(57)【要約】【課題】光源の波長変化、温・湿度変化、光情報記録媒体の透明基板の厚みの誤差等に起因して光ピックアップ装置の各光学面で発生する球面収差の変動を、簡易な構成で効果的に補正できる集光光学系および光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】カップリングレンズを構成する２つのレンズ要素のうち、少なくとも１つを光軸方向に沿って変移可能とすることで、集光光学系中の各光学面、特に対物レンズの光学面で生じる球面収差の変動が補正可能となる。従来の光情報記録媒体より高密度に情報を記録及び／又は高密度記録された情報を再生するために必要な高開口数の対物レンズを用いた場合に問題となる、光源の波長の微少変動、及び／又は温湿度変化、及び／又は光情報記録媒体の透明基板の厚さの誤差等に起因して対物レンズで大きく発生する球面収差を実時間で補正できるので、常に光情報記録媒体の情報記録面に適正なスポットを形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された発散光の発散角を変えるカップリングレンズと、このカップリングレンズを通過した光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズとを含む光情報記録媒体の記録及び／又は再生用の光ピックアップ装置の集光光学系であって、
前記集光光学系を構成する光学素子の少なくとも１つの光学面上に輪帯状の回折構造が形成され、
前記カップリングレンズは２群構成であって、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする集光光学系。
【請求項２】
前記光源は６００ｎｍ以下の波長の光を出射し、前記集光光学系中の各屈折面の屈折作用により生じる軸上色収差と、前記回折構造で生じる軸上色収差とが相殺されることを特徴とする請求項１記載の集光光学系。
【請求項３】
前記カップリングレンズと、前記回折構造が設けてある光学素子と、前記対物レンズとからなる合成系の軸上色収差が次式を満たすことを特徴とする請求項２記載の集光光学系。
│△ｆＢ・ＮＡ２│≦０．２５μｍ
ただし、
ＮＡ：光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数
△ｆＢ：前記光源の波長が＋１ｎｍ変化したときの合成系の焦点位置の変化（μｍ）
【請求項４】
前記光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数が０．６５以上であって、前記光情報記録媒体の透明基板の厚さが０．６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の集光光学系。
【請求項５】
前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、光軸に沿って変移可能なレンズ群は正屈折力を有し、次式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の集光光学系。
４≦ｆＣＰ／ｆＯＢＪ≦１７
但し、
ｆＣＰ：前記光軸に沿って変移可能な正屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）
【請求項６】
前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、光軸に沿って変移可能なレンズ群は負屈折力を有し、次式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の集光光学系。
−２０≦ｆＣＮ／ｆＯＢＪ≦−３
但し、
ｆＣＮ：前記光軸に沿って変移可能な負屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）
【請求項７】
前記対物レンズは１群１枚構成であって、少なくとも１つの面を非球面としたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の集光光学系。
【請求項８】
前記対物レンズは２群２枚構成であって、第１面から第３面のうち少なくとも２つの面を非球面としたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の集光光学系。
【請求項９】
前記回折構造が設けてある光学素子は、プラスチック材料から形成されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の集光光学系。
【請求項１０】
前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち光軸方向に沿って変移可能なレンズ群は、比重２．０以下の材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の集光光学系。
【請求項１１】
前記回折構造で発生するｎ（ｎは０，±１以外の整数）次回折光の光量量が、他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きく、前記集光光学系は、前記光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生するために回折構造で発生したｎ次回折光を、前記光情報記録媒体の情報記録面に集光することができることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の集光光学系。
【請求項１２】
前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記光源の発振波長の変動に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の集光光学系。
【請求項１３】
前記対物レンズは少なくとも１枚のプラスチック材料から形成されたレンズを含み、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、温湿度変化に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の集光光学系。
【請求項１４】
前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記情報記録媒体の透明基板の厚さの変動に起因して生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の集光光学系。
【請求項１５】
前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記光源の発振波長の変動、或いは温湿度変化、或いは前記情報記録媒体の透明基板の厚さの変動のうち少なくとも２つ以上の組み合わせに起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の集光光学系。
【請求項１６】
前記光情報記録媒体が表面側から順に、透明基板と情報記録層とが、交互に複数積層された構造を有し、前記対物レンズを光軸方向に沿って変移させることで各情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生のためにフォーカシングさせ、かつ前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、各情報記録層での透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１乃至１５記載の集光光学系。
【請求項１７】
光源と、
前記光源から出射された発散光の発散角を変える２群構成のカップリングレンズと、このカップリングレンズを通過した光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズとを含む集光光学系と、
前記情報記録面からの反射光を検出する検出器と、
前記情報記録面に光束を集光させるために、前記対物レンズを光軸方向及び光軸直角方向に変移させる第１の駆動装置と、
前記カップリングレンズの少なくとも一つの光学素子を光軸方向に変移させる第２の駆動装置と、を有し、前記光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置であって、
前記集光光学系を構成する光学素子の少なくとも１つの光学面上に輪帯状の回折構造が形成され、
前記第２の駆動装置は、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１８】
前記光源は６００ｎｍ以下の波長の光を出射し、前記集光光学系中の各屈折面の屈折作用により生じる軸上色収差と、前記回折構造で生じる軸上色収差とが相殺されることを特徴とする請求項１７記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
前記カップリングレンズと、前記回折構造が設けてある光学素子と、前記対物レンズとからなる合成系の軸上色収差が次式を満たすことを特徴とする請求項１８記載の光ピックアップ装置。
│△ｆＢ・ＮＡ２│≦０．２５μｍ
ただし、
ＮＡ：光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数
△ｆＢ：前記光源の波長が＋１ｎｍ変化したときの合成系の焦点位置の変化（μｍ）
【請求項２０】
前記光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数が０．６５以上であって、前記光情報記録媒体の透明基板の厚さが０．６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２１】
前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、光軸に沿って変移可能なレンズ群は正屈折力を有し、次式を満たすことを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
４≦ｆＣＰ／ｆＯＢＪ≦１７
但し、
ｆＣＰ：前記光軸に沿って変移可能な正屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）
【請求項２２】
前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、光軸に沿って変移可能なレンズ群は負屈折力を有し、次式を満たすことを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
−２０≦ｆＣＮ／ｆＯＢＪ≦−３
但し、
ｆＣＮ：前記光軸に沿って変移可能な負屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）
【請求項２３】
前記対物レンズは１群１枚構成であって、少なくとも１つの面を非球面としたことを特徴とする請求項１７乃至２２のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４】
