(57)【要約】【課題】  樹脂材料からなる光情報記録媒体の記録再生用対物レンズを有する光学系において、温度変化による波面収差の変化をレンズの許容誤差を確保できる程度に抑えた高ＮＡの光学系を得る。【解決手段】  レーザ光源からの発散光の発散角を変換する第一のレンズ群と、該第一のレンズ群からの光束を記録媒体上の情報面に集光する対物レンズを有し、  上記第一のレンズ群は少なくとも１枚の樹脂製の正レンズを含み、上記対物レンズは樹脂製であり、上記第一レンズ群に対して少なくとも光軸方向位置を駆動制御される。  そして、上記樹脂製の対物レンズの温度変化により生じる屈折率の変化量が、上記第一のレンズ群中の樹脂製の正レンズの温度変化により生じる屈折率の変化量とほぼ同等もしくはそれ以下であるように構成される。【選択図】  図１
2005038600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光源から射出される発散光の発散角を変換する第一のレンズ群と、該第一のレンズ群からの光束を記録媒体上の情報面に集光する第二のレンズ群を有する光情報記録媒体の記録再生用光学系において、
上記第一のレンズ群は少なくとも１枚の樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズを含み、上記第二レンズ群は樹脂材料から形成され、上記第一レンズ群に対して少なくとも光軸方向位置を駆動制御されることを特徴とする光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項２】
上記第一のレンズ群は、入射された発散光を光軸に対しほぼ平行光とするコリメータレンズ系であることを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項３】
上記第二のレンズ群は、前記第一のレンズ群からの光束を記録媒体上の情報面に集光する単レンズで構成された対物レンズであることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項４】
上記第二のレンズ群中の樹脂材料から形成されたレンズの温度変化により生じる屈折率の変化量が、上記第一のレンズ群中の樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズの温度変化により生じる屈折率の変化量とほぼ同等もしくはそれ以下であることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項５】
上記第一のレンズ群中に負の屈折力を持つ、ガラスにより形成されたレンズを含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項６】
上記第一のレンズ群は、正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズの像側に、負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズが配置されていることを特徴とする請求項５記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項７】
上記第一のレンズ群は、正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズと負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズの２枚構成であることを特徴とする請求項５あるいは６記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項８】
上記第一のレンズ群が、ガラスで形成されたレンズと樹脂で形成された正の屈折力を持つレンズとの貼合わせレンズであることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項９】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
０．２９≦｜Ｍt｜・ｆcp／ｆ≦１．０
ただし  ｆ ：第二のレンズ群、すなわち対物レンズの焦点距離
ｆcp：第一のレンズ群中の樹脂材料で形成された正の屈折力を持つレンズの焦点距離
Ｍt ：基準設計温度における光学系全体の倍率
【請求項１０】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
０．３０≦｜Ｍt｜・ｆcp／ｆ≦０．８０
【請求項１１】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
０．３１≦｜Ｍt｜・ｆcp／ｆ≦０．６０
【請求項１２】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし１１の何れかに記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
０．５ ≦ ＮＡ ≦ ０．６５
ただし  ＮＡ：対物レンズの光情報記録媒体側（像側）の開口数
【請求項１３】
以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし１１の何れかに記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
０．５５≦ ＮＡ ≦ ０．６５
【請求項１４】
光源からの発散光の発散角を変換し、その光束を光情報記録媒体上の情報面に集光するようにレンズ駆動装置により光軸方向位置が制御される樹脂材料により形成される対物レンズ系に向けて出射する発散角変換レンズ系であって、少なくとも１枚の樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズを含むことを特徴とする発散角変換レンズ系。
【請求項１５】
上記発散角変換レンズ系が、該レンズ系から出射する光束を光軸に対してほぼ平行光とするコリメータレンズ系であることを特徴とする請求項１４記載の発散角変換レンズ系。
【請求項１６】
上記発散角変換レンズ系中の正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズの、温度変化によって生じる屈折率の変化量が、対物レンズ系中の樹脂材料により形成されたレンズの温度変化によって生じる屈折率の変化量とほぼ同等もしくはそれ以上であることを特徴とする請求項１４あるいは１５記載の発散角変換レンズ系。
