(57)【要約】【課題】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であり、さらに転写不良を防止し、所望の光スポットを得ることができる対物レンズ光学系、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。【解決手段】本発明にかかる光束分割素子は、例えば、ブルーレイディスクと、ＨＤＤＶＤディスクに対して互換性を有する対物レンズの入射側に設けられる。光束分割素子の入射面は、ブルーレイディスク用領域とＨＤＤＶＤディスク用領域に、光軸を中心として同心円状に交互に分割されている。ブルーレイディスク用領域は平面であり、ＨＤＤＶＤディスク用領域は負のパワーを有する。光束分割素子の内周領域では、ブルーレイディスク用領域の方ＨＤＤＶＤディスク用領域よりも厚く、外周領域では、ブルーレイディスク用領域の方がＨＤＤＶＤディスク用領域よりも薄い。【選択図】  図３
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【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、
前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に分割され、
前記第１の光記録媒体用領域は、平面構造を有し、
前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で正又は負のパワーを有し、
前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも厚い領域と、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも薄い領域とが設けられている対物レンズ光学系。
【請求項２】
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、
前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に分割され、
前記第１の光記録媒体用領域は、同一厚さの平面構造を有し、
前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で正又は負のパワーを有し、
前記複数の第１の光記録媒体用領域のうち、いずれか一の領域は隣接段差量が小さくなるように他の領域に対して光軸方向に平行移動した位置に配置された対物レンズ光学系。
【請求項３】
ｔ１＜ｔ２であり、かつ、前記第２の光記録媒体用領域では、入射面と出射面で負のパワーを有す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２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で凹レンズとして作用す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３記載の対物レンズ光学系。
【請求項５】
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１〜４いずれか１項に記載の対物レンズ光学系。
【請求項６】
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、
前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に、光軸を中心として同心円状に交互に分割され、
前記第１の光記録媒体用領域は、平面構造を有し、
前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で負のパワーを有し、
当該光束分割素子の内周領域では、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも厚く、
当該光束分割素子の外周領域では、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも薄い対物レンズ光学系。
【請求項７】
前記波長λの光源は青色レーザであり、かつ０．０７ｍｍ＜ｔ１＜０．１３ｍｍ、０．５７ｍｍ＜ｔ２＜０．６３ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の対物レンズ光学系。
【請求項８】
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１〜７いずれか１項に記載の対物レンズ光学系。
【請求項９】
前記第１の光記録媒体用領域と前記第２の光記録媒体用領域は、前記光束分割素子の入射面と出射面の双方に設けられていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の対物レンズ光学系。
【請求項１０】
入射面における隣接段差量ｄ１ｊとし、出射面における隣接段差量ｄ２ｊとしたとき、｜ｄ１ｊ＋ｄ２ｊ｜≦５μｍ或いは０．５＜｜ｄ１ｊ／ｄ２ｊ｜＜２を満足することを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の対物レンズ光学系。
【請求項１１】
入射面における隣接段差量ｄ１ｊとし、出射面における隣接段差量ｄ２ｊとしたとき、｜ｄ１ｊ＋ｄ２ｊ｜≦３μｍ或いは０．６＜｜ｄ１ｊ／ｄ２ｊ｜＜１．５を満足することを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の対物レンズ光学系。
【請求項１２】
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、
前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に分割され、
前記第１の光記録媒体用領域は、平面構造を有し、
前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で正又は負のパワーを有し、
