(57)【要約】【課題】高温におけるレンズチルト感度が良好なＮＡが０．８４以上の光ピックアップレンズを提供する。【解決手段】  開口数（ＮＡ）が０．８４以上、使用波長が３９５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下、設計温度Ｔｃ（℃）における屈折率Ｎが１．５０以上１．６０以下、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ（／℃）が−０．００００９３０から−０．０００１２５０、設計透明基板厚Ｌ（ｍｍ）が０．０７５以上０．１００以下であり、設計温度Ｔｃ（℃）における０．３（°）のレンズチルトによる３次コマ収差をＣｃ（ｍλｒｍｓ）、使用温度Ｔｄ（℃）における０．３（°）のレンズチルトによる３次コマ収差をＣｄ（ｍλｒｍｓ）、有効径をＳ（ｍｍ）、中心厚をｄ（ｍｍ）とした場合に、（１）乃至（１３）式を満たすように光ピックアップレンズ１００を形成した。【選択図】図１
2010250876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口数（ＮＡ）が０．８４以上の光ピックアップレンズであって、
使用波長が３９５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であり、
以下の（１）式乃至（１３）式を満たす光ピックアップレンズ。
Ｊ−５≦Ｃｃ≦Ｊ＋５    ・・・・・（１）
Ｊ＝Ａ＋５×（Ｌ−０．０８７５）／（０．１−０．０７５）
・・・・・（２）
Ａ＝Ｂ＋Ｃｄ    ・・・・・（３）
Ｂ＝−（Ｃ＋Ｄ）    ・・・・・（４）
Ｃ＝Ｓ／１．６×Ｅ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（５）
Ｄ＝Ｓ／１．６×Ｆ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（６）
Ｅ＝０．４８／（６．４２８×（Ｎ−１．５１５）＋１）／（Ｇ＋Ｈ）
・・・・・（７）
Ｆ＝０．０９×（−Δｎ−０．０００１２３）／０．００００２３／（Ｎ／１．５１５）／（Ｇ＋Ｈ））    ・・・・・（８）
Ｇ＝（ｄ／（Ｓ／１．６×１．１０８））    ・・・・・（９）
Ｈ＝（ｄ−（Ｓ／１．６×１．１０８））×０．９８＋１
・・・・・（１０）
１．５０≦Ｎ≦１．６０    ・・・・・（１１）
−０．００００９３０≦Δｎ≦−０．０００１２５０    ・・・・・（１２）
０．０７５≦Ｌ≦０．１００    ・・・・・（１３）
Ｔｃ：設計温度（℃）
Ｔｄ：使用温度（℃）
Ｃｃ：設計温度Ｔｃ（℃）において透明基板厚Ｌ（ｍｍ）の位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｃｄ：使用温度Ｔｄ（℃）において透明基板厚０．１００ｍｍの位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｓ：レーザ光源側のレンズ面の有効径（ｍｍ）
Δｎ：光ピックアップレンズの硝材の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量（／℃）
Ｎ：光ピックアップレンズの硝材の設計温度Ｔｃ（℃）における屈折率
ｄ：光ピックアップレンズの中心厚（ｍｍ）
Ｌ：設計透明基板厚（ｍｍ）
【請求項２】
開口数（ＮＡ）が０．８４以上の光ピックアップレンズであって、
使用波長が３９５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であり、
レーザ光源側のレンズ面と光ディスク側のレンズ面との少なくとも一方が光軸を同心とする複数の輪帯状の区間に区切られており、
以下の（１４）式乃至（２７）式を満たす光ピックアップレンズ。
Ｊ−５≦Ｃｃ≦Ｊ＋５    ・・・・・（１４）
Ｊ＝Ａ＋５×（Ｌ−０．０８７５）／（０．１−０．０７５）
・・・・・（１５）
Ａ＝Ｂ＋Ｃｄ    ・・・・・（１６）
Ｂ＝−（Ｃ＋Ｄ）    ・・・・・（１７）
Ｃ＝Ｓ／１．６×Ｅ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（１８）
Ｄ＝Ｓ／１．６×Ｆ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（１９）
Ｅ＝０．４８／（６．４２８×（Ｎ×Ｉ−１．５１５）＋１）／（Ｇ＋Ｈ）
・・・・・（２０）
Ｆ＝０．０９×（−Δｎ−０．０００１２３）／０．００００２３／（Ｎ×Ｉ／１．５１５）／（Ｇ＋Ｈ））    ・・・・・（２１）
Ｇ＝（ｄ／（Ｓ／１．６×１．１０８））    ・・・・・（２２）
Ｈ＝（ｄ−（Ｓ／１．６×１．１０８））×０．９８＋１
・・・・・（２３）
１．５０≦Ｎ≦１．６０    ・・・・・（２４）
−０．００００９３０≦Δｎ≦−０．０００１２５０    ・・・・・（２５）
０．０７５≦Ｌ≦０．１００    ・・・・・（２６）
１．０≦Ｉ≦１．１    ・・・・・（２７）
Ｔｃ：設計温度（℃）
Ｔｄ：使用温度（℃）
Ｃｃ：設計温度Ｔｃ（℃）において透明基板厚Ｌ（ｍｍ）の位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｃｄ：使用温度Ｔｄ（℃）において透明基板厚０．１００ｍｍの位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｓ：レーザ光源側のレンズ面の有効径（ｍｍ）
Δｎ：光ピックアップレンズの硝材の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量（／℃）
Ｎ：光ピックアップレンズの硝材の設計温度Ｔｃ（℃）における屈折率
ｄ：光ピックアップレンズの中心厚（ｍｍ）
Ｌ：設計透明基板厚（ｍｍ）
【請求項３】
隣り合う前記輪帯状の区間の間には段差が形成されており、
前記段差は、前記使用温度が前記設計温度からずれることによって発生する球面収差を低減する位相差を透過光に発生させるような段差量を有する請求項２に記載の光ピックアップレンズ。
【請求項４】
隣り合う前記輪帯状の区間の間には段差が形成されており、
前記段差は、前記使用波長が前記設計波長からずれることによって発生する球面収差を低減する位相差を透過光に発生させるような段差量を有する請求項２に記載の光ピックアップレンズ。
【請求項５】
前記設計温度における物体距離を無限又は弱有限と仮定して設計された請求項１乃至４の何れか一項に記載の光ピックアップレンズ。
【請求項６】
前記有効径Ｓ（ｍｍ）は（２８）式を満たす請求項１乃至５の何れか一項に記載の光ピックアップレンズ。
１．５＜Ｓ＜３．８    ・・・・・・（２８）
【請求項７】
前記有効径Ｓ（ｍｍ）及び前記中心厚ｄ（ｍｍ）は（２９）式を満たす請求項１乃至６の何れか一項に記載の光ピックアップレンズ。
０．６８＜ｄ／Ｓ＜０．８５    ・・・・・・（２９）
【請求項８】
前記光ディスクが２層以上の記録層を備える多層光ディスクである場合、前記設計透明基板厚Ｌは、何れかの記録層の透明基板厚に等しい厚さである請求項１乃至７の何れか一項に記載の光ピックアップレンズ。
【請求項９】
前記設計透明基板厚Ｌは、０．０８７５（ｍｍ）である請求項１乃至８の何れか一項に記載の光ピックアップレンズ。
【請求項１０】
焦点距離（ｍｍ）をｆとした場合に、（３０）式を満たす請求項１乃至９の何れか一項に記載の光ピックアップレンズ。
０．９＜ｆ＜２．３    ・・・・・（３０）
【請求項１１】
樹脂材料、又は、樹脂材料に主に無機材料からなる材料を分散させた材料から成形される請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光ピックアップレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに対する記録または再生を行う光学系において用いられる光ピックアップレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの記録容量は増大し続けており、記録密度も増大し続けている。光ディスク装置のレーザ光源から出射されたレーザ光は、波長板やコリメータなどの透明部材を透過し、最終的に光ピックアップレンズによって光ディスク上に集光される。これにより、光ディスクに記録された情報を読み取ることができる。通常、レーザ光源から出射されたレーザ光は、コリメータレンズによって平行光に変換され、光ピックアップレンズに入射する。
また、このような大容量の光ディスク用の光ピックアップレンズの設計波長は４０５ｎｍである。しかし、製造誤差によりレーザ光源から出射されるレーザ光の波長は設計波長の４０５ｎｍからずれている場合がある。そのため、通常、このような大容量の光ディスクに記録された情報を再生する場合、波長が３９５〜４１５ｎｍであるレーザ光が使用されることが多い。また、このような大容量の光ディスク用の光ピックアップレンズの開口数（ＮＡ）は０．８４以上である場合が多い。
【０００３】
開口数（ＮＡ）が０．８５を超えるＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）用の光ピックレンズのレンズ材料としては、様々な問題に対応するため、ガラス材料が使用されることが多い。例えば、プラスティックは一般的にガラス材料に比べて耐光性が劣ることが多い。これは、樹脂材料特有の問題である。プラスティックが光を吸収した場合、プラスティックがこの吸収したエネルギーを放出する前に、さらに光を吸収すると、プラスティック材料が分解されてしまう。すなわち、プラスティックに光が曝され続けると、プラスティック材料が劣化してしまう。また、この材料劣化が始まると、壊れた樹脂によって当該壊れた樹脂の回りの樹脂も壊されてしまう。そのため、一度、材料劣化が始まると、劣化するスピードは加速度的に速くなる。これに対して、ガラス材料の耐光性はプラスティックよりも強い。そのため、波長が短くエネルギーの強いＢＤ用の光ピックアップレンズの材料としては、ガラスが用いられることが多い。例えば、特許文献１には、対物レンズ等の光学素子をガラス材料により製造する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６５５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＢＤ用のレーザ光の集光位置におけるパワーは、０．４０ｍＷ弱である。そして、このレベルのレーザ光に対する耐光性を有する樹脂材料も存在する。現段階においても、記録用レーザのようなハイパワーのレーザ光に耐光性を有する樹脂も開発されつつあり、実現が想定される段階となっている。また、ガラス材料に比べて、プラスティックなどの樹脂材料の方が、成形性や生産性に優れる。そこで、プラスティックなどの樹脂材料を用いて、ＮＡが０．８５程度のＢＤ用の光ピックアップレンズの設計を試みると、以下の問題点が確認できた。すなわち、ＢＤ用の光ピックアップレンズのＮＡは、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）用の光ピックアップレンズのＮＡやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）用の光ピックアップレンズのＮＡよりも高い。そのため、高温におけるレンズチルト感度が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
一般に、光ピックアップレンズは、光ディスク装置のクランプ部に対して略水平に位置するため、クランプ部によって光ディスクを固持した場合、ディスクチルトによるコマ収差が発生する。そして、このディスクチルトによるコマ収差を低減する為、光ピックアップレンズを傾けて、レンズチルトによるコマ収差を発生させる。すなわち、ディスクチルトによるコマ収差をレンズチルトによるコマ収差によって相殺する。
また、光ピックアップレンズは、正弦条件をなるべく満たすように設計される。正弦条件を満たすように光ピックアップレンズを設計した場合、レンズチルトによって発生する収差は３次コマ収差が主体となる。そして、設計温度でのレンズチルトによる３次コマ収差の絶対値は、ディスクチルトによる３次コマ収差と略同じ値となる。
【０００７】
また、光ピックアップレンズの使用環境として、光ディスク装置の装置内温度を３５℃程度と仮定する。そこで、光ピックアップレンズの設計温度を３５℃とする。しかし、使用環境としては、設計温度３５℃よりも低温の使用温度５℃程度、高温の使用温度６５℃を想定しなければならない。さらに高温の使用環境としては使用温度７５℃、８５℃を想定することができる。そして、このような低温や高温の使用環境においても、ディスクチルトによる３次コマ収差をレンズチルトによる３次コマ収差によって相殺することができなければならない。
【０００８】
しかし、高温になると、レンズチルトによる３次コマ収差の大きさは小さくなってしまう。特に、ガラス材料から成形された光ピックアップレンズの高温におけるレンズチルトによる３次コマ収差の大きさは、樹脂材料から成形された光ピックアップレンズの高温におけるレンズチルトによる３次コマ収差の大きさと異なることが分かった。
具体的には、温度の変化に伴って硝材の屈折率は変化する。ガラス材料の屈折率変化量は、温度上昇１℃あたり、おおよそ−０．０００００５０／℃であり、樹脂材料に比べて小さい。そして、例えば、設計温度を３５℃、使用波長を４０５ｎｍ、物体距離を無限遠、光ディスクの透明基板厚を０．０８７５ｍｍとした場合、使用温度６５℃におけるレンズチルトによる３次コマ収差の大きさは、３５℃のときに比べて低下してしまう。しかし、ガラス材料におけるレンズチルトの３次コマ収差の温度上昇に伴う低下量は小さい。そのため、ガラス材料から成形された光ピックアップレンズにおいては、正弦条件をほぼ守るように設計されていても、高温において、レンズチルトによる３次コマ収差によって、ディスクチルトによる３次コマ収差を十分低減することができる。
【０００９】
一方、樹脂材料の屈折率変化量は、温度上昇１℃あたり、−０．００００９３０／℃〜−０．０００１２５０／℃であり、ガラス材料に比べて大きい。そのため、樹脂材料から成形された光ピックアップレンズのレンズチルトによる３次コマ収差の使用温度の上昇に伴う低下量は、ガラス材料から成形された光ピックアップレンズに比べてかなり大きい。したがって、正弦条件を通常程度守るように設計した場合でも、樹脂材料から成形された光ピックアップレンズにおいては、高温において、レンズチルトによる３次コマ収差によって、ディスクチルトによる３次コマ収差を十分に低減することが難しくなってしまう。すなわち、樹脂材料から成形された光ピックアップレンズにおいては、高温におけるレンズチルト感度が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、高温におけるレンズチルト感度が良好なＮＡが０．８４以上の光ピックアップレンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様にかかる光ピックアップレンズは、開口数（ＮＡ）が０．８４以上の光ピックアップレンズである。また、前記光ピックアップレンズの使用波長が３９５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下である。さらに、前記光ピックアップレンズは、以下の（１）式乃至（１３）式を満たす。
Ｊ−５≦Ｃｃ≦Ｊ＋５    ・・・・・（１）
Ｊ＝Ａ＋５×（Ｌ−０．０８７５）／（０．１−０．０７５）
・・・・・（２）
Ａ＝Ｂ＋Ｃｄ    ・・・・・（３）
Ｂ＝−（Ｃ＋Ｄ）    ・・・・・（４）
Ｃ＝Ｓ／１．６×Ｅ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（５）
Ｄ＝Ｓ／１．６×Ｆ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（６）
Ｅ＝０．４８／（６．４２８×（Ｎ−１．５１５）＋１）／（Ｇ＋Ｈ）
・・・・・（７）
Ｆ＝０．０９×（−Δｎ−０．０００１２３）／０．００００２３／（Ｎ／１．５１５）／（Ｇ＋Ｈ））    ・・・・・（８）
Ｇ＝（ｄ／（Ｓ／１．６×１．１０８））    ・・・・・（９）
Ｈ＝（ｄ−（Ｓ／１．６×１．１０８））×０．９８＋１
・・・・・（１０）
１．５０≦Ｎ≦１．６０    ・・・・・（１１）
−０．００００９３０≦Δｎ≦−０．０００１２５０    ・・・・・（１２）
０．０７５≦Ｌ≦０．１００    ・・・・・（１３）
Ｔｃ：設計温度（℃）
Ｔｄ：使用温度（℃）
Ｃｃ：設計温度Ｔｃ（℃）において透明基板厚Ｌ（ｍｍ）の位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｃｄ：使用温度Ｔｄ（℃）において透明基板厚０．１００ｍｍの位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｓ：レーザ光源側のレンズ面の有効径（ｍｍ）
Δｎ：光ピックアップレンズの硝材の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量（／℃）
Ｎ：光ピックアップレンズの硝材の設計温度Ｔｃ（℃）における屈折率
ｄ：光ピックアップレンズの中心厚（ｍｍ）
Ｌ：設計透明基板厚（ｍｍ）
【００１２】
本発明の第１の態様においては、（１）式乃至（１３）式を満たすように光ピックアップレンズが成形されている。正弦条件を守って光ピックアップレンズを設計した場合、使用温度Ｔｄが設計温度Ｔｃよりも上昇すると、レンズチルトによって発生する３次コマ収差が小さくなる。そのため、使用温度Ｔｄにおいて、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を十分に低減できなくなってしまう。そこで、本発明では、使用温度Ｔｄにおいて、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を相殺する３次コマ収差をレンズチルトによって発生させるために必要となる設計条件について規定した。換言すれば、本発明では、使用温度Ｔｄにおいて十分な３次コマ収差を発生させるため、当該設計条件を正弦条件からどの程度外すのかについて規定した。