【請求項１７】
上記発散角変換レンズ系中に、負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズを含むことを特徴とする請求項１４ないし１６の何れかに記載の発散角変換レンズ系。
【請求項１８】
上記発散角変換レンズ系は、正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズの像側に、負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズが配置されていることを特徴とする請求項１７記載の発散角変換レンズ系。
【請求項１９】
上記発散角変換レンズ系は、正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズと負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズの２枚構成であることを特徴とする請求項１７あるいは１８記載の発散角変換レンズ系。
【請求項２０】
上記発散角変換レンズ系は、ガラスで形成されたレンズと樹脂で形成された正の屈折力を持つレンズとの貼合わせレンズであることを特徴とする請求項１４ないし１６の何れかに記載の発散角変換レンズ系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体の記録再生用光学系に関し、特に樹脂材料から形成されたレンズを含むにも係わらず、開口数が大きくかつ温度特性の良好な記録記録再生用光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＣＤ対応で要求される程度の精度の光情報記録媒体の記録再生用光学系（本発明で云う記録再生用光学系とは、記録用光学系、再生用光学系、記録と再生との両用の光学系を含む。）としては、無限共役型の特開昭５７−７６５１２号公報、有限共役型の特開昭６１−５６３１４号公報等が見られる。また、樹脂製対物レンズを用いた場合の温度変化による収差の発生を減じるため、カップリングレンズを用いるものが特開平６−２５８５７３号公報に開示されている。
しかし近年、コンパクトディスク等からなる光情報記録媒体を用いる記録再生装置の普及に伴い、その光学系は、低コスト化とコンパクト化が強く求められ、改良が加えられてきた。その結果、対物レンズに関しては、光源側および像側の双方の面が非球面とされた、樹脂材料を用いて形成された１枚構成のレンズが広く使用されている。
【０００３】
しかし、樹脂材料から形成された対物レンズにおいては、温度変化の影響による屈折率の変化によって発生する収差が、ガラス材料から形成された対物レンズより大きくなり、一般的には、この屈折率の変化は樹脂材料とガラス材料とで一桁異なる。ここで、基準設計温度と実際の使用環境との温度差を△Ｔとし、この温度差△Ｔによって発生する波面収差をＷt とすると、波面収差Ｗt は主に球面収差であり、対物レンズの光情報記録媒体側（像側）開口数をＮＡ、焦点距離をｆ、横倍率をＭ、比例係数βを用いて、
Ｗt ＝β・｛ＮＡ・（１−Ｍ）｝４・ｆ・△Ｔ      ・・・（１）
と表すことができる。
【０００４】
現在広く用いられているコンパクトディスク用の対物レンズでは、ＮＡが０．４５程度であるため、使用環境の温度変化に伴って発生する収差は問題となるほどの水準にはならない。
しかし、光情報記録の高密度化が進められつつある現在、対物レンズも高ＮＡ化する方向にあり、式（１）からも判るように、温度変化に伴って発生する収差は深刻な問題となってきている。式（１）によれば、ｆを小さくできれば、△Ｔの影響も小さくできるが、現実には、作動距離を確保する必要があるためにｆの自由度は少ない。また、Ｍ＜０の有限共役型や、Ｍ＝０の無限共役型では高ＮＡの場合、温度変化に伴って発生する収差は深刻な問題となってきている。カップリングレンズを用いた光学系で０＜Ｍ＜１とし、温度特性を改善することも考えられるが、Ｍを大きくした場合、必要な作動距離を確保するためには、光学系の物像間距離が長くなるか、または高ＮＡのレーザが必要となり、光学系も光軸からの高さが大きくなり大型化してしまう。
【特許文献１】特開昭５７−７６５１２号公報
【特許文献２】特開平６−２５８５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来の樹脂材料で形成された対物レンズを用いたレンズ系では、温度変化△Ｔにより生じる樹脂材料の屈折率変化△Ｎを原因とする、対物レンズの像側の開口数ＮＡの４乗に比例した収差の発生によって、高ＮＡの光学系を実現させることは困難であった。
本発明は、樹脂材料からなる光情報記録媒体の記録再生用対物レンズを有する光学系において、使用環境の温度変化に対しても十分な性能を保つ高ＮＡの光学系を実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系は、少なくともレーザ光源から出射される発散光の発散角を変換する第一のレンズ群と、該第一のレンズ群からの光束を記録媒体上の情報面に集光する第二のレンズ群を有する光情報記録媒体の記録再生用光学系において、
上記第一のレンズ群は少なくとも１枚の樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズを含み、上記第二レンズ群は樹脂材料から形成され、上記第一レンズ群に対して少なくとも光軸方向位置を駆動制御されることを特徴とする。
【０００７】
上記第一のレンズ群は、入射された発散光を光軸に対しほぼ平行光とするコリメータレンズ系であってよく、上記第二のレンズ群は、前記第一のレンズ群からの光束を記録媒体上の情報面に集光する樹脂性単レンズである対物レンズであることが望ましい。
そして、上記第二のレンズ群中の樹脂材料から形成されたレンズの温度変化により生じる屈折率の変化量が、上記第一のレンズ群中の樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズの温度変化により生じる屈折率の変化量とほぼ同等もしくはそれ以下であるように構成される。