前記対物レンズは２群２枚構成であって、第１面から第３面のうち少なくとも２つの面を非球面としたことを特徴とする請求項１７乃至２２のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５】
前記回折構造が設けてある光学素子は、プラスチック材料から形成されたことを特徴とする請求項１７乃至２４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６】
前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち光軸方向に沿って変移可能なレンズ群は、比重２．０以下の材料から形成されていることを特徴とする請求項１７乃至２５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７】
前記回折構造で発生するｎ（ｎは０，±１以外の整数）次回折光の光量量が、他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きく、前記集光光学系は、前記光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生するために回折構造で発生したｎ次回折光を、前記光情報記録媒体の情報記録面に集光することができることを特徴とする請求項１７乃至２６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２８】
前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記光源の発振波長の変動に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１７乃至２７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９】
前記対物レンズは少なくとも１枚のプラスチック材料から形成されたレンズを含み、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、温湿度変化に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１７乃至２７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３０】
前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記情報記録媒体の透明基板の厚さの変動に起因して生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１７乃至２７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３１】
前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記光源の発振波長の変動、或いは温湿度変化、或いは前記情報記録媒体の透明基板の厚さの変動のうち少なくとも２つ以上の組み合わせに起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１７乃至２７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項３２】
前記光情報記録媒体が表面側から順に、透明基板と情報記録層とが、交互に複数積層された構造を有し、前記対物レンズを光軸方向に沿って変移させることで各情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生のためにフォーカシングさせ、かつ前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、各情報記録層での透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１７乃至３１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３３】
請求項１７乃至３２のいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする、音声及び／又は画像の記緑、及び／又は、音声及び／又は画像の再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置用の集光光学系及び光ピックアップ装置に関し、特に高密度な情報記録又は再生が可能な光ピックアップ装置及びその集光光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、短波長赤色半導体レーザの実用化に伴い、従来の光ディスク（光情報記録媒体ともいう）である、ＣＤ（コンパクトディスク）と同程度の大きさで大容量化させた高密度の光ディスクであるＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）が開発・製品化されているが、近い将来には、より高密度な情報の記録又は再生を可能とする次世代の光ディスクが登場することが予想される。
【０００３】
このような次世代の光ディスクを媒体とした光情報記録再生装置の光学系では、記録信号の高密度化を図るため、或いは高密度記録信号を再生するため、対物レンズを介して情報記録面上に集光するスポットの径を小さくすることが要求される。そのためには、光源であるレーザの短波長化や対物レンズの高開口数化が必要となる。現在、短波長レーザ光源としてその実用化が期待されているのは、発振波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、レーザ光源の短波長化や対物レンズの高開口数化が進むと、通常のＣＤやＤＶＤのごとき従来の光ディスクに対して情報の記録または再生を行うような、比較的長波長のレーザ光源と低開口数の対物レンズとの組み合わせからなる光ピックアップ装置では、ほとんど無視できる問題でも、より顕在化してくることが予想される。
【０００５】
その１つがレーザ光源の微少な発振波長の変動により対物レンズで生じる軸上色収差の問題である。光ピックアップ装置において光源として用いられる半導体レーザから出射される光束の波長は一般的に単色であるので、理論上は対物レンズでは軸上色収差は発生しないと考えられる。しかしながら、実際的には半導体レーザの特性の一つとして、出力の変化により瞬時的に波長が数ｎｍほど変化するモードホップ現象を起こす場合がある、しかるに、対物レンズの軸上色収差が補正されていない場合には、モードホップ現象によって集光位置が変化し、情報の記録及び／又は再生においてエラーが生じる可能性がある。
【０００６】
又、光源の波長が短くなるに従い集光位置の変化量は大きくなるので、光ピックアップ装置の光源として発振波長６００ｎｍ以下の短波長半導体レーザ、特に発振波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いた場合は対物レンズで発生する軸上色収差の補正が必要となる。
【０００７】
更に、レーザ光源の短波長化と対物レンズの高開口数化において顕在化する別の問題は、光源の微少な発振波長変動によって対物レンズで発生する球面収差の変動である。光ピックアップ装置において光源として用いられる半導体レーザはその発振波長に±１０ｎｍほどの個体間のばらつきがある。しかるに、基準波長からずれた発振波長をもつ半導体レーザを光源に用いると、対物レンズで発生する球面収差は開口数が大きくなるほど大きくなる。このため、基準波長からずれた発振波長をもつ半導体レーザを使用できないものとすると、光源として使用する半導体レーザの選別が必要となるが、それにより半導体レーザのコストが上昇する。
【０００８】
又、レーザ光源の短波長化と対物レンズの高開口数化において顕在化する更に別の問題は、温度・湿度変化による対物レンズで発生する球面収差の変動である。すなわち、光ピックアップ装置において一般的に使用されているプラスチックレンズは、温度や湿度変化をうけて変形しやすく、また、屈折率が大きく変化する。プラスチックレンズの温度変化に対する屈折率の変化は−１０×１０−５／℃ほどである。屈折率変化により生じる球面収差は、対物レンズの開口数の４乗に比例して発生するので、従来の光ピックアップ装置に用いられる光学系ではそれほど問題にならなかった屈折率変化による球面収差の変動も、対物レンズの高開口数化においては無視できない量となる。
【０００９】
更に、レーザ光源の短波長化と対物レンズの高開口数化において顕在化する別の問題は、光ディスクの保護層（透明基板ともいう）の厚み誤差に起因する光学系の球面収差の変動である。保護層の厚み誤差により生じる球面収差は、対物レンズの開口数の４乗に比例して発生するので、対物レンズの開口数が大きくなるにつれて保護層の厚み誤差の影響が大きくなり、安定した情報の記録または再生が出来なくなる恐れがある。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、レーザ光源の発振波長変化、温度・湿度変化、光情報記録媒体の透明基板の厚みの誤差等に起因して光ピックアップ装置の各光学面で発生する球面収差の変動を、簡易な構成で効果的に補正できる集光光学系および光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
更に本発明は、レーザ光源のモードホップ現象に起因して対物レンズで発生する軸上色収差を効果的に補正できる集光光学系および光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
又、本発明は、短波長レーザ光源と高開口数の対物レンズを備え、透明基板厚みの異なる複数の情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行える集光光学系および光ピックアップ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】
請求項１に記載の集光光学系は、光源から出射された発散光の発散角を変えるカップリングレンズと、このカップリングレンズを通過した光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズとを含む光情報記録媒体の記録及び／又は再生用の光ピックアップ装置の集光光学系であって、
前記集光光学系を構成する光学素子の少なくとも１つの光学面上に輪帯状の回折構造が形成され、
前記カップリングレンズは２群構成であって、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする。
【００１４】
請求項１に記載の集光光学系は、ＤＶＤより高密度・大容量の次世代の光情報記録媒体に対する記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置に用いられる集光光学系の好ましい構成に関する。集光光学系を構成する光学素子の少なくとも１つの光学面上に、光源の波長が長波長側に微少変動した場合に対物レンズのバックフォーカスが短くなるような波長特性をもつ回折構造を設けることで、青紫色半導体レーザのような短波長光源を用いた際に問題となる対物レンズで発生する軸上色収差を効果的に補正できる。上記回折構造を設けるのは対物レンズより光源側に別途配置されたカップリングレンズ以外の光学素子でもよいが、対物レンズ及び／又はカップリングレンズに設けるほうが集光光学系の構成要素を多くすることがないので光ピックアップ装置を小型化でき好ましい。また、カップリングレンズの光学面に回折構造を設ける場合に、回折のパワーを２つ以上の光学面に分担させることができるので、１つの光学面上に設ける回折構造の最小輪帯間隔を大きくすることが可能となり、回折効率を高めることができる。