【００１３】
（１１）式、（１２）式、（１３）式は、本発明にかかる光ピックアップレンズの特性を規定する式である。また、当該設計条件を規定するにあたり、ＮＡが０．８５、有効径Ｓが１．６０ｍｍ、中心厚ｄが１．１０８ｍｍ、屈折率が１．５１５、屈折率変化量が−０．００００９５０以上−０．０００１２３４以下であるレンズを基準とした。そして、（９）式及び（１０）式は、本発明にかかる光ピックアップレンズの有効径Ｓ（ｍｍ）と中心厚ｄ（ｍｍ）が基準となるレンズからずれるズレ量を設計条件に反映させるための式である。
【００１４】
一般に、屈折率が高いほど、高温におけるレンズチルトによって発生する３次コマ収差が小さくなる。すなわち、屈折率が高いほど、高温におけるレンズチルト感度が鈍くなる。そして、（７）式は、本発明にかかる光ピックアップレンズの屈折率Ｎと基準となるレンズの屈折率とのズレ量を基準となるレンズのレンズチルト感度に反映させることにより、本発明にかかる光ピックアップレンズの屈折率がレンズチルト感度に与える影響を規定する式である。
また、屈折率変化量が小さいほど、高温におけるレンズチルト感度が鈍くなる。また、屈折率が高いほど、相対的に、屈折率変化量がレンズチルト感度に与える影響が小さくなる。そして、（８）式は、本発明にかかる光ピックアップレンズの屈折率変化量がレンズチルト感度に与える影響を規定する式である。
【００１５】
また、（５）式及び（６）式は、それぞれ、（７）式及び（８）式で表されるレンズチルト感度に、使用温度Ｔｄと設計温度Ｔｃとの差を乗じたものであり、本発明の光ピックアップレンズの屈折率及び屈折率変化量が、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生する３次コマ収差に与える影響を表す式である。
そして、（４）式は、（５）式及び（６）式で表される３次コマ収差にマイナスを乗じたものであり、（３）式は、（４）式で表される値Ｂと、使用温度Ｔｄでレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｄとを加算したものである。すなわち、（３）式は、使用温度Ｔｄでレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｄから、本発明の光ピックアップレンズの屈折率及び屈折率変化量が、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生する３次コマ収差に与える影響を差し引いた値を表す式である。
【００１６】
また、（２）式の第２項は、本発明にかかる光ピックアップレンズの設計透明基板厚Ｌが、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生する３次コマ収差に与える影響を表すものである。したがって、（２）式は、使用温度Ｔｄでレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｄから、本発明の光ピックアップレンズの屈折率及び屈折率変化量が、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生する３次コマ収差に与える影響を差し引いた値Ａに、本発明にかかる光ピックアップレンズの設計透明基板厚Ｌが、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生する３次コマ収差に与える影響を加算した値を表す式である。
そして、（１）式は、設計温度Ｔｃにおいてレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｃが、（２）式で表される値Ｊに、その他の設計事項によるばらつきを加味した値の範囲内とするという設計条件を示す式である。
【００１７】
そして、実際に、本発明にかかる光ピックアップレンズを設計する場合には、使用温度Ｔｄにおいて、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を低減するのに十分な３次コマ収差の値を、設計温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｄの値として設定する。次いで、（２）式乃至（１０）式に各値を代入することにより、Ｊの値を算出する。そして、（１）式に当該Ｊの値を代入し、設計温度Ｔｃにおいてレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｃが、（１）式を満たすように、光ピックアップレンズを設計する。
換言すれば、正弦条件よりある程度外れた設計条件で光ピックアップレンズを設計することにより、設計温度Ｔｃにおいてレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｃを余分に発生させる光ピックアップレンズを設計する。これにより、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｄの値を、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を低減するのに十分な値とすることができる。すなわち、（１）式乃至（１３）式を満たすように光ピックアップレンズを設計することにより、設計温度Ｔｃよりも高温の使用温度Ｔｄにおいて、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を低減するのに十分な３次コマ収差をレンズチルトにより発生させることができる。したがって、設計温度Ｔｃよりも高温の使用温度Ｔｄにおけるレンズチルト感度が良好なＮＡが０．８４以上の光ピックアップレンズを提供することができる。
【００１８】
なお、本発明において、有効径Ｓ（ｍｍ）とは、ＮＡが０．８５である光ピックアップレンズのレーザ光源側のレンズ面の径である。しかし、製造誤差を考慮すると、実際に製造される光ピックアップレンズのＮＡにはばらつきがあり、０．８５前後となる。そのため、本発明にかかる光ピックアップレンズのＮＡを０．８４以上とした。また、レンズ面において、有効径の大きさが、非球面が形成される円形範囲の径の９７％〜９９％程度となるように光ピックアップレンズを設計することが多い。これは、レンズ面に非球面が形成される範囲は、設計上の位置からずれる場合があるためである。そのため、実際には、必要としている有効径の範囲よりも若干大きな範囲に非球面を形成する。さらに、透明基板厚０．１００ｍｍと０．０７５ｍｍの二層の記録層を有する二層ＢＤ用の光ピックアップレンズの設計透明基板厚を当該二層の記録層の透明基板厚の中間の厚さとした場合、弱有限光を入射させることになる。そして、弱有限光を光ピックアップレンズに入射させる場合、アクチュエータのマスク径、すなわち、アクチュエータの開口径の位置によっては、光ピックアップレンズの有効径の範囲よりも若干大きい範囲にレーザ光が入射する場合がある。そのため、非球面は、実際に必要としている有効径の範囲よりも若干大きな範囲に形成される。また、光ピックアップレンズが搭載されているアクチュエータの開口径によってレーザ光の入射を制限する手法を多く採用されている。そのため、光ピックアップレンズの有効径Ｓ（ｍｍ）をアクチュエータの開口径を測定することにより求めてもよい。
【００１９】
本発明の第２の態様にかかる光ピックアップレンズは、開口数（ＮＡ）が０．８４以上の光ピックアップレンズである。また、前記光ピックアップレンズの使用波長が３９５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下である。また、レーザ光源側のレンズ面と光ディスク側のレンズ面との少なくとも一方が光軸を同心とする複数の輪帯状の区間に区切られている。さらに、前記光ピックアップレンズは、以下の（１４）式乃至（２７）式を満たす。
Ｊ−５≦Ｃｃ≦Ｊ＋５    ・・・・・（１４）
Ｊ＝Ａ＋５×（Ｌ−０．０８７５）／（０．１−０．０７５）
・・・・・（１５）
Ａ＝Ｂ＋Ｃｄ    ・・・・・（１６）
Ｂ＝−（Ｃ＋Ｄ）    ・・・・・（１７）
Ｃ＝Ｓ／１．６×Ｅ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（１８）
Ｄ＝Ｓ／１．６×Ｆ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（１９）
Ｅ＝０．４８／（６．４２８×（Ｎ×Ｉ−１．５１５）＋１）／（Ｇ＋Ｈ）
・・・・・（２０）
Ｆ＝０．０９×（−Δｎ−０．０００１２３）／０．００００２３／（Ｎ×Ｉ／１．５１５）／（Ｇ＋Ｈ））    ・・・・・（２１）
Ｇ＝（ｄ／（Ｓ／１．６×１．１０８））    ・・・・・（２２）
Ｈ＝（ｄ−（Ｓ／１．６×１．１０８））×０．９８＋１
・・・・・（２３）
１．５０≦Ｎ≦１．６０    ・・・・・（２４）
−０．００００９３０≦Δｎ≦−０．０００１２５０    ・・・・・（２５）
０．０７５≦Ｌ≦０．１００    ・・・・・（２６）
１．０≦Ｉ≦１．１    ・・・・・（２７）
Ｔｃ：設計温度（℃）
Ｔｄ：使用温度（℃）
Ｃｃ：設計温度Ｔｃ（℃）において透明基板厚Ｌ（ｍｍ）の位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｃｄ：使用温度Ｔｄ（℃）において透明基板厚０．１００ｍｍの位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｓ：レーザ光源側のレンズ面の有効径（ｍｍ）
Δｎ：光ピックアップレンズの硝材の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量（／℃）
Ｎ：光ピックアップレンズの硝材の設計温度Ｔｃ（℃）における屈折率
ｄ：光ピックアップレンズの中心厚（ｍｍ）
Ｌ：設計透明基板厚（ｍｍ）
【００２０】
本発明の第２の態様においては、（１４）式乃至（２７）式を満たすように光ピックアップレンズが成形されている。ここで、（１４）式乃至（１９）式及び（２２）式乃至（２６）式は、第１の態様の（１）式乃至（６）式及び（９）式及び（１３）式と同じである。また、（２０）式及び（２１）式は、屈折率Ｎに係数Ｉを乗じている点のみが、第１の態様の（７）式及び（８）式と異なっている。
また、第２の態様にかかる光ピックアップレンズは、レーザ光源側のレンズ面と光ディスク側のレンズ面との少なくとも一方が光軸を同心とする複数の輪帯状の区間に区切られている点が、第１の態様にかかる光ピックアップレンズと異なっている。
通常、このような輪帯状の区間は、温度変化や波長変動によって発生する球面収差を低減するために設けられる。このような球面収差は、温度変化や波長変動によって光ピックアップレンズの屈折率が変化することが原因となって発生する。したがって、当該球面収差を補正するために光ピックアップレンズのレンズ面にこのような複数の輪帯状の区間を設けるということは、光ピックアップレンズの屈折率を見かけ上変調させることに相当する。そこで、光ピックアップレンズのレンズ面に複数の輪帯状の区間を設けたことを反映するため、（２０）式及び（２１）式において、屈折率Ｎに係数Ｉを乗じている。したがって、係数Ｉは、光ピックアップレンズのレンズ面に複数の輪帯状の区間を設けることによる屈折率Ｎの見かけ上の変調度合いを表している。そして、（２７）式において、当該変調度合いの程度を規定している。
【００２１】
通常、使用温度Ｔｄが設計温度Ｔｃよりも上昇すると、屈折率Ｎは低下してしまう。そして、当該屈折率Ｎの低下により、球面収差が発生してしまう。そのため、当該球面収差を補正するために光ピックアップレンズのレンズ面に複数の輪帯状の区間を設けるということは、光ピックアップレンズの屈折率を見かけ上高くすることに相当する。そこで、（２７）式では、Ｉの値を１．０以上１．１以下の範囲に規定している。
また、Ｉの値が１．１より大きくなるように複数の輪帯状の区間を光ピックアップレンズのレンズ面に設けると、反対に、補正過剰となってしまうなどの問題が生じてしまう。そこで、（２７）式では、Ｉの値を１．１以下と規定している。
そして、第２の態様にかかる光ピックアップレンズは、（１４）式乃至（２７）式を満たすように設計されているため、第１の態様と同様の効果を奏することができる。
【００２２】
また、隣り合う前記輪帯状の区間の間には段差が形成されており、前記段差は、前記使用温度が前記設計温度からずれることによって発生する球面収差を低減する位相差を透過光に発生させるような段差量を有することが好ましい。
これにより、使用温度Ｔｄが設計温度Ｔｃからずれてしまっても、隣り合う輪帯状の区間を透過する透過光に当該温度変化によって発生する球面収差を低減する位相差が発生する。そのため、使用温度Ｔｄが設計温度Ｔｃからずれることによって生じる球面収差を低減することができる。
【００２３】
また、隣り合う前記輪帯状の区間の間には段差が形成されており、前記段差は、前記使用波長が前記設計波長からずれることによって発生する球面収差を低減する位相差を透過光に発生させるような段差量を有することが好ましい。
これにより、温度変化などにより、使用波長が設計波長からずれてしまっても、隣り合う輪帯状の区間を透過する透過光に当該波長変化によって発生する球面収差を低減する位相差が発生する。そのため、使用波長が設計波長からずれることによって生じる球面収差を低減することができる。
【００２４】
さらに、前記設計温度における物体距離を無限又は弱有限と仮定して設計されていることが好ましい。
これにより、光ピックアップレンズは、設計温度Ｔｃにおいて平行光又はほぼ平行光（弱有限光）が入射することを想定して設計されることとなる。そのため、光ピックアップレンズをより容易に設計することができる。
【００２５】
また、前記有効径Ｓ（ｍｍ）は（２８）式を満たすことがより好ましい。
１．５＜Ｓ＜３．８    ・・・・・・（２８）
有効径Ｓ（ｍｍ）の値の範囲を（２８）式で示す範囲とすることにより、（１）式乃至（１３）式又は（１４）乃至（２７）式を満たす光ピックアップレンズをより容易に設計することができる。
【００２６】
さらに、前記有効径Ｓ（ｍｍ）及び前記中心厚ｄ（ｍｍ）は（２９）式を満たすことがより好ましい。
０．６８＜ｄ／Ｓ＜０．８５    ・・・・・・（２９）
有効径Ｓ（ｍｍ）及び中心厚ｄ（ｍｍ）の値の範囲を（２９）式で示す範囲とすることにより、（１）式乃至（１３）式又は（１４）乃至（２７）式を満たす光ピックアップレンズをより容易に設計することができる。
【００２７】
また、前記光ディスクが２層以上の記録層を備える多層光ディスクである場合、前記設計透明基板厚Ｌは、何れかの記録層の透明基板厚に等しい厚さであることがより一層好ましい。
これにより、２層以上の記録層を備える多層光ディスクに用いられる光ピックアップレンズにおいても、第１の態様及び第２の態様と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
さらに、前記設計透明基板厚Ｌは、０．０８７５（ｍｍ）であることがより一層好ましい。
これにより、設計透明基板厚Ｌを２層光ディスクの２層の記録層の透明基板厚のちょうど中間の厚さとすることができる。このとき、１層目の記録層に集光する際の球面収差と２層目の記録層に集光する際の球面収差とは、絶対値が同じで符号が逆の値となる。そのため、記録層間の透明基板厚の違いによって生じる球面収差をより容易に低減することができる。
【００２９】
また、さらに、焦点距離（ｍｍ）をｆとした場合に、（３０）式を満たすことがより好ましい。
０．９＜ｆ＜２．３    ・・・・・（３０）
焦点距離ｆの値の範囲を（３０）式で示す範囲とすることにより、（１）式乃至（１３）式又は（１４）乃至（２７）式を満たす光ピックアップレンズをより容易に設計することができる。
【００３０】
さらに、光ピックアップレンズは、樹脂材料、又は、樹脂材料に主に無機材料からなる材料を分散させた材料から成形されることがより好ましい。
これにより、屈折率変化量Δｎが−０．００００９３０以上−０．０００１２５０以下のレンズ材料として一般的なレンズ材料から第１の態様又は第２の態様と同様の効果を奏する光ピックアップレンズを製造することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明により、ＮＡが０．８４以上において高温におけるレンズチルト感度を良好とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる光ピックアップレンズの一例を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる光ピックアップレンズの他の例を示す側面図である。
【図３】レーザ光源側のレンズ面に回折輪帯構造が形成された光ピックアップレンズを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に、本発明の実施の形態にかかる光ピックアップレンズ１００の一例を示す。図１に示すように、本発明の実施の形態にかかる光ピックアップレンズ１００のレーザ光源側のレンズ面（以下、Ｒ１面と称する。）１０１及び光ディスク側のレンズ面（以下、Ｒ２面と称する。）１０２は、非球面形状となっている。