上記第一のレンズ群中には、負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズを含むことが望ましく、その場合、正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズの像側に、負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズが配置されていることが望ましい。より具体的には、正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズと負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズの２枚構成であり、さらにガラスで形成されたレンズと樹脂で形成された正の屈折力を持つレンズとの貼合わせレンズであってもよい。
【０００８】
上記光学系は、以下の条件を満足することが好ましい。
０．２９≦｜Ｍt｜・ｆcp／ｆ≦１．０      ・・・（２）
ただし    ｆ ：第二のレンズ群、すなわち対物レンズの焦点距離
ｆcp：第一のレンズ群中の樹脂材料で形成された正の屈折力を持つレンズの焦点距離
Ｍt ：基準設計温度における光学系全体の倍率
また、この条件式の上下限は、以下の範囲であることがさらに望ましい。
０．３０≦｜Ｍt｜・ｆcp／ｆ≦０．８０      ・・・（２）’
０．３１≦｜Ｍt｜・ｆcp／ｆ≦０．６０      ・・・（２）”
【０００９】
また、対物レンズの光情報記録媒体側（像側）の開口数ＮＡは、以下の条件を満たすことが好ましい。
０．５ ≦ ＮＡ ≦ ０．６５      ・・・（３）
また、この条件式の上下限は、以下の範囲であることがさらに望ましい。
０．５５ ≦ ＮＡ ≦ ０．６５      ・・・（３）’
【００１０】
光情報記録媒体の記録再生用光学系において、従来の樹脂材料で形成された対物レンズを用いたものにおいては、温度変化△Ｔが生じた場合、これによって生じる樹脂材料の屈折率変化△Ｎが主な原因である対物レンズの光情報記録媒体側（像側）の開口数ＮＡの４乗に比例した収差の発生によって、高ＮＡの光学系を実現させることは困難であった。しかし、本発明のように、第一レンズ群中に少なくとも１枚の樹脂材料で形成された正の屈折力を持つレンズを含ませると、この樹脂製正レンズの温度変化によって生じる屈折率変化は、対物レンズ系の横倍率を変化させ、これにより光学系全体として収差の発生を抑える効果を生じる。このため、使用環境の温度変化に対しても十分な性能を持つ高ＮＡの光学系を実現させることができ、適応温度幅の拡大や、温度許容幅が拡がることにより、製造公差の許容幅を広げ、低コスト化につながる。
【００１１】
温度変化が生じた際に発生する収差は、主として球面収差である。温度が△Ｔ上昇したとき（０＜△Ｔ）、樹脂材料の屈折率変化は負となる。このためレンズの屈折力は小さくなり、第一レンズ群から出射される光束は温度上昇前に比してより発散する傾向の光束となる。このため対物レンズ自体の横倍率Ｍは、減る方向に変化（△Ｍ＜０）する。△Ｍが負の方向に変化すると、球面収差はアンダーに動く。また、対物レンズ自身の屈折率変化△Ｎは、温度が上昇すると屈折率が低下し（△Ｎ＜０）、このとき球面収差はオーバーに動く。
このため、第一レンズ群中の樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズの屈折率変化に伴う対物レンズの横倍率変化による球面収差への影響と、対物レンズ自身の屈折率変化による球面収差への影響が相殺される。その結果、レンズ系として使用環境の温度変化に対しても十分な性能を保つ高ＮＡの光学系を実現させることができる。
【００１２】
このとき、第一レンズ群中の樹脂材料から形成されたレンズの屈折力は、ある程度大きい方が収差の相殺効果がより期待できる。しかし、第一レンズ群への入射光線の入射角や、第一レンズ群からの出射光線の出射角は、仕様によって決まる値であるため、第一レンズ群の屈折力は決まってしまう。そこで樹脂材料より温度変化による屈折率の変化が一桁小さいガラス材料により形成された負の屈折力を持つレンズを、第一レンズ群中に含ませることにより、樹脂材料から形成されたレンズの屈折力を大きくし、収差補正をより効果的にすることができる。
このとき、第一レンズ群中のレンズ構成を正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズの像側に負の屈折力を持つガラスによって形成されたレンズを配することにより、収差補正をより効果的にすることができる。さらに、低コスト化を考慮すれば、第一レンズ群が、正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズ、負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズの２枚のレンズ構成であることが好ましい。
樹脂材料の温度変化による屈折率の変化は、一般に０℃から６０℃近傍まで同一素材であればほぼ一定で、温度が上昇する場合、屈折率は下がる方向に変化する。第二レンズ群中の樹脂材料から形成されたレンズの、温度変化により生じる屈折率の変化量が、第一レンズ群中の樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズの、温度変化により生じる屈折率の変化量とほぼ同等もしくはそれ以下であれば、相対的に第一レンズ群の補正効果が大きくなるので好ましい。
【００１３】
また、光学系に入射する発散光の発散角を変換する第一レンズ群が、複数のレンズにより構成される場合、該第一レンズ群中のレンズ間でシフト誤差、ティルト誤差の感度が敏感となることが懸念される場合があるが、その場にはレンズを貼合わせることで光学系の構成レンズ群数を減らすことにより誤差感度を軽減することが可能で、かつ、ガラスで形成されたレンズと樹脂で形成された正の屈折力を持つレンズの貼合わせを用いることで、良好な温度特性を持つ光情報記録媒体の記録再生用光学系を実現するための設計の自由度が増す。
【００１４】
条件式（２）の下限を越えると、第一のレンズ群の収差補正が困難となり、光学系の構成レンズ数の増加、誤差感度の増大、光学系の大型化、等を招き、性能の悪化につながりやすく、低コスト化、コンパクト化の妨げなるばかりか、第一レンズ群中の樹脂により形成された正の屈折力を持つレンズの屈折力変化により生じる波面収差の発生量が増大し、本発明の効果である第一レンズ群中の樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズの屈折率変化に伴う対物レンズの横倍率変化による球面収差への影響と、対物レンズ自身の屈折率変化による球面収差への影響の相殺効果を打ち消してしまう。この第一レンズ群中での収差の発生量は、条件式（２）の範囲では本発明の効果よりも小さく、その効果を打ち消してしまうことはない。また、上限を越えると、第一のレンズ群中の樹脂材料から形成されたレンズの屈折力が弱く、使用環境の温度変化によって対物レンズで発生する収差を補正する効果を期待できない。したがって、より好ましくは条件式（２）’の範囲で用いるのがよく、さらに好ましくは条件式（２）”の範囲で用いるのがよい。
