(57)【要約】【課題】ニアフィールド光記録再生用ソリッドイマージョンレンズに適用して好適なレンズ保持体において、傾きマージンを確保し、これを用いた集光レンズ、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置において、レンズと光記録媒体との安定走行を図る。【解決手段】ソリッドイマージョンレンズ１１を保持するレンズ保持体２０であって、対物側表面の少なくとも一部に、段差部２１及び／又は斜面を形成して構成する。【選択図】図１２
2006114195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体であって、
対物側表面の少なくとも一部に、段差部及び／又は斜面が形成されて成る
ことを特徴とするレンズ保持体。
【請求項２】
上記段差部及び／又は斜面が２以上設けられて成る
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ保持体。
【請求項３】
上記レンズ保持体の上記ソリッドイマージョンレンズを保持する内側面が、円錐形状、角錐形状又は曲面形状のうちいずれかの形状とされて成る
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ保持体。
【請求項４】
上記レンズ保持体の上記ソリッドイマージョンレンズを保持する内側面が、円錐形状、角錐形状又は曲面形状のうちいずれかの形状とされて成る
ことを特徴とする請求項２記載のレンズ保持体。
【請求項５】
ソリッドイマージョンレンズと、該ソリッドイマージョンレンズと光軸を合致させ、対物側とは反対側に配置された光学レンズとより構成された集光レンズにおいて、
上記ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体は、その対物側表面の少なくとも一部に、段差部及び／又は斜面が形成されて成る
ことを特徴とする集光レンズ。
【請求項６】
少なくとも、光源と、光軸を合致させて対物側から順に配置されたソリッドイマージョンレンズと光学レンズとで構成され、上記光源からの出射光を収束させて光スポットを形成する集光レンズとを有する光学ピックアップ装置において、
上記ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体は、その対物側表面の少なくとも一部に、段差部及び／又は斜面が形成されて成る
ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項７】
集光レンズにより光記録媒体の記録位置に光を集光して記録及び／又は再生を行う光学ピックアップ装置を有し、上記集光レンズ及び上記光学ピックアップ装置を上記光記録媒体のフォーカシング方向及び／又はトラッキング方向に制御駆動する制御駆動手段が少なくとも設けられて成る光記録再生装置において、
上記ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体は、その対物側表面の少なくとも一部に、段差部及び／又は斜面が形成されて成る
ことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項８】
ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体であって、
上記レンズ保持体の上記ソリッドイマージョンレンズの集光部に向かって肉薄となる内側縁部が、対物側において上記ソリッドイマージョンレンズと間隙を有する形状とされた
ことを特徴とするレンズ保持体。
【請求項９】
上記レンズ保持体の上記ソリッドイマージョンレンズと接する内側面において、少なくとも上記ソリッドイマージョンレンズの周縁部と略対向する位置に凹部が設けられて成る
ことを特徴とする請求項８記載のレンズ保持体。
【請求項１０】
ソリッドイマージョンレンズと、該ソリッドイマージョンレンズと光軸を合致させ、対物側とは反対側に配置された光学レンズとより構成された集光レンズにおいて、
上記ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体は、上記ソリッドイマージョンレンズの対物面に向かって突出する内側縁部が、対物側において上記ソリッドイマージョンレンズと間隙を有する形状とされた
ことを特徴とする集光レンズ。
【請求項１１】
少なくとも、光源と、光軸を合致させて対物側から順に配置されたソリッドイマージョンレンズと光学レンズとで構成され、上記光源からの出射光を収束させて光スポットを形成する集光レンズとを有する光学ピックアップ装置において、
上記ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体は、上記ソリッドイマージョンレンズの対物面に向かって突出する内側縁部が、対物側において上記ソリッドイマージョンレンズと間隙を有する形状とされた
ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項１２】
集光レンズにより光記録媒体の記録位置に光を集光して記録及び／又は再生を行う光学ピックアップ装置を有し、上記集光レンズ及び上記光学ピックアップ装置を上記光記録媒体のフォーカシング方向及び／又はトラッキング方向に制御駆動する制御駆動手段が少なくとも設けられて成る光記録再生装置において、