図２に、本発明の実施の形態にかかる光ピックアップレンズ２００の他の例を示す。図２に示すように、本発明の実施の形態にかかる光ピックアップレンズ２００は、Ｒ１面２０１が光軸を同心とする複数の輪帯状の区間（以下、単に、輪帯と称する。）に区切られていてもよい。また、Ｒ１面２０１の隣り合う輪帯の間には、段差が形成されている。換言すれば、Ｒ１面２０１は、段差により、複数の輪帯に分割されている。また、Ｒ１面２０１の各輪帯の面及びＲ２面２０２は、非球面形状となっている。
【００３４】
また、本発明の実施の形態にかかる光ピックアップレンズ１００、２００の開口数（ＮＡ）は、０．８４以上となっている。また、本実施の形態にかかる光ピックアップレンズ１００、２００の使用波長は、３９５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下となっている。そして、光ピックアップレンズ１００、２００は、例えば、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）の記録層に対して、レーザ光を集光する。なお、光ピックアップレンズ１００、２００は、ＢＤ用の光ピックアップレンズに限られるものではない。
【００３５】
光ピックアップレンズ１００、２００の金型を切削又は研削により作製した。また、まず、光ピックアップレンズ１００、２００の形状に近い形状に金型を作製し、次いで、ニッケルメッキ等を施した後、切削又は研削により金型を完成させてもよい。さらに、耐性向上のため、金型に表面加工を施してもよい。
【００３６】
光ピックアップレンズ１００、２００の硝材としては、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂に代表される透明樹脂材料やガラス等を用いることができる。ただし、ＢＤの記録再生には、通常、波長４０５ｎｍのレーザ光を用いるため、波長３９５ｎｍから４１５ｎｍの範囲の波長のレーザ光の透過率が高い透明樹脂材料を用いることが好ましい。このような透明樹脂材料としては、シクロオレフィンポリマーや、環状オレフィンポリマーなどがある。また、これらの透明樹脂材料に、耐光性を向上させる添加剤を加えてもよい。光ピックアップレンズ１００、２００は、これら透明樹脂材料を射出成形して製造することができる。また、光ピックアップレンズ１００、２００は、２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ）法により成形されてもよい。また、光ピックアップレンズ１００、２００は、ある特定の波長で硬化する樹脂、例えば、紫外線硬化樹脂を金型に流しこんだ後に紫外線を照射して硬化させてもよい。また、エポキシなどの樹脂材料を金型に流しみ混合させて硬化させ、光ピックアップレンズ１００、２００を成形してもよい。また、特定の温度で硬化する樹脂を金型に流しみ混合させて硬化させ、光ピックアップレンズ１００、２００を成形してもよい。光ピックアップレンズ１００、２００の材料として、光学ガラスを用いてもよく研磨、または成形などを用いてもよい。
【００３７】
光ピックアップレンズ１００のＲ１面１０１及び光ピックアップレンズ２００のＲ１面２０１を次のように定義する。なお、本実施形態において、光ピックアップレンズ１００及び光ピックアップレンズ２００を定義する場合、光軸に対して平行な方向であって、Ｒ１面からＲ２面に向かう方向を正の方向とする。
まず、光ピックアップレンズ１００のＲ１面１０１は、（３１）式によって表される非球面形状となっている。
2010250876.tif 000003
（３１）式において、Ｚ１（ｈ１）は、光軸からｈ１の高さにおける光ピックアップレンズ１００のＲ１面１０１のサグ量、ｈ１は、光軸からの高さ（光線高さ）、ｋ１は、光ピックアップレンズ１００のＲ１面１０１の円錐係数、Ａ１４、Ａ１６、Ａ１８、Ａ１１０、Ａ１１２、Ａ１１４、Ａ１１６、・・・は、光ピックアップレンズ１００のＲ１面１０１の非球面係数、Ｒ１は、曲率半径である。
次に、光ピックアップレンズ２００のＲ１面２０１は、（３２）式及び（３３）式によって表される非球面形状となっている。
2010250876.tif 000004
2010250876.tif 000005
（３２）式において、Ｚ１（ｈ１）は、光軸からｈ１の高さにおける光ピックアップレンズ２００のＲ１面２０１のサグ量を表す。（３２）式に示すように、Ｚ１（ｈ１）は、ＧｑとＺ１ｑ（ｈ１）とによって表される。
Ｇｑは、第ｑ輪帯の仮想軸上段差量（ｍｍ）である。光ピックアップレンズ２００のＲ１面２０１には、輪帯構造が形成されている。そして、各輪帯は独立している。また、各輪帯は、Ｒ１面２０１のレンズ中心を含む中心輪帯（第１輪帯）より光軸方向に仮想軸上段差量Ｇｑ分シフトしている。この仮想軸上段差量Ｇｑ（ｍｍ）とは、各輪帯の非球面を仮想的に光軸（レンズ中心）へと延長した場合に、当該非球面と光軸との交点と、レンズ中心を有する中心輪帯（第１輪帯）と光軸との交点との距離である。また、光軸に平行な方向であって、Ｒ１面２０１からＲ２面２０２に向かう方向を正の方向として、仮想軸上段差量Ｇｑの符号を決定する。すなわち、各輪帯の非球面を仮想的に光軸（レンズ中心）へと延長した場合に、当該非球面と光軸との交点がレンズ中心を有する中心輪帯（第１輪帯）と光軸との交点よりＲ２面２０２側にあるとき、仮想軸上段差量Ｇｑの符号は、正となる。
（３３）式において、Ｚ１ｑ（ｈ１）は、第ｑ輪帯がＲ１面のレンズ中心、すなわち、第１輪帯の開始位置から形成されていたと仮定した場合における、第ｑ輪帯の面のサグ量を表す。また、（３３）式において、ｈ１ｑは、第ｑ輪帯の光軸からの高さ（光線高さ）、ｋ１ｑは、第ｑ輪帯の面の円錐係数、Ａ１４、Ａ１６、Ａ１８、Ａ１１０、Ａ１１２、Ａ１１４、Ａ１１６、・・・は、第ｑ輪帯の面の非球面係数、Ｒ１は、第ｑ輪帯の面の曲率半径である。
したがって、（３３）式で表されるＺ１ｑ（ｈ１）と、仮想軸上段差量Ｇｑとの和であるＺ１（ｈ１）は、光軸からｈ１の高さにおける光ピックアップレンズ２００のＲ１面２０１のサグ量を表す。すなわち、光ピックアップレンズ２００のＲ１面２０１の面形状は、（３２）式及び（３３）式によって表される面形状となっている。
【００３８】
また、光ピックアップレンズ１００、２００のＲ２面１０２、２０２は、（３４）式によって表される単一非球面形状となっている。
2010250876.tif 000006
（３４）式において、Ｚ２（ｈ２）は、光軸からｈ２の高さにおける光ピックアップレンズ１００、２００のＲ２面１０２、２０２のサグ量、ｈ２は、光軸からの高さ（光線高さ）、ｋ２は、光ピックアップレンズ１００、２００のＲ２面１０２、２０２の円錐係数、Ａ２４、Ａ２６、Ａ２８、Ａ２１０、Ａ２１２、Ａ２１４、Ａ２１６、・・・は、光ピックアップレンズ１００、２００のＲ２面１０２、２０２の非球面係数、Ｒ２は、曲率半径である。
【００３９】
なお、光ピックアップレンズ１００、２００のＲ１面１０１、２０１又はＲ２面１０２、２０２は上述の面形状に限られるものではない。例えば、光ピックアップレンズ１００のＲ１面１０１又は光ピックアップレンズ１００、２００のＲ２面２０１、２０２に構造体が形成されていてもよい。また、光ピックアップレンズ２００のＲ１面２０１の面形状も上述の面形状に限られない。例えば、Ｒ１面１０１、２０１又はＲ２面２０１、２０２に、ある一定の幅と深さをもった輪帯が同心円状にまたはスパイラル状に形成されていてもよい。また、当該輪帯間に形成される段差は、光ピックアップレンズ１００、２００の光軸から外周側に向かうにつれて、サグ量が増加するように形成されていてもよいし、光ピックアップレンズ１００、２００の光軸から外周側に向かうにつれて、サグ量が低減するように形成されていてもよい。
【００４０】
また、当該輪帯間に形成される段差は、光ピックアップレンズ１００、２００の光軸から外周側に向かうにつれて、サグ量がいったん増加した後低減するように形成されていてもよい。また、当該輪帯間に形成される段差は、光ピックアップレンズ１００、２００の光軸から外周側に向かうにつれて、サグ量がいったん低減した後増加するように形成されていてもよい。
また、光ピックアップレンズ１００、２００に複数の当該輪帯が形成される場合には、光ピックアップレンズ１００、２００は、各輪帯での光の屈折を利用して集光するタイプ、隣り合う輪帯間で生じる光の干渉効果を利用して増幅された光を集光するタイプ、これら２つのタイプを包括するようなタイプのどのタイプであってもよい。そして、光ピックアップレンズ１００、２００のＲ１面１０１、２０１又はＲ２面１０２、２０２に複数の輪帯を形成する場合、各輪帯の面形状は同一の非球面形状であってもよいが、各輪帯の面形状はそれぞれ異なる非球面形状であってもよい。
【００４１】
また、光ピックアップレンズ１００、２００のＲ１面１０１、２０１又はＲ２面１０２、２０２に、反射防止膜や反射膜のような入射光の透過率を制御する膜が成膜されていてもよい。これらの膜の膜厚や材料は、所望する光ピックアップレンズ１００、２００の透過率性能を達成できるように選定される。また、これらの膜は、１層の薄膜からなる単層の構成でもよいし、複数の薄膜が積層された複数層の構成であってもよい。これらの膜を複数層の薄膜から構成する場合は、異なる材料の薄膜を交互に積層させてもよい。
【００４２】
薄膜の材料としては、ＡｌＦ３、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＦ２、ＢｅＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＢｉＦ３、ＣａＦ２、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＣｅＦ３、ＣｅＯ２、ＣｓＩ、Ｃｒ２Ｏ３、ＤｙＦ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＧａＡｓ、ＧｄＦ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｇｅ、ＨｆＯ２、ＨｏＦ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ、ＬａＦ３、Ｌａ２Ｏ３、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＭｇＯ、ＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６、Ｎａ５、Ａｌ３Ｆ１４、Ｎｂ２Ｏ５、ＮｄＦ３、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｂＣｌ２、ＰｂＦ２、ＰｂＴｅ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｓｂ２Ｓ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３Ｓｉ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ、Ｓｉ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＳｒＯ２、ＳｒＦ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｔｅ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＮｘＷｖ、ＴｉＯ２、ＴｌＣｌ、ＴｈＦ４、ＴｈＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＷＯ３、ＹＦ３、Ｙ２Ｏ３、ＹｂＦ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｒＯ２等が挙げられる。
【００４３】
また、光ピックアップレンズ１００は、以下の（１）式乃至（１３）式を満たすように成形されている。
Ｊ−５≦Ｃｃ≦Ｊ＋５    ・・・・・（１）
Ｊ＝Ａ＋５×（Ｌ−０．０８７５）／（０．１−０．０７５）
・・・・・（２）
Ａ＝Ｂ＋Ｃｄ    ・・・・・（３）
Ｂ＝−（Ｃ＋Ｄ）    ・・・・・（４）
Ｃ＝Ｓ／１．６×Ｅ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（５）
Ｄ＝Ｓ／１．６×Ｆ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（６）
Ｅ＝０．４８／（６．４２８×（Ｎ−１．５１５）＋１）／（Ｇ＋Ｈ）
・・・・・（７）
Ｆ＝０．０９×（−Δｎ−０．０００１２３）／０．００００２３／（Ｎ／１．５１５）／（Ｇ＋Ｈ））    ・・・・・（８）
Ｇ＝（ｄ／（Ｓ／１．６×１．１０８））    ・・・・・（９）
Ｈ＝（ｄ−（Ｓ／１．６×１．１０８））×０．９８＋１
・・・・・（１０）
１．５０≦Ｎ≦１．６０    ・・・・・（１１）
−０．００００９３０≦Δｎ≦−０．０００１２５０    ・・・・・（１２）
０．０７５≦Ｌ≦０．１００    ・・・・・（１３）
Ｔｃ：設計温度（℃）
Ｔｄ：使用温度（℃）
Ｃｃ：設計温度Ｔｃ（℃）において透明基板厚Ｌ（ｍｍ）の位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｃｄ：使用温度Ｔｄ（℃）において透明基板厚０．１００ｍｍの位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｓ：レーザ光源側のレンズ面の有効径（ｍｍ）
Δｎ：光ピックアップレンズ１００の硝材の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量（／℃）
Ｎ：光ピックアップレンズ１００の硝材の設計温度Ｔｃ（℃）における屈折率
ｄ：光ピックアップレンズ１００の中心厚（ｍｍ）
Ｌ：設計透明基板厚（ｍｍ）
【００４４】
一般に、正弦条件を守って光ピックアップレンズを設計した場合、使用温度Ｔｄが設計温度Ｔｃよりも上昇すると、レンズチルトによって発生する３次コマ収差が小さくなる。そのため、使用温度Ｔｄにおいて、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を十分に低減できなくなってしまう。そこで、本発明では、使用温度Ｔｄにおいて、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を相殺する３次コマ収差をレンズチルトによって発生させるために必要となる設計条件について規定した。換言すれば、本発明では、使用温度Ｔｄにおいて十分な３次コマ収差を発生させるため、当該設計条件を正弦条件からどの程度外すのかについて規定した。
【００４５】
（１１）式、（１２）式、（１３）式は、光ピックアップレンズ１００の特性を規定する式である。また、当該設計条件を規定するにあたり、ＮＡが０．８５、有効径Ｓが１．６０ｍｍ、中心厚ｄが１．１０８ｍｍ、屈折率が１．５１５、屈折率変化量が−０．００００９５０以上−０．０００１２３４以下であるレンズを基準とした。そして、（９）式及び（１０）式は、光ピックアップレンズ１００の有効径Ｓ（ｍｍ）と中心厚ｄ（ｍｍ）が基準となるレンズからずれるズレ量を設計条件に反映させるための式である。
【００４６】
一般に、屈折率が高いほど、高温におけるレンズチルトによって発生する３次コマ収差が小さくなる。すなわち、屈折率が高いほど、高温におけるレンズチルト感度が鈍くなる。そして、（７）式は、光ピックアップレンズ１００の屈折率Ｎと基準となるレンズの屈折率とのズレ量を基準となるレンズのレンズチルト感度に反映させることにより、光ピックアップレンズ１００の屈折率がレンズチルト感度に与える影響を規定する式である。
また、屈折率変化量が小さいほど、高温におけるレンズチルト感度が鈍くなる。また、屈折率が高いほど、相対的に、屈折率変化量がレンズチルト感度に与える影響が小さくなる。そして、（８）式は、光ピックアップレンズ１００の屈折率変化量がレンズチルト感度に与える影響を規定する式である。
【００４７】
また、（５）式及び（６）式は、それぞれ、（７）式及び（８）式で表されるレンズチルト感度に、使用温度Ｔｄと設計温度Ｔｃとの差を乗じたものであり、光ピックアップレンズ１００の屈折率及び屈折率変化量が、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生する３次コマ収差に与える影響を表す式である。
そして、（４）式は、（５）式及び（６）式で表される３次コマ収差にマイナスを乗じたものであり、（３）式は、（４）式で表される値Ｂと、使用温度Ｔｄでレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｄとを加算したものである。すなわち、（３）式は、使用温度Ｔｄでレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｄから、光ピックアップレンズ１００の屈折率及び屈折率変化量が、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生する３次コマ収差に与える影響を差し引いた値を表す式である。
【００４８】
また、（２）式の第２項は、光ピックアップレンズ１００の設計透明基板厚Ｌが、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生する３次コマ収差に与える影響を表すものである。したがって、（２）式は、使用温度Ｔｄでレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｄから、光ピックアップレンズ１００の屈折率及び屈折率変化量が、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生する３次コマ収差に与える影響を差し引いた値Ａに、光ピックアップレンズ１００の設計透明基板厚Ｌが、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生する３次コマ収差に与える影響を加算した値を表す式である。