【００１５】
条件式（３）は、対物レンズの像側の開口数に関し、その下限を越えて小さい場合、温度変化によって対物レンズに生じる収差、および本発明を用いたことによる収差の相殺効果共に小さく、本発明の効果を十分に発揮できない。また、上限を越えて大きい場合、式（１）で説明したようにＮＡの４乗に比例する特性により、本発明の構成によっては性能の維持が困難になる。したがって、より好ましくは条件式（３）’の範囲で用いるのが好ましい。
【００１６】
以下、本発明の光学系の実施例を示す。表中の記号は
ｆ ： 第二のレンズ群すなわち対物レンズの焦点距離
ｆcp： 入射する発散光の発散角を変換する第一のレンズ群中の樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズの焦点距離
Ｍt ： 基準設計温度における光学系全体の倍率
Ｕ ： 物像間距離
ＮＡ： 第二のレンズ群の光情報記録媒体側（像側）開口数
λ ： 使用光の波長
ｒi ： 光源側から第ｉ番目の面の曲率半径
ｄi ： 光源側から第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との光軸上の厚み
Ｎi ： 光源側から第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の媒質の使用波長での屈折率
を示す。なお、表中＊印は樹脂材料で形成されたレンズを示す。また、対物レンズは各実施例とも同じ設計のレンズを使用している。
温度特性に関しては、樹脂の温度が１℃上昇するとその屈折率が−１２×１０−５変化することを想定している。また、ガラス材料の温度変化による屈折率変化はここでは計算に入れていない。
レンズ面の非球面形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向をＸ軸とした直交座標系において、κを円錐形数、Ａi を非球面係数、Ｐi （４≦Ｐi ）を非球面のべき数とするとき、
【数１】
2005038600.tif 000003
で表される。
【００１７】
実施例１
ｆ＝ ３．３６０８    ｆcp＝８．７９１９    Ｍt＝−１／７．５
Ｕ＝４９．００６２    ＮＡ：０．６０        λ ＝６３５ｎｍ
ｉ          ｒi                ｄi              ｎi
１          ∞              ６．２５      １．５１４５５
２          ∞              １．００
＊  ３        ９．２７６        ２．００      １．４９８１０
４      −７．７０１        １．００
５      −８．２７９        １．００      １．５１４５５
６      １７．５９４      １０．００
＊  ７        ２．０３９        ２．６０      １．４９８１０
８      −５．３８７        １．５６
９          ∞              ０．６０      １．５８０００
１０          ∞
非球面データ
第４面
κ ＝−１．７３１００
Ａ1 ＝ ０．０                      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝ ０．０                      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝ ０．０                      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝ ０．０                      Ｐ4＝１０．００００
第７面
κ ＝−４．１３８３０×１０−1
Ａ1 ＝−１．４０４３０×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−２．４６２９０×１０−4      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝−２．７４０２０×１０−5      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−９．０４９００×１０−6      Ｐ4＝１０．００００
第８面
κ ＝−２．２５７９０×１０
Ａ1 ＝  ９．８９０００×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−３．４３８５０×１０−3      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝  ８．０７８７０×１０−4      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−６．８７９４０×１０−5      Ｐ4＝１０．００００
【００１８】
実施例２
ｆ＝ ３．３６０８    ｆcp＝８．７７２３    Ｍt＝−１／７．５
Ｕ＝４０．００６２    ＮＡ：０．６０        λ ＝６３５ｎｍ
ｉ          ｒi                ｄi              ｎi
１          ∞              ６．２５      １．５１４５５
２          ∞              １．００
３    −３３．０４５        １．００      １．５１４５５
４        ６．６３１        １．００
＊  ５        ９．２１５        ２．００      １．４９８１０
６      −７．７１０      １０．００
＊  ７        ２．０３９        ２．６０      １．４９８１０