上記ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体は、上記ソリッドイマージョンレンズの対物面に向かって突出する内側縁部が、対物側において上記ソリッドイマージョンレンズと間隙を有する形状とされた
ことを特徴とする光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にソリッドイマージョンレンズ（Solid Immersion Lens：固浸レンズ）用のレンズ保持体に用いて好適なレンズ保持体とこれを用いた集光レンズ、光学ピックアップ装置及び光（もしくは光磁気）記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトディスク（ＣＤ）、ミニディスク（ＭＤ）、デジタルヴァーサタイルディスク（ＤＶＤ）に代表される光記録媒体（光磁気記録媒体を含む）は、音楽情報、映像情報、データ、プログラム等の格納媒体として広く利用されている。しかしながら、更なる音楽情報、映像情報、データ、プログラム等の高音質化、高画質化、長時間化、大容量化のために、さらに大容量の光記録媒体及びこれを記録再生する光記録再生装置（光磁気記録再生装置を含む）が望まれている。
そこで、これらに対応するため、光記録再生装置では、その光源の例えば半導体レーザの短波長化や、集光レンズの開口数の増大化が図られ、集光レンズを介して収束する光スポットの小径化が図られている。
【０００３】
例えば、半導体レーザに関しては、発振波長が従来の赤色レーザの６３５ｎｍから４００ｎｍ帯に短波長化されたＧａＮ半導体レーザが実用化され、これにより光スポットの小径化が図られつつある。また、例えばそれ以上の短波長化については、２６６ｎｍの単一波長の光を連続発振するソニー（株）製の遠紫外固体レーザＵＷ−１０２０Ａ（商品名）などが発売されており、更なる光スポットの小径化も図られつつある。また、これ以外にもＮｄ：ＹＡＧレーザの２倍波レーザ（２６６ｎｍ帯）、ダイヤモンドレーザ（２３５ｎｍ帯）、ＧａＮレーザの２倍波レーザ（２０２ｎｍ帯）などの研究、開発が進められている。
【０００４】
また、ソリッドイマ―ジョンレンズ（ＳＩＬ）に代表される開口数の大なる光学レンズを使って、例えば開口数１以上の集光レンズを実現するとともに、この集光レンズの対物面を光記録媒体と、その光源波長の１０分の１程度まで近接させることにより記録再生を行ういわゆるニアフィールド光記録再生方式が検討されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
このニアフィールド光記録再生方式では、光記録媒体と集光レンズとの距離を精度良く光学的なコンタクト状態に維持することが重要である。また、光源から出射されて集光レンズに入射する光束径が小になるとともに、光記録媒体と集光レンズとの距離も数十ｎｍ以下程度と非常に小さくなるため、光記録媒体と集光レンズとの傾きマージン、いわゆるチルトマージンが非常に小さくなり、集光レンズは形状的に大きく制約されることになる。
【０００６】
図１７に、ソリッドイマージョンレンズの一例の概略構成図を示す。ソリッドイマージョンレンズ１１と光学レンズ１２とを、光記録媒体１０などの対物側から順に配置して、ニアフィールド集光レンズを構成することができる。図１７に示すように、ソリッドイマージョンレンズ１１は、半球状又は超半球状（図示の例においては超半球状）に形成され、光軸に沿う厚さがｒ（１＋１／ｎ）として構成される。なお、図示しないが、半球状とする場合は、光軸に沿う厚さはｒとして構成される。
【０００７】
このような構成の集光レンズを例えば光記録再生装置に適用する場合は、２軸アクチュエータを有する光学ピックアップ装置に装着され、光記録媒体と集光レンズとの距離を光学的なコンタクト状態に維持する。光磁気記録に用いられる場合は、光学ピックアップ装
置に、磁気記録再生に使用される磁気ヘッド装置が組み込まれ、同様に光記録媒体と集光レンズとの距離を光学的なコンタクト状態に維持する構成とされる。
【特許文献１】特開平５−１８９７９６号公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述のニアフィールド光記録再生方式では、光記録媒体に対するフォーカシング方向及び／又はトラッキング方向に制御駆動される集光レンズの安定制御を図るとともに、光記録媒体の安定した記録再生が行えるように、光記録媒体とその集光レンズの対物面の傾きマージンをある程度保持する必要がある。
【０００９】
そこで、本出願人は、先の出願（特願２００４−７３１６１号出願に基づいて優先権主張した特願２００５−３４８８４号出願、特願２００４−７３１６２号出願に基づいて優先権主張した特願２００５−１８６６２号出願）において、ソリッドイマージョンレンズの対物側に凸状部、例えば、円錐形状、角錐形状等の凸状部を設け、かつその先端部分を平面状に加工して対物面とすることにより、対物面と光記録媒体との距離を数十ｎｍにした場合でも、傾きマージンが、±０．１度程度確保できるよう加工されたソリッドイマージョンレンズを提案した。これにより、記録再生特性の安定化を図ることが可能な光学ピックアップ装置、光記録再生装置を提供することができる。
【００１０】
しかしながら、このように対物側に凸状部を有するソリッドイマージョンレンズでは、それを保持するレンズ保持体の対物側表面において、光記録媒体との傾きマージンが小さいという問題がある。
【００１１】
