(57)【要約】【課題】レンズの保持及び組み立てが容易であり、加工性に優れたソリッドイマージョンレンズを提供し、ニアフィールド光記録再生に適したソリッドイマージョンレンズ及び集光レンズを提供するとともに、これを用いて、高記録密度で大容量化に対応する光学ピックアップ装置及び光記録再生装置を提供する。【解決手段】入射光の無効領域の少なくとも一部に、光軸に沿う断面形状に直線を有する保持部２を設ける構成とする。【選択図】図６  
2005310352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の無効領域の少なくとも一部に、光軸に沿う断面形状に直線を有する保持部が設けられて成る
ことを特徴とするソリッドイマージョンレンズ。
【請求項２】
上記保持部の対物側に、凸状部が形成されて成る
ことを特徴とする請求項1記載のソリッドイマージョンレンズ。
【請求項３】
上記凸状部が、対物側に突出する円筒形状、又は断面楕円形の筒形状、又は角柱形状とされた
ことを特徴とする請求項２記載のソリッドイマージョンレンズ。
【請求項４】
上記凸状部が、上記保持部から対物側に向かう円錐形状、又は断面楕円形の円錐形状、又は角錐形状とされた
ことを特徴とする請求項２記載のソリッドイマージョンレンズ。
【請求項５】
上記凸状部が、上記保持部から対物側に突出する曲面状、又は球面状とされた
ことを特徴とする請求項２記載のソリッドイマージョンレンズ。
【請求項６】
上記保持部の少なくとも一部に、保持用加工部が形成された
ことを特徴とする請求項１記載のソリッドイマージョンレンズ。
【請求項７】
上記保持部の少なくとも一部に、保持用加工部が形成された
ことを特徴とする請求項２記載のソリッドイマージョンレンズ。
【請求項８】
上記保持部の少なくとも一部に、保持用加工部が形成された
ことを特徴とする請求項３記載のソリッドイマージョンレンズ。
【請求項９】
上記保持部の少なくとも一部に、保持用加工部が形成された
ことを特徴とする請求項４記載のソリッドイマージョンレンズ。
【請求項１０】
上記保持部の少なくとも一部に、保持用加工部が形成された
ことを特徴とする請求項５記載のソリッドイマージョンレンズ。
【請求項１１】
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は、入射光の無効領域の少なくとも一部に、光軸に沿う断面形状に直線を有する保持部が設けられて成る
ことを特徴とする集光レンズ。
【請求項１２】
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て対物側とは反対側に配置された光学レンズと、光源とが少なくとも設けられ、上記ソリッドイマージョンレンズ及び光学レンズから成る集光レンズによって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は、入射光の無効領域の少なくとも一部に、光軸に沿う断面形状に直線を有する保持部が設けられて成る
ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項１３】
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て対物側とは反対側に配置された光学レンズと、光源とが少なくとも設けられ、上記ソリッドイマージョンレンズ及び光学レンズから成る集光レンズによって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光学ピックアップ装置を有し、上記集光レンズを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は、入射光の無効領域の少なくとも一部に、光軸に沿う断面形状に直線を有する保持部が設けられて成る
ことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１４】
ソリッドイマージョンレンズの形成方法において、
レンズ材料体を、円筒形に加工する工程と、
上記レンズ材料体の一部に、曲率半径ｒの球状部を形成する工程とを少なくとも有する
ことを特徴とするソリッドイマージョンレンズの形成方法。
【請求項１５】
上記レンズ材料体の対物側に、凸状部を形成する工程を有する
ことを特徴とする請求項１４記載のソリッドイマージョンレンズの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソリッドイマージョンレンズ（Solid Immersion Lens：固浸レンズ）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、またソリッドイマージョンレンズの形成方法に関し、さらに詳しくは、光学レンズの屈折率が大なる材料を用いて集光レンズの開口数を大にして光（もしくは光磁気）記録媒体に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に好適な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、光記録再生装置及びソリッドイマージョンレンズの形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）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式会社製の遠紫外固体レーザＵＷ−１０１０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３１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３０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。