【００１５】
さらに、カップリングレンズを構成する２つのレンズ群のうち、少なくとも１つを光軸方向に沿って変移可能とすることで、集光光学系中の各光学面、特に対物レンズの光学面で生じる球面収差の変動が補正可能となる。従来の光情報記録媒体より高密度に情報を記録及び／又は高密度記録された情報を再生するために必要な高開口数の対物レンズを用いた場合に問題となる、光源の発振波長の微少変動、及び／又は温湿度変化、及び／又は光情報記録媒体の透明基板の厚さの誤差等に起因して対物レンズで大きく発生する球面収差をリアルタイムで補正できるので、常に光情報記録媒体の情報記録面に適正なスポットを形成することができる。
【００１６】
また、上記のカップリングレンズの変移可能なレンズ群を光軸に沿って動かすことで、集光光学系を形成する光学素子の成形誤差に起因して発生した球面収差も補正可能である。一般に光学素子を金型を用いた成形法で製造する場合、金型の加工誤差や光学素子の成形誤差が発生する、例えば、中心の厚さ誤差や光学面の形状誤差である。これらの誤差によって生じる収差の成分が３次の球面収差であれば、本発明による集光光学系では上記のカップリングレンズの変移可能なレンズ群を光軸に沿って動かすことで補正ができる。したがって、集光光学系を形成する光学素子の製造時の誤差許容量を大きくでき、生産性を高めることができる。
【００１７】
請求項２に記載の集光光学系は、前記光源は６００ｎｍ以下の波長の光を出射し、前記集光光学系中の各屈折面の屈折作用により生じる軸上色収差と、前記回折構造で生じる軸上色収差とが相殺されることを特徴とする。
【００１８】
請求項２にあるように、６００ｎｍ以下の発振波長を発生する光源を用いることで、従来の光情報記録媒体より高密度に記録及び／又は高密度記緑された情報の再生が光情報記録媒体に対して可能となるが、前述したように集光光学系、特に対物レンズで発生する軸上色収差が問題となる。集光光学系の各屈折面で発生する軸上色収差と逆極性の軸上色収差を前記回折構造で発生させることで、集光光学系を介して光情報記録媒体の情報記録面にスポットを形成したときの波面は軸上色収差が相殺された状態であり、集光光学系全体として光源の波長変動の範囲内で良好に軸上色収差が補正された系とすることができる。
【００１９】
尚、本発明の集光光学系は、光源の発振波長の光に対して、厚さ３ｍｍにおける内部透過率が８５％以上である光学材料から形成されることが好ましい。６００ｎｍ以下、特に４００ｎｍ程度の発振波長をもつ短波長光源を用いた場合は、光学材料の光の吸収による透過率の低下が問題となるが、集光光学系を上記のような内部透過率をもつ材料から形成することで、記録時に光源の出力を大きくしなくても高い光量のスポットを形成でき、また再生時の読み出し信号のＳ／Ｎ比をよくすることができる。
【００２０】
さらに、本発明の集光光学系は飽和吸水率が０．５％以下の光学材料から形成されることが好ましい。このようにすると、集光光学系を構成する各光学素子が空気中の水分を吸収する過程において光学素子中に吸水率の差による屈折率分布が生じにくく、それによって発生する収差や位相変化にともなう回折効率の低下を抑えることができる。特に対物レンズの開口数が大きいと、収差発生や回折効率低下は大きくなる傾向にあるが、上記のようにすることで、それらを十分小さく抑えることができる。
【００２１】
請求項３に記載の集光光学系は、前記カップリングレンズと、前記回折構造が設けてある光学素子と、前記対物レンズとからなる合成系の軸上色収差が次式を満たすことを特徴とする。
│△ｆＢ・ＮＡ２│≦０．２５μｍ                                （１）
ただし、
ＮＡ：光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数
△ｆＢ：前記光源の波長が＋１ｎｍ変化したときの合成系の焦点位置の変化（μｍ）。
【００２２】
回折構造の作用を利用して集光光学系の各屈折面で発生する軸上色収差を補正した場合には、集光光学系の軸上色収差、すなわちカップリングレンズと回折構造が設けてある光学素子と対物レンズとからなる合成系の軸上色収差が請求項３の条件式（１）を満たすことが好ましい。
【００２３】
請求項４に記載の集光光学系は、前記光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数が０．６５以上であって、前記光情報記録媒体の透明基板の厚さが０．６ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２４】
請求項４にあるように、光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の対物レンズの像側開口数（ＮＡ）を０．６５以上に高めることで（従来の光情報記録媒体、例えばＣＤでは０．４５，ＤＶＤでは０．６０である）、情報記録面上に集光するスポットのサイズを小さくできるので、従来の光情報記録媒体より高密度に記録及び／又は高密度記録された情報の再生が光情報記録媒体に対して可能となる。しかし、このように対物レンズの開口数を高めることで、光軸に対して垂直な面からの光情報記録媒体の傾きやそりに起因するコマ収差の発生が大きくなるという問題が発生する。光情報記録媒体の透明基板の厚さを小さくすることで、このようなコマ収差の発生を抑制できる。対物レンズの開口数を０．６５以上に高めた場合は、光情報記録媒体の透明基板の厚さ（ｔ）を０．６ｍｍ以下にすることが好ましい（従来の光情報記録媒体、例えばＣＤでは１．２ｍｍ，ＤＶＤでは０．６ｍｍである）。具体的には、０．６５≦ＮＡ≦０．７０の場合には０．３≦ｔ≦０．６ｍｍとするのが好ましく、０．７０≦ＮＡ≦０．８５の場合は０．０≦ｔ≦０．３ｍｍとするのが好ましい。
【００２５】
請求項５に記載の集光光学系は、前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、光軸に沿って変移可能なレンズ群は正屈折力を有し、次式を満たすことを特徴とする。
４≦ｆＣＰ／ｆＯＢＪ≦１７                                        （２）
但し、
ｆＣＰ：前記光軸に沿って変移可能な正屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）。
【００２６】
請求項５にあるように、カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、正屈折力を有するレンズ群を光軸に沿って変移可能とした場合、（２）式を満たすことが好ましい。（２）式の上限を超えないようにすると、集光光学系で生じた球面収差変動を補正するための変移量が小さくて済むので、全体的にコンパクトな集光光学系とすることができる。（２）式の下限を超えないようにすると、変移可能なレンズ群の屈折力を小さく抑えることができるので、変移可能なレンズ群での収差の発生を抑制できる。又、カップリングレンズを構成する２つのレンズ群を共に正屈折力を有するものとした場合は、（２）式を満たすことで、上述した２つのレンズ群への屈折力の配分をバランス良く行うことができるので、それぞれのレンズ群を製造しやすい形状とすることができる。
【００２７】
請求項６に記載の集光光学系は、前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、光軸に沿って変移可能なレンズ群は負屈折力を有し、次式を満たすことを特徴とする。
−２０≦ｆＣＮ／ｆＯＢＪ≦−３                                    （３）
但し、
ｆＣＮ：前記光軸に沿って変移可能な負屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）。
【００２８】
請求項６にあるように、カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、負屈折力を有するレンズ群を光軸に沿って変移可能とした場合、（３）式を満たすことが好ましい。（３）式の下限を超えないようにすると、集光光学系で生じた球面収差変動を補正するための変移量が小さくて済むので、全体的にコンパクトな集光光学系とすることができる。（３）式の上限を超えないようにすると、変移可能なレンズ群の屈折力を小さく抑えることができるので、変移可能なレンズ群での収差の発生を抑制できる。更に、カップリングレンズを構成する２つのレンズ群のうち、正屈折力を有するレンズ群の屈折力を小さく抑えることができるので、正屈折力を有するレンズ群での収差の発生を抑制でき、製造しやすいものとなる。
【００２９】
請求項７に記載の集光光学系は、前記対物レンズが１群１枚構成であって、少なくとも１つの面を非球面としたことを特徴とする。
【００３０】
請求項７にあるように、対物レンズを少なくとも１つの面を非球面とした１群１枚構成とすることで、１群１枚構成という簡易な構成でかつ球面収差およびコマ収差が良好に補正された、従来の光情報記録媒体より高密度に記録及び／又は高密度記録された情報の再生が光情報記録媒体に対して可能な光ピックアップに好適な対物レンズを得ることができる。又、両面を非球面とすることがより好ましく、それによりさらに精緻に収差の補正ができる。また、対物レンズを１群１枚構成とすることで、開口数が大きくなってもワーキングディスタンスを大きく確保することができるので、光情報記録媒体のそりや傾きによる対物レンズと光情報記録媒体との接触を防ぐことができる。
【００３１】
請求項８に記載の集光光学系は、前記対物レンズが２群２枚構成であって、第１面から第３面のうち少なくとも２つの面を非球面としたことを特徴とする。
【００３２】
請求項８にあるように対物レンズを２群２枚構成とすることで、光線に対する屈折力を４つの面に分配することができるので、開口数を大きくしても１面ごとの屈折力は小さくてすむ。その結果、金型加工やレンズ成形時のレンズ面間の偏芯許容量を大きくすることができ、製作しやすいレンズとすることができる。また、光線に対する屈折力を４つの面に分配することで、第１面から第３面のうち少なくとも２つの面に設けた非球面の収差補正作用に余裕ができるので精緻に球面収差およびコマ収差の補正ができる。このとき、少なくとも第１面と第３面の２つの面を非球面とすることが好ましい。さらに、第２面も非球面とすることで、第１レンズと第２レンズの光軸のずれにより発生する収差を小さく抑えることができるのでより好ましい。
【００３３】
請求項９に記載の集光光学系は、前記回折構造が設けてある光学素子が、プラスチック材料から形成されているので、回折構造が付加しやすく、さらに金型を用いた射出成形法等により安価に大量生産することができる。
【００３４】