前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも厚い領域と、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも薄い領域とが設けられている光束分割素子。
【請求項１３】
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、
前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に分割され、
前記第１の光記録媒体用領域は、同一厚さの平面構造を有し、
前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で正又は負のパワーを有し、
前記複数の第１の光記録媒体用領域のうち、いずれか一の領域は隣接段差量が小さくなるように他の領域に対して光軸方向に平行移動した位置に配置された光束分割素子。
【請求項１４】
ｔ１＜ｔ２であり、かつ、前記第２の光記録媒体用領域では、入射面と出射面で負のパワーを有することを特徴とする請求項１２又は１３記載の光束分割素子。
【請求項１５】
前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で凹レンズとして作用す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１４記載の光束分割素子。
【請求項１６】
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１２〜１５いずれか１項に記載の光束分割素子。
【請求項１７】
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、
前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に、光軸を中心として同心円状に交互に分割され、
前記第１の光記録媒体用領域は、平面構造を有し、
前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で負のパワーを有し、
当該光束分割素子の内周領域では、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも厚く、
当該光束分割素子の外周領域では、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも薄い光束分割素子。
【請求項１８】
前記波長λの光源は青色レーザであり、かつ０．０７ｍｍ＜ｔ１＜０．１３ｍｍ、０．５７ｍｍ＜ｔ２＜０．６３ｍｍであることを特徴とする請求項１２〜１７いずれか１項に記載の光束分割素子。
【請求項１９】
前記第１の光記録媒体用領域と前記第２の光記録媒体用領域は、前記光束分割素子の入射面と出射面の双方に設けられていることを特徴とする請求項１２〜１８いずれか１項に記載の光束分割素子。
【請求項２０】
入射面における隣接段差量ｄ１ｊとし、出射面における隣接段差量ｄ２ｊとしたとき、｜ｄ１ｊ＋ｄ２ｊ｜≦５μｍ或いは０．５＜｜ｄ１ｊ／ｄ２ｊ｜＜２を満足することを特徴とする請求項１２〜１９いずれか１項に記載の光束分割素子。
【請求項２１】
入射面における隣接段差量ｄ１ｊとし、出射面における隣接段差量ｄ２ｊとしたとき、｜ｄ１ｊ＋ｄ２ｊ｜≦３μｍ或いは０．６＜｜ｄ１ｊ／ｄ２ｊ｜＜１．５を満足することを特徴とする請求項１２〜１９いずれか１項に記載の光束分割素子。
【請求項２２】
波長λのレーザビームを発生する光源と、前記レーザービームを平行光とするコリメートレンズと、光束分割素子と、光ピックアップレンズを有し、波長λのレーザービームを厚さ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のレーザービームを厚さ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、
前記光束分割素子の少なくとも一面は、ぞれぞれ複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に分割され、
前記第１の光記録媒体用領域は、平面構造を有し、
前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で正又は負のパワーを有し、
前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも厚い領域と、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも薄い領域とが設けられてい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、ＨＤＤＶＤ用領域の焦点距離は等しい。このとき、ブルーレイに対してＨＤＤＶＤは、透明基板厚が大きいため、必然的にＨＤＤＶＤの方がワーキングディスタンスが短くなるため、ＨＤＤＶＤを記録再生する際に、光ヘッドとディスクが接触するという問題があった。
【００１３】
さらに、本願の出願人は、ワーキングディスタンスを確保しつつ、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を目的として、ＨＤＤＶＤ用領域に、負のパワーを持たせることを特徴とする発明を、先願（特願２００６−２９９６４４）において提案した。
【００１４】
この先願（特願２００６−２９９６４４）に示す実施例では、入射面と出射面が平面のブルーレイ用領域の厚さは、複数のＨＤＤＶＤ用領域のうち最も薄い、中央領域におけるＨＤＤＶＤ用領域と略同じ厚さとした。このとき、ＨＤＤＶＤ用領域は、凹レンズ構造を有するため中央領域から外側に向かうにつれて厚さが厚くなるので、隣接するブルーレイ用領域との段差が大きくなる。特に、ＨＤＤＶＤに対するワーキングディスタンスを長くするためには、ＨＤＤＶＤ用領域における負のパワーをより大きくする必要があるため、ますます、外周領域において隣接するブルーレイ用領域との段差が大きくなってしまう。