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ｃに沿う厚さが、半球状の場合はｒ、図３１に示すように超半球状の場合はｒ（１＋１／ｎ）として構成される。図３１においては、ソリッドイマージョンレンズの形状の理解を容易にするために、その側面図及び対物側からみた平面図を並置して示す。
【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。
【０００８】
また、ソリッドイマージョンレンズの形状としては、その他半球状又は超半球状のレンズの対物面を円錐状に加工した形状や、対物面の中心部分を残して磁気コイルをその周囲に設ける形状などが提案されている(例えば特許文献２参照。)。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１８９７９６号公開公報
【特許文献２】特開２００３−１６１８０１号公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、ニアフィールド光記録再生方式では、集光レンズは一般的に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の２枚の光学レンズの組み合わせにより開口数１以上を実現しているが、これらのレンズの組み立て精度は、開口数が大になるほどレンズの間隔やその相対的な角度に高精度が求められ、かつ環境の変化に対してもこの精度を維持することが求められる。
【００１１】
また、ソリッドイマージョンレンズを含む光学系の各レンズの大きさは、これを搭載する２軸アクチュエータの重量負担を軽減し、フォーカシング特性、トラッキング特性、またシーク時間の短縮等のサーボ特性の向上を図るために、小径化が求められている。レンズの小型・軽量を実現するためには、ソリッドイマージョンレンズの厚さをできる限り薄くすること、すなわち、できる限り曲率半径ｒを小さく、もしくはレンズ材料の屈折率ｎをできる限り大きくする必要がある。
高屈折率を実現する低コストの材料は現在のところ比較的限られており、例えば、レンズ材質にガラス（ＳｉＯ２）を使用した場合、屈折率は１．５程度が限界であるため、より小型化を図るためには、ソリッドイマージョンレンズレンズの厚さを小さく、すなわちレンズの曲率半径を小さくすることが求められている。
【００１２】
また、上述したような構成の集光レンズ、光学ピックアップ装置、光記録再生装置に用いられる一般的なソリッドイマージョンレンズは、図３１に示すように、その対物面６が平坦な平面構造とされる。
したがって、光記録媒体との傾きに対する余裕度は殆どゼロとなり、レンズもしくは光記録媒体が何らかの理由で傾いたときには、レンズと光記録光媒体とが接触してしまい、レンズと光記録媒体の双方に傷や磨耗などの損傷を生じてしまう恐れがあるため、上述のニアフィールド光記録再生方式を実現するためには、ソリッドイマージョンレンズを含む集光レンズを、その間隔や相対的な角度を精密に制御して接着し、保持する高い組み立て精度が要求される。
【００１３】
しかしながら、ソリッドイマージョンレンズの曲率半径を極めて小さく、例えば半径１．０ｍｍ以下の曲率半径とする場合は、上述のニアフィールド光記録再生を実現するのに十分な組み立て精度をもって、集光レンズを組み立て形成し、光学的なコンタクト状態を維持することができる光学ピックアップ装置、光記録再生装置を構成することは難しい。
【００１４】
本発明は、上述の問題に鑑みて、レンズの保持及び組み立てが容易であり、加工性に優れたソリッドイマージョンレンズを提供し、ニアフィールド光記録再生に適したソリッドイマージョンレンズ及び集光レンズを提供するとともに、これを用いて、高記録密度で大容量化に対応する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】
【００１５】
上述の問題を解決するために、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、入射光の無効領域、すなわち入射光が通過しない領域の少なくとも一部に、光軸に沿う断面形状に直線を有する保持部が設けられて成ることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、上述の構成において、その保持部の対物側に、凸状部を形成して構成することを特徴とする。