特に、凸状部を設けるソリッドイマージョンレンズの先端部において、半導体加工方法等の加工手段を使って、そのレンズ対物面の一部に微小な凸状部を加工することにより、レンズ対物面と光記録媒体との距離を数十ｎｍにした場合でも、傾きマージンが±０．２度程度以上確保できるようなソリッドイマージョンレンズ形状も実現できるが、この場合においても、レンズ保持体の半径が数ｍｍ程度と大きいことから、結局、レンズ保持体の外端部と光記録媒体との傾きマージンで制限されてしまうという問題がある。
【００１２】
上記課題に鑑みて、本発明は、ニアフィールド光記録再生用ソリッドイマージョンレンズに適用して好適なレンズ保持体において、傾きマージンを確保し、これを用いた集光レンズ、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明によるレンズ保持体は、ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体であって、対物側表面の少なくとも一部に、段差部及び／又は斜面が形成されて成る構成とする。
また、他の本発明によるレンズ保持体は、ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体であって、上記レンズ保持体の上記ソリッドイマージョンレンズの集光部に向かって肉薄となる内側縁部が、対物側において上記ソリッドイマージョンレンズと間隙を有する形状として構成する。
更に本発明は、上述のレンズ保持体において、上記レンズ保持体の上記ソリッドイマージョンレンズと接する内側面において、少なくとも上記ソリッドイマージョンレンズの周縁部と略対向する位置に凹部が設けられて成る構成とする。
【００１４】
また、本発明による集光レンズ、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置は上述の各本発明構成によるレンズ保持体によりソリッドイマージョンレンズを保持する構成とする。
すなわち、本発明による集光レンズは、ソリッドイマージョンレンズと、該ソリッドイマージョンレンズと光軸を合致させ、対物側とは反対側に配置された光学レンズとより構成された集光レンズにおいて、上記ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体として、上述の各本発明構成のレンズ保持体を用いる構成とする。
【００１５】
更に、本発明による光学ピックアップ装置は、少なくとも、光源と、光軸を合致させて対物側から順に配置されたソリッドイマージョンレンズと光学レンズとで構成され、上記光源からの出射光を収束させて光スポットを形成する集光レンズとを有する光学ピックアップ装置において、上記ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体として、上述の各本発明構成のレンズ保持体を用いる構成とする。
【００１６】
また、本発明による光記録再生装置は、集光レンズにより光記録媒体の記録位置に光を集光して記録及び／又は再生を行う光学ピックアップ装置を有し、上記集光レンズ及び上記光学ピックアップ装置を上記光記録媒体のフォーカシング方向及び／又はトラッキング方向に制御駆動する制御駆動手段が少なくとも設けられて成る光記録再生装置において、上記ソリッドイマージョンレンズを保持するレンズ保持体として、上述の各本発明構成のレンズ保持体を用いる構成とする。
【００１７】
上述した本発明のレンズ保持体によれば、レンズ保持体の対物側表面に段差部を形成する場合は、これにより光記録媒体と近接して対向する面積が小となるため、光記録媒体との傾きマージンを従来と比べて大とすることができる。また、斜面を形成する場合においても同様に、レンズを含むレンズ保持体全体の光記録媒体との対向面が傾斜することから、光記録媒体との傾きマージンを従来と比べて大とすることができる。
【００１８】
また、他の本発明によれば、レンズ保持体のソリッドイマージョンレンズの集光部に向かって肉薄となる内側縁部を、対物側においてソリッドイマージョンレンズと間隙を有する形状とすることによって、レンズ保持体にソリッドイマージョンレンズを接着する際に、この間隙を接着剤溜りとすることができ、光記録媒体との対向面において、接着剤溜りによる凸部が発生することを回避できる。これにより、この接着剤溜りによる光記録媒体との衝突を回避し、また光記録媒体との傾きマージンを確保することができる。
【００１９】
更に本発明によるレンズ保持体において、レンズ保持体のソリッドイマージョンレンズと接する内側面の、少なくともソリッドイマージョンレンズの周縁部と略対向する位置に凹部を設けることによって、同様に、この凹部を接着剤溜りとすることができ、ソリッドイマージョンレンズの周縁部から球状部の周面に沿って接着剤がはみ出すことがなく、ソリッドイマージョンレンズへの入射光への影響を回避することができる。
【００２０】
したがって、このようなレンズ保持体を用いることによって、本発明の集光レンズ、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置においては、ソリッドイマージョンレンズの開口数を大とするために対物側形状を凸状に加工する場合においても、光記録媒体との傾きマージンを確保できることとなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のレンズ保持体によれば、対物側表面の少なくとも一部に、段差部及び／又は斜面を形成することによって、光記録媒体との傾きマージンを大とすることができる。
また、本発明のレンズ保持体によれば、そのソリッドイマージョンレンズの集光部に向かって肉薄となる内側縁部を、対物側においてソリッドイマージョンレンズと間隙を有する形状とすることによって、光記録媒体との傾きマージンを大とすることができる。