そして、（１）式は、設計温度Ｔｃにおいてレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｃが、（２）式で表される値Ｊに、その他の設計事項によるばらつきを加味した値の範囲内とするという設計条件を示す式である。
【００４９】
そして、実際に、光ピックアップレンズ１００を設計する場合には、使用温度Ｔｄにおいて、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を低減するのに十分な３次コマ収差の値を、設計温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｄの値として設定する。次いで、（２）式乃至（１０）式に各値を代入することにより、Ｊの値を算出する。そして、（１）式に当該Ｊの値を代入し、設計温度Ｔｃにおいてレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｃが、（１）式を満たすように、光ピックアップレンズ１００を設計する。
換言すれば、正弦条件よりある程度外れた設計条件で光ピックアップレンズ１００を設計することにより、設計温度Ｔｃにおいてレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｃを余分に発生させる光ピックアップレンズ１００を設計する。これにより、使用温度Ｔｄにおいてレンズチルトによって発生させる３次コマ収差Ｃｄの値を、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を低減するのに十分な値とすることができる。すなわち、（１）式乃至（１３）式を満たすように光ピックアップレンズ１００を設計することにより、設計温度Ｔｃよりも高温の使用温度Ｔｄにおいて、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を低減するのに十分な３次コマ収差をレンズチルトにより発生させることができる。したがって、設計温度Ｔｃよりも高温の使用温度Ｔｄにおけるレンズチルト感度が良好なＮＡが０．８４以上の光ピックアップレンズ１００を提供することができる。
【００５０】
また、光ピックアップレンズ２００は、以下の（１４）式乃至（２７）式を満たすように成形されている。
Ｊ−５≦Ｃｃ≦Ｊ＋５    ・・・・・（１４）
Ｊ＝Ａ＋５×（Ｌ−０．０８７５）／（０．１−０．０７５）
・・・・・（１５）
Ａ＝Ｂ＋Ｃｄ    ・・・・・（１６）
Ｂ＝−（Ｃ＋Ｄ）    ・・・・・（１７）
Ｃ＝Ｓ／１．６×Ｅ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（１８）
Ｄ＝Ｓ／１．６×Ｆ×（Ｔｄ−Ｔｃ）    ・・・・・（１９）
Ｅ＝０．４８／（６．４２８×（Ｎ×Ｉ−１．５１５）＋１）／（Ｇ＋Ｈ）
・・・・・（２０）
Ｆ＝０．０９×（−Δｎ−０．０００１２３）／０．００００２３／（Ｎ×Ｉ／１．５１５）／（Ｇ＋Ｈ））    ・・・・・（２１）
Ｇ＝（ｄ／（Ｓ／１．６×１．１０８））    ・・・・・（２２）
Ｈ＝（ｄ−（Ｓ／１．６×１．１０８））×０．９８＋１
・・・・・（２３）
１．５０≦Ｎ≦１．６０    ・・・・・（２４）
−０．００００９３０≦Δｎ≦−０．０００１２５０    ・・・・・（２５）
０．０７５≦Ｌ≦０．１００    ・・・・・（２６）
１．０≦Ｉ≦１．１    ・・・・・（２７）
Ｔｃ：設計温度（℃）
Ｔｄ：使用温度（℃）
Ｃｃ：設計温度Ｔｃ（℃）において透明基板厚Ｌ（ｍｍ）の位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｃｄ：使用温度Ｔｄ（℃）において透明基板厚０．１００ｍｍの位置に集光する場合に、レンズチルト０．３（°）によって発生する３次コマ収差（ｍλｒｍｓ）
Ｓ：レーザ光源側のレンズ面の有効径（ｍｍ）
Δｎ：光ピックアップレンズ２００の硝材の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量（／℃）
Ｎ：光ピックアップレンズ２００の硝材の設計温度Ｔｃ（℃）における屈折率
ｄ：光ピックアップレンズ２００の中心厚（ｍｍ）
Ｌ：設計透明基板厚（ｍｍ）
【００５１】
ここで、（１４）式乃至（１９）式及び（２２）式乃至（２６）式は、（１）式乃至（６）式及び（９）式及び（１３）式と同じである。また、（２０）式及び（２１）式は、屈折率Ｎに係数Ｉを乗じている点のみが、（７）式及び（８）式と異なっている。
また、光ピックアップレンズ２００は、Ｒ１面２０１が光軸を同心とする複数の輪帯状の区間（輪帯）に区切られている点が、光ピックアップレンズ１００と異なっている。
通常、このような輪帯は、温度変化や波長変動によって発生する球面収差を低減するために設けられる。このような球面収差は、温度変化や波長変動によって光ピックアップレンズの屈折率が変化することが原因となって発生する。したがって、当該球面収差を補正するために光ピックアップレンズ２００のＲ１面２０１にこのような複数の輪帯を設けるということは、光ピックアップレンズ２００の屈折率を見かけ上変調させることに相当する。そこで、光ピックアップレンズ２００のＲ１面２０１に複数の輪帯を設けたことを反映するため、（２０）式及び（２１）式において、屈折率Ｎに係数Ｉを乗じている。したがって、係数Ｉは、光ピックアップレンズ２００のＲ１面２０１に複数の輪帯を設けることによる屈折率Ｎの見かけ上の変調度合いを表している。そして、（２７）式において、当該変調度合いの程度を規定している。なお、光ピックアップレンズ２００のＲ２面２０２にこのような複数の輪帯を設けてもよい。
【００５２】
通常、使用温度Ｔｄが設計温度Ｔｃよりも上昇すると、屈折率Ｎは低下してしまう。そして、当該屈折率Ｎの低下により、球面収差が発生してしまう。そのため、当該球面収差を補正するために光ピックアップレンズ２００のレンズ面に複数の輪帯を設けるということは、光ピックアップレンズ２００の屈折率を見かけ上高くすることに相当する。そこで、（２７）式では、Ｉの値を１．０以上１．１以下の範囲に規定している。
また、Ｉの値が１．１より大きくなるように複数の輪帯を光ピックアップレンズ２００のＲ１面２０１に設けると、反対に、補正過剰となってしまうなどの問題が生じてしまう。そこで、（２７）式では、Ｉの値を１．１以下と規定している。
そして、光ピックアップレンズ２００は、（１４）式乃至（２７）式を満たすように設計されているため、光ピックアップレンズ１００と同様の効果を奏することができる。
【００５３】
また、光ピックアップレンズ２００の隣り合う輪帯の間には段差が形成されている。そして、当該段差は、使用温度Ｔｄが設計温度Ｔｃからずれることによって発生する球面収差を低減する位相差を透過光に発生させるような段差量を有している。
これにより、使用温度Ｔｄが設計温度Ｔｃからずれてしまっても、隣り合う輪帯を透過する透過光に当該温度変化によって発生する球面収差を低減する位相差が発生する。そのため、使用温度Ｔｄが設計温度Ｔｃからずれることによって生じる球面収差を低減することができる。
【００５４】
また、当該段差は、使用波長が設計波長からずれることによって発生する球面収差を低減する位相差を透過光に発生させるような段差量を有していてもよい。
これにより、温度変化などにより、使用波長が設計波長からずれてしまっても、隣り合う輪帯を透過する透過光に当該波長変化によって発生する球面収差を低減する位相差が発生する。そのため、使用波長が設計波長からずれることによって生じる球面収差を低減することができる。
また、当該段差は、多層光ディスクの各記録層の透明基板厚の違いによって発生する球面収差を低減する位相差を透過光に発生させるような段差量を有していてもよい。
【００５５】
さらに、光ピックアップレンズ１００、２００は、設計温度Ｔｃにおける物体距離を無限又は弱有限と仮定して設計されている。
これにより、光ピックアップレンズは、設計温度Ｔｃにおいて平行光又はほぼ平行光（弱有限光）が入射することを想定して設計されることとなる。そのため、光ピックアップレンズ１００、２００をより容易に設計することができる。
【００５６】
また、光ピックアップレンズ１００、２００は、有効径Ｓ（ｍｍ）は（２８）式を満たすように成形されていてもよい。
１．５＜Ｓ＜３．８    ・・・・・・（２８）
有効径Ｓ（ｍｍ）の値の範囲を（２８）式で示す範囲とすることにより、（１）式乃至（１３）式又は（１４）乃至（２７）式を満たす光ピックアップレンズ１００、２００をより容易に設計することができる。
【００５７】
さらに、光ピックアップレンズ１００、２００は、有効径Ｓ（ｍｍ）及び中心厚ｄ（ｍｍ）は（２９）式を満たすように成形されていてもよい。
０．６８＜ｄ／Ｓ＜０．８５    ・・・・・・（２９）
有効径Ｓ（ｍｍ）及び中心厚ｄ（ｍｍ）の値の範囲を（２９）式で示す範囲とすることにより、（１）式乃至（１３）式又は（１４）乃至（２７）式を満たす光ピックアップレンズ１００、２００をより容易に設計することができる。
【００５８】
また、光ピックアップレンズ１００、２００は、光ディスクが２層以上の記録層を備える多層光ディスクである場合、設計透明基板厚Ｌは、何れかの記録層の透明基板厚に等しい厚さとなるように成形されていてもよい。
これにより、２層以上の記録層を備える多層光ディスクに用いられる場合においても、光ピックアップレンズ１００、２００の上述の効果を発揮することができる。
【００５９】
さらに、光ピックアップレンズ１００、２００は、設計透明基板厚Ｌは、０．０８７５となるように成形されていてもよい。
これにより、設計透明基板厚Ｌを２層光ディスクの２層の記録層の透明基板厚のちょうど中間の厚さとすることができる。このとき、１層目の記録層に集光する際の球面収差と２層目の記録層に集光する際の球面収差とは、絶対値が同じで符号が逆の値となる。そのため、記録層間の透明基板厚の違いによって生じる球面収差をより容易に低減することができる。
【００６０】
また、さらに、光ピックアップレンズ１００、２００は、焦点距離（ｍｍ）をｆとした場合に、（３０）式を満たすように成形されていてもよい。
０．９＜ｆ＜２．３    ・・・・・（３０）
焦点距離ｆの値の範囲を（３０）式で示す範囲とすることにより、（１）式乃至（１３）式又は（１４）乃至（２７）式を満たす光ピックアップレンズ１００、２００をより容易に設計することができる。
【００６１】
さらに、光ピックアップレンズは、樹脂材料、又は、樹脂材料に主に無機材料からなる材料を分散させた材料から成形されていてもよい。
これにより、屈折率変化量Δｎが−０．００００９３０以上−０．０００１２５０以下のレンズ材料として一般的なレンズ材料から上述の効果を奏する光ピックアップレンズ１００、２００を製造することができる。
【００６２】
次に、本発明にかかる実施例を比較例とともに説明する。なお、本発明の範囲は、実施例により限定されるものではない。また、実施例及び比較例では、波面収差を測定しているが、波面収差の測定はフィゾー法、マッハチェンダー法、シャック-ハルトマン方式など、どの方式を用いてもよい。
【００６３】
実施例１乃至実施例６４について、表１乃至表６２２を参照して説明する。また、比較例１乃至１５について、表６２３乃至表７２５を参照して説明する。
なお、実施例１乃至実施例４０、実施例４３乃至実施例４６、実施例６３、実施例６４は、図１に示す光ピックアップレンズ１００に関する実施例である。また、実施例４１、実施例４２、実施例４７乃至実施例６２は、図２に示す光ピックアップレンズ２００に関する実施例である。
【００６４】
表１、表８、表１５、表２２、表２９、表３６、表４３、表５０、表５７、表６４、表７１、表７８、表８５、表９２、表９９、表１０６、表１１３、表１２０、表１２７、表１３４、表１４１、表１４８、表１５５、表１６２、表１６９、表１７６、表１８３、表１９０、表１９７、表２０４、表２１１、表２１８、表２２５、表２３２、表２３９、表２４６、表２５３、表２６０、表２６７、表２７４、表２８１、表２９８、表３１５、表３２３、表３３１、表３３９、表３４７、表３６４、表３８１、表３９４、表４０７、表４２２、表４３７、表４５０、表４６３、表４８５、表５０７、表５２６、表５４５、表５６２、表５７９、表５９４、表６０９、表６１６に、実施例１乃至実施例６４にかかる光ピックアップレンズの特性を計算する際に用いた光学系データを示す。
また、表６２３、表６３０、表６３７、表６４４、表６５１、表６５８、表６６５、表６７２、表６７９、表６８６、表６９３、表６９９、表７０５、表７１２、表７１９に、比較例１乃至比較例１５にかかる光ピックアップレンズの特性を計算する際に用いた光学系データを示す。
【００６５】
また、表２、表９、表１６、表２３、表３０、表３７、表４４、表５１、表５８、表６５、表７２、表７９、表８６、表９３、表１００、表１０７、表１１４、表１２１、表１２８、表１３５、表１４２、表１４９、表１５６、表１６３、表１７０、表１７７、表１８４、表１９１、表１９８、表２０５、表２１２、表２１９、表２２６、表２３３、表２４０、表２４７、表２５４、表２６１、表２６８、表２７５、表２８２、表２９９、表３１６、表３２４、表３３２、表３４０、表３４８、表３６５、表３８２、表３９５、表４０８、表４２３、表４３８、表４５１、表４６４、表４８６、表５０８、表５２７、表５４６、表５６３、表５８０、表５９５、表６１０、表６１７に、実施例１乃至実施例６４にかかる光ピックアップレンズのレンズデータを示す。
また、表６２４、表６３１、表６３８、表６４５、表６５２、表６５９、表６６６、表６７３、表６８０、表６８７、表６９４、表７００、表７０６、表７１３、表７２０に、比較例１乃至比較例１５にかかる光ピックアップレンズのレンズデータを示す。
【００６６】
また、表３、表１０、表１７、表２４、表３１、表３８、表４５、表５２、表５９、表６６、表７３、表８０、表８７、表９４、表１０１、表１０８、表１１５、表１２２、表１２９、表１３６、表１４３、表１５０、表１５７、表１６４、表１７１、表１７８、表１８５、表１９２、表１９９、表２０６、表２１３、表２２０、表２２７、表２３４、表２４１、表２４８、表２５５、表２６２、表２６９、表２７６、表３１７、表３２５、表３３３、表３４１、表６１１、表６１８に、実施例１乃至実施例４０、実施例４３乃至実施例４６、実施例６３、実施例６４にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の面形状を規定する非球面係数を示す。
【００６７】
また、表２８３乃至表２９３に、実施例４１にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。また、表３００乃至表３１０に、実施例４２にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表３４９乃至表３５９に、実施例４７にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表３６６乃至表３７６に、実施例４８にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表３８３乃至表３８９に、実施例４９にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表３９６乃至表４０２に、実施例５０にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表４０９乃至表４１７に、実施例５１にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表４２４乃至表４３２に、実施例５２にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表４３９乃至表４４５に、実施例５３にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表４５２乃至表４５８に、実施例５４にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表４６５乃至表４８０に、実施例５５にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表４８７乃至表５０２に、実施例５６にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表５０９乃至表５２１に、実施例５７にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表５２８乃至表５４０に、実施例５８にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表５４７乃至表５５７に、実施例５９にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表５６４乃至表５７４に、実施例６０にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表５８１乃至表５８９に、実施例６１にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。表５９６乃至表６０４に、実施例６２にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の各輪帯の面形状を規定する非球面係数を示す。
【００６８】
また、表６２５、表６３２、表６３９、表６４６、表６５３、表６６０、表６６７、表６７４、表６８１、表６８８、表６９５、表７０１、表７０７、表７１４、表７２１に、比較例１乃至比較例１５にかかる光ピックアップレンズのＲ１面の面形状を規定する非球面係数を示す。
【００６９】