８      −５．３８７        １．５６
９          ∞              ０．６０      １．５８０００
１０          ∞
非球面データ
第６面
κ ＝  ９．４３９００−3
Ａ1 ＝ ０．０                      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝ ０．０                      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝ ０．０                      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝ ０．０                      Ｐ4＝１０．００００
第７面
κ ＝−４．１３８３０×１０−1
Ａ1 ＝−１．４０４３０×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−２．４６２９０×１０−4      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝−２．７４０２０×１０−5      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−９．０４９００×１０−6      Ｐ4＝１０．００００
第８面
κ ＝−２．２５７９０×１０
Ａ1 ＝  ９．８９０００×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−３．４３８５０×１０−3      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝  ８．０７８７０×１０−4      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−６．８７９４０×１０−5      Ｐ4＝１０．００００
【００１９】
実施例３
ｆ＝ ３．３６０８    ｆcp＝７．４０００    Ｍt＝−１／７．５
Ｕ＝５１．５０６２    ＮＡ：０．６０        λ ＝６３５ｎｍ
ｉ          ｒi                ｄi              ｎi
１          ∞              ６．２５      １．５１４５５
２          ∞              １．００
＊  ３        ６．６８４        ２．００      １．４９８１０
４      −７．４００        １．００
５      −７．０８６        １．００      １．５１４５５
６        ９．３５２      １０．００
＊  ７        ２．０３９        ２．６０      １．４９８１０
８      −５．３８７        １．５６
９          ∞              ０．６０      １．５８０００
１０          ∞
非球面データ
第４面
κ ＝−２．４８５９０
Ａ1 ＝ ０．０                      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝ ０．０                      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝ ０．０                      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝ ０．０                      Ｐ4＝１０．００００
第７面
κ ＝−４．１３８３０×１０−1
Ａ1 ＝−１．４０４３０×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−２．４６２９０×１０−4      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝−２．７４０２０×１０−5      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−９．０４９００×１０−6      Ｐ4＝１０．００００
第８面
κ ＝−２．２５７９０×１０
Ａ1 ＝  ９．８９０００×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−３．４３８５０×１０−3      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝  ８．０７８７０×１０−4      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−６．８７９４０×１０−5      Ｐ4＝１０．００００
【００２０】
実施例４
ｆ＝ ３．３６０８    ｆcp＝１４．９９９    Ｍt＝−１／７．５
Ｕ＝４６．３０６２    ＮＡ：０．６０        λ ＝６３５ｎｍ
ｉ          ｒi                ｄi              ｎi
１          ∞              ６．２５      １．５１４５５
２          ∞              １．００
＊  ３      １９．７８６        ２．００      １．４９８１０
４    −１１．６００        １．００
５    −１９．４８３        １．００      １．５１４５５
６    １４６．４２１      １０．００
＊  ７        ２．０３９        ２．６０      １．４９８１０
８      −５．３８７        １．５６
９          ∞              ０．６０      １．５８０００
１０          ∞
非球面データ
第４面
κ ＝−１．７３１００