更に、本発明の集光レンズ、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置によれば、上述の本発明によるレンズ保持体を用いることによって、集光レンズの光記録媒体との傾きマージンを従来と比べて大とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
本発明は、ソリッドイマージョンレンズに用いて好適なレンズ保持体と、ソリッドイマージョンレンズと光軸を合致させ、対物側とは反対側に配置された光学レンズとで構成された集光レンズ、更にこの集光レンズを有し、いわゆるニアフィールド光記録再生方式を採用する光学ピックアップ装置と、この光学ピックアップ装置を有する光記録再生装置に適用することができる。
【００２３】
まず、本発明によるレンズ保持体の説明に先立って、これら集光レンズ、光学ピックアップ装置、光記録再生装置に適用した実施の形態の例について図１〜図３を参照して説明する。なお、図１〜図３において、ソリッドイマージョンレンズの形状は、その配置構成を容易に説明するために、本発明構成による一例を簡略化して示すものであるが、後述する図４以後の例を含む本発明構成の形状を採り得るものである。
【００２４】
図１は、本発明による集光レンズの一例を示す概略構成図である。レンズの対象物の例えば光記録媒体１０に対向して、本発明構成によるソリッドイマージョンレンズ１１、光学レンズ１２をこの順に光軸を合致させて配置して構成する。ソリッドイマージョンレンズ１１は、曲率半径ｒの半球状又は超半球状とされ、その光軸に沿う厚さは、半球状とする場合はｒ、図示の例のように超半球状とする場合は、屈折率をｎとすると、ｒ（１＋１／ｎ）とされる。このような構成とすることによって、光学レンズ１２の開口数ＮＡを超える高開口数の集光レンズ１３を提供することができる。
なお、実際にはソリッドイマージョンレンズ１１と光記録媒体１０とは互いに接触してはいないが、これらソリッドイマージョンレンズ１１及び光記録媒体１０の間隔はソリッドイマージョンレンズ１１の厚さと比較して十分に小さいため図１〜図３においてはその間隔を省略して示す。
【００２５】
図２は、図１に示すソリッドイマージョンレンズ及び集光レンズを用いた光学ピックアップ装置の光学系の構成の一形態を示す概略構成図である。図示しない光源及びフォトディテクタと、ソリッドイマージョンレンズ１１及び光学レンズ１２より成る集光レンズ１３との間に、例えば第１及び第２のビームスプリッタ１４及び１５が配置される。光記録媒体１０は、例えばディスク状であれば、図示を省略するスピンドルモータに装着され、所定の回転数で回転される。
【００２６】
また、図１及び図２に示す光学ピックアップ装置には、集光レンズ１３をトラッキング方向及びフォーカシング方向に制御駆動する手段が設けられる。
この手段としては、例えば一般的な光学ピックアップに用いられる２軸アクチュエータや、磁気ヘッド装置等に用いられるスライダ等が挙げられる。
これら集光レンズ１３の制御駆動手段の形態を次に示す。
【００２７】
図３は、本発明の光記録再生装置の一部を構成する光学ピックアップ装置の一例であって、制御駆動手段として２軸アクチュエータを用いた光学ピックアップ装置の一例の概略構成図を示す。図３に示すように、集光レンズ１３は、そのソリッドイマージョンレンズ１１及び光学レンズ１２の光軸を合致させて保持体２０により固定され、この保持体２０がフォーカシング方向及び／又はトラッキング方向に制御駆動される２軸アクチュエータ１６に固着されている。
図３に示すように、２軸アクチュエータ１６は、集光レンズ１３をトラッキング方向に制御駆動させるトラッキング用コイル１７と、フォーカシング方向に制御駆動させるフォーカシング用コイル１７とより構成される。
【００２８】
そしてこの２軸アクチュエータ１６により、光記録媒体１０とソリッドイマージョンレンズ１１との距離を、例えば戻り光量をモニタし、その距離情報をフィードバックすることにより制御可能とし、ソリッドイマージョンレンズ１１と光記録媒体１０との距離をほぼ一定に保つようになされ、かつこのソリッドイマージョンレンズ１１と光記録媒体１０との衝突を避けるように制御される。
また、この２軸アクチュエータ１６において、トラッキング方向に戻り光量をモニタし、その位置情報をフィードバックすることにより、集光スポットを所望の記録トラックに移動させることが可能である。
【００２９】
以下、光学ピックアップ装置の概略構成について、再び図２を参照して説明する。光源、例えば半導体レーザから出射された往路光はコリメータレンズ（図示せず）により平行光に変換され（Ｌ１）、第１のビームスプリッタ１４を透過し（Ｌ）、集光レンズ１３を介して光記録媒体１０の情報記録面に集光される。情報記録面で反射された復路光は集光レンズ１３を透過し、第１のビームスプリッタ１４で反射され（Ｌ２）、第２のビームスプリッタ１５に入射する。そしてこの第２のビームスプリッタ１５により分離された復路光(Ｌ３及びＬ４)は、フォーカシング用光検出器及び信号用光検出器（図示せず）に集光され、フォーカスシングエラー信号および再生ピット信号等が検出される。
【００３０】