更に、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、上述の構成において、凸状部を、対物側に突出する円筒形状、又は断面楕円形の筒形状、又は角柱形状として構成することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、上述の構成において、凸状部を、保持部から対物側に向かう円錐形状、又は断面楕円形の円錐形状、又は角錐形状として構成することを特徴とする。
更に、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、上述の構成において、凸状部を、保持部から対物側に突出する曲面状、又は球面状として構成することを特徴とする。
また、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、上述の各構成において、保持部の側面の少なくとも一部に、保持用加工部を形成して構成することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明による集光レンズは、上述の本発明構成によるソリッドイマージョンレンズと、この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することを特徴とする。
【００１９】
更に、本発明による光学ピックアップ装置は、上述の本発明構成によるソリッドイマージョンレンズレンズと、このソリッドイマージョンレンズと光軸を合致させて対物側とは反対側に配置された光学レンズと、光源とが少なくとも設けられ、ソリッドイマージョンレンズ及び光学レンズから成る集光レンズによって光源からの出射光を収束させて光スポットを形成する構成とすることを特徴とする。
また、本発明による光記録再生装置は、上述の本発明構成によるソリッドイマージョンレンズを用いた集光レンズを具備する光学ピックアップ装置を有し、集光レンズを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を設ける構成とすることを特徴とする。
【００２０】
更に、本発明によるソリッドイマージョンレンズの形成方法は、ソリッドイマージョンレンズの形成方法において、レンズ材料体を、円筒形に加工する工程と、レンズ材料体の一部に、曲率半径ｒの球状部を形成する工程とを少なくとも有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
上述したように、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、入射光の無効領域の少なくとも一部に、光軸に沿う断面形状に直線を有する保持部を設けることにより、この保持部の側面において、ソリッドイマージョンレンズを保持する保持体との接着などによる固定を、従来と比較してより堅牢に行うことができ、より安定な保持が可能となる。したがって、従来のソリッドイマージョンレンズでは限界であった微小曲率半径のソリッドイマージョンレンズも安定に保持し、十分な組み立て精度をもって構成することが可能となる。
【００２２】
また、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、上述の構成において、その保持部の対物側に、凸状部を形成して構成することから、対物面を全面的に平面状とする従来構成のソリッドイマージョンレンズと比較すると、対物面の面積が狭小であることから、従来に比して光記録媒体等の対象物との傾きマージンを大とすることができ、光記録媒体に対する記録再生の安定性を高めることが可能となる。
【００２３】
更に、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、凸状部を、対物側に突出する円筒形状、又は断面楕円形の筒形状、又は角柱形状として構成することから、対物面の面積を確実に狭小化し、光記録媒体等との傾きマージンを確実に改善することができる。
また、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、凸状部を、保持部から対物側に向かう円錐形状、又は断面楕円形の円錐形状、又は角錐形状として構成することにより、対物面の面積を確実に狭小化し、傾きマージンを大とすることができ、またその製造にあたり、機械的加工等により容易に製造することが可能となる。
【００２４】
更に、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、凸状部を、保持部から対物側に突出する曲面状、又は球面状として構成することから、同様に、対物面の面積を狭小化して傾きマージンの向上を図り、またその製造を容易にすることができる。
また、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、上述の各構成において、保持部の側面の少なくとも一部に、保持用加工部を形成することから、例えばこの保持用加工部として凹部を設けるとか粗面化処理を施すことにより、より保持体との堅牢且つ安定な固定が可能となる。
