(57)【要約】【課題】小型のレンズにおいて、使用波長範囲での波面収差を小さく抑えられ、かつ、光の波長変動による焦点位置ズレを小さくできる対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】対物レンズ１は、２面共がそれぞれ非球面の基準レンズ１ａと密着レンズ１ｂとを密着してなるレンズ外径が３．０ｍｍφ以下の複合レンズで構成される。対物レンズ１の光情報記録媒体側の開口数が０．８０〜０．８７で、波長３８５〜４２０ｎｍの光に対する基準レンズ１ａ及び密着レンズ１ｂの材質の屈折率が１．７５〜２．２０であり、基準レンズ１ａの中心厚をｔ１、密着レンズ１ｂの中心厚をｔ２としたとき、ｔ１／ｔ２＜１２が成立する。【選択図】  図１
2006134526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光学系に用いる対物レンズであって、
凸レンズ状の第１のレンズと、該第１のレンズのレンズ面に密着又はほぼ密着して接合又は接着された凹レンズ状の第２のレンズとを有し、これらのレンズの２面共がそれぞれ非球面に構成され、レンズ外径が３．０ｍｍφ以下の複合レンズであり、
前記光情報記録媒体側の開口数が０．８０〜０．８７で、波長３８５〜４２０ｎｍの光に対する前記第１のレンズの材質の屈折率が１．７５〜２．２０、前記第２のレンズの材質の屈折率が１．２０〜２．２０であり、
前記第１のレンズの中心厚をｔ１、前記第２のレンズの中心厚をｔ２としたとき、ｔ１とｔ２との間に、
ｔ１／ｔ２＜１２
が成立する対物レンズ。
【請求項２】
前記第２のレンズの中心厚ｔ２が、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
前記第２のレンズの材質の波長３８５〜４２０ｎｍの光に対する屈折率が１．７５〜２．２０である請求項１又は２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
当該対物レンズと前記光情報記録媒体との間の作動距離をＬ、前記対物レンズへの光源からの入射光束径をＥとしたとき、ＬとＥとの間に、
Ｌ／Ｅ＞１／１０
が成立する請求項１〜３のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項５】
前記第１のレンズと前記第２のレンズのそれぞれの接合面は、同形の非球面である請求項１〜４のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項６】
波長３８５〜４２０ｎｍのレーザ光を出射する光源と、
前記光源からの光を光情報記録媒体の情報記録面に集光する請求項１〜５のいずれかに記載の対物レンズと、
前記光情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子と、
前記光源からの出射光を前記対物レンズに導くとともに、前記光情報記録媒体から前記対物レンズを通じて入射した反射光を前記受光素子に導く光学媒体とを有し、
前記光情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光によって光情報記録媒体への情報の記録、再生を行う光ピックアップ装置に用いられる対物レンズ、及び光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク状の光情報記録媒体としては、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）などが広く用いられ、最近では、短波長の青色レーザを用いる高記録密度の光ディスク（以下、青色レーザ光ディスクという）が実用化されつつある。
【０００３】
青色レーザ光ディスク又はＤＶＤの記録又は再生を行うのに適する光ピックアップ装置の例として、例えば特開２０００−９０４７７号公報（特許文献１）には、合成樹脂又はガラス材料からなる集光レンズを有する基準レンズと、この基準レンズに密着した紫外線硬化樹脂材料からなる密着レンズとにより構成される複合レンズを対物レンズとして用いた光ピックアップが開示されている。この従来例によれば、波長６５０ｎｍ程度の赤色レーザ光と波長４３０ｎｍ程度の青色レーザ光との２つの波長のレーザ光に対して色収差を補償することが可能であるとされている。
【０００４】
上記のような短波長の半導体レーザや高い開口数（以下、ＮＡという）の対物レンズとを組み合わせる光ピックアップ装置では、半導体レーザの微少な発振波長の変化による対物レンズの軸上色収差が問題となる。対物レンズの焦点深度は、ｋλ／ＮＡ２（ここで、ｋは比例定数、λは波長、ＮＡは対物レンズの開口数）で表されるが、光学系の仕様波長が短いほど焦点深度が小さくなるために、わずかなデフォーカス量も許されなくなる。波長が４００ｎｍ程度の青色光を発振する半導体レーザのような短波長の光源と高ＮＡの対物レンズを用いた光ピックアップ装置では、半導体レーザのモードホップ現象等による波長変化が光ピックアップ装置の性能へ及ぼす影響が大きく、波長変化によって焦点位置ズレが生じ、光情報記録媒体への読み取り、書き込みができなくなることが起こり得る。また、性能の確保のために軸上色収差補正用に追加の部品が必要になり、部品点数の増加、組み立て工程の複雑化などの影響がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−９０４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記欠点を解消するためになされたものであり、小型のレンズにおいて、使用波長範囲での波面収差を小さく抑えられ、かつ、光の波長変動による焦点位置ズレを小さくできる対物レンズ及び光ピックアップ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光学系に用いる対物レンズであって、凸レンズ状の第１のレンズと、該第１のレンズのレンズ面に密着又はほぼ密着して接合又は接着された凹レンズ状の第２のレンズとを有し、これらのレンズの２面共がそれぞれ非球面に構成され、レンズ外径が３．０ｍｍφ以下の複合レンズであり、前記光情報記録媒体側の開口数が０．８０〜０．８７で、波長３８５〜４２０ｎｍの光に対する前記第１のレンズの材質の屈折率が１．７５〜２．２０、前記第２のレンズの材質の屈折率が１．２０〜２．２０であり、前記第１のレンズの中心厚をｔ１、前記第２のレンズの中心厚をｔ２としたとき、ｔ１とｔ２との間に、