また、第２のビームスプリッタで反射された復路光は、例えばトラッキング用光検出器に集光され、トラッキングエラー信号が検出される。なお、必要に応じてこの光学ピックアップ装置には、光記録媒体３０の面振れに対して、集光レンズ１３を固着する２軸アクチュエータが追従し残したフォーカスエラー成分及び集光レンズの組み立て工程時に発生した誤差成分を、２枚のレンズの間隔を変えることで補正することができるリレーレンズを、第１のビームスプリッタ１４と光学レンズ１２との間に挿入し構成してもよい。
【００３１】
また、図示しないが集光レンズをスライダに搭載する場合は、スライダが追従した残りのフォーカスエラー成分および集光レンズの組み立て工程時に発生した誤差成分を補正する手段として、集光レンズをスライダに固定し、光学レンズを例えば圧電素子等により光軸方向に可動するように構成してもよい。
また、スピンドルモータが複数の光記録媒体を装着する手段を有する光記録再生装置の場合は、光軸をほぼ９０度曲げるミラーをスライダに設ける構成が好適である。このような構成の光記録再生装置は、光記録媒体間の間隔を小とすることができるので、結果的に装置の小型化、薄型化を図ることができる。
【００３２】
なお、上記した光学ピックアップ装置は、再生のみを行う再生専用、記録のみを行う記録専用、記録と再生の両方を行うことができる記録再生用を含むものである。また、上述した各光学ピックアップ装置は、光磁気記録方式と、ニアフィールド光再生方式を組み合わせることにより、その光ピックアップ装置の一部に磁気コイル等を組み込んだものを含む構成とすることもできる。熱磁気記録再生方式を採用する場合おいても同様である。また、光記録再生装置は、再生のみを行う再生専用装置、記録のみを行う記録専用装置、記録と再生の両方を行うことができる記録再生用装置を含むものである。
【００３３】
次に、本発明のレンズ保持体に用いるソリッドイマージョンレンズに適用して好適なレンズ形状の例について説明する。
本発明に適用可能なソリッドイマージョンレンズの一例を、図４Ａ及びＢの概略側面図及び概略平面図を示す。この例は、球状部１を超半球状とした場合で、その曲率半径がｒ、屈折率がｎ、光軸ｃに沿う方向の厚さがｒ（１＋１／ｎ）とされたソリッドイマージョンレンズ１１であって、対物側に、対物面３に向かって突出する凸状部２を設けるものである。
図４において、破線Ｒは、ソリッドイマージョンレンズ１１の光軸と直交する断面において、半径がｒとなる断面を示す。
【００３４】
そしてこのソリッドイマージョンレンズ１１において、凸状部２の形状としては、円錐形状や角錐形状としてもよい。
また、その他例えば図５Ａ及びＢに示すように、球状部１を曲率半径ｒの半球状として、その光軸に沿う厚さをｒとし、凸状部２を同様に略円錐形状、又は角錐形状としてもよい。この場合、先端部の対物面３を、例えば半径が略ｒ／２の破線ｆで示す球に略外接する形状としてもよい。この場合は、レーザ等の入射光の光軸が、レンズ１１の光軸から僅かに傾いた場合においても、入射光がソリッドイマージョンレンズ１１内を通過する距離が変化することがなく、良好に対物面に集光させることができるという利点を有する。
図５Ａ及びＢにおいて、図４Ａ及びＢと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３５】
また、図６Ａ及びＢに示すように、球状部１を超半球状とし、凸状部２を略円錐形状、又は角錐形状として、先端部の対物面３を、例えば半径が略ｒ／ｎの一点鎖線ｇで示す球に略外接する形状としてもよい。この場合においても、図５に示す例と同様に、レーザ等の入射光の光軸が、レンズ１１の光軸から僅かに傾いた場合においても、入射光がソリッドイマージョンレンズ１１内を通過する距離が変化することがなく、良好に対物面に集光させることができるという利点を有する。
図６Ａ及びＢにおいて、図４Ａ及びＢ、図５Ａ及びＢと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
更に、図７Ａ及びＢに示すように、凸状部２を、例えば球面を含む各種の曲面状とすることもできる。
図７Ａ及びＢにおいて、図４Ａ及びＢと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３６】
なお、凸状部２の傾斜角度は、レーザの入射光を妨げないように入射角度より大に設定されており、例えば、屈折率が２から３程度のレンズ材料を用いた場合、その角度は対物面３から略１０〜３０度程度である。
また、光磁気記録媒体に対するニアフィールド光記録再生方式においては、記録時及び／又は再生時に磁界が必要になることから、ソリッドイマージョンレンズの対物面３の一部又はその周囲に磁気コイル等を取り付けて構成してもよい。
【００３７】
このようなソリッドイマージョンレンズの材料としては、上述したように、使用する光記録再生装置、光学ピックアップ装置の装備するレーザ光源の波長に対して、屈折率が大きく、透過率が大きく、光吸収が小さいものが材料として好適である。たとえば、高屈折率ガラスである（株）オハラ社製のＳ−ＬＡＨ７９（商品名）や、高屈折率セラミックス、高屈折率単結晶材料であるＢｉ４Ｇｅ３Ｏ１２、ＳｒＴｉＯ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＳｉＣ、ＫＴａＯ３、ダイヤモンドなどが好適である。
また、これらレンズ材料は、アモルファス構造、もしくは単結晶の場合には立方晶構造であることが、望ましい。レンズ材料がアモルファス構造、もしくは立方晶構造である場合、結晶方位によりエッチング速度やエッチング特性が変化しないため、公知である半導体などの加工に使用されるエッチング方法や装置が利用可能である。
【００３８】