【００１５】
このとき、隣接領域間の段差が大きくなると、金型による成形時に転写不良を発生させ、所望の光スポットを得ることができないという問題があった。
【００１６】
本発明は、かかる課題を解決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の異なる光記録媒体につき記録再生を行うことが可能であり、さらに転写不良を防止し、所望の光スポットを得ることができる対物レンズ光学系、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を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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、前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に分割され、前記第１の光記録媒体用領域は、平面構造を有し、前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で正又は負のパワーを有し、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも厚い領域と、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも薄い領域とが設けられているものである。
【００１８】
本発明の他の観点によ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、前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に分割され、前記第１の光記録媒体用領域は、同一厚さの平面構造を有し、前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で正又は負のパワーを有し、前記複数の第１の光記録媒体用領域のうち、いずれか一の領域は隣接段差量が小さくなるように他の領域に対して光軸方向に平行移動した位置に配置されたものである。
【００１９】
典型的には、ｔ１＜ｔ２であり、かつ、前記第２の光記録媒体用領域では、入射面と出射面で負のパワーを有する。
【００２０】
また、前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で凹レンズとして作用するような曲率半径を有していることが望ましい。
【００２１】
さらに、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が望ましい。
【００２２】
本発明の他の観点によ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、前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に、光軸を中心として同心円状に交互に分割され、前記第１の光記録媒体用領域は、平面構造を有し、前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で負のパワーを有し、当該光束分割素子の内周領域では、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも厚く、当該光束分割素子の外周領域では、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも薄いものである。
【００２３】
ここで、前記波長λの光源は青色レーザであり、かつ０．０７ｍｍ＜ｔ１＜０．１３ｍｍ、０．５７ｍｍ＜ｔ２＜０．６３ｍｍであることが望ましい。
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。
【００２４】
さらに、前記第１の光記録媒体用領域と前記第２の光記録媒体用領域は、前記光束分割素子の入射面と出射面の双方に設けられていることが好ましい。
【００２５】
特に、入射面における隣接段差量ｄ１ｊとし、出射面における隣接段差量ｄ２ｊとしたとき、｜ｄ１ｊ＋ｄ２ｊ｜≦５μｍ或いは０．５＜｜ｄ１ｊ／ｄ２ｊ｜＜２を満足することが望ましい。さらには、入射面における隣接段差量ｄ１ｊとし、出射面における隣接段差量ｄ２ｊとしたとき、｜ｄ１ｊ＋ｄ２ｊ｜≦３μｍ或いは０．６＜｜ｄ１ｊ／ｄ２ｊ｜＜１．５を満足することが好ましい
【００２６】
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、前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に分割され、前記第１の光記録媒体用領域は、平面構造を有し、前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で正又は負のパワーを有し、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも厚い領域と、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも薄い領域とが設けられているものである。
【００２７】
本発明にかかる他の観点による光束分割素子は、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、前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に分割され、前記第１の光記録媒体用領域は、同一厚さの平面構造を有し、前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で正又は負のパワーを有し、前記複数の第１の光記録媒体用領域のうち、いずれか一の領域は隣接段差量が小さくなるように他の領域に対して光軸方向に平行移動した位置に配置されたものである。