ｔ１／ｔ２＜１２
が成立する対物レンズを提供する。
【０００８】
また、前記第２のレンズの中心厚ｔ２が、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである上記対物レンズを提供する。
【０００９】
また、前記第２のレンズの材質の波長３８５〜４２０ｎｍの光に対する屈折率が１．７５〜２．２０である上記対物レンズを提供する。
【００１０】
また、当該対物レンズと前記光情報記録媒体との間の作動距離をＬ、前記対物レンズへの光源からの入射光束径をＥとしたとき、ＬとＥとの間に、
Ｌ／Ｅ＞１／１０
が成立する上記対物レンズを提供する。
【００１１】
また、前記第１のレンズと前記第２のレンズのそれぞれの接合面は、同形の非球面である上記対物レンズを提供する。
【００１２】
また、本発明は、波長３８５〜４２０ｎｍのレーザ光を出射する光源と、前記光源からの光を光情報記録媒体の情報記録面に集光する請求項１〜５のいずれかに記載の対物レンズと、前記光情報記録媒体からの反射光を受光する受光素子と、前記光源からの出射光を前記対物レンズに導くとともに、前記光情報記録媒体から前記対物レンズを通じて入射した反射光を前記受光素子に導く光学媒体とを有し、前記光情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小型のレンズにおいて、使用波長範囲での波面収差を小さく抑えられ、かつ、光の波長変動による焦点位置ズレを小さくできる対物レンズ及び光ピックアップ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の対物レンズの一実施例の構成図であり、図２は本発明の光ピックアップ装置の一実施例の構成図である。図１、２はともに光軸を通り光軸に平行な断面を光軸に対して垂直な方向から見た断面図である。以下の説明において、特記しない場合には、寸法、距離及び間隔の単位はｍｍとし、方向は図面上での方向をいうものとする。
【００１５】
本発明の一実施例の対物レンズ１は、基準レンズ１ａと密着レンズ１ｂで構成される複合レンズであり、光源から出射された光束を光情報記録媒体の保護層１００を介して情報記録面１０２に集光して、情報の記録又は再生を行う光学系に用いられる対物レンズである。光情報記録媒体としては、例えば、短波長の青色レーザを用いる高記録密度の光ディスク（青色レーザ光ディスク）が用いられるが、これに限定されない。本発明において、青色レーザ光ディスクに対して記録又は再生する際には、波長３８５〜４２５ｎｍ（以下、青色レーザ波長ともいう）の光を用いる。
【００１６】
図１において、基準レンズ１ａの光源側の面（対物レンズ１の光源側の面）を第１面１１、基準レンズ１ａの光情報記録媒体側の面を第２面１２、密着レンズ１ｂの光源側の面を第３面１３、密着レンズ１ｂの光情報記録媒体側の面（対物レンズ１の光情報記録媒体側の面）を第４面１４とする。また、光情報記録媒体の保護層１００の光源側の面１０１を第５面、光情報記録媒体の情報記録面１０２を第６面とする。
【００１７】
基準レンズ１ａの両側は非球面形状を有し、密着レンズ１ｂの両面も非球面形状を有する。基準レンズ１ａと密着レンズ１ｂとは、密着又はほぼ密着して接合又は接着されているため、基準レンズ１ａの密着レンズ１ｂ側の第２面１２と密着レンズ１ｂの基準レンズ１ａ側の第３面１３とは同じ又はほぼ同じ非球面形状を有しているものとする。また、基準レンズ１ａと密着レンズ１ｂとは、それぞれの材質が異なるものである。なお、図１に示す例のように、密着レンズ１ｂの周縁部分を保持枠１５として利用してもよいし、光軸６に平行な断面形状が略四角形である輪帯形状の保持枠を別に設けてもよい。
【００１８】
本発明の対物レンズ１が本発明の光ピックアップ装置に用いられる場合には、基準レンズ１ａは光源側に配されることが好ましい。基準レンズ１ａの両側は非球面形状を有し、密着レンズ１ｂの両面も非球面形状を有する。
【００１９】
本発明の対物レンズ１は、主に青色レーザ光ディスクに用いられるものであり、小型化、軽量化のために、外径は０．５〜３．０ｍｍφとするのが好ましい。この場合、最大の入射光束径は２．０ｍｍφ以下とするのが好ましい。なお、最大の入射光束径は、光源からの光束を絞りで絞らない限り、対物レンズの光源側の有効径と一致する。
【００２０】
本発明の対物レンズ１の外径を０．５ｍｍφ以上としたのは、０．５ｍｍφ未満であると、第１面１１の面形状の曲率が小さくなり、曲率半径が０．５ｍｍＲ以上となる可能性が高くなるため、金型加工が容易であり、加工精度が低下しないからである。
【００２１】
なお、本発明の対物レンズ１の外径とは、基準レンズ１ａの外径が密着レンズ１ｂの外径より大きい場合には基準レンズ１ａの外径をいい、基準レンズ１ａの外径が密着レンズ１ｂの外径より小さい場合には、密着レンズ１ｂの外径をいうものとする。
【００２２】
基準レンズ１ａの厚さと密着レンズ１ｂの厚さとは、対物レンズ１の外径によっても影響を受けるが、基準レンズ１ａは大きな屈折力を必要とするので、基準レンズ１ａの入射面側の頂点曲率及び形状の深さは大きくなり、かつ、基準レンズ１ａの周縁厚もある程度の厚さを確保する必要があるため、基準レンズ１ａの中心厚は密着レンズ１ｂの厚さよりも厚くなる傾向がある。
【００２３】
しかし、対物レンズの作動距離をできるだけ長くするためには、基準レンズ１ａの中心厚はできるだけ薄いことが好ましい。外径０．５〜３．０ｍｍφの対物レンズにおいては、基準レンズ１ａの中心厚は約０．５ｍｍ〜２．０ｍｍが好ましい。
【００２４】
密着レンズ１ｂの厚さ（中心厚に限定されない）は、製造しやすくするため、かつ、光の透過損失を少なくするため０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ、特には０．１〜０．５ｍｍであることが好ましい。また、同様の理由により、密着レンズ１ｂの中心厚は、０.０１〜０.５ｍｍが好ましい。
【００２５】
また、基準レンズ１ａの中心厚をｔ１、密着レンズ１ｂの中心厚をｔ２としたとき、ｔ１とｔ２との間に、
ｔ１／ｔ２＜１２
が成立することが好ましい。このように基準レンズ１ａ及び密着レンズ１ｂの厚さを設定することにより、小径ながらも作製が容易な厚さの複合レンズが得られる。
【００２６】