請求項１０に記載の集光光学系は、前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち光軸方向に沿って変移可能なレンズ群が、比重２．０以下の材料から形成されていると、変移時における慣性力を小さく抑えることができ、より迅速な変移が可能となるため好ましい。また、上記変移可能なレンズ群を変移させるための駆動装置としてのアクチュエータの駆動電流が小さくてすむので、より小型のアクチュエータを用いることができる。
【００３５】
請求項１１に記載の集光光学系は、前記回折構造で発生するｎ（ｎは０，±１以外の整数）次回折光の光量量が、他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きく、前記集光光学系は、前記光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生するために回折構造で発生したｎ次回折光を、前記光情報記録媒体の情報記録面に集光することができると、前記回折構造を複数の輪帯から形成した場合に、輪帯間隔を大きくとれるため製造容易となり好ましい。
【００３６】
請求項１２に記載の集光光学系は、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記光源の発振波長の変動に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正すると、良好なスポットを光情報記録媒体の情報記録面に形成できるので、光源の選別が不要となり好ましい。
【００３７】
請求項１３に記載の集光光学系は、前記対物レンズは少なくとも１枚のプラスチック材料から形成されたレンズを含み、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、温湿度変化に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正すると、温度変化や湿度変化によって結像性能の低下が起こりやすいプラスチックレンズであっても、高開口数の対物レンズとして使用することが可能となるので、光ピックアップ装置の大幅なコストダウンを図れる。
【００３８】
請求項１４に記載の集光光学系は、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記情報記録媒体の透明基板の厚さの変動に起因して生じる球面収差の変動を補正すると、光情報記録媒体の許容製造誤差を大きくすることができるので、生産性を高めることができる。
【００３９】
請求項１５に記載の集光光学系は、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記光源の発振波長の変動、或いは温湿度変化、或いは前記情報記録媒体の透明基板の厚さの変動のうち少なくとも２つ以上の組み合わせに起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする。
【００４０】
本発明による集光光学系は、請求項１３のように温湿度変化、あるいは光情報記録媒体の透明基板の厚さの誤差、あるいは光源の発振波長の基準波長からのばらつきの組み合わせによって生ずる球面収差の変動を補正できるので、常に集光特性の良好な集光光学系を得ることができる。
【００４１】
請求項１６に記載の集光光学系は、前記光情報記録媒体が表面側から順に、透明基板と情報記録層とが、交互に複数積層された構造を有し、前記対物レンズを光軸方向に沿って変移させることで各情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生のためにフォーカシングさせ、かつ前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、各情報記録層での透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする。
【００４２】
請求項１６に記載の集光光学系は、光情報記録媒体の表面側から順に、透明基板と情報記録層とが、交互に複数積層された構造を有する光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生が可能な光ピックアップ装置用の集光光学系に関する。かかる集光光学系によれば、カップリングレンズの変移可能な光学素子を光軸に沿って動かすことで、表面から情報記録層までの透明基板の厚さの違いによる球面収差を補正でき、さらに対物レンズを光軸方向に変移させれば、所望の情報記録層に合焦できるので、それぞれの情報記録面上に良好な波面を形成できる。したがって、光情報記録媒体の片側の面に２倍、あるいはそれ以上の容量の情報を記録及び／又は再生が可能となる。
【００４３】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出射された発散光の発散角を変える２群構成のカップリングレンズと、このカップリングレンズを通過した光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズとを含む集光光学系と、前記情報記録面からの反射光を検出する検出器と、前記情報記録面に光束を集光させるために、前記対物レンズを光軸方向及び光軸直角方向に変移させる第１の駆動装置と、前記カップリングレンズの少なくとも一つの光学素子を光軸方向に変移させる第２の駆動装置と、を有し、前記光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置であって、前記集光光学系を構成する光学素子の少なくとも１つの光学面上に輪帯状の回折構造が形成され、前記第２の駆動装置は、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする。
【００４４】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置は、ＤＶＤより高密度・大容量の次世代の光情報記録媒体に対する記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置に関する。かかる光ピックアップ装置の集光光学系を構成する光学素子の少なくとも１つの光学面上に、光源の波長が長波長側に微少変動した場合に対物レンズのバックフォーカスが短くなるような波長特性をもつ回折構造を設けることで、青紫色半導体レーザのような短波長光源を用いた際に問題となる対物レンズで発生する軸上色収差を効果的に補正し、さらに、カップリングレンズを構成する２つのレンズ群のうち、少なくとも１つを光軸方向に沿って変移可能とすることで、集光光学系中の各光学面で生じる球面収差の変動を良好に補正することができる。第２の駆動装置は、カップリングレンズを構成する２つのレンズ群のうち、少なくとも１つを光軸に沿って変移させるが、このとき、情報記録面上に集光された光束の集光状態を検出するセンサーでの信号をモニターしながら集光光学系で発生した球面収差が最適に補正されるように上記光学素子を変移させる。この第２の駆動装置としては、ボイスコイル型アクチュエーターやピエゾアクチュエーターなどを用いることができる。又、請求項１に記載の発明と同様な作用効果も有する。
【００４５】
請求項１８に記載の光ピックアップ装置は、前記光源は６００ｎｍ以下の波長の光を出射し、前記集光光学系中の各屈折面の屈折作用により生じる軸上色収差と、前記回折構造で生じる軸上色収差とが相殺されるので、請求項２に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００４６】
請求項１９に記載の光ピックアップ装置は、前記カップリングレンズと、前記回折構造が設けてある光学素子と、前記対物レンズとからなる合成系の軸上色収差が次式を満たすので、請求項３に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
│△ｆＢ・ＮＡ２│≦０．２５μｍ                                  （４）
ただし、
ＮＡ：光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数
△ｆＢ：前記光源の波長が＋１ｎｍ変化したときの合成系の焦点位置の変化（μｍ）。
【００４７】
請求項２０に記載の光ピックアップ装置は、前記光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数が０．６５以上であって、前記光情報記録媒体の透明基板の厚さが０．６ｍｍ以下であるので、請求項４に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００４８】
請求項２１に記載の光ピックアップ装置は、前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、光軸に沿って変移可能なレンズ群は正屈折力を有し、次式を満たすので、請求項５に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
４≦ｆＣＰ／ｆＯＢＪ≦１７                                          （５）
但し、
ｆＣＰ：前記光軸に沿って変移可能な正屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）。
【００４９】
請求項２２に記載の光ピックアップ装置は、前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、光軸に沿って変移可能なレンズ群は負屈折力を有し、次式を満たすので、請求項６に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
−２０≦ｆＣＮ／ｆＯＢＪ≦−３                                      （６）
但し、
ｆＣＮ：前記光軸に沿って変移可能な負屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）。
【００５０】
請求項２３に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズは１群１枚構成であって、少なくとも１つの面を非球面としたので、請求項７に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００５１】
請求項２４に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズは２群２枚構成であって、第１面から第３面のうち少なくとも２つの面を非球面としたので、請求項８に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００５２】
請求項２５に記載の光ピックアップ装置は、前記回折構造が設けてある光学素子が、プラスチック材料から形成されたので、請求項９に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００５３】