【００２５】
そして、このような本発明構成のソリッドイマージョンレンズを用いた集光レンズによれば、ソリッドイマージョンレンズの保持がより堅牢かつ安定となることから、光学レンズとの組み立て精度の向上を図ることができて、開口数が大なる集光レンズを従来に比して容易に組み立てることが可能となる。
また、ソリッドイマージョンレンズの対物側に凸状部を設けることによって、光記録媒体等との傾きマージンを従来に比して大とすることができることから、更に組み立て精度の向上を図ることができる。
【００２６】
更に、この集光レンズを用いて構成される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保持を堅牢かつ安定にすることができ、またソリッドイマージョンレンズと光記録媒体等との傾きマージンを大とすることができることから、その組み立て精度のマージンを従来に比して大とすることができる。
そして、ソリッドイマージョンレンズの小径化も可能となることから、この集光レンズを用いて構成される光学ピックアップ装置及び光記録再生装置では、光記録媒体のフォーカシング方向、もしくは、且つ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ことができるとともに、フォーカシング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可能となる。
【００２７】
また、本発明によるソリッドイマージョンレンズの形成方法によれば、ソリッドイマージョンレンズに保持部を形成するにあたって、レンズ材料体を円筒形に加工する工程と、レンズ材料体の一部に、曲率半径ｒの球状部を形成する工程とによって、保持体による保持を堅牢かつ安定にし得るソリッドイマージョンレンズを容易かつ確実に形成することができる。
更に、本発明によるソリッドイマージョンレンズの形成方法において、上述の各工程に加えて、レンズ材料体の対物側に、凸状部を形成することによって、保持体との保持が堅牢かつ安定で、更に光記録媒体等との傾きマージンを従来に比して大とすることができるソリッドイマージョンレンズを容易且つ確実に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を、図面を参照して説明する。
本発明は、ソリッドイマージョンレンズ及びその形成方法と、この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。
【００２９】
まず、本発明によるソリッドイマージョンレンズ及びその形成方法の説明に先立って、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５を参照して説明する。なお、図１〜図５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６以後の例を含む本発明構成の種々の形状を採り得るものであることはいうまでもない。
【００３０】
図１は、本発明によるソリッドイマージョンレンズを用いた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３０に対し、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、半球状の場合はｒ、超半球状の場合は、屈折率をｎとすると、ｒ（１＋１／ｎ）とされる。図1の例は、球状部を超半球状とした例を示す。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３０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３０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５においてはその間隔を省略して示す。
【００３１】
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３０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。
【００３２】
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。
【００３３】
図３は、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である。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。
【００３４】
そしてこの２軸アクチュエータ１６により、光記録媒体３０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３０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３０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。
【００３５】
次に、図１及び図２に示した集光レンズ１３の制御駆動手段として、スライダを採用した場合の概略構成図を図４に示す。
