レンズ２は、基板厚の薄いディスクであるブルーレイディスクに対して収差補正がなされている。即ち、この対物レンズ２は、ブルーレイディスク専用レンズである。ブルーレイディスク専用レンズは、ＮＡが大きいため、収差補正が困難な外側領域に専用ブルーレイ用の専用領域を設けることができる点において、ＨＤＤＶＤ専用レンズを用いる場合に比べて有利である。
【００４２】
対物レンズ２は、例えば、ガラスやプラスチックによって構成することが可能であるが、温度変化時の屈折率変化が小さく、発生する収差量が少ないという利点を有するガラスの方がより好ましい。当該対物レンズ２としては、さらに好ましくはレーザ波長変化時の屈折率変化が小さく、発生する収差量が小さいアッベ数νd＞４０以上のガラスがよい。
【００４３】
図１に示す対物レンズ光学系１００に対して入射した光束の挙動について説明する。図示しない光源から出射された光束（レーザ光）は、ビームスプリッタやコリメータレンズを経て対物レンズ光学系１００に入射する。この対物レンズ光学系１００に入射する光は略平行光である。
【００４４】
ブルーレイディスク２０１を所定位置に配置し、これを再生記録する場合に、光源からの光束はブルーレイ用領域１１及びＨＤＤＶＤ用領域１２の双方に入射する。ブルーレイ用領域１１に入射した光束は、当該ブルーレイ用領域１１は平面であるため屈折せずに対物レンズ２に入射する。対物レンズ２は、上述のように、ブルーレイディスク２０１に対して収差補正されているため、この対物レンズ２に入射した光束は、ブルーレイディスク２０１の情報記録面に集光する。
【００４５】
他方で、ブルーレイディスク２０１を再生記録する場合に、ＨＤＤＶＤ用領域１２に入射した光束は、当該ＨＤＤＶＤ用領域１２が凹レンズ面であるため発散光に変換された後に、対物レンズ２に入射する。対物レンズ２に入射した光束は、発散光であるため大きな球面収差を発生し、ブルーレイディスク２０１の情報記録面には集光しない。したがって、光源から出射され、対物レンズ光学系１００に入射した光束のうち、ブルーレイ用領域１１を通過した光のみがブルーレイディスク２０１の情報記録面に集光することになる。
【００４６】
次に、ＨＤＤＶＤディスク２０２を所定位置に配置し、これを再生記録する場合に、光源からの光束はブルーレイ用領域１１及びＨＤＤＶＤ用領域１２の双方に入射する。ＨＤＤＶＤ用領域１２に入射した光束は、当該ＨＤＤＶＤ用領域１２が凹レンズ面であるため発散光に変換された後に、対物レンズ２に入射する。対物レンズ２に入射した光束は、発散光であるため焦点距離が長くなるため、ワーキングディスタンスを長くした状態のままで、基板厚さが厚いＨＤＤＶＤディスク２０２の情報記録面に集光させることが可能となる。
【００４７】
他方で、ＨＤＤＶＤディスク２０２を再生記録する場合に、ブルーレイ用領域１１に入射した光束は、当該ブルーレイ用領域１１は平面であるため屈折せずに対物レンズ２に入射する。対物レンズ２は、上述のように、ブルーレイディスク２０１に対して収差補正され、厚さの異なるＨＤＤＶＤディスク２０２に対して収差補正されていないため、この対物レンズ２に入射した光束は、ＨＤＤＶＤディスク２０２の情報記録面には集光しない。したがって、光源から出射され、対物レンズ光学系１００に入射した光束のうち、ＨＤＤＶＤ用領域１２を通過した光のみがＨＤＤＶＤディスク２０２の情報記録面に集光することになる。
【００４８】
ここで、対物レンズ２からディスク２００の表面までの作動距離（ワーキングディスタンス）は、ブルーレイよりもＨＤＤＶＤの方が、基板厚が厚い分だけ不利となる。特に、対物レンズ光学系を薄型ドライブに適用する場合、対物レンズ光学系の焦点距離が短くなるため、対物レンズ２とディスク２００の衝突が発生する恐れがあるのでワーキングディスタンスの確保が重要となる。そこで、本実施の形態に係る対物レンズ光学系１００では基板厚が厚いＨＤＤＶＤディスク２０２の焦点距離を長くするようＨＤＤＶＤ用領域１２を凹レンズ面となる曲率半径で構成し、ＨＤＤＶＤのワーキングディスタンスを確保することとした。
【００４９】
なお、ここでの焦点距離の差が大きいほど、ブルーレイ用領域１１、ＨＤＤＶＤ用領域１２からの光束の集光位置が離れるため、不要光の影響が軽減され、光スポットの形成に有利となる。
【００５０】