更に、ソリッドイマージョンレンズの円錐形状などの凸状部先端に設ける集光部、すなわち対物面の平坦部の加工については、公知である半導体加工に利用されているエッチング方法や装置が利用可能であり、特に、微細な先端部の加工については、たとえば、（株）日立製作所製の集束イオンビーム加工観察装置ＦＢ−２１００（商品名）などのフォーカスイオンビーム加工方法、及び加工装置を利用するのが好適である。
【００３９】
図８及び９に、比較例としてレンズ保持体の光記録媒体と対向する対物側の面を平面状とした場合のレンズ保持体の概略構成を示し、光記録媒体との傾きマージンについて説明する。図８においては、ソリッドイマージョンレンズ１１の光記録媒体１０と対向する対物側に例えば円錐形状なる凸状部を設け、レンズ保持体は、この凸状部の先端の集光部である対物面３を取り囲む例えばドーナツ状の円孔型の内側縁部２５を有し、ソリッドイマージョンレンズ１１の光軸に沿う断面形状は、ソリッドイマージョンレンズ１１の集光部すなわち対物面３に向かって肉薄となり、その内側縁部２５を鋭角状の頂角とする三角形状、または湾曲形状とされる。そして、レンズ保持体２０の内側のソリッドイマージョンレンズ１１との接触面において、例えば光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などの接着剤を用いて接着される。
なお、この保持体は、例えば前述の図３において説明したように、ソリッドイマージョンレンズ１１の光記録媒体との対向側とは反対側に配置する光学レンズを、図示しない外側延在部において、ソリッドイマージョンレンズ１１と略光軸を合致させて保持する形状としてもよい。図８において、破線ａはレンズ保持体２０の光記録媒体１０と対向する表面に沿う断面を示す。
【００４０】
図８においては、光記録媒体１０の表面が、ソリッドイマージョンレンズ１１の光軸から傾いた状態を示しているが、このときの傾きマージンについて、図９を参照して説明する。
図９に示すように、ソリッドイマージョンレンズ１１の凸状部の傾斜角度をθ１、また対物面３の半径をｄとする。レンズ保持体２０と光記録媒体１０との許容傾斜角度、すなわち傾きマージンθは、レンズ保持体２０の光記録媒体１０と対向する表面と、ソリッドイマージョンレンズ１１の対物面３に沿う破線ｂで示す平面との間隔をｈとし、光軸ｃからレンズ保持体２０の外端縁までの距離をＲとすると、下記の式（１）で表される。
ｔａｎθ＝ｈ／（Ｒ−ｄ）・・・・（１）
【００４１】
ここで、対物面３とレンズ保持体２０の表面との間隔ｈ、すなわちレンズ保持体２０の対物面３との高低差は、ソリッドイマージョンレンズ１１の凸状部の傾斜角度θ１によって、最適に設計されるが、上述したレンズ保持体２０とソリッドイマージョンレンズ１１との間の接着剤の接着状態にも影響される。例えば、凸状部の傾斜角度θ１は６０〜８０度程度とされ、レンズ保持体２０の対物面３との高低差ｈは、数十μｍから数百μｍとされる。
また、ソリッドイマージョンレンズ１１の対物面３の半径ｄは、数μｍ〜数十μｍ程度である。
なお、対物面３の形状、大きさ（半径ｄ）は、この部分において光記録媒体１０との傾きマージンが最大となるように例えば微小凸形状や曲面形状に加工されていてもよい。
【００４２】
次に、本発明によるレンズ保持体の具体的な実施例及び比較例を参照して、本発明によるレンズ保持体の傾きマージンの優位性について説明する。
以下の例においては、ソリッドイマージョンレンズの材料として例えば（株）オハラ社製Ｓ−ＬＡＨ７９（商品名）の高屈折率ガラス材料を利用することができ、ソリッドイマージョンレンズの半径ｒを０．４５ｍｍとすると、球状部を超半球状とすると、その厚さｒ（１＋１／ｎ）は０．６６７ｍｍとなる。
図１０Ａ及びＢと、図１１Ａ及びＢに、比較例１及び２として、レンズ保持体の対物側表面を平坦面とした各例におけるソリッドイマージョンレンズ及びレンズ保持体の対物側表面の拡大写真図及び表面高低差を測定した結果をそれぞれ示す。
図１０Ａ及びＢにおいては、比較例１として、ソリッドイマージョンレンズ１１の対物側の凸状部を傾斜角度７０度の円錐形状とした例で、開口数ＮＡを１．８４とした場合を示す。また、レンズ保持体２０の外縁端の光軸からの距離Ｒは１９５０μｍ、対物面３の半径ｄは２０μｍである。図１０Ａ中位置Ａ−Ｂ間の表面高さを測定した結果を図１０Ｂに示す。
図１０Ｂから、ソリッドイマージョンレンズの対物面３とレンズ保持体２０の対物側表面との高低差は、略９０μｍであった。
【００４３】
したがって、この場合、光記録媒体１０とレンズ保持体２０との傾きマージンθは、
ｔａｎ−１（ｈ／Ｒ−ｄ）＝ｔａｎ−１（９０／（１９５０−２０））
＝２．６７
となり、３度未満程度の傾きマージンとなることがわかる。
【００４４】
更に、比較例２として、ソリッドイマージョンレンズ１１の対物側の凸状部を傾斜角度８０度の円錐形状とし、開口数ＮＡを更に高く１．９９とした場合について、対物側表面の拡大写真図を図１１Ａに、また図１１Ａ中位置Ａ−Ｂ巻の表面高さを測定した結果を図１１Ｂに示す。この測定結果から、レンズ保持体２０の対物面３との高低差ｈは２０μｍであった。
したがって、この比較例２においては、光記録媒体１０とレンズ保持体２０との傾きマージンθは、
ｔａｎ−１（ｈ／Ｒ−ｄ）＝ｔａｎ−１（２０／（１９５０−２０））
＝０．５９
となり、０．６度未満の傾きマージンしか得られないことがわかる。
【００４５】
そこで、本発明においては、図１２にその一例の概略構成を示すように、レンズ保持体２０の対物側表面の少なくとも一部に、段差部及び／又は斜面、図示の例においては、段差部２１を設ける構成とする。