基準レンズ１ａの材質及び密着レンズ１ｂの材質は、鉛のような環境に有害な材料を含まないものを用いることが好ましい。さらに、成形時の金型寿命を長くして、安価で製作しやすくするためにも、基準レンズ１ａの材質及び密着レンズ１ｂの材質にガラスを用いる場合には、このガラスのガラス転移温度は５５０℃以下とすることが好ましい。
【００２７】
本発明において、作動距離をできるだけ長くするために、基準レンズ１ａの材質の、３８５ｎｍ〜４２５ｎｍの波長の光に対する屈折率は１．７５〜２．２０が好ましい。より好ましくは１．８０〜２．２０、特に好ましくは、１．９０〜２．２０である。基準レンズ１ａの材質としては、光学用のガラスが好ましい。
【００２８】
屈折率の大きい光学用のガラス材料としては、ＴｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３及びＴａ２Ｏ５等の高屈折率に寄与する成分を多く含有するガラス材料が好ましい。このガラス材料は３８５〜４２５ｎｍの青色レーザ波長の光の吸収率が小さく、青色レーザ波長の光の透過率に優れているためである。また、このガラス材料は５５０℃以下のガラス転移温度を有するものが多いため、このガラス材料を本発明の基準レンズ１ａに用いた場合に、ガラスプレス成形により基準レンズ１ａを製作する際、容易に加工できるためである。
【００２９】
しかし、これに限定されず、青色レーザ波長の光の吸収率が小さく、青色レーザ波長の光の透過率に優れているガラス材料であれば、使用できる。また、屈折率の大きい光学用のガラス材料としては、できるだけ鉛を含有しないガラス材料がより好ましい。鉛を含有しないガラス材料は、鉛が青色レーザ波長の光の吸収率が大きいため、青色レーザ波長の光の透過率に優れているためである。したがって、本発明の基準レンズ１ａに用いるガラス材料としては、ＴｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３及びＴａ２Ｏ５等の高屈折率に寄与する成分を多く含有するガラス材料であって鉛を含有しないガラス材料がより好ましい。
【００３０】
密着レンズ１ｂの材質の、３８５ｎｍ〜４２５ｎｍの波長の光に対する屈折率は１．２０〜２．２０が好ましい。より好ましくは１．７５〜２．２０である。基準レンズ１ａと組合せを考慮する場合、密着レンズ１ｂの非球面形状を緩やかにして加工しやすくするためである。
【００３１】
密着レンズ１ｂの材質としては、３８５ｎｍ〜４２５ｎｍの波長の光に対し高透過率を有し、かつ、基準レンズ１ａに対して密着性に優れる、光学ガラス材料又は合成樹脂材料が好ましい。また、合成樹脂材料を用いる場合は、低分散性、高透過率、耐熱性、耐水性などの良好な材料であることが好ましい。これらの性質は光ピックアップ装置用の対物レンズとして備えることが好ましい条件だからである。特に、基準レンズ１ａと密着レンズ１ｂの双方を高屈折率の光学ガラス材料で構成することにより、高開口数（ＮＡ）のレンズの非球面形状が実現でき、耐久性に優れた複合レンズが得られる。
【００３２】
密着レンズ１ｂの材質に用いるガラス材料としては、ＴｅＯ２、ＺｎＯ、及びＮａ２Ｏを主成分とする高屈折率の光学ガラス材料が好ましい。また、合成樹脂材料の例として、ポリオレフィン系合成樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、オレフィン系樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの合成樹脂材料の中で、ポリオレフィン系合成樹脂が好ましい。ポリオレフィン系合成樹脂の中には、ポリオレフィン系合成樹脂の２ｍｍ厚の板状体を透過する４００ｎｍ以上の波長の光透過率も約９０％と高いものもあるからである。このポリオレフィン系合成樹脂には青色レーザ波長の光での屈折率が１．５５９７のものもあり、密着レンズ１ｂの材質として適している。
【００３３】
基準レンズ１ａに密着レンズ１ｂを接着する際、接着剤を用いる場合には、基準レンズ１ａと密着レンズ１ｂとの間に接着剤からなる接着層が介在するため、光学設計をする際には、この接着層の厚さ及び屈折率を考慮することが好ましい。この接着剤からなる接着層の厚さは、できるだけ対物レンズ１の光学特性に影響を与えないために０．０１〜２０μｍ、特には０．０１〜１０μｍが好ましい。
【００３４】
本発明の対物レンズ１の最外周部（図１に示す例では、保持枠１５）は、強度を高めるためにガラス材料からなることが好ましい。しかし、光ピックアップ装置に本発明の対物レンズ１を取付ける場合には、対物レンズ１を固定する際、偏芯が生じるので、光源からの光束を確保し、用いる対物レンズ１の非球面を有効に活用することが好ましい。そのため、対物レンズ１の外径を３．０ｍｍφ以下とする場合、入射光束径は２．０ｍｍφ以下と小さくすることが好ましく、作動距離が小さくなる傾向がある。
【００３５】
したがって、本発明において、対物レンズ１の外径が０．５〜３．０ｍｍφである場合、光源からの光の入射光束径Ｅ、前記対物レンズと光情報記録媒体との間の作動距離Ｌとの間に、光源からの光の波長が３８５ｎｍ〜４２５ｎｍの青色レーザ波長である場合、Ｌ／Ｅ＞１／１０が成立するように基準レンズ１ａの屈折率、基準レンズ１ａの非球面形状、密着レンズ１ｂの屈折率及び密着レンズ１ｂの非球面形状が設定されていることが好ましい。
【００３６】
本発明において、上記Ｌ／Ｅの範囲を得るために、対物レンズ１の外径が０．５〜３．０ｍｍφである場合には、青色レーザ波長での基準レンズ１ａの屈折率が１．８０〜２．２０、特には１．９０〜２．２０が好ましい。
【００３７】
前述したとおり、本発明において、対物レンズ１の外径が３．０ｍｍφ以下であっても、設計上、対物レンズ１に入射する光束のサイズを外径に近づくように大きくすれば、長い作動距離を得ることは可能である。しかし、対物レンズ１を光ピックアップ装置に確実に取付け、固定するためには、対物レンズ１の有効径外の周辺部又は保持枠１５の大きさ及び面積を十分にとることが好ましい。そこで、対物レンズ１の入射側の有効径としては、外径３．０ｍｍφ程度の対物レンズ１では、入射光束径は２．０ｍｍφ以下、対物レンズ１の入射側の面径は２．０〜２．３ｍｍφが好ましい。
【００３８】
さらに、これより有効径を大きくし、対物レンズ１のレンズ面径を大きくして長い作動距離を得ようとすると、保持枠１５の形状が小さくなり過ぎて、光ピックアップ装置に取付け固定した場合に、サーボ駆動信頼性が低下する問題が生じるおそれがある。