図２に示されるように、本実施の形態では、ブルーレイディスク２０１に１層目のレイヤ１と２層目のレイヤ２があるとする。このとき、ブルーレイディスク２０１のレイヤ１に記録再生を行う際に、ブルーレイ用領域１１を透過した光束はレイヤ１に集光するが、ＨＤＤＶＤ用領域１２を透過した光束は、このレイヤ２に集光する可能性がある。ブルーレイディスク２０１のレイヤ２に誤って光束が集光すると、誤書込み、誤消去、あるいはフォーカスサーボのエラーを招く恐れがある。従って、本実施の形態では、ブルーレイディスク２０１のレイヤ１に記録再生を行う際に、ＨＤＤＶＤ用領域１２を透過した光束がレイヤ２に集光することがないようなレンズ面を当該ＨＤＤＶＤ用領域１２が有している。
【００５１】
また、ブルーレイディスク２０１のレイヤ２に記録再生を行う際に、ＨＤＤＶＤ用領域１２を透過した光束がレイヤ１に集光することがないようなレンズ面を当該ＨＤＤＶＤ用領域１２が有している。
【００５２】
同様に、図３に示されるように、ＨＤＤＶＤディスク２０２に１層目のレイヤ１と２層目のレイヤ２があるとする。このとき、ＨＤＤＶＤディスク２０２のレイヤ１に記録再生を行う際に、ＨＤＤＶＤ用領域１２を透過した光束はレイヤ１に集光するが、ブルーレイ用領域１１を透過した光束は、このレイヤ２に集光する可能性がある。ＨＤＤＶＤディスク２０２のレイヤ２に誤って光束が集光すると、誤書込み、誤消去、あるいはフォーカスサーボのエラーを招く恐れがある。従って、本実施の形態では、ＨＤＤＶＤディスク２０２のレイヤ１に記録再生を行う際に、ブルーレイ用領域１１を透過した光束がレイヤ２に集光することがないようなレンズ面を当該ブルーレイ用領域１１が有している。
【００５３】
また、ＨＤＤＶＤディスク２０２のレイヤ２に記録再生を行う際に、ブルーレイ用領域１１を透過した光束がレイヤ１に集光することがないようなレンズ面を当該ブルーレイ用領域１１が有している。
【００５４】
このように、本実施の形態にかかる光束分割素子１では、２層ディスクに対しても良好な記録再生を実現するように、光学設計されている。
【００５５】
図１２に光束分割素子１の変形例を示す。図１２（ａ）に示す例では、光束分割素子１の入射面にブルーレイ用領域１１ａ及びＨＤＤＶＤ用領域１２ａを設けるとともに、出射面にもブルーレイ用領域１１ｂ及びＨＤＤＶＤ用領域１２ｂを設けている。このとき、ＨＤＤＶＤ用領域１２ｂは、凹レンズ面となるような曲率半径を有し、ブルーレイ用領域１１ｂは平面である。図１２（ａ）に示す例のように、入射面と出射面の双方において、その一部の領域にレンズ面を設けるようにすると、一方の面のみに設ける場合に比べて画角特性が向上する。
【００５６】
図１２（ｂ）に示す例では入射面は平面であり、出射面のみにブルーレイ用領域１１ｂ及びＨＤＤＶＤ用領域１２ｂが設けられている。このとき、ブルーレイ用領域１１ｂは平面であり、ＨＤＤＶＤ用領域１２ｂは凹レンズ面となるような曲率半径を有する。
【００５７】
図１２（ｃ）に示す例では、出射面は平面であり、入射面のみブルーレイ用領域１３及びＨＤＤＶＤ用領域１４が設けられている。このとき、ブルーレイ用領域１３は正のパワーを有する凸レンズ面となるような曲率半径を有し、ＨＤＤＶＤ用領域１４は凸レンズ面となるような曲率半径を有する。入射面を平面とし、出射面のみブルーレイ用領域１３及びＨＤＤＶＤ用領域１４を設けるようにしてもよく、入射面と出射面の双方にブルーレイ用領域１３及びＨＤＤＶＤ用領域１４を設けるようにしてもよい。
【００５８】
図１２に示す構成によっても、同一波長の光束を用いて厚さの異なる光記録媒体につき記録再生を行うことが可能となる。
【００５９】
なお、上述の例では、光束分割素子１の少なくとも１面の一部の領域に凹レンズ面又は凸レンズ面となるような曲率半径を有するようにしたが、これに限らず、回折構造を形成することによって、負のパワー若しくは正のパワーを発生させてもよい。また、上述の例では、光束分割素子１に対して平行光が入射することを前提として設計したが、これに限らず、発散光又は収束光が当該光束分割素子１に入射するようにし、出射光が対物レンズ２で集光するように、光束分割素子１及び対物レンズ２の面形状を設計するようにしてもよい。