Ａ1 ＝ ０．０                      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝ ０．０                      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝ ０．０                      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝ ０．０                      Ｐ4＝１０．００００
第７面
κ ＝−４．１３８３０×１０−1
Ａ1 ＝−１．４０４３０×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−２．４６２９０×１０−4      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝−２．７４０２０×１０−5      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−９．０４９００×１０−6      Ｐ4＝１０．００００
第８面
κ ＝−２．２５７９０×１０
Ａ1 ＝  ９．８９０００×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−３．４３８５０×１０−3      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝  ８．０７８７０×１０−4      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−６．８７９４０×１０−5      Ｐ4＝１０．００００
【００２１】
実施例５
ｆ＝ ３．３６０８    ｆcp＝２５．２７１７  Ｍt＝−１／７．５
Ｕ＝４６．３０６２    ＮＡ：０．６０        λ ＝６３５ｎｍ
ｉ          ｒi                ｄi              ｎi
１          ∞              ６．２５      １．５１４５５
２          ∞              ３．００
＊  ３      ８４．４６１        ２．００      １．４９８１０
４    −１４．６７６      １０．００
＊  ５        ２．０３９        ２．６０      １．４９８１０
６      −５．３８７        １．５６
７          ∞              ０．６０      １．５８０００
８          ∞
非球面データ
第４面
κ ＝−７．９４７９０×１０−1
Ａ1 ＝ ０．０                      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝ ０．０                      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝ ０．０                      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝ ０．０                      Ｐ4＝１０．００００
第５面
κ ＝−４．１３８３０×１０−1
Ａ1 ＝−１．４０４３０×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−２．４６２９０×１０−4      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝−２．７４０２０×１０−5      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−９．０４９００×１０−6      Ｐ4＝１０．００００
第８面
κ ＝−２．２５７９０×１０
Ａ1 ＝  ９．８９０００×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−３．４３８５０×１０−3      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝  ８．０７８７０×１０−4      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−６．８７９４０×１０−5      Ｐ4＝１０．００００
【００２２】
実施例６
ｆ＝ ３．３６０８    ｆcp＝１２．５９３３  Ｍt＝−１／７．５
Ｕ＝４３．００６２    ＮＡ：０．６０        λ ＝６３５ｎｍ
ｉ          ｒi                ｄi              ｎi
１          ∞              ６．２５      １．５１４５５
２          ∞              １．００
＊  ３    ３８７．４５６        ２．００      １．４９８１０
４      −６．３６５        １．００      １．５１４５５
５    −１２．５００      １０．００
＊  ６        ２．０３９        ２．６０      １．４９８１０
７      −５．３８７        １．５６
８          ∞              ０．６０      １．５８０００
９          ∞
非球面データ
第３面
κ ＝  ６．２８３９０−3
Ａ1 ＝ ０．０                      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝ ０．０                      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝ ０．０                      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝ ０．０                      Ｐ4＝１０．００００
第６面
κ ＝−４．１３８３０×１０−1
Ａ1 ＝−１．４０４３０×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−２．４６２９０×１０−4      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝−２．７４０２０×１０−5      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−９．０４９００×１０−6      Ｐ4＝１０．００００