【００２８】
ここで、ｔ１＜ｔ２であり、かつ、前記第２の光記録媒体用領域では、入射面と出射面で負のパワーを有することが望ましい。
【００２９】
特に、前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で凹レンズとして作用するような曲率半径を有していることが好ましい。
【００３０】
また、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が望ましい。
【００３１】
本発明にかかる他の観点による光束分割素子は、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、前記光束分割素子の少なくとも一面は、複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に、光軸を中心として同心円状に交互に分割され、前記第１の光記録媒体用領域は、平面構造を有し、前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で負のパワーを有し、当該光束分割素子の内周領域では、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも厚く、当該光束分割素子の外周領域では、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも薄いものである。
【００３２】
ここで、前記波長λの光源は青色レーザであり、かつ０．０７ｍｍ＜ｔ１＜０．１３ｍｍ、０．５７ｍｍ＜ｔ２＜０．６３ｍｍであることが好ましい。
【００３３】
また、前記第１の光記録媒体用領域と前記第２の光記録媒体用領域は、前記光束分割素子の入射面と出射面の双方に設けられていることが望ましい。
ここで、入射面における隣接段差量ｄ１ｊとし、出射面における隣接段差量ｄ２ｊとしたとき、｜ｄ１ｊ＋ｄ２ｊ｜≦５μｍ或いは０．５＜｜ｄ１ｊ／ｄ２ｊ｜＜２を満足することが望ましい。さらには、入射面における隣接段差量ｄ１ｊとし、出射面における隣接段差量ｄ２ｊとしたとき、｜ｄ１ｊ＋ｄ２ｊ｜≦３μｍ或いは０．６＜｜ｄ１ｊ／ｄ２ｊ｜＜１．５を満足することが好ましい。
【００３４】
本発明にかかる光ピックアップ光学系は、波長λのレーザビームを発生する光源と、前記レーザービームを平行光とするコリメートレンズと、光束分割素子と、光ピックアップレンズを有し、波長λのレーザービームを厚さ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のレーザービームを厚さ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、前記光束分割素子の少なくとも一面は、ぞれぞれ複数の第１の光記録媒体用領域と、複数の第２の光記録媒体用領域に分割され、前記第１の光記録媒体用領域は、平面構造を有し、前記第２の光記録媒体用領域は、入射面と出射面で正又は負のパワーを有し、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも厚い領域と、前記第１の光記録媒体用領域における厚さが前記第２の光記録媒体用領域における厚さよりも薄い領域とが設けられているものである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、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であり、さらに転写不良を防止し、所望の光スポットを得ることができる対物レンズ光学系、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】
【００３６】
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。
【００３７】
図５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５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。
【００３８】
図１及び図２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。図１は、ブルーレイディスク２０１を記録再生している場合を示し、図２は、ＨＤＤＶＤ２０２を記録再生している場合を示す。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。
【００３９】
光束分割素子１の入射面及び出射面は、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。
【００４０】
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。
【００４１】
より具体的には、図１、図２に示されるように、光束分割素子１の入射面では、ブルーレイ用領域１１ａ及びＨＤＤＶＤ用領域１２ａ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１１ａ、ＨＤＤＶＤ用領域１２ａ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１１ａ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１１ａは平面であり、ＨＤＤＶＤ用領域１２ａは負のパワーを有し、全体として凹レンズとなるような曲率半径を有する。即ち、ＨＤＤＶＤ用領域１２ａを通過することにより、平行光は発散光に変換される。
【００４２】