なお、各領域における形状にはさまざまな組み合わせが含まれる。ブルーレイ用領域１３が凹レンズ形状でＨＤＤＶＤ用領域１４が凸レンズ形状の場合や、ブルーレイ用領域１３が凸レンズ形状でＨＤＤＶＤ用領域１４が凹レンズ形状の場合は適用可能であるが、これらの場合の対物レンズはどのようなレンズでもよい。ブルーレイ用領域１３が平板形状でＨＤＤＶＤ用領域１４が凹レンズ形状又は凸レンズ形状の場合は適用可能であるが、これらの場合の対物レンズは、ブルーレイ専用レンズである。ＨＤＤＶＤ用領域１４が平板形状でブルーレイ用領域１３が凹レンズ形状又は凸レンズ形状の場合は適用可能であるが、これらの場合の対物レンズは、ＨＤＤＶＤ専用レンズである。ブルーレイ用領域１３が凹レンズ形状でＨＤＤＶＤ用領域１４も凹レンズ形状の場合、ブルーレイ用領域１３が凸レンズ形状でＨＤＤＶＤ用領域１４も凸レンズ形状の場合は、不可能ではないが現実的ではない。ブルーレイ用領域１３とＨＤＤＶＤ用領域１４が双方ともパワーのない平板形状の場合は適用されない。
【００６０】
実施例．
本実施例の対物レンズ光学系の設計結果を図１４に、レンズデータを図１５にそれぞれ示す。また、本実施例の対物レンズの面形状データを図１６に、同光束分割素子の面形状データを図１７に、同光束分割素子における領域の位置を図１８に示す。図１４に示されるように、ブルーレイの焦点距離はｆ＝１．７６５mm 、ＨＤＤＶＤの焦点距離はｆ＝１．８４０mmと、ＨＤＤＶＤの焦点距離の方がブルーレイのそれよりも長くなっている。本実施例ではＨＤＤＶＤ領域の曲率半径を凹レンズ面となるように設定し、焦点距離をブルーレイより長くなるようにした。その結果ＨＤＤＶＤ領域を平面、凸レンズ面で構成した時よりもワーキングディスタンスをより確保できている。
【００６１】
図１４に示されるように、ブルーレイ、 ＨＤＤＶＤでは、それぞれ像側開口数ＮＡが０．８５， ０．６５と異なるためレンズの有効径が異なる。従来のＤＶＤ，ＣＤ等の互換では波長が異なるため、波長選択フィルタ等で利用した開口制限素子を使用し、波長に応じてこの有効径の切り替えを行うことが可能であった。
【００６２】
しかし、本発明では同一波長での互換を対象としているため、波長選択フィルタ等は使用できない。そこで本実施例においては、ＨＤＤＶＤの有効径外のブルーレイ領域をＨＤＤＶＤで使用時、球面収差を発生させるような形状とし、さらにブルーレイとＨＤＤＶＤの焦点距離をずらしたことでのデフォーカス効果を利用し、大きな波面収差が発生させることで、開口制限の役割を持たせた構造とした。これにより光ピックアップ内に開口制限素子を別途設けることなく有効径の切り替えを実現している。
【００６３】
また、図１６に示される面形状データは、下記の式で表している。
【数１】
2008117472.tif 000003
・・・・・式（１）
【００６４】
式（１）において、光軸からの高さがｈとなる非球面上の座標点における非球面の光軸上での接平面からの距離（サグ量）をＺｊ（ｈ）、非球面の光軸上での曲率（１／曲率半径）をＣ、コーニック係数をＫ、４次から１６次までの非球面係数をそれぞれＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６としている。
【００６５】
図４、５に本実施例の対物レンズ光学系のブルーレイ、ＨＤＤＶＤそれぞれでの光スポット図を示す。１／ｅ２スポット径はブルーレイで０．３６０μｍ、ＨＤＤＶＤで０．４６５μｍ、サイドローブはブルーレイで２．４３％、ＨＤＤＶＤで２．６１％である。
【００６６】
ブルーレイ、ＨＤＤＶＤそれぞれでの１／ｅ２スポット径の理論値はブルーレイで０．３９μｍ以下 、ＨＤＤＶＤで０．５１μｍ以下であるから、本実施例の対物レンズ光学系は実使用上問題ない光スポットが得られているのが分かる。なお、本発明においては光束分割素子の各領域の面形状、領域数を変化させることで、１／ｅ２スポット径、サイドローブの制御が可能である。
【００６７】