【００３９】
本発明の対物レンズの光情報記録媒体側の開口数（ＮＡ）については、青色レーザ波長の光を用いて青色レーザ光ディスクを記録又は再生する際には、ＮＡは０．８０〜０．８７、特には０．８３〜０．８７が好ましい。
【００４０】
対物レンズ１の光学特性を向上させるために、第１面１１の頂点における曲率半径は０．２〜８．０ｍｍであることが好ましい。
【００４１】
光源から出射して前記対物レンズへ入射する光の波長が中心波長、例えば青色レーザの波長４０５ｎｍから±１ｎｍ変動するとき、波面収差の平方自乗平均値における最良像点位置の変動が±０．２μｍ以下であるような対物レンズとすることが波長分散性能が優れていて好ましい。最良像点位置の変動が±０．１μｍ以下であることが、さらに好ましい。また、最良像点位置の変動が±０．０５μｍ以下であることが、波長分散性能がさらに優れていて特に好ましい。このとき、前記基準レンズの屈折率が、前記密着レンズの屈折率よりも小さくされている対物レンズとすることが好ましい。
【００４２】
また、対物レンズ１の光学特性を向上させるために、密着レンズ１ｂの有効径内において、密着レンズ１ｂの中心厚が密着レンズ１ｂの中心以外の部分の厚さより薄く、かつ、波面収差が最も小さくなるような厚さであることが好ましい。
【００４３】
次に、図２を参照して本発明の対物レンズ１を用いた光ピックアップ装置について説明する。図２において、４１は光源、４２は補助レンズ、６は光軸、８は入射瞳面、４３は受光素子、１１０は光情報記録媒体（青色レーザ光ディスク）、１０２は青色レーザ光ディスク１１０の情報記録面、１００は青色レーザ光ディスク１１０の保護層、ＷＤは青色レーザ光ディスク１１０を記録又は再生する場合の作動距離である。作動距離は対物レンズ１と光情報記録媒体１１０との最短間隔であり、前述したＬに相当する。入射瞳面８は第１面１１の頂点に接する。
【００４４】
なお、作動距離ＷＤは、光情報記録媒体側の密着レンズ１ｂの面（有効径に限定されない）で光情報記録媒体側に最も近い部分（図２に示す例では第４面１４）と光情報記録媒体との間隔となる。図２に示す例では、密着レンズの光情報記録媒体側の面のうち密着レンズの中心部及び周縁部に近い部分が光情報記録媒体側に最も近い部分であるので、各作動距離はこの部分と光情報記録媒体との間隔になる。
【００４５】
図２に示す例では、基準レンズ１ａが光源４１側に配されており、密着レンズ１ｂが光情報記録媒体１１０側に配されている。このような向きに対物レンズ１が配されていることが対物レンズ１の光学特性を向上させる点で好ましいが、これに限定されず、基準レンズ１ａが光情報記録媒体１１０側に配されており、密着レンズ１ｂが光源４１側に配されていても使用できる。
【００４６】
また、図２において、５１は光情報記録媒体１１０を記録又は再生する場合の有効径内の、光軸６以外の光路を通過する任意の光線、５２は入射瞳面８と光線５１との交点、５３は第１面１１と光線５１との交点、５４は第２面１２（第３面１３）と光線５１との交点、５５は第４面１４と光線５１との交点、５６は保護層１００の光源側の面と光線５１との交点、５７は情報記録面１０２と光線５１との交点である。
【００４７】
以下、本発明の対物レンズ１を光ピックアップ装置に用いた場合について生じる光学現象を以下に説明する。
【００４８】
青色レーザ光ディスク１１０を記録又は再生する場合、光源４１からの青色レーザ波長（３８５〜４２５ｎｍ）の光は、補助レンズ４２、対物レンズ１、青色レーザ光ディスク１１０の保護層１００の順に透過して情報記録面１０２に集光されビームスポットが形成される。青色レーザ光ディスク１１０の情報記録面１０２により反射された光は、保護層１００、対物レンズ１、補助レンズ４２の順に透過して受光素子４３に集光される。この場合、補助レンズ４２を透過した後の光線５１は、交点５２、交点５３、交点５４、交点５５、交点５６、交点５７の順に通過して情報記録面１０２に集光され、情報記録面１０２により反射された光は通過して来た光路を戻ることとなる。
【００４９】
なお、本発明の対物レンズ１及び本発明の光ピックアップ装置は、図２の実施例に限定されず、例えば、光源４１及び受光素子４３は図２に示す位置に配されていなくともよい。また、ハーフミラー及びビームスプリッタ等の光学媒体が光軸６上に配されていてもよい。また、受光素子４３と光源４１とが同じ位置に配設されるものに限定されず、光源４１と受光素子４３とを別々の位置に配設するとともに、光軸６上にハーフミラー等の光学媒体を配設し、この光学媒体により光情報記録媒体からの反射光を、光軸６上以外の位置に配されている受光素子４３に集光させるようにしてもよい。
【００５０】
図２に示す例では、青色レーザ光ディスク１１０を記録又は再生する際には、光源４１からの光を補助レンズ４２により平行光にして対物レンズ１を透過させて青色レーザ光ディスク１１０の情報記録面１０２に集光させ、情報記録面１０２からの反射光を対物レンズ１を透過させて受光素子４３に照射させ情報記録面１０２のデータを記録又は再生している。すなわち、この例では、青色レーザ光ディスク１１０を記録又は再生する際には、補助レンズ４２はコリメータレンズとして機能するように補助レンズ４２の仕様が設定されている。したがって、この場合、対物レンズ１は無限系レンズとして機能している。
【００５１】
ここで、基準レンズ１ａの中心厚（光軸上の間隔）をｔ１、密着レンズ１ｂの中心厚（光軸上の間隔）をｔ２、基準レンズの材質の青色レーザ波長の光に対する屈折率をｎａ２、密着レンズの材質の青色レーザ波長の光に対する屈折率をｎａ３とする。
【００５２】
従来の単レンズにおいては、下記実施例の例４（比較例）に示したように、波長３８５〜４２０ｎｍの範囲にある特定の波長、例えば４０８ｎｍを中心波長とするとき、この中心波長から±１ｎｍ変動した４０９及び４０７ｎｍに対する波面収差の最良像点位置は、中心波長のそれから±０．３μｍ以上ずれてしまう。
【００５３】
単レンズにおいて、上記のずれを低減させるためには、波長変動に対する屈折率変化の非常に小さい硝材が必要であり、現在このような硝材は殆ど知られていない。
【００５４】
一般に、最良像点位置における波面収差は、後述する（１）式から（３）式で示す光路長収差から計算され、最終的には（４）式で求まる値が（５）式を満足するような小さい値になれば良好に波面収差が補正されたと見なすことができる。