光束分割素子１の出射面では、入射面と同様にブルーレイ用領域１１ｂ及びＨＤＤＶＤ用領域１２ｂの２種類の同心円状の領域に分割されており、平面であるブルーレイ用領域１１ｂ、ＨＤＤＶＤ用領域１２ｂが光軸から外側に向かって交互に配置されている。ＨＤＤＶＤ用領域はＲ１面側の領域１２ａとＲ２面側の領域１２ｂが全体として発散光を出射すればよいので、ＨＤＤＶＤ領域１２の全体形状は、両面が凹形状、一方の面が凹形状で他方の面が平面の平凹形状、若しくは、一方が凸形状で他方が凹形状の負メニスカス形状（凸形状の曲率が小さく、凹形状の曲率が大きい）のいずれかである必要がある。ここで、ブルーレイ用領域１１ａ或いは１１ｂは、平面でなくとも凸レンズ面であってもよい。さらには、ブルーレイ用領域１１ａ或いは１１ｂは、ＨＤＤＶＤ用領域１２の負のパワーよりも小さければ、負のパワーを有する凹レンズ面であってもよい。レーザーへ反射という観点からは入射面１１aは平面でなく曲率を有しているのが望ましい。
【００４３】
入射面のブルーレイ用領域１１ａに入射した光束は、出射面のブルーレイ用領域１１ｂより出射し、同様に入射面のＨＤＤＶＤ用領域１２ａに入射した光束は、出射面のＨＤＤＶＤ用領域１２ｂより出射するように、入射面と出射面の各領域が配置されている。
【００４４】
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位相差構造、回折光を発生する輪帯段差構造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。
【００４５】
また、光束分割素子１の両面には、ブルーレイディスク２０１に対して記録再生する場合とＨＤＤＶＤディスク２０２に対して記録再生する場合とで集光位置を大きくずらすために、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。
【００４６】
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、各領域の成形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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
図１，２に示す対物レンズ光学系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に入射する。この対物レンズ光学系に入射する光は略平行光である。
【００５０】
図１に示されるように、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ディスク２０１の入射面に配置されたブルーレイ用領域１１ａ及びＨＤＤＶＤ用領域１２ａの双方に入射する。ブルーレイ用領域１１ａに入射した光束は、当該ブルーレイディスク２０１の出射面に配置されたブルーレイ用領域１１ｂから出射し、対物レンズ２に入射する。このとき、ブルーレイ用領域１１ａ，ｂは、いずれも平面であるために、光源からの光束は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。
【００５１】
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１２ａ，１２ｂが凹レンズとして作用す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。
【００５２】
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１１ａ及びＨＤＤＶＤ用領域１２ａの双方に入射する。ＨＤＤＶＤ用領域１２ａに入射した光束は、当該ＨＤＤＶＤ用領域１２ａ，１２ｂが凹レンズ面であるため発散光に変換された後に、ＨＤＤＶＤ用領域１２ｂから対物レンズ２に入射する。対物レンズ２に入射した光束は、発散光であるので集光位置が遠くなるため、作動距離（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。
【００５３】
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１１ａに入射した光束は、当該ブルーレイ用領域１１ａ，１１ｂ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、基板厚さの異なるＨＤＤＶＤディスク２０２に対しては大きな球面収差を発生し、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。
【００５４】
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。
【００５５】
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１１ａ，１１ｂ、ＨＤＤＶＤ用領域１２ａ、１２ｂ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。
【００５６】
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。このような２層タイプのディスクにおける各層の間隔は２５±５μmあるいは２０±５μｍである。
【００５７】
なお、上述の例では、入射面及び出射面の両方ともが輪帯構造を有しているが、これに限らず、いずれか一方のみ輪帯構造を有していればよい。即ち、入射面又は出射面のいずれかを平面構造としてもよい。また、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、回折光を発生しうる輪帯段差構造を形成することによって、負のパワーを発生させてもよい。
【００５８】
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。
【００５９】
上述の通り、ブルーレイ用領域１１は、入射面、出射面ともに平面であるが、本発明においては、この平面部であるブルーレイ用領域１１の厚さや位置を調整することにより、ブルーレイ用領域１１とＨＤＤＶＤ用領域１２との間の隣接段差量を低減し、これによって、金型を用いた成形時に転写不良を抑制することとした。
【００６０】