次に本実施例にかかる対物レンズ光学系の２層ディスクへの適応性を確認するため、光スポット強度のディスク厚依存性を図６〜図９に示す。これはある層に記録再生を行う際、記録再生を行っている層から、＋１５〜＋３５μｍ（図６，図８）、−１５〜−３５μｍ（図７，図９）の位置に、記録再生を行っている層での光強度を１００％とした場合、どの程度の強度の光スポットが形成されているかを示した図である。この強度が大きければ、別の層に光束が集光されていることとなり、誤書込み、誤消去、フォーカスサーボのエラーを招く。本実施例の結果と比較するために、後述する比較例の結果も示す。ここで、図において、＋１５μｍ又は−１５μｍよりも外側の領域についてデータを示したのは、第１層と第２層の間の距離が２５±５μｍであるため、＋１５μｍ〜−１５μｍの領域では、他の層に対して光スポットが形成されないからである。図からわかる通り、本実施例の対物レンズ光学系を用いることで他層への集光が制御されていることがわかる。従って、本発明の対物レンズ光学系を用いることで２層ディスクに対しても良好な記録再生を実現できる。
【００６８】
また、図２４（ａ）に本実施例にかかる対物レンズ光学系を用いてＨＤＤＶＤのレイヤ１に対して記録再生を行う場合の光線図を示す。図に示されるように、ＨＤＤＶＤ用領域１２を透過し対物レンズ２を介して入射した光束は当該レイヤ１に集光している一方で、ブルーレイ用領域１１を透過し対物レンズ２を介して入射した光束はレイヤ２とは大きくかけ離れた位置において集光していることが分かる。従って、本発明の対物レンズ光学系を用いることで２層ディスクに対しても良好な記録再生を実現できることが分かる。
【００６９】
なお、光束が所定位置において集光しているかどうかは、検出器での和信号から確認することも可能である。前記範囲のデフォーカス位置に光束が集光されている場合、集光位置で和信号の強度が増大する。従って、所定範囲における和信号強度が情報記録面における和信号強度の５分の１以下、望ましくは１０分の１以下に抑えられている状態を、集光が抑制されていると判断できる。また、図１５における面番号７の面間距離が実施例におけるワーキングディスタンスを示し、ブルーレイに対しては０．６２３ｍｍ、ＨＤＤＶＤに対しては０．４６６ｍｍであった。この値は、光ヘッドとディスクが接触するという問題を解決する上で望ましいワーキングディスタンスの条件である「０．３ｍｍ以上」を満足するものである。これに対して、後述する比較例では、図２０に示されるように、ブルーレイに対しては０．４６１４ｍｍだが、ＨＤＤＶＤは０．１４５３ｍｍであり、当該条件を充足しなかった。
【００７０】
比較例．
本比較例の対物レンズ光学系の設計結果を図１９に、レンズデータを図２０にそれぞれ示す。また、本比較例の対物レンズの面形状データを図２１に、同光束分割素子の面形状データを図２２に、同光束分割素子における領域の位置を図２３に示す。図１９に示されるように、実施例とは異なり比較例では、ブルーレイ、ＨＤＤＶＤともに焦点距離は同じとなっている。
【００７１】
光束分割素子の面形状はブルーレイ、ＨＤＤＶＤ領域で曲率半径は同じ、ＨＤＤＶＤ領域の非球面係数のみ使用し、ブルーレイ、ＨＤＤＶＤの基板厚差で発生する球面収差の補正のみ考慮している。
【００７２】
図１０，図１１に比較例の対物レンズ光学系におけるブルーレイ、ＨＤＤＶＤでの光スポット図を示す。１／ｅ２スポット径はブルーレイで０．３７７μm、ＨＤＤＶＤで０．５１５μｍである。また、サイドローブは、ブルーレイで１．８８％、ＨＤＤＶＤで１．７６％となり問題ない結果となっている。
【００７３】
前述したとおり、光スポット強度のディスク厚依存性を図６〜図９に示す。ブルーレイにおいて−２０μｍ付近に４％程度、ＨＤＤＶＤにおいては１５μm付近で８％程度の強度の光スポットが形成されており、全体的にみても実施例と比較して強度の大きいスポットが形成されている。従って比較例の対物レンズ光学系の場合、２層ディスクでの誤書込み、誤消去、フォーカスサーボでのエラー等が発生しやすく、２層ディスクに対して良好な記録再生が行えない可能性がある。
【００７４】
また、図２４（ｂ）に本比較例にかかる対物レンズ光学系を用いてＨＤＤＶＤのレイヤ１に対して記録再生を行う場合の光線図を示す。図に示されるように、ＨＤＤＶＤ用領域１２を透過し対物レンズ２を介して入射した光束は当該レイヤ１に集光している一方で、ブルーレイ用領域１１を透過し対物レンズ２を介して入射した光束もレイヤ２の近傍で集光していることが分かる。このため、比較例の対物レンズ光学系の場合、２層ディスクでの誤書込み、誤消去、フォーカスサーボでのエラー等が発生しやすく、２層ディスクに対して良好な記録再生が行えない可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施の形態にかかる対物レンズ光学系の概略構成図である。