【００５５】
また、レンズに入射する任意の光線に対して、（３）式は（６）式のようにレンズの光路長差で表すことができる。すなわち、各レンズにおける波長変動に基づく光路長変化と屈折率変化との積を加え合わせたものを最適化することにより、波面収差を最小にできかつその最良像点位置のずれを小さくできる。
【００５６】
本発明では、屈折率の異なる２枚のレンズからなる複合レンズを用いて、波長３８５〜４２０ｎｍの範囲にある上記２つの最良像点位置のずれを中心波長のそれから±０．２μｍ以内に収めることを目指している。以下、その説明を行う。
【００５７】
対物レンズ１（密着レンズ１ｂ）と青色レーザ光ディスク１１０との光軸上の間隔をｔａ４、保護層１００の厚さをｔａ５、その屈折率をｎａ５とし、対物レンズの前後の媒体は空気であって、空気の屈折率は１．０とするとき、青色レーザ光ディスク１１０を記録又は再生する際には、光軸６上で入射瞳面８から情報記録面１０２までの光路長ＡＰ０は、以下の（１）式で表される。
ＡＰ０＝ｎａ２・ｔ１＋ｎａ３・ｔ２＋ｔａ４＋ｎａ５・ｔａ５  …（１）
【００５８】
また、交点５２から交点５３までの距離をｔｉ１、交点５３から交点５４までの距離をｔｉ２、交点５４から交点５５までの距離をｔｉ３、交点５５から交点５６までの距離をｔｉ４、交点５６から交点５７までの距離をｔｉ５とするとき、前述の媒体の屈折率の定義を用いて、光線５１の入射瞳面８から情報記録面１０２までの光路長ＡＰｉは、式（２）で表される。
ＡＰｉ＝ｔｉ１＋ｎａ２・ｔｉ２＋ｎａ３・ｔｉ３＋ｔｉ４＋ｎａ５・ｔｉ５…（２）
【００５９】
光軸６と情報記録面１０２との交点を５０ｐとするとき、青色レーザ光ディスク１１０を記録又は再生する際に、補助レンズ４２、対物レンズ１及び保護層１００を含む光学系が無収差であれば、交点５７は交点５０ｐに一致し、光路長ＡＰｉは光路長ＡＰ０に等しくなる。しかし、実際には、収差が存在するため、式（３）で示す光路長差Ｗａｉが生じる。
Ｗａｉ＝ＡＰｉ−ＡＰ０  …（３）
【００６０】
光路長差Ｗａｉは、補助レンズ４２、対物レンズ１及び保護層１００を含む光学系の波面収差と見なすことができる。さらに、補助レンズ４２で生じる波面収差は無視できるほど対物レンズとは独立に小さくすることができるので、省略することとしてこの光学系の波面収差は以下のようになる。
【００６１】
この光路長差Ｗａｉは、補助レンズ４２、対物レンズ１及び保護層１００を含む光学系において、近似的に対物レンズ１で生じる波面収差と保護層１００で生じる波面収差との和の波面収差とみなすことができる。
【００６２】
青色レーザ光ディスク１１０を記録又は再生する際のＲＭＳ波面収差（透過波面収差のｒｍｓ（root mean square）値）については、式（４）のような波面収差の平方自乗平均値ＷａをＲＭＳ波面収差として、用いられる青色レーザ波長λＨを単位として表される。
Ｗａ＝（＜（Ｗａｉ）２＞−＜Ｗａｉ＞２）１／２  …（４）
式（４）において、＜Ｗａｉ＞は、ｉ本の光線の波面収差（計算値）の平均値、＜（Ｗａｉ）２＞は、ｉ本の光線の波面収差（計算値）の平方自乗平均値である。
【００６３】
光学系のマレシヤルの条件より、Ｗａの値が０．０７λＨ以下であれば、回折限界の良好な波面収差が得られる対物レンズである。すなわち、良好な性能の対物レンズ得るためには、多数であるｉ本の光線の光路長差Ｗａｉを小さくし、各光路長差Ｗａｉのバラツキをできるだけ小さくすることが好ましい。
【００６４】
以上のように、青色レーザ光ディスクを記録又は再生する光学系に使用できる対物レンズを得るためには、ＲＭＳ波面収差Ｗａについて、次の式（５）を満足することを要する。
Ｗａ≦０．０７・λＨ  …（５）
【００６５】
また、式（５）が満足されるには、光路長差ＷａｉがλＨに対して小さいことが好ましい。以下にこれらの条件について説明する。
【００６６】
青色レーザ光ディスク１１０を記録又は再生する際には、対物レンズ１について、式（１）、式（２）及び式（３）から式（６）が成立する。
Ｗａｉ＝ＡＰｉ−ＡＰ０
＝ｔｉ１＋ｎａ２・（ｔｉ２−ｔ１）＋ｎａ３・（ｔｉ３−ｔ２）
＋（ｔｉ４−ｔａ４）＋ｎａ５・（ｔｉ５−ｔａ５）    …（６）
【００６７】
式（６）において、第２項「ｎａ２・（ｔｉ２−ｔ１）」の値は基準レンズの形状及び基準レンズ１ａの材質の屈折率に影響され、第３項「ｎａ３・（ｔｉ３−ｔ３）」の値は密着レンズ１ｂの形状及び密着レンズの材質の屈折率に影響される。
【００６８】
前述したとおり、青色レーザ光ディスク１１０を記録又は再生する際には、補助レンズ４２はコリメータレンズとして機能しているため、ｔｉ１は光軸６に平行な、基準レンズ１ａの光源側の面と入射瞳面８との距離となる。したがって、（６）式において、小型な対物レンズ１がＮＡ０．８０〜０．８７のような高開口数を得るためには、基準レンズ１ａの光源側の面（第１面）は光源側に対して、曲率半径を小さし、大きい曲率の凸面にすることが好ましい。このため、（６）式の第１項（ｔｉ１）の値は、光軸から離れる光線ほど正の大きな値となることが好ましい。
【００６９】
対物レンズ１と青色レーザ光ディスク１１０との衝突をさけるため、作動距離ＷＤは、大きいことが好ましく、対物レンズの有効径が２．０〜３．０ｍｍである場合には、０．３ｍｍ以上であることが好ましい。また、０．５ｍｍ以上にすることがより好ましく、０．７ｍｍ以上であることが特に好ましい。また、対物レンズの有効径が２．０ｍｍ未満である場合には、作動距離ＷＤは、０．１５ｍｍ以上であることが好ましい。したがって、（６）式の第４項（ｔｉ４−ｔａ４）の値も負になりにくく、大きな正の値にもなりにくい。
【００７０】
さらに、青色レーザ光ディスク１１０の保護層１００の両面はほぼ平面であるから、（６）式の第５項における（ｔｉ５−ｔａ５）も光軸から離れる光線ほど正の値になる。また、基準レンズ１ａの屈折率ｎａ２、密着レンズ１ｂの屈折率ｎａ３及び保護層１００の屈折率ｎａ５も正の大きな値である。
【００７１】
すなわち、（６）式において、Ｗａｉの第１項の値、第４項の値及び第５項の値は、光軸から離れる光線ほど正の大きな値となり、第１項の値、第４項の値及び第５項の値の和はかなり大きな値となる傾向がある。
【００７２】
しかし、（６）式において、第２項における（ｔｉ２−ｔ１）の値、第３項における（ｔｉ３−ｔ２）の値の少なくともいずれかの値が負の大きな値になれば、（６）式のＷａｉの値を小さくできる。