請求項２６に記載の光ピックアップ装置は、前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち光軸方向に沿って変移可能なレンズ群は、比重２．０以下の材料から形成されているので、請求項１０に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００５４】
請求項２７に記載の光ピックアップ装置は、前記回折構造で発生するｎ（ｎは０，±１以外の整数）次回折光の光量量が、他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きく、前記集光光学系は、前記光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生するために回折構造で発生したｎ次回折光を、前記光情報記録媒体の情報記録面に集光することができるので、請求項１１に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００５５】
請求項２８に記載の光ピックアップ装置は、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記光源の発振波長の変動に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正するので、請求項１２に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００５６】
請求項２９に記載の光ピックアップ装置は、前記対物レンズは少なくとも１枚のプラスチック材料から形成されたレンズを含み、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、温湿度変化に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正するので、請求項１３に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００５７】
請求項３０に記載の光ピックアップ装置は、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記情報記録媒体の透明基板の厚さの変動に起因して生じる球面収差の変動を補正するので、請求項１４に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００５８】
請求項３１に記載の光ピックアップ装置は、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、前記光源の発振波長の変動、或いは温湿度変化、或いは前記情報記録媒体の透明基板の厚さの変動のうち少なくとも２つ以上の組み合わせに起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正するので、請求項１５に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００５９】
請求項３２に記載の光ピックアップ装置は、前記光情報記録媒体が表面側から順に、透明基板と情報記録層とが、交互に複数積層された構造を有し、前記対物レンズを光軸方向に沿って変移させることで各情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生のためにフォーカシングを行い、かつ前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つのレンズ群を光軸方向に沿って変移させることで、各情報記録層での透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差の変動を補正するので、請求項１６に記載の発明と同様な作用効果を奏する。
【００６０】
請求項３３に記載の再生装置は、請求項１７乃至３２のいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載した、音声及び／又は画像の記緑、及び／又は、音声及び／又は画像の再生装置である。
【００６１】
請求項３３の再生装置によれば、音声・画像の記録装置・再生装置が上述の光ピックアップ装置を搭載したことにより、ＤＶＤより高密度・大容量の次世代の光情報記録媒体に対して音声・画像の記録または再生を良好に行うことができる。
【００６２】
本明細書中で用いる回折構造とは、光学素子の表面、例えばレンズの表面に、レリーフを設けて、回折によって光線の角度を変える作用を持たせた形態（又は面）のことをいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心とする略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば各輪帯は鋸歯のような形状となっているものを含む。
【００６３】
本明細書中において、対物レンズとは、狭義には光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有するレンズを指し、広義にはそのレンズと共に、アクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能なレンズ群を指すものとする。ここで、かかるレンズ群とは、少なくとも１枚以上のレンズを指すものである。従って、本明細書中において、対物レンズの光情報記録媒体側の開口数ＮＡとは、対物レンズの最も光情報記録媒体側に位置するレンズ面から光情報記録媒体側に出射した光束の開口数ＮＡを指すものである。また、本明細書中において光情報記録媒体に対して情報を記録又は再生する際に必要な所定開口数とは、それぞれの光情報記録媒体の規格で規定されている開口数、あるいはそれぞれの光情報記録媒体に対して、使用する光源の波長に応じ、情報の記録または再生をするために必要なスポット径を得ることができる回折限界性能の対物レンズの開口数を示す。
【００６４】
本明細書中において、光情報記録媒体（光ディスク）としては、例えば、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ，ＣＤ−ＲＯＭ等の各種ＣＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ等の各種ＤＶＤ、或いはＭＤ等のディスク状の現在の光情報記録媒体および次世代の記録媒体なども含まれる。多くの光情報記録媒体の情報記録面上には透明基板が存在する。しかしながら、透明基板の厚さが殆どゼロに近いもの、あるいは透明基板が全くないものも存在もしくは提案されている。説明の都合上、本明細書中「透明基板を介して」と記載することがあるが、かかる透明基板は厚さがゼロである、すなわち透明基板が全くない場合も含むものである。
【００６５】
本明細書中において、情報の記録及び再生とは、上記のような光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上に記録された情報を再生することをいう。本発明の光ピックアップ装置は、記録だけ或いは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、或る情報記録媒体に対しては記録を行い、別の情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、或る情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の情報記録媒体に対しては記録及び再生を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。
【発明の効果】
【００６６】
本発明によると、レーザ光源の発振波長変化、温度・湿度変化、光情報記録媒体の透明基板の厚みの誤差等に起因して光ピックアップ装置の各光学面で発生する球面収差の変動を、簡易な構成で効果的に補正できる集光光学系および光ピックアップ装置を提供することができる。
【００６７】
更に本発明によると、レーザ光源のモードホップ現象に起因して対物レンズで発生する軸上色収差を効果的に補正できる集光光学系および光ピックアップ装置を提供することができる。
【００６８】
又、本発明によると、短波長レーザ光源と高開口数の対物レンズを備え、透明基板厚みの異なる複数の情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行える集光光学系および光ピックアップ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略的な構成図である。
【図２】第１実施例の集光光学系の概略断面図である。
【図３】第１実施例の集光光学系の球面収差図である。
【図４】第２実施例の集光光学系の概略断面図である。
【図５】第２実施例の集光光学系の球面収差図である。
【図６】第２の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略的な構成図である。
【図７】第３実施例の集光光学系の概略断面図である。
【図８】第３実施例の集光光学系の球面収差図である。
【図９】第４実施例の集光光学系の概略断面図である。
【図１０】第４実施例の集光光学系の球面収差図である。
【図１１】第５実施例の集光光学系の概略断面図である。
【図１２】第５実施例の集光光学系の球面収差図である。
【図１３】第６実施例の集光光学系の概略断面図である。
【図１４】第６実施例の集光光学系の球面収差図である。
【図１５】第３の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略的な構成図である。
【図１６】第４の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略的な構成図である。
【００７１】
図１の光ピックアップ装置において、光源である半導体レーザ３と、光源３から射出される発散光の発散角を変換するカップリングレンズ２（２枚のレンズ群すなわちレンズ要素２ａ、２ｂからなり、レンズ要素２ａは正屈折力を有し、レンズ要素２ｂは負屈折力を有する。以下の実施の形態において同じ）と、カップリングレンズ２からの光束を光情報記録媒体の情報記録面５に集光する対物レンズ１と、光情報記録媒体の情報記録面５からの反射光を受光する検出器４とを備えている。カップリングレンズ２と対物レンズ１とで集光光学系を構成する。
【００７２】
図１の光ピックアップ装置は、更に、情報記録面５からの反射光を検出器４に向けて分離するビームスプリッタ６と、カップリングレンズ２と対物レンズ１との間に配置された１／４波長板７と、対物レンズ８に前置された絞り８と、シリンドリカルレンズ９と、フォーカス・トラッキング用のアクチュエータ（第１の駆動装置：以下の実施の形態において同じ）１０とを備える。
【００７３】
また、対物レンズ１は、その外周に光軸に対し垂直方向に延びた面を持つフランジ部１ａを有する。このフランジ部１ａにより、対物レンズ１を光ピックアップ装置に精度よく取付ることができる。又、対物レンズ１は、２軸アクチュエータ１０により、フォーカシングのために光軸方向に、及びトラッキングのために光軸直角方向に変移可能とされている。
【００７４】