また、表４、表１１、表１８、表２５、表３２、表３９、表４６、表５３、表６０、表６７、表７４、表８１、表８８、表９５、表１０２、表１０９、表１１６、表１２３、表１３０、表１３７、表１４４、表１５１、表１５８、表１６５、表１７２、表１７９、表１８６、表１９３、表２００、表２０７、表２１４、表２２１、表２２８、表２３５、表２４２、表２４９、表２５６、表２６３、表２７０、表２７７、表２９４、表３１１、表３１８、表３２６、表３３４、表３４２、表３６０、表３７７、表３９０、表４０３、表４１８、表４３３、表４４６、表４５９、表４８１、表５０３、表５２２、表５４１、表５５８、表５７５、表５９０、表６０５、表６１２、表６１９に、実施例１乃至実施例６４にかかる光ピックアップレンズのＲ２面の面形状を規定する非球面係数を示す。
また、表６２６、表６３３、表６４０、表６４７、表６５４、表６６１、表６６８、表６７５、表６８２、表６８９、表６９６、表７０２、表７０８、表７１５、表７２２に、比較例１乃至比較例１５にかかる光ピックアップレンズのＲ２面の面形状を規定する非球面係数を示す。
【００７０】
また、表５、表１２、表１９、表２６、表３３、表４０、表４７、表５４、表６１、表６８、表７５、表８２、表８９、表９６、表１０３、表１１０、表１１７、表１２４、表１３１、表１３８、表１４５、表１５２、表１５９、表１６６、表１７３、表１８０、表１８７、表１９４、表２０１、表２０８、表２１５、表２２２、表２２９、表２３６、表２４３、表２５０、表２５７、表２６４、表２７１、表２７８、表２９５、表３１２、表３１９、表３２７、表３３５、表３４３、表３６１、表３７８、表３９１、表４０４、表４１９、表４３４、表４４７、表４６０、表４８２、表５０４、表５２３、表５４２、表５５９、表５７６、表５９１、表６０６、表６１３、表６２０に、実施例１乃至実施例６４にかかる光ピックアップレンズのレンズ材料及び光ディスクの透明基板の材料の屈折率及び温度上昇１℃あたりの屈折率変化量を示す。
また、表６２７、表６３４、表６４１、表６４８、表６５５、表６６２、表６６９、表６７６、表６８３、表６９０、表６９７、表７０３、表７０９、表７１６、表７２３に、比較例１乃至比較例１５にかかる光ピックアップレンズのレンズ材料及び光ディスクの透明基板の材料の屈折率及び温度上昇１℃あたりの屈折率変化量を示す。
また、表３２０、表３２８、表３３６、表３４４に、実施例４３乃至実施例４６にかかる光ピックアップレンズのレンズ材料及び光ディスクの透明基板の材料の屈折率及び長波長方向への波長変化１ｎｍあたりの屈折率変化量を示す。
【００７１】
また、表６、表１３、表２０、表２７、表３４、表４１、表４８、表５５、表６２、表６９、表７６、表８３、表９０、表９７、表１０４、表１１１、表１１８、表１２５、表１３２、表１３９、表１４６、表１５３、表１６０、表１６７、表１７４、表１８１、表１８８、表１９５、表２０２、表２０９、表２１６、表２２３、表２３０、表２３７、表２４４、表２５１、表２５８、表２６５、表２７２、表２７９、表２９６、表３１３、表３２１、表３２９、表３３７、表３４５、表３６２、表３７９、表３９２、表４０５、表４２０、表４３５、表４４８、表４６１、表４８３、表５０５、表５２４、表５４３、表５６０、表５７７、表５９２、表６０７、表６１４、表６２１に、実施例１乃至実施例６４にかかる光ピックアップレンズにおいて、レンズチルトによって発生する３次コマ収差を示す。
また、表６２８、表６３５、表６４２、表６４９、表６５６、表６６３、表６７０、表６７７、表６８４、表６９１、表６９８、表７０４、表７１０、表７１７、表７２４に、比較例１乃至比較例１５にかかる光ピックアップレンズにおいて、レンズチルトによって発生する３次コマ収差を示す。
【００７２】
また、表７、表１４、表２１、表２８、表３５、表４２、表４９、表５６、表６３、表７０、表７７、表８４、表９１、表９８、表１０５、表１１２、表１１９、表１２６、表１３３、表１４０、表１４７、表１５４、表１６１、表１６８、表１７５、表１８２、表１８９、表１９６、表２０３、表２１０、表２１７、表２２４、表２３１、表２３８、表２４５、表２５２、表２５９、表２６６、表２７３、表２８０、表２９７、表３１４、表３２２、表３３０、表３３８、表３４６、表３６３、表３８０、表３９３、表４０６、表４２１、表４３６、表４４９、表４６２、表４８４、表５０６、表５２５、表５４４、表５６１、表５７８、表５９３、表６０８、表６１５、表６２２に、実施例１乃至実施例６４にかかる光ピックアップレンズにおいて、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を示す。
また、表６２９、表６３６、表６４３、表６５０、表６５７、表６６４、表６７１、表６７８、表６８５、表６９２、表７１１、表７１８、表７２５に、比較例１乃至比較例１０、比較例１３乃至比較例１５にかかる光ピックアップレンズにおいて、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を示す。
【００７３】
実施例１乃至実施例６４では、光ピックアップレンズのＲ１面に平行光が入射する場合を想定して設計を行った。換言すれば、光ピックアップレンズの物体距離を無限遠とした。また、光ピックアップレンズの設計温度Ｔｃを３５℃とした。また、光ピックアップレンズの設計透明基板厚Ｌを０．０８７５ｍｍとした。設計温度Ｔｃを３５℃としたのは、室温環境且つ密閉された電気機器を想定した場合の光ディスクドライブの初期温度が３５℃程度であるためである。また、設計透明基板厚Ｌを０．０８７５ｍｍとしたのは、光ディスクとして２層の記録層を有する２層ＢＤを想定したためである。２層ＢＤの各記録層の透明基板厚はそれぞれ０．０７５０ｍｍと０．１００ｍｍである。そこで、設計透明基板厚Ｌをこれら２つの透明基板厚の中間の基板厚とした。設計温度Ｔｃが３５℃の場合、透明基板厚０．０７５０ｍｍの位置と透明基板厚０．１００ｍｍの位置との中間の位置において、物体距離が無限となっている。そのため、収束光が入射する場合と発散光が入射する場合とのバランスをとって、簡易且つ容易に、光ピックアップレンズを設計することができる。そして、最も使用頻度の高い温度と考えられる設計温度Ｔｃにおいて、収束光が入射する場合と発散光が入射する場合とのバランスをとることは重要である。そのため、設計透明基板厚Ｌを、２層の記録層の中間の透明基板厚とした。
【００７４】
正弦条件を満たす設計について説明する。一般に、ディスクチルト（α）、レンズチルト（β）、画角特性（γ）を全て同一の角度ずつ傾けた場合、３次コマ収差については、α＋β＋γ＝０が成り立つ。そして、正弦条件を満たす設計を行った場合、γ≒０となる。そのため、正弦条件を満たす設計を行った場合、α≒−βとなる。ここで、ディスクチルトとは、光ディスクを傾けた場合に発生する波面収差を表している。そのため、ＮＡが同一で、波面収差が略同じ光ピックアップレンズでは、ディスクチルトの値は、当該光ピックアップレンズの大小や中心厚に依存しないはずである。そして、正弦条件を満たす設計を行った場合、α≒−βとなるため、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差をレンズチルトによって発生する３次コマ収差によって相殺することができる。
【００７５】
実施例１において、表６に示すように、光ピックアップレンズがレーザ光を透明基板厚が０．０７５０ｍｍの位置に集光する場合の方が、透明基板厚が０．１００ｍｍの位置に集光する場合に比べて、全ての温度において、レンズチルトによって発生する３次コマ収差が大きくなっている。他の実施例においても、同様の結果となっている。そのため、光ピックアップレンズがレーザ光を透明基板厚が０．０７５０ｍｍの位置に集光する場合の方が、透明基板厚が０．１００ｍｍの位置に集光する場合に比べて、高温においてディスクチルトによって発生する３次コマ収差をレンズチルトによって発生する３次コマ収差によってより低減することができる。すなわち、光ピックアップレンズがレーザ光を透明基板厚が０．０７５０ｍｍの位置に集光する場合の方が、透明基板厚が０．１００ｍｍの位置に集光する場合に比べて、レンズチルト感度が良好となっている。したがって、高温において良好なレンズチルト感度を有する光ピックアップレンズを設計するためには、高温において透明基板厚０．１００ｍｍの位置に集光する場合に、良好なレンズチルト感度を有するように光ピックアップレンズを設計する必要がある。
【００７６】
実施例１乃至実施例４０、実施例４３乃至実施例４６、実施例６３、実施例６４は、図１に示す光ピックアップレンズ１００に関する実施例である。
実施例１乃至実施例８は、有効径Ｓが１．６０ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。また、実施例９乃至実施例１６は、有効径Ｓが２．４０ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。また、実施例１７乃至実施例２４は、有効径Ｓが２．００ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。また、実施例２５乃至実施例３２は、有効径Ｓが３．００ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。また、実施例３３乃至実施例４０は、有効径Ｓが３．７４ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。また、実施例１乃至実施例４０では、光ピックアップレンズの温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、−０．０００１２３４／℃又はー０．０００１０００／℃となっている。
また、実施例４３乃至実施例４６は、有効径Ｓが２．４０ｍｍであり、長波長方向への波長変化１ｎｍあたりの屈折率変化量Δｎ１が−０．０００１３である光ピックアップレンズに関するものである。
また、実施例６３及び実施例６４は、有効径Ｓが２．４０ｍｍであり、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１が−０．００００９５０／℃である光ピックアップレンズに関するものである。
【００７７】
また、実施例４１、実施例４２、実施例４７乃至実施例６２は、図２に示す光ピックアップレンズ２００に関する実施例である。
実施例４１及び実施例４２は、有効径Ｓが２．４０ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。また、実施例４１における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は−０．０００１２３４／℃となっており、実施例４２における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は−０．０００１０００／℃となっている。
実施例４７乃至実施例５４は、有効径Ｓが１．６０ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。また、実施例５５乃至実施例６２は、有効径が３．７４ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。また、実施例４７乃至実施例６２では、光ピックアップレンズの温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、−０．０００１２３４／℃又は−０．００００９５０／℃となっている。
また、実施例４７及び実施例４８では、中心厚ｄが１．１０８０００ｍｍとなっている。実施例４９及び実施例５０では、中心厚ｄが１．３２７９４７ｍｍとなっている。実施例５１及び実施例５２では、中心厚ｄが１．１０８０００ｍｍとなっている。実施例５３及び実施例５４では、中心厚ｄが１．３２７４６９ｍｍとなっている。実施例５５及び実施例５６では、中心厚ｄが２．５９６０００ｍｍとなっている。実施例５７及び実施例５８では、中心厚ｄが３．１１２５００ｍｍとなっている。実施例５９及び実施例６０では、中心厚ｄが２．５９６０００ｍｍとなっている。実施例６１及び実施例６２では、中心厚ｄが３．１１２５００ｍｍとなっている。
【００７８】
比較例１乃至比較例１５は、図１に示す光ピックアップレンズ１００と同様に、Ｒ１面及びＲ２面に輪帯が形成されていない光ピックアップレンズに関するものである。比較例１乃至比較例１５においても、実施例１乃至実施例６４と同様に、Ｒ１面に平行光が入射する場合を想定して設計を行っている。また、比較例１乃至比較例１５においても、実施例１乃至実施例６４と同様に、設計温度Ｔｃを３５℃とし、設計透明基板厚を０．０８７５ｍｍとした。
比較例１及び比較例２は、有効径Ｓが１．６０ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。比較例３及び比較例４は、有効径Ｓが２．００ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。比較例５及び比較例６、比較例１１乃至比較例１５は、有効径Ｓが２．４０ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。比較例７及び比較例８は、有効径Ｓが３．００ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。比較例９及び比較例１０は、有効径Ｓが３．７４ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。
また、比較例１乃至比較例１４においては、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、−０．０００１２３４／℃又は−０．０００１０００／℃となっている。また、比較例１５においては、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、−０．０００００５０／℃となっている。
また、比較例１乃至１０、比較例１５ではＮＡが０．８５となっているのに対し、比較例１１乃至１４ではＮＡが０．６５となっている。
また、比較例１乃至１２、比較例１５では設計波長が４０５ｎｍとなっているのに対し、比較例１３及び比較例１４では設計波長が６６０ｎｍとなっている。
【００７９】
表７２３に示すように、比較例１５における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、−０．０００００５０／℃となっている。この屈折率変化量の値は、ガラスなどの屈折率変化量の値と同程度である。したがって、比較例１５は、ガラスなどの温度変化に対する屈折率があまり変化しない硝材により形成された光ピックアップレンズを想定した比較例である。表７２４に示すように、比較例１５においては、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０２５λｒｍｓである。これに対して、比較例１５においては、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０１７λｒｍｓである。このように、ガラスのように温度上昇にともなう屈折率の変化が少ない材料から形成された光ピックアップレンズにおいては、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の温度上昇にともなう減少は小さい。
また、表７２５に示すように、比較例１５においては、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のディスクチルトによって生じる３次コマ収差は、０．０２９λｒｍｓである。一方、上述の通り、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０２５λｒｍｓである。したがって、比較例１５にかかる光ピックアップレンズは、ほぼ正弦条件を満たすように設計されているので、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値と、０．３°のディスクチルトによって生じる３次コマ収差の値とは、絶対値がほぼ同じで、符号が逆となっている。つまり、ガラスのように温度上昇にともなう屈折率の変化が小さい材料から光ピックアップレンズを形成した場合、正弦条件をほぼ満たすように光ピックアップレンズを設計すれば、８５℃のような高温の使用温度において、光ピックアップレンズにより光ディスクの透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合においても、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値は、０．３°のディスクチルトによって生じる３次コマ収差を低減するのに十分な値となる。
【００８０】
比較例１３及び比較例１４では、表７０６及び表７１３に示すように、設計温度３５℃における屈折率が１．５１５であり、ＮＡが０．６５であり、設計波長が６６０ｎｍであり、設計透明基板厚が０．６ｍｍとなっている。したがって、比較例１３及び比較例１４は、ＤＶＤ用の光ピックアップレンズに関するものである。また、表７０９及び表７１６に示すように、比較例１３及び比較例１４における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、それぞれ、−０．０００１２３４／℃及び−０．０００１０００／℃となっている。したがって、比較例１３及び比較例１４では、ガラスなどよりも温度上昇にともなう屈折率の変化が大きい硝材から形成されたＤＶＤ用の光ピックアップレンズに関する。