【００７３】
対物レンズ１の有効径内を通る任意の光線について、対物レンズ１が回折限界性能を有するようになる確率を高めるためには、光路長差Ｗａｉの絶対値が１波長以下（以下、単に回折限界予備条件という）になることが好ましく、そのためには、（６）式において、右辺の計算結果の絶対値が１波長以下になるように第２項の値と第３項の値とを調整すればよいこととなる。本発明では、この回折限界予備条件を満足するように対物レンズの形状を設定し、かつ、屈折率を設定するため対物レンズの材質を決定する。
【００７４】
前述の（６）式の説明に従えば、通常、開口数が大きく、作動距離の大きい対物レンズを得ようとすれば、（６）式の第１項、第４項、第５項は、正の大きな値になる傾向を有する。
【００７５】
図１に示す対物レンズ１では、図１に示すとおり、第２面１２（第３面１３）の極値が中心点より光源４１側に近い。また、この極値における密着レンズ１ｂの厚さが密着レンズ１ｂの中心厚より厚い。したがって、第２面１２（第３面１３）の極値を通過する光線又はこの極値付近を通過する光線に着目すれば、対物レンズ１を用いる場合には、従来の対物レンズを用いる場合より、基準レンズ１ａを通る光線の光路長が短くなるため、（６）式の第２項の値を負の大きい値にすることができる。
【００７６】
ただし、基準レンズ１ａを通る光線の光路長が短くなった結果、（６）式の第２項の値が負の大きい値になりすぎる場合には、第２面１２（第３面１３）の極値付近の厚さを厚くすることによって密着レンズ１ｂを通る光線の光路長を長くすることにより、（６）式の第３項の値を正の値にして、負の大きい値になりすぎた（６）式の第２項の値を相殺することができる。
【００７７】
なお、第２面１２（第３面１３）の非球面形状及び第４面１４の非球面形状をともに適当に設定することにより、（６）式の第２項の値を調整してもよい。さらに、必要に応じて、第４面１４の非球面形状を適当に設定することにより、（６）式の第４項の値を調整することができる。
【００７８】
以上のとおり、（６）式の計算結果の絶対値が１波長以下になるようにして（６）式のＷａｉの値を１波長以下にできる。第２面１２及び第３面１３の非球面形状と第４面１４の非球面形状とを適当に設定することにより、本発明の対物レンズ１によって、３８５〜４２５ｎｍの波長の光を用いて青色レーザ光ディスク１１０を記録又は再生することができる。
【００７９】
以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されず、本発明の要旨を損なわない限り、各種の改良や変更も本発明に含まれる。
【実施例】
【００８０】
［例１（第１の実施例）］
本発明による第１の実施例の対物レンズについて説明する。第１の実施例は、図１に示した対物レンズ１の具体例を示したものである。図１に示すような対物レンズ１を製作し、この対物レンズ１を用いて図２に示すような光ピックアップ装置を製作する。この対物レンズ１は、基準レンズ１ａと密着レンズ１ｂとにより構成される複合レンズであり、光源から出射された光束を光情報記録媒体の保護層１００を介して光情報記録面１０２に集光させる。
【００８１】
対物レンズの基本仕様は、小型レンズとしてビーム径を２ｍｍ、ＮＡを０．８５、設計中心波長を４０８ｎｍ、情報記録媒体の保護層の厚さを０．１ｍｍとする。以下の実施例も同じ基本仕様とする。
【００８２】
基準レンズ１ａの材質は、住田光学社製商品名Ｋ−ＶＣ８９を用い、密着レンズ１ｂの材質は、ＴｅＯ２、ＺｎＯ及びＮａ２Ｏを主成分とする高屈折率の光学ガラス材料（以下、表などにおいて仮にＴＳ３２と記載する）を用いる。
【００８３】
表１〜表４に対物レンズ１の仕様を示す。表１は面番号、曲率半径Ｒn、面間隔、材料名を示したものであり、表２は対物レンズの第１面〜第４面における非球面係数ｋn、Ａniを示したものである。また、表３は対物レンズの第１面〜第４面における面外径を示したものであり、表４は使用波長、材料屈折率、間隔を示したものである。
【００８４】
なお、上記表における面番号については、面番号０が光源（図示せず）、面番号１が第１面１１（基準レンズ１aの光源側の面）、面番号２が第２面１２（基準レンズ１ａの光情報記録媒体側の面）、面番号３が第３面１３（密着レンズ１bの光源の面）、面番号４が面１４（密着レンズ１ｂの光情報記録媒体側の面）、面番号５が光情報記録媒体の保護層１００の光源側の面１０１、面番号６が光情報記録媒体の情報記録面１０２である。
【００８５】
また、以下の全ての表における面間隔及び材料名については、該当する面番号と次の面番号との間の面間隔及び材料名を示す。以下の表において特に指定されていない場合には、間隔、距離の単位はｍｍとし、「Ｅ−０１」〜「Ｅ−０４」はそれぞれ１０-1〜１０-4を表す。
【００８６】
以下の各実施例において、対物レンズの非球面形状は、下記の（７）式で表される非球面形状によって決定される。
Ｚｎ＝（１／Ｒｎ）ｈ２／［１＋［１−（１＋ｋｎ）・（１／Ｒｎ）２ｈ２］1/2］
＋ΣＡni・ｈ2i      …（７）
ただし、ｈは第ｎ面の光軸上の頂点から光軸と垂直方向の距離（光軸６からの高さ）、Ｒnは表１の第ｎ面の曲率半径、ｋnは同じく表１の第ｎ面の円錐定数、Ａniは表１の第ｎ面のｉ＝１〜１１項までの非球面係数である。Ｚnは、以上のｈ、Ｒn、ｋn、Ａniによって決まる第ｎ面の頂点の接平面からの光軸６方向の距離であり、このＺnの値で決まる曲線が第ｎ面の非球面断面形状を与える。
【００８７】
【表１】
2006134526.tif 000003
【００８８】
【表２】
2006134526.tif 000004
【００８９】
【表３】
2006134526.tif 000005
【００９０】
【表４】
2006134526.tif 000006
【００９１】
図３は、対物レンズ１により波長４０８ｎｍの光を用いて記録又は再生する場合の、入射光角度ωに対する透過波面収差のｒｍｓ（root mean square）値（ＲＭＳ波面収差）を示す図であり、軸外波面収差特性を示している。図３からわかるように、透過波面収差ｒｍｓは入射光角度ω＝０．５°で０．０２λ程度であり、０〜０．５°の入射光角度ωに対して０.０７λ以下の回折限界以下の値をとり、良好な性能を実現している。
【００９２】