カップリングレンズ２は、入射された発散光束を光軸に対して、ほぼ平行光束にするコリメートレンズであっても良い。本実施の形態では、半導体レーザ３の発振波長変化、温度・湿度変化、光情報記録媒体の透明基板の厚みの誤差等に起因して光ピックアップ装置の各光学面で発生する球面収差の変動を抑制するために、カップリングレンズ２のレンズ要素２ａを、アクチュエータ（第２の駆動装置：以下の実施の形態において同じ）１１により、その光軸方向に変移可能としている。
【実施例】
【００７５】
次に、本実施の形態に適用可能な集光光学系の第１実施例について説明する。第１実施例及び他の実施例において、半導体レーザ３の光源波長は４０５ｎｍであり、対物レンズ１の開口数は０．８５としている。第１実施例における非球面については、光軸方向をｘ軸、光軸に垂直な方向の高さをｈ、面の曲率半径をｒとするとき次式（数１）で表す。但し、κを円錐係数、Ａ２ｉを非球面係数とする。
【００７６】
【数１】
2011108358.tif 000003
【００７７】
一方、回折面については、回折レリーフをはずしたマクロ的な形状を示す母非球面と、次式（数２）の光路差関数Φｂとで表す。光路差関数Φｂは、基準波長の回折光に対し回折面によって付加される光路差をあらわすものとし、光路差関数Φｂの値がｍλ（ｍは回折次数）変わるごとに回折輪帯を設ける。但し、ｈは光軸からの距離、ｂ２ｉは光路差関数の係数である。
【００７８】
【数２】
2011108358.tif 000004
【００７９】
第１実施例の集光光学系のレンズデータを表１に示す。又、本実施例の集光光学系の概略断面図を図２に示し、球面収差図を図３に示す。本実施例では、２群２枚構成のカップリングレンズ２の第１面および第３面に設けた回折構造の作用により、集光光学系で発生する軸上色収差を捕正している。さらに、表２に示すように、カップリングレンズ２のレンズ要素２ａ、２ｂの間隔を変えることで、レーザ光源３の波長変動、温度変化、透明基板の厚さの誤差に起因して集光光学系で発生する球面収差を補正可能としている。
【００８０】
【表１】
2011108358.tif 000005
【００８１】
【表２】
2011108358.tif 000006
【００８２】
尚、本明細書中（表のレンズデータ含む）おいて、１０のべき乗数（例えば ２．５×１０−３）を、Ｅ（例えば ２．５×Ｅ−３）を用いて表している。
【００８３】
次に、図１の光ピックアップ装置に用いることができる第２実施例の集光光学系について説明する。まず、本実施例の集光光学系のレンズデータを表３に示す。又、本実施例の集光光学系の概略断面図を図４に示し、球面収差図を図５に示す。本実施例では、２群２枚構成のカップリングレンズ２の第３面および１群１枚構成の対物レンズ１の第１面に設けた回折構造の作用により集光光学系で発生する軸上色収差を補正している。さらに、表４に示すように、カップリングレンズ２のレンズ要素２ａ、２ｂの間隔を変えることで、レーザ光源３の波長変動、温度変化、透明基板の厚さの誤差に起因して集光光学系で発生する球面収差を補正可能としている。また、対物レンズ１に発散光束が入射する場合、同じ径の絞りを通過する平行光束が入射する場合に比べて、対物レンズ１の光源側の面の光線通過高さが大きくなる。その際の高次の非球面によるフレア成分の発生を抑えるために、本実施例では、光束を規制する絞りを対物レンズ１の光源側の面の頂点より光情報記録媒体側に配置している。
【００８４】
【表３】
2011108358.tif 000007
【００８５】
【表４】
2011108358.tif 000008
【００８６】
次に、第２の実施の形態にかかる光ピックアップ装置について説明する。図６の光ピックアップ装置は、プラスチックレンズ１ａ、１ｂを保持部材１ｃで一体に保持した２群２枚構成の対物レンズ１と、光源である半導体レーザ３と、光源３から射出される発散光の発散角を変換するカップリングレンズ２（レンズ要素２ａ、２ｂとからなる）と、光情報記録媒体の情報記録面５からの反射光を受光する検出器４とを備えている。対物レンズ１は、カップリングレンズ２からの光束を光情報記録媒体の情報記録面５に集光する。
【００８７】
図６の光ピックアップ装置は、更に、情報記録面５からの反射光を検出器４に向けて分離するビームスプリッタ６と、カップリングレンズ２と対物レンズ１との間に配置された１／４波長板７と、対物レンズ１に前置された絞り８と、シリンドリカルレンズ９と、フオーカス・トラッキング用の２軸アクチュエータ１０とを備える。
【００８８】
また、対物レンズ１は、その保持部材１ｃの外周に光軸に対し垂直方向に延びた面を持つフランジ部１ｄを有する。このフランジ部１ｄにより、対物レンズ１を光ピックアップ装置に精度よく取付ることができる。
【００８９】
そして、カップリングレンズ２は、入射された発散光束を光軸に対して、ほぼ平行光束にするコリメートレンズであっても良い。この場合は、半導体レーザ３の発振波長変化、温度・湿度変化、光情報記録媒体の透明基板の厚みの誤差等に起因して光ピックアップ装置の各光学面で発生する球面収差の変動を抑制するために、カップリングレンズ２のレンズ要素２ａを、その光軸方向に変移可能としている。
【００９０】
次に、本実施の形態に適用可能な集光光学系の第３実施例について説明する。まず、本実施例の集光光学系のレンズデータを表５に示す。又、本実施例の集光光学系の概略断面図を図７に示し、球面収差図を図８に示す。本実施例では、２群２枚構成のカップリングレンズ２の第１面および第３面に設けた回折構造の作用により集光光学系で発生する軸上色収差を補正している。さらに、表６に示すように、カップリングレンズ２のレンズ要素２ａ、２ｂの間隔を変えることで、レーザ光源３の波長変動、温度変化、透明基板の厚さの誤差に起因して集光光学系で発生する球面収差を補正可能としている。
【００９１】
【表５】
2011108358.tif 000009
【００９２】
【表６】
2011108358.tif 000010
【００９３】
次に、図６の光ピックアップ装置に用いることができる第４実施例の集光光学系について説明する。まず、本実施例の集光光学系のレンズデータを表７に示す。又、本実施例の集光光学系の概略断面図を図９に示し、球面収差図を図１０に示す。本実施例では、２群２枚構成のカップリングレンズ２の第３面および２群２枚構成の対物レンズの第１面に設けた回折構造の作用により集光光学系で発生する軸上色収差を補正している。さらに、表８に示すように、カップリングレンズのレンズ要素２ａ、２ｂの間隔を変えることで、レーザ光源３の波長変動、温度変化、透明基板の厚さの誤差に起因して集光光学系で発生する球面収差を補正可能としている。
【００９４】
【表７】
2011108358.tif 000011
【００９５】
【表８】
2011108358.tif 000012
【００９６】
次に、図１の光ピックアップ装置に適用できる第５実施例の集光光学系について説明する。まず、本実施例の集光光学系のレンズデータを表９に示す。又、本実施例の集光光学系の概略断面図を図１１に示し、球面収差図を図１２に示す。本実施例では、２群２枚構成のカップリングレンズ２の第３面および１群１枚構成の対物レンズ１の第１面に設けた回折構造の作用により集光光学系で発生する軸上色収差を補正している。さらに、表１０に示すように、カップリングレンズ２のレンズ要素２ａ、２ｂの間隔を変えることで、片面に透明基板と情報記録層が３層積層された、いわゆる３層記録方式の光情報記録媒体に対する情報の記録および／再生を可能とした。また、第１〜４実施例と同様に、それぞれの情報記録媒体に対して情報の記録および／再生を行う際の、レーザ光源３の波長変動、温度変化、透明基板の厚さの誤差に起因して集光光学系で発生する球面収差も補正可能である。
【００９７】
【表９】
2011108358.tif 000013
【００９８】
【表１０】
2011108358.tif 000014
【００９９】
本実施例では、光情報記録媒体を情報記録層間の透明基板の厚さが０．０５ｍｍである３層記録方式の光情報記録媒体としたが，本実施例による集光光学系は、例えば上記以外の形態の多層記録方式の光情報記録媒体に対する情報の記緑および／再生も可能である。
【０１００】
次に、図１の光ピックアップ装置に適用できる第６実施例の集光光学系について説明する。まず、本実施例の集光光学系のレンズデータを表１１，１２に示す。又、本実施例の集光光学系の概略断面図を図１３に示し、球面収差図を図１４に示す。本実施例では、２群２枚構成のカップリングレンズ２の第３面および第４面に設けた回折構造の作用により集光光学系で発生する軸上色収差を補正している。さらに、表１３に示すように、カップリングレンズ２のレンズ要素２ａ、２ｂの間隔を変えることで、レーザ光源３の波長変動、温度変化、透明基板の厚さの誤差に起因して集光光学系で発生する球面収差を補正可能としている。
【０１０１】
【表１１】
2011108358.tif 000015
【０１０２】
【表１２】
2011108358.tif 000016
【０１０３】
【表１３】
2011108358.tif 000017
【０１０４】
以上の第１〜６実施例の集光光学系は、材料として飽和吸水率が０．０１％以下，かつ使用波長領域での厚さ３ｍｍにおける内部透過率が９０％以上であるプラスチックを用いているので、吸水による結像性能へ影響が少なく、かつ光の利用効率が高く、さらに射出成形によって安価に大量生産ができる。また，比重２．０以下のプラスチックを用いることで集光光学系全体が軽量でき、対物レンズ１の駆動機構（アクチュエータ１０など）や、カップリングレンズ２の駆動機構（アクチュエータ１１）への負担を軽減できるため、高速駆動や駆動機構の小型化が可能である。
【０１０５】
図１５は、第３の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略的な構成図である。図１５の光ピックアップ装置は、図１の光ピックアップ装置に対して、アクチュエータ１１により、カップリングレンズ２のレンズ要素２ａでなく、レンズ要素２ｂを光軸方向に変移させる点のみが異なるため、それ以外については説明を省略する。
【０１０６】
図１６は、第４の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略的な構成図である。図１６の光ピックアップ装置は、図６の光ピックアップ装置に対して、アクチュエータ１１により、カップリングレンズ２のレンズ要素２ａでなく、レンズ要素２ｂを光軸方向に変移させる点のみが異なるため、それ以外については説明を省略する。尚、図１５，１６の光ピックアップ装置に対して、第１〜６実施例の集光光学系のいずれも適用可能である。又、図１５，１６の光ピックアップ装置の変形例として、カップリングレンズ２のレンズ要素２ａ、２ｂ双方を変移させることで、その間隔を変えるようにしても良い。
【符号の説明】
【０１０７】
１  対物レンズ
２  カップリングレンズ
２ａ、２ｂ  カップリングレンズのレンズ要素
３  半導体レーザ（光源）
４  検出器
５  情報記録面
１０  ２軸アクチュエータ（第１の駆動装置）
１１  １軸アクチュエータ（第２の駆動装置）
【図１】
2011108358.tif 000018
【図２】
2011108358.tif 000019
【図３】
2011108358.tif 000020
【図４】
2011108358.tif 000021
【図５】