第８面
κ ＝−２．２５７９０×１０
Ａ1 ＝  ９．８９０００×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−３．４３８５０×１０−3      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝  ８．０７８７０×１０−4      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−６．８７９４０×１０−5      Ｐ4＝１０．００００
【００２３】
実施例７
ｆ＝ ３．３６０８    ｆcp＝７．９９９６    Ｍt＝−１／７．５
Ｕ＝３３．００６２    ＮＡ：０．６０        λ ＝６３５ｎｍ
ｉ          ｒi                ｄi              ｎi
１          ∞              ６．２５      １．５１４５５
２          ∞              ３．００
＊  ３      １３．２４５        ２．００      １．４９８１０
４      −５．４１３        １．００
５      −５．７７３        １．００      １．５１４５５
６    −１４．３０８      １０．００
＊  ７        ２．０３９        ２．６０      １．４９８１０
８      −５．３８７        １．５６
９          ∞              ０．６０      １．５８０００
１０          ∞
非球面データ
第４面
κ ＝−６．８５１４０
Ａ1 ＝ ０．０                      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝ ０．０                      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝ ０．０                      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝ ０．０                      Ｐ4＝１０．００００
第７面
κ ＝−４．１３８３０×１０−1
Ａ1 ＝−１．４０４３０×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−２．４６２９０×１０−4      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝−２．７４０２０×１０−5      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−９．０４９００×１０−6      Ｐ4＝１０．００００
第８面
κ ＝−２．２５７９０×１０
Ａ1 ＝  ９．８９０００×１０−3      Ｐ1＝  ４．００００
Ａ2 ＝−３．４３８５０×１０−3      Ｐ2＝  ６．００００
Ａ3 ＝  ８．０７８７０×１０−4      Ｐ3＝  ８．００００
Ａ4 ＝−６．８７９４０×１０−5      Ｐ4＝１０．００００
【００２４】
上記実施例１〜７において、使用環境温度を＋３０℃、−３０℃変化させたときの温度特性を下表に示す。ここで樹脂の温度が１℃上昇するとその屈折率が−１２×１０-5変化し、線膨張係数＝７×１０−5cm／cm／℃で比例膨張するものと想定している。また、ガラス材料の温度変化による屈折率変化と熱膨張はここでは計算に入れていない。
球面収差の変化量を表す温度特性は、公知の方法で光線追跡により算出した波面収差ｒｍｓ値で評価している。何れの実施例も基準設計温度での収差補正は良好である。
【表１】
2005038600.tif 000004
対物レンズのみの温度特性は、何れの実施例でも＋３０℃で０．０４３［λｒｍｓ］、−３０℃で０．０４４［λｒｍｓ］であるが、これは本発明によることなく、第一のレンズ群を全てガラスにより形成されたレンズを用いた場合に相当する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、樹脂材料から形成された光情報記録媒体の記録再生用対物レンズを有する光学系において、温度変化による波面収差の変化をレンズの許容誤差を確保できる程度に抑えた高ＮＡの光学系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系の実施例１の光路図である。
【図２】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系の実施例２の光路図である。
【図３】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系の実施例３の光路図である。
【図４】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系の実施例４の光路図である。
【図５】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系の実施例５の光路図である。
【図６】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系の実施例６の光路図である。
【図７】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系の実施例７の光路図である。
【図１】
2005038600.tif 000005
【図２】
2005038600.tif 000006
【図３】
2005038600.tif 000007
【図４】
2005038600.tif 000008
【図５】
2005038600.tif 000009
【図６】
2005038600.tif 000010
【図７】
2005038600.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月26日(2004.10.26)