比較例１３では、表７１０に示すように、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．６０００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０３５λｒｍｓである。また、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．６００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０３０λｒｍｓである。したがって、使用温度が設計温度よりも上昇しても、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値は変化しない。
また、比較例１４では、表７１７に示すように、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．６０００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０３５λｒｍｓである。また、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．６００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０３１λｒｍｓである。したがって、使用温度が設計温度よりも上昇しても、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値は変化しない。
そして、比較例１３と比較例１４では、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１が異なっているが、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値はほとんど変わりがないことが分かる。
【００８１】
比較例１１及び比較例１２では、表６９４及び表７００に示すように、設計温度３５℃における屈折率が１．５１５であり、ＮＡが０．６５であり、設計波長が４０５ｎｍとなっている。したがって、比較例１１及び比較例１２は、ＮＡがＢＤ用の光ピックアップレンズのＮＡよりも低い光ピックアップレンズに関するものである。また、表６９７及び表７０３に示すように、比較例１１及び比較例１２における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、それぞれ、−０．０００１２３４／℃及び−０．０００１０００／℃となっている。したがって、比較例１１及び比較例１２では、ガラスなどよりも温度上昇にともなう屈折率の変化が大きい硝材から形成された、ＮＡがＢＤのＮＡよりも低い光ピックアップレンズに関する。
比較例１１では、表６９８に示すように、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０１２λｒｍｓである。また、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、＋０．００３λｒｍｓである。したがって、使用温度が設計温度よりも上昇することによって、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値は小さくなり、使用温度８５℃においては、符号が逆転してしまっている。そして、使用温度７５℃以上の温度においては、レンズチルト感度がなくなってしまっていることが分かる。
比較例１２では、表７０４に示すように、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０１２λｒｍｓである。また、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、０．０００λｒｍｓである。したがって、使用温度が設計温度よりも上昇することによって、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値は小さくなり、使用温度８５℃においては、レンズチルト感度がなくなってしまっていることが分かる。
そして、比較例１２における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、比較例１１における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１よりも小さいため、比較例１２においてレンズチルト感度がなくなってしまう温度は比較例１１に比べて高温となっていることが分かる。
【００８２】
比較例５及び比較例６では、表６５２及び表６５９に示すように、設計温度３５℃における屈折率が１．５１５であり、ＮＡが０．８５であり、設計波長が４０５ｎｍとなっている。また、表６５５及び表６６２に示すように、比較例５及び比較例６における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、それぞれ、−０．０００１２３４／℃及び−０．０００１０００／℃となっている。したがって、比較例５及び比較例６は、ガラスなどよりも温度上昇にともなう屈折率の変化が大きい硝材から形成された、ＢＤ用の光ピックアップレンズに関するものであり、比較例１１及び比較例１２とは、ＮＡの値が異なっている。
比較例５では、表６５６に示すように、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０２５λｒｍｓである。また、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、＋０．００９λｒｍｓである。したがって、使用温度が設計温度よりも上昇することによって、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値は小さくなり、使用温度８５℃においては、符号が逆転してしまっている。そして、使用温度７５℃以上の温度においては、レンズチルト感度がなくなってしまっていることが分かる。
比較例６では、表６６３に示すように、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０２５λｒｍｓである。また、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、０．００４λｒｍｓである。したがって、使用温度が設計温度よりも上昇することによって、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値は小さくなり、使用温度８５℃においては、レンズチルト感度がなくなってしまっていることが分かる。
そして、比較例６における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、比較例５における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１よりも小さいため、比較例６においてレンズチルト感度がなくなってしまう温度は比較例５に比べて高温となっていることが分かる。
【００８３】
また、比較例５及び比較例６では、正弦条件をほぼ満たすように光ピックアップレンズが設計されている。しかし、上述の通り、正弦条件を満たすという一般的な設計では、使用温度７５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、０．３°のディスクチルトによって生じる３次コマ収差を低減するのに十分な値とはならない。したがって、正弦条件を満たすという一般的な設計では、高温では不具合を起こしてしまうことが推測される。
【００８４】
比較例５及び比較例６と、比較例１１及び比較例１２とでは、ＮＡの大きさが異なっている。具体的には、比較例５及び比較例６におけるＮＡは、０．８５であり、比較例１１及び比較例１２におけるＮＡは、０．６５となっている。
そして、比較例５及び比較例６において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０３４λｒｍｓと０．０２９λｒｍｓである。これに対して、比較例１１及び比較例１２において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０１５λｒｍｓと０．０１２λｒｍｓである。
また、比較例５及び比較例６と、比較例１５とでは、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１が異なっている。具体的には、比較例５及び比較例６における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、それぞれ、−０．０００１２３４／℃及び−０．０００１０００／℃となっている。比較例１５における温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、−０．０００００５０／℃となっている。
そして、比較例１５において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、０．００８λｒｍｓである。
【００８５】
したがって、温度上昇にともなう屈折率の変化が大きい材料で形成され、ＮＡが高いＢＤ用の光ピックアップレンズ（すなわち、比較例５及び比較例６にかかる光ピックアップレンズ）において、一番、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差が大きくなっている。換言すれば、温度上昇にともなう屈折率の変化が大きい材料で形成され、ＮＡが高いＢＤ用の光ピックアップレンズにおいて、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のレンズチルト感度と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のレンズチルト感度との差が大きくなっている。したがって、温度上昇にともなう屈折率の変化が大きい材料で形成され、ＮＡが高いＢＤ用の光ピックアップレンズでは、高温における不具合を起こしやすくなってしまう。
【００８６】
これに対し、比較例１３及び比較例１５では、使用温度が設計温度からずれても、レンズチルト感度はほとんど変わっていない。したがって、使用温度が設計温度より上昇することによるレンズチルト感度の変動は、温度上昇にともなう屈折率の変化が大きい材料で形成されたＮＡが高いＢＤ用の光ピックアップレンズに特有の問題であることが分かる。
【００８７】
実施例９では、表６２に示すように、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．００４λｒｍｓである。また、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０３５λｒｍｓである。したがって、使用温度が設計温度よりも上昇することによって、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値は小さくなるが、比較例５のように、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値の符号は変わっていない。すなわち、使用温度が設計温度よりも上昇して、使用温度が８５℃になっても、レンズチルト感度がなくなっていないことが分かる。そのため、実施例９では、８５℃においても、レンズチルトによる３次コマ収差によって、ディスクチルトによって生じる３次コマ収差を低減することができる。
【００８８】
実施例１０の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量は、実施例９よりも小さい。そして、実施例１０では、表６９に示すように、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．００９λｒｍｓである。また、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０３５λｒｍｓである。したがって、使用温度が設計温度よりも上昇することによって、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値は小さくなるが、比較例６のように、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値の符号は変わっていない。すなわち、使用温度が設計温度よりも上昇して、使用温度が８５℃になっても、レンズチルト感度がなくなっていないことが分かる。そのため、実施例１０では、８５℃においても、レンズチルトによる３次コマ収差によって、ディスクチルトによって生じる３次コマ収差を低減することができる。
【００８９】
実施例９及び実施例１０では、正弦条件を若干満たさない設計を行っている。これにより、設計温度３５℃においてレンズチルトによる３次コマ収差を余分に発生させる。そして、このような設計を行うことにより、設計温度より高温の使用温度において、ディスクチルトによる３次コマ収差を低減するのに十分な値の３次コマ収差をレンズチルトによって発生させている。
【００９０】
実施例１３及び実施例１４では、設計温度３５℃における屈折率が実施例９及び実施例１０よりも高くなっている。
実施例１３では、表９０に示すように、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．００７λｒｍｓである。また、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０３０λｒｍｓである。
実施例１４の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量は、実施例１３よりも小さい。そして、実施例１４では、表９７に示すように、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０１０λｒｍｓである。また、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０３０λｒｍｓである。
したがって、実施例１３及び実施例１４では、８５℃においても、レンズチルトによる３次コマ収差によって、ディスクチルトによって生じる３次コマ収差を低減することができる。
【００９１】
また、実施例９及び実施例１０において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０３１λｒｍｓと０．０２６λｒｍｓである。これに対して、実施例１３及び実施例１４において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０２３λｒｍｓと０．０２０λｒｍｓである。このことから、設計温度３５℃における屈折率が高い方が、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差が小さくなることが分かる。したがって、設計温度３５℃における屈折率が高い方が、正弦条件を若干満たさないように光ピックアップレンズを設計することによって３５℃においてレンズチルトによって生じる３次コマ収差を余分に発生させる量を小さくすることができることが分かる。
【００９２】
実施例１１及び実施例１２では、中心厚が実施例９及び実施例１０よりも厚くなっている。
実施例１１では、表７６に示すように、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．００８λｒｍｓである。また、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０３４λｒｍｓである。
実施例１２の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量は、実施例１１よりも小さい。そして、実施例１２では、表８３に示すように、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０１２λｒｍｓである。また、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０３４λｒｍｓである。
したがって、実施例１１及び実施例１２では、８５℃においても、レンズチルトによる３次コマ収差によって、ディスクチルトによって生じる３次コマ収差を低減することができる。
【００９３】
また、実施例１１及び実施例１２において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０２６λｒｍｓと０．０２２λｒｍｓである。これに対して、実施例９及び実施例１０において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０３１λｒｍｓと０．０２６λｒｍｓである。このことから、中心厚が厚い方が、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差が小さくなることが分かる。したがって、中心厚が厚い方が、正弦条件を若干満たさないように光ピックアップレンズを設計することによって３５℃においてレンズチルトによって生じる３次コマ収差を余分に発生させる量を小さくすることができることが分かる。
【００９４】
実施例１５及び実施例１６では、設計温度３５℃における屈折率が実施例９及び実施例１０よりも高くなっており、中心厚が実施例９及び実施例１０よりも厚くなっている。
実施例１５では、表１０４に示すように、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．００９λｒｍｓである。また、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０２４λｒｍｓである。