【図２】本実施の形態にかかる対物レンズ光学系を用いて２層ディスクに対して記録再生を行った場合の問題点を説明するための図である。
【図３】本実施の形態にかかる対物レンズ光学系を用いて２層ディスクに対して記録再生を行った場合の問題点を説明するための図である。
【図４】本実施例にかかる対物レンズ光学系に対してブルーレイディスク用の光束を照射した場合の光スポット図である。
【図５】本実施例にかかる対物レンズ光学系に対してＨＤＤＶＤ用の光束を照射した場合の光スポット図である。
【図６】本実施例にかかる対物レンズ光学系に対してブルーレイディスク用の光束を照射した場合の光強度のディスク厚依存性を示すグラフである。
【図７】本実施例にかかる対物レンズ光学系に対してブルーレイディスク用の光束を照射した場合の光強度のディスク厚依存性を示すグラフである。
【図８】本実施例にかかる対物レンズ光学系に対してＨＤＤＶＤ用の光束を照射した場合の光強度のディスク厚依存性を示すグラフである。
【図９】本実施例にかかる対物レンズ光学系に対してＨＤＤＶＤ用の光束を照射した場合の光強度のディスク厚依存性を示すグラフである。
【図１０】比較例にかかる対物レンズ光学系に対してブルーレイディスク用の光束を照射した場合の光強度のディスク厚依存性を示すグラフである。
【図１１】比較例にかかる対物レンズ光学系に対してＨＤＤＶＤ用の光束を照射した場合の光強度のディスク厚依存性を示すグラフである。
【図１２】本実施の形態にかかる光束分割素子の一部拡大図である。
【図１３】ブルーレイ及びＨＤＤＶＤ仕様の比較表である。
【図１４】本実施例にかかる対物レンズ光学系の設計データを示す表である。
【図１５】本実施例にかかる対物レンズ光学系のレンズデータを示す表である。
【図１６】本実施例にかかる対物レンズの面形状データを示す表である。
【図１７】本実施例にかかる光束分割素子の面形状データを示す表である。
【図１８】本実施例にかかる光束分割素子における領域位置を示す表である。
【図１９】本比較例にかかる対物レンズ光学系の設計データを示す表である。
【図２０】本比較例にかかる対物レンズ光学系のレンズデータを示す表である。
【図２１】本比較例にかかる対物レンズの面形状データを示す表である。
【図２２】本比較例にかかる光束分割素子の面形状データを示す表である。
【図２３】本比較例にかかる光束分割素子における領域位置を示す表である。
【図２４】本実施例と本比較例にかかる光束分割素子における光線図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  光束分割素子
２  対物レンズ
３  鏡筒
１１  ブルーレイ用領域
１２  ＨＤＤＶＤ用領域
１００  対物レンズ光学系
２００  ディスク
２０１  ブルーレイディスク
２０２  ＨＤＤＶＤディスク
【図１】
2008117472.tif 000004
【図２】
2008117472.tif 000005
【図３】
2008117472.tif 000006
【図４】
2008117472.tif 000007
【図５】
2008117472.tif 000008
【図６】
2008117472.tif 000009
【図７】
2008117472.tif 000010
【図８】
2008117472.tif 000011
【図９】
2008117472.tif 000012
【図１０】
2008117472.tif 000013
【図１１】
2008117472.tif 000014
【図１２】
2008117472.tif 000015
【図１３】
2008117472.tif 000016
【図１４】
2008117472.tif 000017
【図１５】
2008117472.tif 000018
【図１６】
2008117472.tif 000019
【図１７】
2008117472.tif 000020
【図１８】
2008117472.tif 000021
【図１９】
2008117472.tif 000022
【図２０】
2008117472.tif 000023
【図２１】
2008117472.tif 000024
【図２２】
2008117472.tif 000025
【図２３】
2008117472.tif 000026
【図２４】
2008117472.tif 000027