図４に示すように、集光レンズ１３を、トラッキング方向に制御駆動されるスライダ２１に固着して構成することもできる。このスライダ２１は、例えば光記録媒体３０の面触れ方向にのみ弾性を有するジンバル２２等の弾性体、または図示を省略する他の弾性体を介し、トラッキング方向に移動する可動光学部（図示せず）に支持される。そしてこの可動光学部を、リニアモータ等で構成された制御駆動手段によりトラッキング方向に制御駆動することによって、所定のトラック上に集光レンズ１３を対向させることができる。
そして、光記録媒体３０の回転に伴い発生する気体流が光記録媒体３０とスライダ２１との間に流れ込むとともに、弾性体の光記録媒体３０側への押圧力と釣り合う気体薄膜が形成され、スライダ２１が光記録媒体３０に対して一定の距離、例えば５０ｎｍの距離を保ちつつ浮上するように構成される。すなわち、光記録媒体３０を所定の回転数で回転させて光記録媒体３０からの情報の再生時あるいは、光記録媒体３０への情報の記録時において、集光レンズ１３を構成するソリッドイマージョンレンズ１１と光記録媒体３０との距離を、スライダ３２によりほぼ一定距離に保たれた状態とすることができる。
【００３６】
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３０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。
【００３７】
また、第２のビームスプリッタで反射された復路光は、トラッキング用光検出器にも集光され、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、もしく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、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。
【００３８】
スライダ２１にソリッドイマージョンレンズ１１及び光学レンズ１２が固着されている場合は、スライダ２１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１３を構成するソリッドイマージョンレンズ１１をスライダ２１に固定し、光学レンズ１２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。
【００３９】
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、図５の概略構成図に示すように、光軸をほぼ９０度曲げるミラー２３をスライダ２１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。
【００４０】
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。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。
【００４１】
次に、本発明構成のソリッドイマージョンレンズの形状の各例について説明する。
〔１〕第１の実施の形態例
上述したように、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、図６にその一例を光学レンズと組み合わせた概略構成図を示すように、入射光の無効領域、すなわち入射光の通過しない領域の少なくとも一部に、光軸ｃに沿う断面形状に直線を有する保持部２を設ける構成とする。
図示の例においては、曲率半径がｒ、屈折率がｎ、光軸に沿う方向の厚さがｒ（１＋１／ｎ）とされた超半球状の球状部１が設けられるソリッドイマージョンレンズ１１の例を示す。この場合、球状部１の、一点鎖線ｃで示す光軸と直交する断面の半径が略ｒである位置、すなわち破線Ｒで示す位置から対物側の入射光の無効領域に、光軸を略中心軸とする円筒形状として、光軸ｃと略平行な直線部を有する保持部２を設ける例を示す。図６においては、ソリッドイマージョンレンズの形状の理解を容易にするために、側面図及び対物側からみた平面図を並置して示す。
この例においては、円筒形状の保持部２の光軸ｃからの半径を略ｒとした場合を示す。
なお、図示の例では、球状部１を超半球状とした例を示すが、球状部１は半球状でもよく、その場合は光軸に沿う厚さをｒとして構成する。
【００４２】
なお、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１１の対物面の一部に磁気コイル等を取り付けて構成してもよい。
【００４３】
また、このソリッドイマージョンレンズ１１の材料としては、例えば用いられる光記録再生装置の装備するレーザ光源など、入射光の波長に対して屈折率が大きく、また透過率が大きくかつ光吸収が小さい材料が好適である。例えば、高屈折率ガラスであるオハラ株式会社製のＳ−ＬＡＨ７９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、ダイヤモンドなどが好適である。
【００４４】