2011108358.tif 000022
【図６】
2011108358.tif 000023
【図７】
2011108358.tif 000024
【図８】
2011108358.tif 000025
【図９】
2011108358.tif 000026
【図１０】
2011108358.tif 000027
【図１１】
2011108358.tif 000028
【図１２】
2011108358.tif 000029
【図１３】
2011108358.tif 000030
【図１４】
2011108358.tif 000031
【図１５】
2011108358.tif 000032
【図１６】
2011108358.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月14日(2011.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された発散光の発散角を変えるカップリングレンズと、前記カップリングレンズを通過した光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズとを含む集光光学系と、
前記情報記録面からの反射光を検出する検出器とを有し、前記光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置であって、
前記光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数が０．６５以上であって、前記光情報記録媒体の透明基板の厚さが０．６ｍｍ以下であり、
前記光情報記録媒体が表面側から順に、透明基板と情報記録層とが、交互に複数積層された構造を有し、
前記光源は６００ｎｍ以下の波長の光を出射し、
前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つの光学素子を光軸方向に沿って変移させることで、各情報記録層での透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差の変動を補正し、
前記光ピックアップ装置は、光束を規制する絞りを有し、
前記絞りは、前記対物レンズの前記光源側の面頂点より光記録媒体側に配置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記集光光学系を構成する光学素子の少なくとも１つの光学面上に輪帯状の回折構造が形成され、前記集光光学系中の各屈折面の屈折作用により生じる軸上色収差と、前記回折構造で生じる軸上色収差とが相殺されることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記回折構造で発生するｎ（ｎは０，±１以外の整数）次回折光の光量が、他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きく、
前記集光光学系は、前記光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生するために前記回折構造で発生した前記ｎ次回折光を、前記光情報記録媒体の情報記録面に集光することができることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記カップリングレンズと、前記回折構造が設けてある光学素子と、前記対物レンズとからなる合成系の軸上色収差が次式を満たすことを特徴とする請求項２又は３記載の光ピックアップ装置。
│△ｆＢ・ＮＡ２│≦０．２５μｍ
ただし、
ＮＡ：光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数
△ｆＢ：前記光源の波長が＋１ｎｍ変化したときの合成系の焦点位置の変化（μｍ）
【請求項５】
前記カップリングレンズのうち、正屈折力を有するレンズ群を光軸に沿って変移させることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
次式を満たすことを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
４≦ｆＣＰ／ｆＯＢＪ≦１７
但し、
ｆＣＰ：前記光軸に沿って変移可能な正屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）
【請求項７】
前記カップリングレンズのうち、負屈折力を有するレンズ群を光軸に沿って変移させることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
次式を満たすことを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ装置。
−２０≦ｆＣＮ／ｆＯＢＪ≦−３
但し、
ｆＣＮ：前記光軸に沿って変移可能な負屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）
【請求項９】
前記対物レンズは１群１枚構成であって、少なくとも１つの面を非球面としたことを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記対物レンズは２群２枚構成であって、第１面から第３面のうち少なくとも２つの面を非球面としたことを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち光軸方向に沿って変移可能な光学素子は、比重２．０以下の材料から形成されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つの光学素子を光軸方向に沿って変移させることで、前記光源の発振波長の変動に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１から１１までのいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記対物レンズは少なくとも１枚のプラスチック材料から形成されたレンズを含み、
前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つの光学素子を光軸方向に沿って変移させることで、温度変化に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１から１２までのいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つの光学素子を光軸方向に沿って変移させることで、前記情報記録媒体の透明基板の厚さの変動に起因して生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする請求項１から１３までのいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数が０．７０以上、０．８５以下であって、前記光情報記録媒体の透明基板の厚さが０．０ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から１４までのいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載し、音声及び／又は画像の記緑をおこなうことを特徴とする記録装置。
【請求項１７】
請求項１から１５までのいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載し、音声及び／又は画像の再生をおこなうことを特徴とする再生装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の光ピックアップ装置の集光光学系は、光源の発振波長の光に対して、厚さ３ｍｍにおける内部透過率が８５％以上である光学材料から形成されることが好ましい。６００ｎｍ以下、特に４００ｎｍ程度の発振波長をもつ短波長光源を用いた場合は、光学材料の光の吸収による透過率の低下が問題となるが、集光光学系を上記のような内部透過率をもつ材料から形成することで、記録時に光源の出力を大きくしなくても高い光量のスポットを形成でき、また再生時の読み出し信号のＳ／Ｎ比をよくすることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
さらに、本発明の光ピックアップ装置の集光光学系は飽和吸水率が０．５％以下の光学材料から形成されることが好ましい。このようにすると、集光光学系を構成する各光学素子が空気中の水分を吸収する過程において光学素子中に吸水率の差による屈折率分布が生じにくく、それによって発生する収差や位相変化にともなう回折効率の低下を抑えることができる。特に対物レンズの開口数が大きいと、収差発生や回折効率低下は大きくなる傾向にあるが、上記のようにすることで、それらを十分小さく抑えることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出射された発散光の発散角を変えるカップリングレンズと、前記カップリングレンズを通過した光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させる対物レンズとを含む集光光学系と、前記情報記録面からの反射光を検出する検出器とを有し、前記光情報記録媒体の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置であって、前記光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数が０．６５以上であって、前記光情報記録媒体の透明基板の厚さが０．６ｍｍ以下であり、前記光情報記録媒体が表面側から順に、透明基板と情報記録層とが、交互に複数積層された構造を有し、前記光源は６００ｎｍ以下の波長の光を出射し、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つの光学素子を光軸方向に沿って変移させることで、各情報記録層での透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差の変動を補正し、前記光ピックアップ装置は、光束を規制する絞りを有し、前記絞りは、前記対物レンズの前記光源側の面頂点より光記録媒体側に配置されることを特徴とする。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、ＤＶＤより高密度・大容量の次世代の光情報記録媒体に対する記録及び／又は再生を行うための光ピックアップ装置に関する。カップリングレンズを構成する、少なくとも１つの光学素子を光軸方向に沿って変移可能とすることで、従来の光情報記録媒体より高密度に情報を記録及び／又は高密度記録された情報を再生するために必要な高開口数の対物レンズを用いた場合に問題となる、各情報記録層での透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差の変動を良好にリアルタイムで補正することができる。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記集光光学系を構成する光学素子の少なくとも１つの光学面上に輪帯状の回折構造が形成され、前記集光光学系中の各屈折面の屈折作用により生じる軸上色収差と、前記回折構造で生じる軸上色収差とが相殺されることを特徴とする。集光光学系の各屈折面で発生する軸上色収差と逆極性の軸上色収差を前記回折構造で発生させることで、集光光学系を介して光情報記録媒体の情報記録面にスポットを形成したときの波面は軸上色収差が相殺された状態であり、集光光学系全体として光源の波長変動の範囲内で良好に軸上色収差が補正された系とすることができる。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項２に記載の発明において、前記回折構造で発生するｎ（ｎは０，±１以外の整数）次回折光の光量が、他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きく、前記集光光学系は、前記光情報記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生するために前記回折構造で発生した前記ｎ次回折光を、前記光情報記録媒体の情報記録面に集光することができることを特徴とする。前記回折構造を複数の輪帯から形成した場合に、輪帯間隔を大きくとれるため製造容易となり好ましい。