図４は、対物レンズ１において中心波長を４０８ｎｍとして、波長が変化した場合の像点位置と透過波面収差ｒｍｓの変化を示す図である。図４から、波長が中心波長の４０８ｎｍから１ｎｍ短い４０７ｎｍに変化した場合、透過波面収差ｒｍｓが最小になる最良像点位置は、中心波長４０８ｎｍでの最良像点位置からの変化量が０．１μｍ以下となる。また、４０８ｎｍから１ｎｍ長い４０９ｎｍの場合、中心波長４０８ｎｍでの最良像点位置からの変化量は０．１μｍ以下となる。また、各波長において、透過波面収差ｒｍｓが０．０７λ以下の回折限界以下の値をとり、良好な性能を実現している。
【００９３】
第１の実施例では、表１に記載されている基準レンズ１ａの中心厚ｔ１と、密着レンズ１ｂの中心厚ｔ２との関係は、ｔ１／ｔ２＝１．１４／０．３＝３．８となり、ｔ１／ｔ２＜１２を満足している。
【００９４】
また、表４に記載されている開口絞り径は入射光束径Ｅを意味するので、表４に記載されている作動距離Ｌを用いることで、入射光束径Ｅに対する作動距離Ｌの関係がわかる。この第１の実施例では、波長４０８ｎｍの光を用いて記録又は再生する際には、Ｌ／Ｅ＝０．３３５／２．００≒１／５．９７０≒０．１６８＞１／１０となり、入射光束径Ｅに対して長い作動距離が得られることがわかる。
【００９５】
［例２（第２の実施例）］
本発明による第２の実施例の対物レンズ２について説明する。図５は本発明の第２の実施例に係る対物レンズ２の断面図である。この対物レンズ２は、基準レンズ２ａと密着レンズ２ｂとにより構成される複合レンズであり、光源から出射された光束を光情報記録媒体の保護層１００を介して光情報記録面１０２に集光させる。
【００９６】
表５〜表８に対物レンズ２の仕様を示す。表５は面番号、曲率半径Ｒn、面間隔、材料名を示したものであり、表６は対物レンズの第１面〜第４面における非球面係数ｋn、Ａniを示したものである。また、表７は対物レンズの第１面〜第４面における面外径を示したものであり、表８は使用波長、材料屈折率、間隔を示したものである。
【００９７】
なお、上記表における面番号については、面番号０が光源（図示せず）、面番号１が第１面２１（基準レンズ２aの光源側の面）、面番号２が第２面２２（基準レンズ２ａの光情報記録媒体側の面）、面番号３が第３面２３（密着レンズ２bの光源の面）、面番号４が面２４（密着レンズ２ｂの光情報記録媒体側の面）、面番号５が光情報記録媒体の保護層１００の光源側の面１０１、面番号６が光情報記録媒体の情報記録面１０２である。
【００９８】
対物レンズの基本仕様は第１の実施例と同様であり、基準レンズ２ａの材質及び密着レンズ２ｂの材質も第１の実施例と同様のものを用いる。
【００９９】
【表５】
2006134526.tif 000007
【０１００】
【表６】
2006134526.tif 000008
【０１０１】
【表７】
2006134526.tif 000009
【０１０２】
【表８】
2006134526.tif 000010
【０１０３】
図６は、対物レンズ２において中心波長を４０８ｎｍとして、波長が変化した場合の像点位置と透過波面収差ｒｍｓの変化を示す図である。図６から、波長が中心波長の４０８ｎｍから１ｎｍ短い４０７ｎｍの場合の最良像点位置と、中心波長の４０８ｎｍから１ｎｍ長い４０９ｎｍの場合の最良像点位置とは、各々、中心波長４０８ｎｍでの最良像点位置からの変化量が０．１μｍ以下の位置となる。また、４０８ｎｍ，４０７ｎｍ，４０９ｎｍの各波長において、透過波面収差ｒｍｓが０．０７λ以下の回折限界以下の値をとり、良好な性能を実現している。
【０１０４】
第２の実施例においても、表５に記載されている基準レンズ２ａの中心厚ｔ１と、密着レンズ２ｂの中心厚ｔ２との関係は、ｔ１／ｔ２＝１．１４／０．１＝１１．４となり、ｔ１／ｔ２＜１２を満足している。
【０１０５】
また、表８に記載されている開口絞り径、すなわち入射光束径Ｅと作動距離Ｌとから、波長４０８ｎｍの光を用いて記録又は再生する際には、Ｌ／Ｅ＝０．３９７／２．００≒１／５．０７８≒０．１９９＞１／１０となり、入射光束径Ｅに対して長い作動距離が得られることがわかる。
【０１０６】
［例３（第３の実施例）］
本発明による第３の実施例の対物レンズ３について説明する。図７は本発明の第３の実施例に係る対物レンズ３の断面図である。この対物レンズ３は、基準レンズ３ａと密着レンズ３ｂとにより構成される複合レンズであり、光源から出射された光束を光情報記録媒体の保護層１００を介して光情報記録面１０２に集光させる。
【０１０７】
表９〜表１２に対物レンズ３の仕様を示す。表９は面番号、曲率半径Ｒn、面間隔、材料名を示したものであり、表１０は対物レンズの第１面〜第４面における非球面係数ｋn、Ａniを示したものである。また、表１１は対物レンズの第１面〜第４面における面外径を示したものであり、表１２は使用波長、材料屈折率、間隔を示したものである。
【０１０８】
なお、上記表における面番号については、面番号０が光源（図示せず）、面番号１が第１面３１（基準レンズ３aの光源側の面）、面番号２が第２面３２（基準レンズ３ａの光情報記録媒体側の面）、面番号３が第３面３３（密着レンズ３bの光源の面）、面番号４が面３４（密着レンズ３ｂの光情報記録媒体側の面）、面番号５が光情報記録媒体の保護層１００の光源側の面１０１、面番号６が光情報記録媒体の情報記録面１０２である。
【０１０９】
対物レンズの基本仕様は第１の実施例と同様であり、基準レンズ３ａの材質及び密着レンズ３ｂの材質も第１の実施例と同様のものを用いる。
【０１１０】
【表９】
2006134526.tif 000011
【０１１１】
【表１０】
2006134526.tif 000012
【０１１２】
【表１１】
2006134526.tif 000013
【０１１３】
【表１２】
2006134526.tif 000014
【０１１４】
図８は、対物レンズ３において中心波長を４０８ｎｍとして、波長が変化した場合の像点位置と透過波面収差ｒｍｓの変化を示す図である。図８から、波長が中心波長の４０８ｎｍから１ｎｍ短い４０７ｎｍの場合の最良像点位置と、中心波長の４０８ｎｍから１ｎｍ長い４０９ｎｍの場合の最良像点位置とは、各々、中心波長４０８ｎｍでの最良像点位置からの変化量が０．１μｍ以下の位置となる。また、４０８ｎｍ，４０７ｎｍ，４０９ｎｍの各波長において、透過波面収差ｒｍｓが０．０７λ以下の回折限界以下の値をとり、良好な性能を実現している。
【０１１５】
第３の実施例においても、表９に記載されている基準レンズ３ａの中心厚ｔ１と、密着レンズ３ｂの中心厚ｔ２との関係は、ｔ１／ｔ２＝１．１４／０．５＝２．２８となり、ｔ１／ｔ２＜１２を満足している。