例えば、実施例１として、この段差部２１をレンズ保持体２０の対物側表面の一部に一段設ける場合の傾きマージンについて説明する。この例においては、ソリッドイマージョンレンズ１１の対物面３の凸状部を傾斜角度７０度として作製した。また、対物面３の半径ｄは２０μｍとし、図１２に示すように、このソリッドイマージョンレンズ１１のレンズ保持体２０の対物面３の段差部２１の縁部までの距離Ｒ´を１ｍｍとした。このとき、レンズ１１の対物面３とレンズ保持体２０の対物側表面の高低差ｈは９０μｍであり、光記録媒体１０に対するレンズ保持体２０の傾きマージンθは、５．２５度であった。
したがって、このように段差部２１を設けることによって、比較例１と比べて傾きマージンを２．６度近く大とすることができることがわかる。
【００４６】
次に、実施例２として、ソリッドイマージョンレンズ１１の凸状部を傾斜角度８０度とし、その他の形状は上述の実施例１と同様として作製した。このとき、ソリッドイマージョンレンズ１１の対物面３とレンズ保持体２０の対物側表面との高低差ｈは２０μｍであり、光記録媒体１０に対するレンズ保持体２０の傾きマージンは１．１７度であった。
したがって、比較例２と比べて傾きマージンが０．５８度大となることがわかる。
【００４７】
更に、図１３にその一例の概略構成を示すように、２以上の段差部、図示の例においては段差部２１及び２２を設ける構成としてもよい。この場合においても、光軸ｃから対物面３側の段差部２１の縁部までの距離Ｒ´及び高低差ｈ、更に段差部２１と段差部２２との高低差や段差部２２の縁部の光軸からの距離等を適切に選定することによって、同様に光記録媒体１０との傾きマージンを大とすることができる。また、段差部を２以上設けることによって、より傾きマージンを大とすることができる。図１３において、図１２と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４８】
また、図１４に示すように、レンズ保持体２０の対物側表面に、外側縁部に向かって光記録媒体１０から離間するように斜面２０Ｓを設ける構成としてもよい。この場合においても同様に、光記録媒体１０とレンズ保持体２０との傾きマージンを大とすることができる。すなわち、図１４から明らかなように、この場合は、斜面２０Ｓを設けることによって対物面３とレンズ保持体２０の外端縁との高低差ｈ（図１４において破線ａ´及びｂの間隔）を容易に大とすることができ、これにより傾きマージンを大とすることができることがわかる。図１４において、図１２と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
また、このような斜面を２以上設けることによって、より傾きマージンを大とすることができる。
【００４９】
実施例３として、ソリッドイマージョンレンズ１１の凸状部を傾斜角度７０度の傾斜角度として、その他のソリッドイマージョンレンズの形状を実施例１と同様の構成として作製し、図１４に示すようにレンズ保持体２０の光記録媒体１０との対物側表面を斜面２０Ｓとして傾きマージンを測定した。レンズ保持体２０の縁部とソリッドイマージョンレンズ１０の対物面３との高低差は３４０μｍであり、光記録媒体１０とレンズ保持体２０との傾きマージンθは、１０．０度であった。
このように、レンズ保持体２０の光記録媒体１０との対物側表面に斜面２０Ｓを設けることによって、比較例１に比べて７．３３度も傾きマージンを大とすることができた。
【００５０】
また、実施例４として、ソリッドイマージョンレンズ１１の凸状部を傾斜角度８０度の円錐形状とし、その他のソリッドイマージョンレンズの形状を上述の実施例３と同様として作製した。このとき、レンズ保持体２０の縁部とソリッドイマージョンレンズ１１の対物面３との高低差は１７０μｍであり、光記録媒体１０とレンズ保持体２０との傾きマージンθは、５．０度であった。
したがって、このようにレンズ保持体２０の対物側表面に斜面２０Ｓを設けることによって、比較例２と比べて４．４１度も傾きマージンを大とすることができることがわかる。
【００５１】
以上説明した各例においては、レンズ保持体２０の対物側表面に段差部又は斜面を設けた場合を説明したが、その他、段差部を設けかつ対物側表面を斜面とする場合は、更に傾きマージンを大とすることができることは明らかである。
そして、いずれの形状を採用する場合においても、光記録媒体１０の傾きに対して最も傾きマージンが大となるように、段差部の平面部又は斜面の長さ、段差部間の高低差、段差部又は斜面の縁部の光軸からの距離や、対物面との高低差等を選定することが望ましい。
【００５２】
ところで、前述の図１２〜図１４においては、レンズ保持体２０とソリッドイマージョンレンズ１１との間の接着剤について省略して示したが、実施には紫外線硬化樹脂等の接着剤が介在されるため、ソリッドイマージョンレンズ１１を小径化するほど、また開口数ＮＡを上げるほど、この接着剤の対物側表面へのはみ出しが問題となる。
そのため、本発明においては、図１５に示すように、レンズ保持体２０のソリッドイマージョンレンズ１１を保持する内側縁部２５を、その対物側において、レンズ１１と間隙を有する形状とするものである。このように、いわばレンズ保持体２０の内周縁を例えば光軸ｃに略沿う垂直面として、ソリッドイマージョンレンズ１１の凸状部の傾斜面、曲面などとある程度の間隙が生じていると、例えば図１６に概略構成を示すように、接着剤６がこの部分において対物側にはみ出るいわゆる接着剤溜り６Ｂの発生を回避することができ、傾きマージンへの影響を回避することができる。