図３に示す光束分割素子の断面図を用いて説明する。図３において、左端が外周近傍であり、右端が光軸である。図３（ａ）は、すべてのブルーレイ用領域１１の厚さを光軸近傍におけるＨＤＤＶＤ用領域１２の厚さにあわせ、一定としたものであり、本発明の比較のために示している。この場合には、光軸を含む中央領域から外側にいくにつれて、ＨＤＤＶＤ用領域１２の高さが段々と高くなっているので、外周領域では、ブルーレイ用領域１１とＨＤＤＶＤ用領域１２の隣接段差量が極めて多くなっており、上述したように転写不良を起こすという問題が発生しうる。
【００６１】
図３（ｂ）に示す構造では、これに対して、図３（ａ）に示す構造よりも、すべてのブルーレイ用領域１１の厚さを厚くしている。ここで、各ブルーレイ用領域１１の厚みはすべて等しい。従って、光軸を含む中央領域においてはブルーレイ領域１１の方がＨＤＤＶＤ用領域１２よりも厚さが厚くなっている。そして、ブルーレイ領域１１の厚さは均一であるのに対して、中央領域から外側にいくにつれてＨＤＤＶＤ用領域１２の厚さは段々と厚くなってくるため、ブルーレイ領域１１とＨＤＤＶＤ用領域１２の隣接段差は徐々に小さくなってくる。そして、外周にいたるまでの中間点において、ブルーレイ用領域１１の厚さよりもＨＤＤＶＤ用領域１２の厚さの方が厚くなる。その後、中間点から最外周に至るまでは、ブルーレイ用領域１１の厚さとＨＤＤＶＤ用領域１２の厚さの差（即ち、ブルーレイ領域１１とＨＤＤＶＤ用領域１２の隣接段差）は段々と大きくなっていく。このとき、最も外側の隣接段差量については、図３（ａ）の構造よりも図３（ｂ）の構造の方が、ブルーレイ用領域１１の厚さを厚くした分だけ小さくなる。
【００６２】
図３（ｃ）に示す構造では、図３（ａ）に示す構造と、ブルーレイ用領域１１の厚さは同じであり、中央領域から最も外側にいたるまで均一の厚さを有しているが、光軸方向に平行移動している点で異なる。即ち、中央領域においては、ブルーレイ用領域１１とＨＤＤＶＤ用領域１２とで厚さがほぼ同じであるため、段差量は少ない。中央領域から外側にいくにつれてＨＤＤＶＤ用領域１２の厚さが厚くなるため、これに応じて、ブルーレイ用領域１１との厚さの差は大きくなる。この点においては、図３（ａ）に示す構造と同じであるが、図３（ｃ）に示す構造では、ブルーレイ用領域１１を入射面側に平行移動させているため、ＨＤＤＶＤ用領域１２とブルーレイ用領域１１間の厚さの差がほぼ入射面における段差量となった図３に示す構造と違って、その厚さの差の一部が入射面における段差量となり、残りが出射面における段差量となる。従って、図３（ｃ）に示す構造における、入射面及び出射面の段差量は、それぞれ図３（ａ）に示す構造における段差量よりも小さくなるため、転写不良の発生を抑制できる。
【００６３】
図３（ｃ）に示す構造において、平面構造を有するブルーレイ用領域１１の光軸方向への平行移動は、中央領域が最外周領域に至るまでに１度であってもよく、任意の領域でのみ平行移動させたり、全ての領域において段々と入射側（光源側）に平行移動させるようにしてもよい。この場合において、入射面側における段差量と、対応する出射面側の段差量をほぼ等しく（±１０％以内）とするのが望ましい。
【００６４】
また、図３（ｂ）に示されるように厚さを厚くしつつ、かつ図３（ｃ）に示されるように光軸方向へ平行移動させるようにしてもよい。
【００６５】
このように、図３（ｂ）及び（ｃ）に示す構造においては、ブルーレイ用領域１１における厚さを厚くしたり、平行移動させたりしているが、かかるブルーレイ用領域１１は平面構造を有しているため、同一厚みである限り光学性能を劣化させることはない。
【００６６】
図３（ｂ）及び（ｃ）に示す構造においては、ブルーレイ用領域１１の厚さを位相ずれが生じないようにｍλ（ｍは整数）分だけ、異ならせることによっても隣接段差量を少なくすることができるが、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。このため、かかる収差発生を抑制するという観点からすれば、図３（ｂ）及び（ｃ）に示す構造のようにブルーレイ用領域１１における光束分割素子１の厚さを変えずに、全体的に厚さを厚くしたり、平行移動させる方がよい。ここで、厚さ一定とは、±０．１λ以内を指す。
【００６７】
図４に示されるように、入射面（Ｒ１）におけるブルーレイ用領域１１ａとＨＤＤＶＤ用領域１２ａ間の隣接段差をｄ１ｊとし、出射面（Ｒ２）におけるブルーレイ用領域１１ｂとＨＤＤＶＤ用領域１２ｂ間の隣接段差をｄ２ｊ（ディスク側方向への段差量をプラスとする）とすると、｜ｄ１ｊ＋ｄ２ｊ｜≦５μｍ或いは０．５＜｜ｄ１ｊ／ｄ２ｊ｜＜２を満足することが好ましい。さらに、｜ｄ１ｊ＋ｄ２ｊ｜≦３μｍ或いは０．６＜｜ｄ１ｊ／ｄ２ｊ｜＜１．５を満足することが好ましい。
【００６８】
比較例．
本発明にかかる実施例を説明する前に、比較例について説明する。本比較例にかかる対物レンズ光学系の設計結果を図５に、レンズデータを図６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７に、同光束分割素子の入射面における面形状データを図８に、同光束分割素子の出射面における面形状データを図９に、同光束分割素子における領域の位置を図１０に示す。図５に示されるように、ブルーレイの焦点距離はｆ＝１．４１２mm 、ＨＤＤＶＤの焦点距離はｆ＝１．５０８mm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領域が凹レンズとして作用するような曲率半径を設定し、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。
【００６９】
図５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０．８， ０．６３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。
【００７０】
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。
また、図７〜９に示される面形状データは、下記の式で表している。
【数１】
2009015968.tif 000003
・・・・・式（１）