【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】
光源からの発散光の発散角を変換し、その光束を光情報記録媒体上の情報面に集光するようにレンズ駆動装置により光軸方向位置が制御され、温度が上昇した時に屈折率が低下する方向に変化する樹脂材料により形成される対物レンズ系に向けて出射する発散角変換レンズ系であって、少なくとも１枚の温度が上昇した時に屈折率が低下する方向に変化する樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズを含むことを特徴とする発散角変換レンズ系。
【請求項２】
上記発散角変換レンズ系が、該レンズ系から出射する光束を光軸に対してほぼ平行光とするコリメータレンズ系であることを特徴とする請求項１記載の発散角変換レンズ系。
【請求項３】
上記発散角変換レンズ系中の正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズの、温度変化によって生じる屈折率の変化量が、対物レンズ系中の樹脂材料により形成されたレンズの温度変化によって生じる屈折率の変化量とほぼ同等もしくはそれ以上であることを特徴とする請求項１あるいは２記載の発散角変換レンズ系。
【請求項４】
上記発散角変換レンズ系中に、負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズを含むことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の発散角変換レンズ系。
【請求項５】
上記発散角変換レンズ系は、正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズの像側に、負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズが配置されていることを特徴とする請求項４記載の発散角変換レンズ系。
【請求項６】
上記発散角変換レンズ系は、正の屈折力を持つ樹脂材料から形成されたレンズと負の屈折力を持つガラスにより形成されたレンズの２枚構成であることを特徴とする請求項４あるいは５記載の発散角変換レンズ系。
【請求項７】
上記発散角変換レンズ系は、ガラスで形成されたレンズと樹脂で形成された正の屈折力を持つレンズとの貼合わせレンズであることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の発散角変換レンズ系。
【請求項８】
光源からの発散光の発散角を変換し、その光束を光情報記録媒体上の情報面に集光するようにレンズ駆動装置により光軸方向位置が制御される樹脂材料により形成される対物レンズ系に向けて出射する発散角変換レンズ系であって、温度が上昇したとき出射される光束が温度上昇前に比して発散する傾向の光束となるように、温度変化により屈折率が変化する樹脂材料から形成された少なくとも１枚の正の屈折力を持つレンズを含むことを特徴とする発散角変換レンズ系。
【請求項９】
上記対物レンズ系は、入射する光束の発散角が大きくなるほど球面収差がアンダーの方向に変化するものであることを特徴とする請求項８記載の発散角変換レンズ系。
【請求項１０】
上記対物レンズ系は、温度が上昇した時に屈折率が低下する方向に変化することを特徴とする請求項８あるいは９記載の発散角変換レンズ系。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体の記録再生用光学系に用いられる発散角変換レンズ系に関し、特に樹脂材料から形成されたレンズを含むにも係わらず、開口数が大きくかつ温度特性の良好な記録記録再生用光学系に用いられる発散角変換レンズ系に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
このように、従来の樹脂材料で形成された対物レンズを用いたレンズ系では、温度変化△Ｔにより生じる樹脂材料の屈折率変化△Ｎを原因とする、対物レンズの像側の開口数ＮＡの４乗に比例した収差の発生によって、高ＮＡの光学系を実現させることは困難であった。
本発明は、本発明の発散角変換レンズ系を用いる事により、樹脂材料からなる光情報記録媒体の記録再生用対物レンズを有する光学系において、使用環境の温度変化に対しても十分な性能を保つ高ＮＡの光学系を実現しようとするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の発散角変換レンズ系は、光源からの発散光の発散角を変換し、その光束を光情報記録媒体上の情報面に集光するようにレンズ駆動装置により光軸方向位置が制御され、温度が上昇した時に屈折率が低下する方向に変化する樹脂材料により形成される対物レンズ系に向けて出射する発散角変換レンズ系であって、少なくとも１枚の温度が上昇した時に屈折率が低下する方向に変化する樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズを含むことを特徴とする。
また、本発明の発散角変換レンズ系は、光源からの発散光の発散角を変換し、その光束を光情報記録媒体上の情報面に集光するようにレンズ駆動装置により光軸方向位置が制御される樹脂材料により形成される対物レンズ系に向けて出射する発散角変換レンズ系であって、温度が上昇したとき出射される光束が温度上昇前に比して発散する傾向の光束となるように、温度変化により屈折率が変化する樹脂材料から形成された少なくとも１枚の正の屈折力を持つレンズを含むことを特徴とする。
本発明の発散角変換レンズ系を適用する光情報記録媒体の記録再生用光学系の好ましい形態は、少なくともレーザ光源から出射される発散光の発散角を変換する第一のレンズ群と、該第一のレンズ群からの光束を記録媒体上の情報面に集光する第二のレンズ群を有する光情報記録媒体の記録再生用光学系において、上記第一のレンズ群は少なくとも１枚の樹脂材料から形成された正の屈折力を持つレンズを含み、上記第二レンズ群は樹脂材料から形成され、上記第一レンズ群に対して少なくとも光軸方向位置を駆動制御されるものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明の発散角変換レンズ系を用いることにより、樹脂材料から形成された光情報記録媒体の記録再生用対物レンズを有する光学系において、温度変化による波面収差の変化をレンズの許容誤差を確保できる程度に抑えた高ＮＡの光学系を得ることができる。