【００５３】
更に、図１５に示すように、レンズ保持体２０のソリッドイマージョンレンズ１１と接する内側面において、少なくともソリッドイマージョンレンズ１１の周縁部４と略対向する位置に凹部２６を設けることによって、接着剤６のこの部分におけるソリッドイマージョンレンズ１１の周縁部へのはみ出しを抑制し、ソリッドイマージョンレンズ１１の周縁部４近傍における入射光の影響、すなわち図１６に示すような周縁部４における接着剤溜り６Ａの発生による入射光の干渉等を回避することができる。
図１６において、図１５と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００５４】
以上述べたように、本発明のレンズ保持体を用いれば、光記録媒体との傾きマージンを大とするために、ソリッドイマージョンレンズの対物側の凸状部の傾斜角度を大としても、傾きマージンを十分確保することが可能となる。したがって、従来に比して安定走行の可能な開口数の大なる集光レンズを得ることができ、これを用いた光学ピックアップ装置及び光記録再生装置において、集光レンズの傾きマージンの増大化により安定走行を図り、記録再生の安定性を高めることが可能となる。
【００５５】
更に、本発明によるレンズ保持体の形状の特長は、ソリッドイマージョンレンズの高屈折率化、小型化にも対応可能であり、ソリッドイマージョンレンズの更なる小型軽量化を可能として、これを用いた光学ピックアップ装置及び光記録再生装置において、フォーカスサーボやトラッキングサーボやシーク時間等のサーボ特性の向上を図ることができ、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の小型化、薄型化、高性能化を図ることが可能となる。
したがって、本発明によれば、開口数の大なるソリッドイマージョンレンズを用いてフォーカシングサーボ特性、トラッキングサーボ特性、シーク特性に優れた光ピックアップ装置及び光記録再生装置を実現できることによって、ニアフィールド記録再生方式を採用して光記録媒体の高密度化、大容量化に対応することが可能となる。
【００５６】
なお、本発明は、上述の各例において説明した材料、構成に限定されるものではなく、例えばレンズ保持体の段差や斜面を僅かに湾曲する曲面を含む構成としてもよく、また、接着剤溜りとして設ける間隙、凹部において曲面や各種凹凸形状を採用するなど、本発明構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であり、また本発明によるレンズ保持体を用いるソリッドイマージョンレンズ、集光レンズ、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置においても、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による集光レンズの一例の概略構成図である。
【図２】本発明による光学ピックアップ装置の一例の要部の概略構成図である。
【図３】本発明による光学ピックアップ装置の一例の要部の概略構成図である。
【図４】Ａはソリッドイマージョンレンズの一例の概略側面構成図である。Ｂはソリッドイマージョンレンズの一例の概略平面構成図である。
【図５】Ａはソリッドイマージョンレンズの一例の概略側面構成図である。Ｂはソリッドイマージョンレンズの一例の概略平面構成図である。
【図６】Ａはソリッドイマージョンレンズの一例の概略側面構成図である。Ｂはソリッドイマージョンレンズの一例の概略平面構成図である。
【図７】Ａはソリッドイマージョンレンズの一例の概略側面構成図である。Ｂはソリッドイマージョンレンズの一例の概略平面構成図である。
【図８】比較例によるレンズ保持体の一例の概略構成図である。
【図９】比較例によるレンズ保持体の一例の概略構成図である。
【図１０】Ａはレンズ保持体の一例の対物側表面の高低差を示す拡大写真観察図である。Ｂは高低差の測定結果を示す図である。
【図１１】Ａはレンズ保持体の一例の対物側表面の高低差を示す拡大写真観察図である。Ｂは高低差の測定結果を示す図である。
【図１２】本発明によるレンズ保持体の一例の要部の概略構成図である。
【図１３】本発明によるレンズ保持体の一例の要部の概略構成図である。
【図１４】本発明によるレンズ保持体の一例の要部の概略構成図である。
【図１５】本発明によるレンズ保持体の一例の要部の概略構成図である。
【図１６】比較例によるレンズ保持体の一例の要部の概略構成図である。
【図１７】従来のソリッドイマージョンレンズの一例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５８】
１．球状部、２．凸状部、３．対物面、４．周縁部、６．接着剤、６Ａ．接着剤溜り、６Ｂ．接着剤溜り、１０．光記録媒体、１１．ソリッドイマージョンレンズ、１２．光学レンズ、１３．集光レンズ、１４．第１のビームスプリッタ、１５．第２のビームスプリッタ、１６．２軸アクチュエータ、１７．トラッキング用コイル、１８．フォーカシング用コイル、２０．レンズ保持体、２０Ｓ．斜面、２１．段差部、２２.段差部、２５．内側縁部、２６．間隙、２７．凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１０】
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【図１１】
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