実施例１６の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量は、実施例１５よりも小さい。そして、実施例１６では、表１１１に示すように、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０１１λｒｍｓである。また、設計温度３５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０２４λｒｍｓである。
したがって、実施例１５及び実施例１６では、８５℃においても、レンズチルトによる３次コマ収差によって、ディスクチルトによって生じる３次コマ収差を低減することができる。
【００９５】
また、実施例１５及び実施例１６において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０１５λｒｍｓと０．０１３λｒｍｓである。これに対して、実施例９及び実施例１０において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０３１λｒｍｓと０．０２６λｒｍｓである。また、実施例１１及び実施例１２において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０２６λｒｍｓと０．０２２λｒｍｓである。また、実施例１３及び実施例１４において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０２３λｒｍｓと０．０２０λｒｍｓである。このことから、設計温度３５℃における屈折率がより高く、中心厚がより厚い方が、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差が小さくなることが分かる。したがって、設計温度３５℃における屈折率がより高く、中心厚がより厚い方が、正弦条件を若干満たさないように光ピックアップレンズを設計することによって３５℃においてレンズチルトによって生じる３次コマ収差を余分に発生させる量を小さくすることができることが分かる。
【００９６】
次に、高温におけるレンズチルトによって生じる３次コマ収差への有効径の影響について説明する。上述した実施例９乃至実施例１６及び比較例５及び比較例６及び比較例１１乃至比較例１５は、有効径Ｓが２．４０ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。また、実施例１乃至実施例８及び比較例１及び比較例２は、有効径Ｓが１．６０ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。実施例１７乃至実施例２４及び比較例３及び比較例４は、有効径Ｓが２．００ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。実施例２５乃至実施例３２及び比較例７及び比較例８は、有効径Ｓが３．００ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。実施例３３乃至実施例４０及び比較例９及び比較例１０は、有効径Ｓが３．７４ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。
【００９７】
比較例１及び比較例２においては、正弦条件をほぼ守るように光ピックアップレンズを設計している。しかし、比較例１及び比較例２においては、設計温度３５℃よりも高い使用温度８５℃において、レンズチルト感度が残っている。また、実施例１及び実施例２では、ＮＡ、３５℃における屈折率、温度上昇に対する屈折率Δｎ１、中心厚、設計波長が比較例１及び比較例２と等しくなっている。しかし、実施例１及び実施例２では、正弦条件を若干満たさないように光ピックアップレンズを設計している。これにより、設計温度３５℃よりも高温の使用温度８５℃においても、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差を比較例１及び比較例２よりも大きくすることができる。そこで、ＮＡが０．８５、有効径Ｓが１．６０ｍｍ、中心厚ｄが１．１０８ｍｍ、設計温度３５℃における屈折率が１．５１５、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１が−０．００１０００／℃以上−０．００１２３４／℃である光ピックアップレンズを基準のレンズとした。そして、設計温度より高温の使用温度において、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を相殺するのに十分な３次コマ収差をレンズチルトによって発生させるために、正弦条件からどの程度満たさない設計条件にするかについて、当該光ピックアップレンズを基準のレンズとして、上述の（１）式乃至（１３）式を導き出した。そして、実施例１乃至実施例４０、実施例４３乃至実施例４６、実施例６３、実施例６４において、上述の（１）式乃至（１３）式を満たすように光ピックアップレンズを設計した。
【００９８】
さらに、（１２）式においては、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、−０．０００９３０／℃以上−０．００１２３４／℃以下となっている。そこで、実施例６３及び実施例６４において、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１が−０．０００９３０／℃以上−０．００１０００／℃以下である場合について説明する。
実施例６３は、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１が−０．０００９５０／℃である点が、実施例１０と異なっている。そして、表６１４に示すように、実施例６３において、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０１０λｒｍｓである。
また、実施例６４は、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１が−０．０００９５０／℃である点が、実施例１４と異なっている。そして、表６２１に示すように、実施例６４において、使用温度８５℃において、光ピックアップレンズによって、光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差は、−０．０１１λｒｍｓである。
したがって、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１が−０．０００９５０／℃においても、設計温度３５℃よりも高温の使用温度において、ディスクチルトによって生じる３次コマ収差をレンズチルトによって生じる３次コマ収差で低減することができる。また、温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１が−０．０００９５０／℃においても、同様の効果が期待できる。
【００９９】
実施例４３及び実施例４５においては、設計波長がそれぞれ３９５ｎｍ、４１２ｎｍとなっている点が、実施例９と異なっている。また、実施例４４及び実施例４６においては、設計波長がそれぞれ３９５ｎｍ、４１２ｎｍとなっている点が、実施例１０と異なっている。また、表３２０、表３２８、表３３６、表３４４に示すように、実施例４３乃至実施例４６においては、長波長方向への波長変化１ｎｍあたりの屈折率変化量Δｎ１は、−０．０００１３／℃となっている。
そして、表３２１、表３２９、表３３７、表３４５に示すように、実施例４３乃至実施例４６においては、設計温度３５℃より高温の使用温度８５℃においても、レンズチルト感度が残っている。したがって、ＢＤの設計波長４０５ｎｍから大きくずれない波長範囲においては、（１）式乃至（１３）式を満たすことにより、設計温度よりも高温において良好なレンズチルト感度を得ることができる。
【０１００】
次に、図２に示す光ピックアップレンズ２００に関する実施例４１、実施例４２、実施例４７乃至実施例６２について説明する。実施例４１、実施例４２、実施例４７乃至実施例６２にかかる光ピックアップレンズのＲ１面には、複数の輪帯が形成されている。そして、実施例４１、実施例４２、実施例４７乃至実施例６２において、上述の（１４）式乃至（２７）式を満たすように光ピックアップレンズを設計した。
実施例４１及び実施例４２においては、有効径Ｓが２．４０ｍｍとなっている。したがって、実施例４１及び実施例４２では、有効径Ｓが２．４０ｍｍの光ピックアップレンズにおいて、Ｒ１面に輪帯を設けることによる影響について説明する。
実施例４１及び実施例４２においては、Ｒ１面に輪帯を設けている点が、実施例９及び実施例１０と異なっている。
実施例４１では、表２９６に示すように、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、０．０２４λｒｍｓとなっている。この値は、実施例９の当該値とほぼ同じになっている。
また、実施例４２では、表３１３に示すように、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、０．０２１λｒｍｓとなっている。この値は、実施例１０の当該値とほぼ同じになっている。
したがって、（１４）式乃至（２７）式を満たすように光ピックアップレンズを設計することにより、Ｒ１面に輪帯を設けても、設計温度よりも高温において良好なレンズチルト感度を得ることができる。
【０１０１】
実施例４７及び実施例４８は、有効径Ｓが１．６０ｍｍ、中心厚ｄが１．１０８ｍｍ、３５℃における屈折率が１．５１５、設計透明基板厚が０．０８７５ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。また、実施例４７及び実施例４８の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、それぞれ、−０．０００１２３４／℃及び−０．００００９５０／℃となっている。
実施例４９及び実施例５０は、中心厚ｄが１．３２７９４７ｍｍであり、実施例４７及び実施例４８より厚くなっている。
実施例５１及び実施例５２は、３５℃における屈折率が１．５８５であり、実施例４７及び実施例４８より高くなっている。
実施例５３及び実施例５４は、中心厚ｄが１．３２７９４７ｍｍであり、実施例４７及び実施例４８より厚くなっており、３５℃における屈折率が１．５８５であり、実施例４７及び実施例４８より高くなっている。
【０１０２】
そして、表３６２、表３７９、表３９２、表４０５、表４２０、表４３５、表４４８、表４６１に示すように、実施例４７乃至実施例５４において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のレンズチルト感度が残っている。さらに、実施例４７乃至実施例５４において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０１６λｒｍｓ、０．０１３λｒｍｓ、０．０１６λｒｍｓ、０．０１５λｒｍｓ、０．０１０λｒｍｓ、０．００９λｒｍｓ、０．００８λｒｍｓ、０．００７λｒｍｓとなっている。
したがって、Ｒ１面に複数の輪帯を設けた場合でも、（１４）式乃至（２７）式を満たすように光ピックアップレンズを設計することにより、設計温度よりも高温において良好なレンズチルト感度を得ることができることが分かる。
【０１０３】
さらに、実施例４７及び実施例４８と実施例４９及び実施例５０との比較から、中心厚が厚い方が、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差が小さくなることが分かる。また、実施例４７及び実施例４８と実施例５１及び実施例５２との比較から、設計温度３５℃における屈折率がより高い方が、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差が小さくなることが分かる。このことから、Ｒ１面に輪帯を設けた場合においても、設計温度３５℃における屈折率がより高く、中心厚がより厚い方が、正弦条件を若干満たさないように光ピックアップレンズを設計することによって３５℃においてレンズチルトによって生じる３次コマ収差を余分に発生させる量を小さくすることができることが分かる。
【０１０４】
実施例５５及び実施例５６は、有効径Ｓが３．７４ｍｍ、中心厚ｄが２．５９６ｍｍ、３５℃における屈折率が１．５１５、設計透明基板厚が０．０８７５ｍｍである光ピックアップレンズに関するものである。また、実施例５５及び実施例５６の温度上昇１℃あたりの屈折率変化量Δｎ１は、それぞれ、−０．０００１２３４／℃及び−０．００００９５０／℃となっている。したがって、実施例５５及び実施例５６は、有効径Ｓと中心厚ｄが実施例４７及び実施例４８より大きくなっている点以外は、実施例４７及び実施例４８と設計条件が同じとなっている。
実施例５７及び実施例５８は、中心厚ｄが３．１１２５ｍｍであり、実施例５５及び実施例５６より厚くなっている。
実施例５９及び実施例６０は、３５℃における屈折率が１．５８５であり、実施例５５及び実施例５６より高くなっている。
実施例６１及び実施例６２は、中心厚ｄが３．１１２５ｍｍであり、実施例５５及び実施例５６より厚くなっており、３５℃における屈折率が１．５８５であり、実施例５５及び実施例５６より高くなっている。
【０１０５】
そして、表４８３、表５０５、表５２４、表５４３、表５６０、表５７７、表５９２、表６０７に示すように、実施例５５乃至実施例６２において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する際のレンズチルト感度が残っている。さらに、実施例５５乃至実施例６２において、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差は、それぞれ、０．０３０λｒｍｓ、０．０２５λｒｍｓ、０．０２４λｒｍｓ、０．０２０λｒｍｓ、０．０２７λｒｍｓ、０．０２３λｒｍｓ、０．０１９λｒｍｓ、０．０１５λｒｍｓとなっている。
したがって、有効径Ｓが１．６０ｍｍの場合と同様に、有効径Ｓが３．７４ｍｍの場合においても、Ｒ１面に複数の輪帯を設けても、（１４）式乃至（２７）式を満たすように光ピックアップレンズを設計することにより、設計温度よりも高温において良好なレンズチルト感度を得ることができることが分かる。
【０１０６】
さらに、実施例５５乃至実施例６２の比較から、有効径Ｓが１．６０ｍｍの場合と同様に、有効径Ｓが３．７４ｍｍの場合においても、Ｒ１面に輪帯を設けても、設計温度３５℃における屈折率がより高く、中心厚がより厚い方が、正弦条件を若干満たさないように光ピックアップレンズを設計することによって３５℃においてレンズチルトによって生じる３次コマ収差を余分に発生させる量を小さくすることができることが分かる。
【０１０７】
また、（１４）式乃至（２７）式では、Ｉという値を用いている点のみが、（１）式乃至（１３）式とは異なっている。これは、Ｒ１面に複数の輪帯を設けた場合では、（１）式乃至（１３）式をそのまま適用しても、設計温度より高温の使用温度において良好なレンズチルトによる３次コマ収差を得ることが難しいためである。これは、Ｒ１面に複数の輪帯を設けた方が、Ｒ１面に複数の輪帯を設けない場合より、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差が小さくなるためである。具体的には、例えば、実施例９及び実施例１０と実施例４１及び実施例４２とを比較すると、Ｒ１面に複数の輪帯を設けた方が、Ｒ１面に複数の輪帯を設けない場合より、使用温度８５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差と、設計温度３５℃において光ピックアップレンズによって光ディスクの透明基板厚が０．０８７５ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差との差が小さくなることが分かる。そこで、Ｒ１面に複数の輪帯を設けたことによる影響をＩという値を用いて反映させた。
【０１０８】
具体的には、このような輪帯は、温度変化や波長変動によって発生する球面収差を低減するために設けられる。このような球面収差は、温度変化や波長変動によって光ピックアップレンズの屈折率が変化することが原因となって発生する。したがって、当該球面収差を補正するために光ピックアップレンズのＲ１面にこのような複数の輪帯を設けるということは、光ピックアップレンズの屈折率を見かけ上変調させることに相当する。そこで、光ピックアップレンズのＲ１面に複数の輪帯を設けたことを反映するため、（２０）式及び（２１）式において、屈折率Ｎに係数Ｉを乗じている。したがって、係数Ｉは、光ピックアップレンズのＲ１面に複数の輪帯を設けることによる屈折率Ｎの見かけ上の変調度合いを表している。そして、（２７）式において、当該変調度合いの程度を規定している。なお、光ピックアップレンズのＲ２面にこのような複数の輪帯を設けてもよい。
【０１０９】
表７２６に、実施例１乃至実施例４０、実施例４３乃至実施例４６、実施例６３、実施例６４にかかるＣｃ（ｍλｒｍｓ）の値と、Ｊ（ｍλｒｍｓ）の値とを示す。ここで、Ｃｃ（ｍλｒｍｓ）とは、当該実施例にかかる光ピックアップレンズにおいて、温度が設計温度３５℃、透明基板厚が設計透明基板厚０．０８７５ｍｍである場合に、０．３°のレンズチルトによって発生する３次コマ収差の値である。また、Ｊ（ｍλｒｍｓ）とは、実際に設計された当該実施例にかかる光ピックアップレンズにおいて、使用温度Ｔｄとした場合、温度がＴｄ（℃）、透明基板厚が０．１００ｍｍである場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差をＣｄ（ｍλｒｍｓ）とした場合に、（２）式乃至（１３）式を用いて算出した値である。つまり、当該実施例にかかる光ピックアップレンズにおいて、温度がＴｄ（℃）、透明基板厚が０．１００ｍｍである場合に０．３°のレンズチルトによって発生する３次コマ収差の値を、使用温度がＴｄ（℃）であるときに、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を低減するために、０．３°のレンズチルトによって発生すべき３次コマ収差の値Ｃｄ（ｍλｒｍｓ）とした。