そして、これらのレンズ材料は、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。光学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、その方位を精度良く合わせる必要がなく、従来のボール研磨方法や研磨装置が利用可能である。また、材料の方位を気にすることなく、光学レンズ作製のためのエッチングプロセスやポリッシングプロセスを容易に適用できるという利点がある。
【００４５】
上述したように、本発明においては、対物側の少なくとも一部に円筒形状の保持部２を設ける構成とすることから、前述の図３１において説明した従来例と比較すると、保持部２において保持体との接着、固定を堅牢かつ安定に行うことができる。
すなわち、図３１に示すように、球状部から対物面に続いて側面形状が球面形状とされた従来のソリッドイマージョンレンズの場合は、側面形状が球面形状であることから、ソリッドイマージョンレンズをレンズホルダなどの保持体により保持する場合、レンズホルダ側の内側面を球面形状に加工するなどの工程が必要となり、またその接着方法や保持方法が難しくなり、堅牢かつ安定に固定し難いという問題がある。
特に、半径０．５ｍｍ以下程度の小径のソリッドイマージョンレンズをレンズホルダと保持する場合、レンズホルダとの接着面積が非常に小さくなることから、レンズ側面の球面形状部分を接着、保持することは難しく、十分に安定に固定することは非常に困難となる。
【００４６】
これに対し、本発明構成による場合は、図６に示すように、保持部２において、その断面が直線部を有し、力を均等に加えられることから、リング状のレンズホルダを用いるなどの簡単な構成によって、この保持部に容易かつ堅牢に接着、固定することができ、従来は堅牢な保持が困難であった小径のソリッドイマージョンレンズにおいても、十分に安定に保持することが可能となる。
【００４７】
なお、図示の例においては、破線Ｒで示す断面の半径が略ｒの位置から、対物面６にいたる保持部２を設ける場合を示すが、保持部２は、入射光の無効領域の少なくとも一部に設けられていれば、この保持部を利用して、従来に比して堅牢かつ安定な保持が可能となる。
【００４８】
そして、上述したように、本発明によれば、従来に比して小径のソリッドイマージョンレンズを用いることが可能であることから、小型のソリッドイマージョンレンズと光学レンズと組み合わせた集光レンズ全体の重量を低減化することができる。
したがって、このような集光レンズを用いる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および光記録再生装置の小型化薄型化を図ることが可能となる。
【００４９】
なお、ソリッドイマージョンレンズ１１への入射光の入射角θｉは、
０°＜θｉ＜９０°
の範囲である。
これについて説明すると、ソリッドイマージョンレンズを利用した集光レンズの開口数は、図７にその一例の概略構成図を示すように、ソリッドイマージョンレンズ１１の対物面とは反対側に配置する光学レンズ１２からソリッドイマージョンレンズ１１への入射光の光軸からの入射角をθｉ０、ソリッドイマージョンレンズ１１内の入射角をθｉとし、光学レンズ１２の開口数をＮＡ、ソリッドイマージョンレンズ１１の屈折率をｎとすると、
ｓｉｎθｉ０＝ＮＡ
ｎｓｉｎθｉ０＝ｓｉｎθｉ
となるので、ソリッドイマージョンレンズ１１を含む集光レンズの実効的な開口数ＮＡ(SIL) は、
ＮＡ(SIL) ＝ｎ２ｓｉｎθｉ０
＝ｎｓｉｎθｉ
と表され、θｉが略９０°のときソリッドイマージョンレンズ１１による集光レンズの実効的な開口数は、ＮＡ(SIL) ＝ｎで最大となる。
【００５０】
つまり、図８Ａ〜Ｄにおいて入射角度θｉが変化する場合の概略構成図をそれぞれ示すように、入射角θｉが大きくなるほど、ソリッドイマージョンレンズによる集光レンズの実効的な開口数ＮＡ(SIL) は大となり、９０°に近づくにつれ最大値ｎに近づく。図７及び図８において、図６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。
すなわち、入射角度θｉを大とするほうが高い開口数を得るためには望ましいが、製造マージンは入射角度θｉを大とするほど小さくなり、歩留まりを高めることが難しくなる。
このため、製造マージンをある程度確保するためには、破線Ｒで示す位置近傍から入射させる構成が望ましく、すなわち実用的には入射角θｉをｔａｎ−１（ｎ）近傍とする構成が好適である。
【００５１】
また、入射角θｉがｔａｎ−１（ｎ）を超える場合は、入射角θｉまでを超半球状として、その対物側の入射光の無効領域の少なくとも一部に保持部２を設ける構成とすればよい。
【００５２】
次に、上述の本発明構成のソリッドイマージョンレンズの形成方法の一例を、図９Ａ〜Ｃの工程図を参照して説明する。上述したソリッドイマージョンレンズに好適な原材料、例えば高屈折率ガラスであるオハラ株式会社製のＳ−ＬＡＨ７９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、ダイヤモンドなどより成るレンズ材料体６０を、先ず図９Ａに示すように、その直径が例えば略２ｒ（すなわち半径ｒ）、高さが略ｒもしくはｒ（１＋１／ｎ）、図示の例ではｒ（１＋１／ｎ）の高さの円筒形状に加工する。ｎは原材料の屈折率とする。