【０１１６】
また、表１２に記載されている開口絞り径、すなわち入射光束径Ｅと作動距離Ｌとから、波長４０８ｎｍの光を用いて記録又は再生する際には、Ｌ／Ｅ＝０．３０１／２．００≒１／６．６４０≒０．１５１＞１／１０となり、入射光束径Ｅに対して長い作動距離が得られることがわかる。
【０１１７】
［例４（比較例）］
例４は、比較例として、従来より用いられている単レンズによる非球面レンズの例を示したものである。図９は比較例による対物レンズ５００の断面図である。比較例の対物レンズ５００は、両面が非球面の単レンズで構成され、光源から出射された光束を光情報記録媒体の保護層５０３を介して光情報記録面５０５に集光させる。
【０１１８】
表１３〜表１６に対物レンズ５００の仕様を示す。表１３は面番号、曲率半径Ｒn、面間隔、材料名を示したものであり、表１４は対物レンズの第１面及び第２面における非球面係数ｋn、Ａniを示したものである。また、表１５は対物レンズの第１面及び第２面における面外径を示したものであり、表１６は使用波長、材料屈折率、間隔を示したものである。
【０１１９】
なお、上記表における面番号については、面番号０が光源（図示せず）、面番号１が第１面５０１（対物レンズ５００の光源側の面）、面番号２が第２面５０２（対物レンズ５００の光情報記録媒体側の面）、面番号３が光情報記録媒体の保護層５０３の光源側の面５０４、面番号４が光情報記録媒体の情報記録面５０５である。対物レンズ５００の材質は、住田光学社製商品名Ｋ−ＶＣ８１を用いる。
【０１２０】
【表１３】
2006134526.tif 000015
【０１２１】
【表１４】
2006134526.tif 000016
【０１２２】
【表１５】
2006134526.tif 000017
【０１２３】
【表１６】
2006134526.tif 000018
【０１２４】
図１０は、対物レンズ５００において中心波長を４０８ｎｍとして、波長が変化した場合の像点位置と透過波面収差ｒｍｓの変化を示す図である。図１０から、４０８ｎｍ，４０７ｎｍ，４０９ｎｍの各波長において、透過波面収差ｒｍｓが０．０７λ以下の回折限界以下の値をとり、良好な性能を実現している。しかしながら、波長が中心波長の４０８ｎｍから１ｎｍ短い４０７ｎｍの場合の最良像点位置と、中心波長の４０８ｎｍから１ｎｍ長い４０９ｎｍの場合の最良像点位置とは、各々、中心波長４０８ｎｍでの最良像点位置からの変化量が０．３μｍよりも大きくなる。
【０１２５】
このように、比較例では波長変化に対する最良像点位置の変化量が大きいため、光源の発振波長に変化が生じた場合に、デフォーカスによって光情報記録媒体の読み取り、書き込みができなくなるおそれがある。
【０１２６】
これに対し、上述した本発明の第１〜第３の実施例によれば、外径が３．０ｍｍφ以下の小型かつ高開口数のレンズにおいて、３８５ｎｍ〜４２５ｎｍの光を用いる際に、使用波長範囲での波面収差を小さく抑えられ、かつ、光の波長変動による焦点位置ズレ（波長分散）を小さくできる高い光学性能を有する対物レンズを実現し、作製可能である。したがって、光の波長の変動幅に対する許容量が大きく、使用波長範囲が広く取れるとともに、光源のミクロな波長変動に対しても最良像点位置の変化が非常に少ないため、色収差補正素子を使用しなくても青色レーザ光ディスク用の対物レンズとして単独で使用可能である。
【０１２７】
また、本発明の対物レンズでは、３８５ｎｍ〜４２５ｎｍの光において十分長い作動距離が得られ、光ピックアップ装置に搭載した際に光情報記録媒体に接触してしまうことを回避できる。さらに、基準レンズと密着レンズの双方を高屈折率の光学ガラス材料で構成することにより、高開口数のレンズの非球面形状が実現でき、耐久性に優れた複合レンズが得られる。また、基準レンズと密着レンズの接合面を同形の非球面とすることで、作製が容易であり、レンズの偏心特性が安定している複合レンズを実現できる。そして、光源に波長４０８ｎｍ付近の発振波長を持つ青色レーザ光源を使用する光ピックアップ装置において、本発明の対物レンズを搭載することで、光情報記録媒体への記録又は再生を行う際に高い性能を得られる小型の光ピックアップ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の対物レンズの一実施例（第１の実施例）の構成図
【図２】本発明の光ピックアップ装置の一実施例の構成図
【図３】第１の実施例の対物レンズにおける入射光角度に対するＲＭＳ波面収差を示す図
【図４】第１の実施例の対物レンズにおいて中心波長を４０８ｎｍとして波長が変化した場合の像点位置とＲＭＳ波面収差の変化を示す図
【図５】本発明の第２の実施例に係る対物レンズの断面図
【図６】第２の実施例の対物レンズにおいて中心波長を４０８ｎｍとして波長が変化した場合の像点位置とＲＭＳ波面収差の変化を示す図
【図７】本発明の第３の実施例に係る対物レンズの断面図
【図８】第３の実施例の対物レンズにおいて中心波長を４０８ｎｍとして波長が変化した場合の像点位置とＲＭＳ波面収差の変化を示す図
【図９】比較例による対物レンズの断面図
【図１０】比較例の対物レンズにおいて中心波長を４０８ｎｍとして波長が変化した場合の像点位置とＲＭＳ波面収差の変化を示す図
【符号の説明】
【０１２９】
１，２，３  対物レンズ
６  光軸
８  入射瞳面
１ａ，２ａ，３ａ  基準レンズ
１ｂ，２ｂ，３ｂ  密着レンズ
１１，２１，３１  第１面（非球面）
１２，２２，３２  第２面（非球面）
１３，２３，３３  第３面（非球面）
１４，２４，３４  第４面（非球面）
４１  光源
４２  補助レンズ
４３  受光素子
１００  保護層
１０２  情報記録面
１１０  光情報記録媒体（青色レーザ光ディスク）
【図１】
2006134526.tif 000019
【図２】
2006134526.tif 000020
【図３】
2006134526.tif 000021
【図４】
2006134526.tif 000022
【図５】
2006134526.tif 000023
【図６】
2006134526.tif 000024
【図７】
2006134526.tif 000025
【図８】
2006134526.tif 000026
【図９】
2006134526.tif 000027
【図１０】
2006134526.tif 000028