表７２６において、Ｊ［７５℃］（ｍλｒｍｓ）、Ｊ［８５℃］（ｍλｒｍｓ）は、それぞれ、使用温度Ｔｄ（℃）が７５℃、８５℃である場合に、（２）式乃至（１３）式を用いて算出したＪ（ｍλｒｍｓ）の値である。
そして、表７２６に示すように、使用温度Ｔｄ（℃）が７５℃及び８５℃であるとき、（２）式乃至（１３）式を用いて算出したＪ［７５℃］（ｍλｒｍｓ）、Ｊ［８５℃］（ｍλｒｍｓ）の値は、それぞれ、Ｃｃ（ｍλｒｍｓ）±５ｍλｒｍｓの範囲となっており、（１）式を満たしている。
【０１１０】
また、表７２７に、実施例４１、実施例４２、実施例４７乃至実施例６２にかかるにかかるＣｃ（ｍλｒｍｓ）の値と、Ｊ（ｍλｒｍｓ）の値とを示す。ここで、Ｃｃ（ｍλｒｍｓ）とは、当該実施例にかかる光ピックアップレンズにおいて、温度が設計温度３５℃、透明基板厚が設計透明基板厚０．０８７５ｍｍである場合に、０．３°のレンズチルトによって発生する３次コマ収差の値である。また、Ｊ（ｍλｒｍｓ）とは、実際に設計された当該実施例にかかる光ピックアップレンズにおいて、使用温度Ｔｄとした場合、温度がＴｄ（℃）、透明基板厚が０．１００ｍｍである場合に０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差をＣｄ（ｍλｒｍｓ）とした場合に、（１５）式乃至（２６）式を用いて算出した値である。つまり、当該実施例にかかる光ピックアップレンズにおいて、温度がＴｄ（℃）、透明基板厚が０．１００ｍｍである場合に０．３°のレンズチルトによって発生する３次コマ収差の値を、使用温度がＴｄ（℃）であるときに、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差を低減するために、０．３°のレンズチルトによって発生すべき３次コマ収差の値Ｃｄ（ｍλｒｍｓ）とした。
表７２７において、Ｊ［７５℃］（ｍλｒｍｓ）、Ｊ［８５℃］（ｍλｒｍｓ）は、それぞれ、使用温度Ｔｄ（℃）が７５℃、８５℃である場合に、（１５）式乃至（２６）式を用いて算出したＪ（ｍλｒｍｓ）の値である。
そして、表７２７に示すように、使用温度Ｔｄ（℃）が７５℃及び８５℃であるとき、（１５）式乃至（２６）式を用いて算出したＪ［７５℃］（ｍλｒｍｓ）、Ｊ［８５℃］（ｍλｒｍｓ）の値は、それぞれ、Ｃｃ（ｍλｒｍｓ）±５ｍλｒｍｓの範囲となっており、（１４）式を満たしている。
【０１１１】
表７２６及び表７２７に示すように、本発明の設計上から得られる値Ｃｃ（ｍλｒｍｓ）と、本発明の設計条件を満たすように実際に設計された光ピックアップレンズから得られる値Ｊ（ｍλｒｍｓ）とは、ほぼ一致している。したがって、本発明の設計条件に従えば、設計温度Ｔｃよりも高温の使用温度Ｔｄにおいて、透明基板厚０．１００ｍｍの位置にレーザ光を集光する場合においても、０．３°のレンズチルトによって生じる３次コマ収差の値を良好な値とすることができる。
【０１１２】
なお、本発明の実施形態では、Ｒ１面１０１の面形状が単一非球面形状である光ピックアップレンズ１００と、Ｒ１面２０１に屈折力の異なる複数の輪帯が形成された光ピックアップレンズ２００を例に挙げて説明したが、図３に示すように、Ｒ１面に回折輪帯構造が形成された光ピックアップレンズ３００に対しても本発明を適用することができる。
2010250876.tif 000007
2010250876.tif 000008
2010250876.tif 000009
2010250876.tif 000010
2010250876.tif 000011
2010250876.tif 000012
2010250876.tif 000013
2010250876.tif 000014
2010250876.tif 000015
2010250876.tif 000016
2010250876.tif 000017
2010250876.tif 000018
2010250876.tif 000019
2010250876.tif 000020
2010250876.tif 000021
2010250876.tif 000022
2010250876.tif 000023
2010250876.tif 000024
2010250876.tif 000025
2010250876.tif 000026
2010250876.tif 000027
2010250876.tif 000028
2010250876.tif 000029
2010250876.tif 000030
2010250876.tif 000031
2010250876.tif 000032
2010250876.tif 000033
2010250876.tif 000034
2010250876.tif 000035
2010250876.tif 000036
2010250876.tif 000037
2010250876.tif 000038
2010250876.tif 000039
2010250876.tif 000040
2010250876.tif 000041
2010250876.tif 000042
2010250876.tif 000043
2010250876.tif 000044
2010250876.tif 000045
2010250876.tif 000046
2010250876.tif 000047
2010250876.tif 000048
2010250876.tif 000049
2010250876.tif 000050
2010250876.tif 000051
2010250876.tif 000052
2010250876.tif 000053
2010250876.tif 000054
2010250876.tif 000055
2010250876.tif 000056
2010250876.tif 000057
2010250876.tif 000058
2010250876.tif 000059
2010250876.tif 000060
2010250876.tif 000061
2010250876.tif 000062
2010250876.tif 000063
2010250876.tif 000064
2010250876.tif 000065
2010250876.tif 000066
2010250876.tif 000067
2010250876.tif 000068
2010250876.tif 000069
2010250876.tif 000070
2010250876.tif 000071
2010250876.tif 000072
2010250876.tif 000073
2010250876.tif 000074
2010250876.tif 000075
2010250876.tif 000076
2010250876.tif 000077
2010250876.tif 000078
2010250876.tif 000079
2010250876.tif 000080
2010250876.tif 000081
2010250876.tif 000082
2010250876.tif 000083
2010250876.tif 000084
2010250876.tif 000085
2010250876.tif 000086
2010250876.tif 000087
2010250876.tif 000088
2010250876.tif 000089
2010250876.tif 000090
2010250876.tif 000091
2010250876.tif 000092
2010250876.tif 000093
2010250876.tif 000094
2010250876.tif 000095
2010250876.tif 000096
2010250876.tif 000097
2010250876.tif 000098
2010250876.tif 000099
2010250876.tif 000100
2010250876.tif 000101
2010250876.tif 000102
2010250876.tif 000103
2010250876.tif 000104
2010250876.tif 000105
2010250876.tif 000106
2010250876.tif 000107
2010250876.tif 000108
2010250876.tif 000109
2010250876.tif 000110
2010250876.tif 000111
2010250876.tif 000112
2010250876.tif 000113
2010250876.tif 000114
2010250876.tif 000115
2010250876.tif 000116
2010250876.tif 000117
2010250876.tif 000118
2010250876.tif 000119
2010250876.tif 000120
2010250876.tif 000121
2010250876.tif 000122
2010250876.tif 000123
2010250876.tif 000124
2010250876.tif 000125
2010250876.tif 000126
2010250876.tif 000127
2010250876.tif 000128
2010250876.tif 000129
2010250876.tif 000130
2010250876.tif 000131
2010250876.tif 000132
2010250876.tif 000133
2010250876.tif 000134
2010250876.tif 000135
2010250876.tif 000136
2010250876.tif 000137
2010250876.tif 000138
2010250876.tif 000139
2010250876.tif 000140
2010250876.tif 000141
2010250876.tif 000142
2010250876.tif 000143
2010250876.tif 000144
2010250876.tif 000145
2010250876.tif 000146
2010250876.tif 000147
2010250876.tif 000148
2010250876.tif 000149
2010250876.tif 000150
2010250876.tif 000151
2010250876.tif 000152
2010250876.tif 000153
2010250876.tif 000154
2010250876.tif 000155
2010250876.tif 000156
2010250876.tif 000157
2010250876.tif 000158
2010250876.tif 000159
2010250876.tif 000160
2010250876.tif 000161
2010250876.tif 000162
2010250876.tif 000163
2010250876.tif 000164
2010250876.tif 000165
2010250876.tif 000166
2010250876.tif 000167
2010250876.tif 000168
2010250876.tif 000169
2010250876.tif 000170
2010250876.tif 000171
2010250876.tif 000172
2010250876.tif 000173
2010250876.tif 000174
2010250876.tif 000175
2010250876.tif 000176
2010250876.tif 000177
2010250876.tif 000178
2010250876.tif 000179
2010250876.tif 000180
2010250876.tif 000181
2010250876.tif 000182
2010250876.tif 000183
2010250876.tif 000184
2010250876.tif 000185
2010250876.tif 000186
2010250876.tif 000187
2010250876.tif 000188
2010250876.tif 000189
2010250876.tif 000190
2010250876.tif 000191
2010250876.tif 000192
2010250876.tif 000193
2010250876.tif 000194
2010250876.tif 000195
2010250876.tif 000196
2010250876.tif 000197
2010250876.tif 000198
2010250876.tif 000199
2010250876.tif 000200
2010250876.tif 000201
2010250876.tif 000202
2010250876.tif 000203
2010250876.tif 000204
2010250876.tif 000205
2010250876.tif 000206
2010250876.tif 000207
2010250876.tif 000208
2010250876.tif 000209
2010250876.tif 000210
2010250876.tif 000211
2010250876.tif 000212
2010250876.tif 000213
2010250876.tif 000214
2010250876.tif 000215
2010250876.tif 000216
2010250876.tif 000217
2010250876.tif 000218
2010250876.tif 000219
2010250876.tif 000220
2010250876.tif 000221
2010250876.tif 000222
2010250876.tif 000223
2010250876.tif 000224
2010250876.tif 000225
2010250876.tif 000226
2010250876.tif 000227
2010250876.tif 000228
2010250876.tif 000229
2010250876.tif 000230
2010250876.tif 000231
2010250876.tif 000232
2010250876.tif 000233
2010250876.tif 000234
2010250876.tif 000235
2010250876.tif 000236
2010250876.tif 000237
2010250876.tif 000238
2010250876.tif 000239
2010250876.tif 000240
2010250876.tif 000241
2010250876.tif 000242
2010250876.tif 000243
2010250876.tif 000244
2010250876.tif 000245
2010250876.tif 000246
2010250876.tif 000247
2010250876.tif 000248
2010250876.tif 000249
2010250876.tif 000250
2010250876.tif 000251
2010250876.tif 000252
2010250876.tif 000253
2010250876.tif 000254
2010250876.tif 000255
2010250876.tif 000256
2010250876.tif 000257
2010250876.tif 000258
2010250876.tif 000259
2010250876.tif 000260
2010250876.tif 000261
2010250876.tif 000262
2010250876.tif 000263
2010250876.tif 000264
2010250876.tif 000265
2010250876.tif 000266
2010250876.tif 000267
2010250876.tif 000268
2010250876.tif 000269
2010250876.tif 000270
2010250876.tif 000271
2010250876.tif 000272
2010250876.tif 000273
2010250876.tif 000274
2010250876.tif 000275
2010250876.tif 000276
2010250876.tif 000277
2010250876.tif 000278
2010250876.tif 000279
2010250876.tif 000280
2010250876.tif 000281
2010250876.tif 000282
2010250876.tif 000283
2010250876.tif 000284
2010250876.tif 000285
【符号の説明】
【０１１３】
１００、２００  光ピックアップレンズ
１０１、２０１  Ｒ１面（レーザ光源側の面）
１０２、２０２  Ｒ２面（光ディスク側の面）
【図１】
2010250876.tif 000286
【図２】
2010250876.tif 000287
【図３】
2010250876.tif 000288