【００７１】
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。
【００７２】
図１１、図１２に本比較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０．３８８μｍ、ＨＤＤＶＤで０．４８９μｍ、サイドローブはブルーレイで２．５１％、ＨＤＤＶＤで１．９６％である。
【００７３】
実施例．
この実施例において、光束分割素子１の面形状及び分割位置は比較例と同じである。また、実施例における対物レンズ２の面形状も比較例と同じである。但し、ブルーレイ用領域１１の厚さを、比較例では０．６０ｍｍであったのを、実施例では０．６３ｍｍとし、０．０３ｍｍだけ増加させている。さらに、実施例においては、ブルーレイ用領域１１について、光軸方向に平行移動させている。
【００７４】
実施例の対物レンズ光学系のレンズデータを図１３に示す。また、本実施例の光束分割素子のブルーレイ用領域１１の平行移動量を図１４に示す。この図１４に示す表においては、比較例における面１を基準としてその平行移動量（シフト量）を定めている。この表におけるシフト量がプラスの場合はディスクの方向にシフトしていることを示し、マイナスの場合は光源の方向にシフトしていることを示す。図１４に示されるように、平行移動量は、単純に増加しているのではなく、領域１から領域９まで増加させ、その後領域１３まで減少させている。
【００７５】
図１５，図１６に実施例にかかる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０．３８７μm、ＨＤＤＶＤで０．４８４μｍである。また、サイドローブは、ブルーレイで２．６０％、ＨＤＤＶＤで２．４３％である。このように、実施例においては平面構造を有するブルーレイ用領域の厚さを変更し、かつ平行移動したとしても光スポットの劣化は発生していないことがわかる。
【００７６】
実施例と比較例の比較．
図１７に、実施例と比較例におけるブルーレイ用領域１１とＨＤＤＶＤ用領域１２との間の分割位置における段差量を示す。図１７において、プラスはディスク方向への段差を示し、マイナスは光源方向への段差を示す。具体的には、分割位置１−２の場合に面１の段差量−０．０００３は、領域１と領域２の間の段差量が０．０００３ｍｍであって、領域１における入射面よりも領域２における入射面の方が光源側に位置していることを示す。図１７に示されるように、比較例では０．０４２９ｍｍあった最大段差量が実施例では０．０１９５ｍｍまで少なくなっており、これによって転写特性が向上している。
なお、本実施例の各領域は全て同じ面形状としたが、これに限らず、異ならせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【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り、特にブルーレイディスクを記録再生する場合を示す。
【図２】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り、特にＨＤＤＶＤを記録再生する場合を示す。
【図３】本実施の形態にかかる光束分割素子の構成例を示す断面図である。
【図４】本実施の形態にかかる光束分割素子における段差量を示す図である。
【図５】比較例及び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６】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７】比較例及び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８】比較例にかかる光束分割素子の入射面における面形状データを示す表である。
【図９】比較例にかかる光束分割素子の出射面における面形状データを示す表である。
【図１０】比較例及び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１１】比較例にかかる対物レンズ光学系に対してブルーレイ用の光束を照射した場合の光スポット図である。
【図１２】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スポット図である。
【図１３】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１４】実施例にかかる光束分割素子のブルーレイ用領域におけるシフト量を示す表である。
【図１５】実施例にかかる対物レンズ光学系に対してブルーレイ用の光束を照射した場合の光スポット図である。
【図１６】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１７】比較例と実施例における段差量を示す表である。
【符号の説明】
【００７８】
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】
2009015968.tif 000004
【図２】
2009015968.tif 000005
【図３】
2009015968.tif 000006
【図４】
2009015968.tif 000007
【図５】
2009015968.tif 000008
【図６】
2009015968.tif 000009
【図７】
2009015968.tif 000010
【図８】
2009015968.tif 000011
【図９】
2009015968.tif 000012
【図１０】
2009015968.tif 000013
【図１１】
2009015968.tif 000014
【図１２】
2009015968.tif 000015
【図１３】
2009015968.tif 000016
【図１４】
2009015968.tif 000017
【図１５】
2009015968.tif 000018
【図１６】
2009015968.tif 000019
【図１７】
2009015968.tif 000020