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項２又は３に記載の発明において、前記カップリングレンズと、前記回折構造が設けてある光学素子と、前記対物レンズとからなる合成系の軸上色収差が次式を満たすことを特徴とする。
│△ｆＢ・ＮＡ２│≦０．２５μｍ                      （１）
ただし、
ＮＡ：光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数
△ｆＢ：前記光源の波長が＋１ｎｍ変化したときの合成系の焦点位置の変化（μｍ）
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１から４までのいずれかに記載の発明において、前記カップリングレンズのうち、正屈折力を有するレンズ群を光軸に沿って変移させることを特徴とする。
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項５に記載の発明において、次式を満たすことを特徴とする。
４≦ｆＣＰ／ｆＯＢＪ≦１７                        （２）
但し、
ｆＣＰ：前記光軸に沿って変移可能な正屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）
請求項５にあるように、カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、正屈折力を有するレンズ群を光軸に沿って変移可能とした場合、（２）式を満たすことが好ましい。（２）式の上限を超えないようにすると、集光光学系で生じた球面収差変動を補正するための変移量が小さくて済むので、全体的にコンパクトな集光光学系とすることができる。（２）式の下限を超えないようにすると、変移可能なレンズ群の屈折力を小さく抑えることができるので、変移可能なレンズ群での収差の発生を抑制できる。又、カップリングレンズを構成する２つのレンズ群を共に正屈折力を有するものとした場合は、（２）式を満たすことで、上述した２つのレンズ群への屈折力の配分をバランス良く行うことができるので、それぞれのレンズ群を製造しやすい形状とすることができる。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１から４までのいずれかに記載の発明において、前記カップリングレンズのうち、負屈折力を有するレンズ群を光軸に沿って変移させることを特徴とする。
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項７に記載の発明において、次式を満たすことを特徴とする。
−２０≦ｆＣＮ／ｆＯＢＪ≦−３                      （３）
但し、
ｆＣＮ：前記光軸に沿って変移可能な負屈折力を有するレンズ群の焦点距離（ｍｍ）
ｆＯＢＪ：前記対物レンズの焦点距離（ｍｍ）
請求項７にあるように、カップリングレンズを構成するレンズ群のうち、負屈折力を有するレンズ群を光軸に沿って変移可能とした場合、（３）式を満たすことが好ましい。（３）式の下限を超えないようにすると、集光光学系で生じた球面収差変動を補正するための変移量が小さくて済むので、全体的にコンパクトな集光光学系とすることができる。（３）式の上限を超えないようにすると、変移可能なレンズ群の屈折力を小さく抑えることができるので、変移可能なレンズ群での収差の発生を抑制できる。更に、カップリングレンズを構成する２つのレンズ群のうち、正屈折力を有するレンズ群の屈折力を小さく抑えることができるので、正屈折力を有するレンズ群での収差の発生を抑制でき、製造しやすいものとなる。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１から８までのいずれかに記載の発明において、前記対物レンズは１群１枚構成であって、少なくとも１つの面を非球面としたことを特徴とする。
請求項９にあるように、対物レンズを少なくとも１つの面を非球面とした１群１枚構成とすることで、１群１枚構成という簡易な構成でかつ球面収差およびコマ収差が良好に補正された、従来の光情報記録媒体より高密度に記録及び／又は高密度記録された情報の再生が光情報記録媒体に対して可能な光ピックアップに好適な対物レンズを得ることができる。又、両面を非球面とすることがより好ましく、それによりさらに精緻に収差の補正ができる。また、対物レンズを１群１枚構成とすることで、開口数が大きくなってもワーキングディスタンスを大きく確保することができるので、光情報記録媒体のそりや傾きによる対物レンズと光情報記録媒体との接触を防ぐことができる。
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項１から８までのいずれかに記載の発明において、前記対物レンズは２群２枚構成であって、第１面から第３面のうち少なくとも２つの面を非球面としたことを特徴とする。
請求項１０にあるように対物レンズを２群２枚構成とすることで、光線に対する屈折力を４つの面に分配することができるので、開口数を大きくしても１面ごとの屈折力は小さくてすむ。その結果、金型加工やレンズ成形時のレンズ面間の偏芯許容量を大きくすることができ、製作しやすいレンズとすることができる。また、光線に対する屈折力を４つの面に分配することで、第１面から第３面のうち少なくとも２つの面に設けた非球面の収差補正作用に余裕ができるので精緻に球面収差およびコマ収差の補正ができる。このとき、少なくとも第１面と第３面の２つの面を非球面とすることが好ましい。さらに、第２面も非球面とすることで、第１レンズと第２レンズの光軸のずれにより発生する収差を小さく抑えることができるのでより好ましい。
【手続補正４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、請求項１から１０までのいずれかに記載の発明において、前記カップリングレンズを構成するレンズ群のうち光軸方向に沿って変移可能な光学素子は、比重２．０以下の材料から形成されていることを特徴とする。
これにより、変移時における慣性力を小さく抑えることができ、より迅速な変移が可能となるため好ましい。また、上記変移可能なレンズ群を変移させるための駆動装置としてのアクチュエータの駆動電流が小さくてすむので、より小型のアクチュエータを用いることができる。
【手続補正４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１から１１までのいずれかに記載の発明において、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つの光学素子を光軸方向に沿って変移させることで、前記光源の発振波長の変動に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする。
これにより、良好なスポットを光情報記録媒体の情報記録面に形成できるので、光源の選別が不要となり好ましい。
【手続補正４６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１から１２までのいずれかに記載の発明において、前記対物レンズは少なくとも１枚のプラスチック材料から形成されたレンズを含み、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つの光学素子を光軸方向に沿って変移させることで、温度変化に起因して集光光学系の各光学面で生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする。
これにより、温度変化によって結像性能の低下が起こりやすいプラスチックレンズであっても、高開口数の対物レンズとして使用することが可能となるので、光ピックアップ装置の大幅なコストダウンを図れる。
【手続補正４７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１から１３までのいずれかに記載の発明において、前記カップリングレンズを構成する少なくとも１つの光学素子を光軸方向に沿って変移させることで、前記情報記録媒体の透明基板の厚さの変動に起因して生じる球面収差の変動を補正することを特徴とする。
これにより、光情報記録媒体の許容製造誤差を大きくすることができるので、生産性を高めることができる。
請求項１５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１から１４までのいずれかに記載の発明において、前記光情報記録媒体に記録及び／又は再生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数が０．７０以上、０．８５以下であって、前記光情報記録媒体の透明基板の厚さが０．０ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下であることを特徴とする。
【手続補正４８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
請求項１６に記載の記録装置は、請求項１から１５までのいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載し、音声及び／又は画像の記緑をおこなうことを特徴とする。
請求項１７に記載の再生装置は、請求項１から１５までのいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載し、音声及び／又は画像の再生をおこなうことを特徴とする。
【手続補正５１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
請求項１６、１７によれば、音声・画像の記録装置・再生装置が上述の光ピックアップ装置を搭載したことにより、ＤＶＤより高密度・大容量の次世代の光情報記録媒体に対して音声・画像の記録または再生を良好に行うことができる。