【００５３】
次に、図９Ｂに示すように、この円筒形状材料の上面から高さｒの上部部分を、曲率半径ｒの球面形状に加工する。すなわち、図９Ｂにおいて破線で示す上部半球部分の外側部分である加工部７を、研磨やエッチングなどにより除去する加工を行う。
このように加工部７を除去することによって、図９Ｃに示すように、略半球状の球状部１と、断面の半径が略ｒとなる位置から対物側に向かって保持部２が形成された、上述の図６において説明した構成のソリッドイマージョンレンズを形成することができる。
【００５４】
図１０は、このようにして形成した本発明構成のソリッドイマージョンレンズ１１に、レーザ等の入射光Ｌｉを入射した際の光路を模式的に示す概略構成図である。図１０から明らかなように、球状部1の破線Ｒで示す光軸と直交する断面の半径が略ｒの位置から対物側に円筒形状の保持部２を設ける本発明構成としても、従来のソリッドイマージョンレンズと同様に、レーザ入射した際に、問題なくその集光性能が得られることがわかる。
なお図１０においては、レーザの入射位置をソリッドイマージョンレンズの高さｒ／ｎの位置とし、すなわち破線Ｒで示す位置から入射した場合を示すが、もちろん、これよりも開口数（ＮＡ）を下げた入射光についても同様に集光性能を保持できることはいうまでもない。
また、開口数（ＮＡ）を上げる場合は、入射角度が最大となる入射位置より対物側の、入射光の無効領域の少なくとも一部に保持部２を設ければよい。
【００５５】
図１１に、本発明構成のソリッドイマージョンレンズ１１及び光学レンズ１２を組み合わせて、ソリッドイマージョンレンズ１１をレンズホルダ等の保持体２０に接着等により固定して保持した状態の概略構成図を示す。
本発明によるソリッドイマージョンレンズは、その保持部２の少なくとも一部を利用して、保持体２０に容易に接着等により固定することが可能で、かつ、レーザの入射に対しても問題なく、その集光性能を得られることがわかる。したがって、本発明構成のソリッドイマージョンレンズ１１と光学レンズ１２とを組み合わせて、光記録媒体３０に対して、より安定に記録再生することが可能であることがわかる。
【００５６】
なお、図１１に示すように、保持体２０の対物側の底面を、ソリッドイマージョンレンズ１１の対物面より例えば距離ｇの段差をもって光記録媒体３０の表面から離間するように固定することによって、保持体２０の光記録媒体３０との接触を回避することができる。
【００５７】
上述の例においては、保持部２を断面の半径がｒの円筒形状とした例を説明したが、保持部２は円筒形に限ることなく、その他断面角形状、多角形状など、種々の形状とすることができる。
また、その断面の大きさ（円形とする場合は半径）は、上述の例のように球状部２の曲率半径ｒと等しくする必要はなく、例えば保持部２の断面の半径ｒ´を、ｒ´＞ｒ、又はｒ´＜ｒとしてもよい。
【００５８】
図１２に示す例においては、球状部１を曲率半径ｒの半球状とし、その対物側の入射光の無効領域の少なくとも一部に、断面の半径ｒ´がｒ´＞ｒである円筒形状の保持部２を設ける例を示す。
また、図１３に示す例においては、球状部１を曲率半径ｒの超半球状とし、その対物側の入射光の無効領域に、断面の半径ｒ´がｒ´＞ｒである円筒形状の保持部２を設ける例を示す。
図１４に示す例においては、球状部１を曲率半径ｒの半球状とし、その対物側の入射光の無効領域に、断面の半径ｒ´がｒ´＜ｒである円筒形状の保持部２を設ける例を示す。
図１５に示す例においては、球状部１を曲率半径ｒの超半球状とし、その対物側の入射光の無効領域に、断面の半径ｒ´がｒ´＜ｒである円筒形状の保持部２を設ける例を示す。図１２〜図１５において、図６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。
【００５９】
以上の各例において、入射光の無効領域に保持部２を設ける構成とすることによって、集光性能を保持し、かつ保持体による安定かつ堅牢な保持が可能なソリッドイマージョンレンズを提供することができる。
また各例ともに、保持部２の形状を円筒形以外の各種形状としても同様の効果が得られることはいうまでもない。
更に、各例において、後述する対物面に凸状部を設ける構成とするとか、或いは保持部に保持用加工部を設けるなど、本発明構成を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００６０】
〔２〕第２の実施の形態の例
次に、球状部１の入射光の無効領域の一部に保持部２を設けるとともに、対物側に突出する凸状部を設ける例について、図１６を参照してその構成を説明する。図１６において、図６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。この例においては、球状部１の、光軸ｃと直交する断面の半径が略ｒである位置（破線Ｒで示す位置）から対物側の少なくとも一部に、光軸を略中心軸とする円筒形状の保持部２を設け、かつその対物側の集光位置を凸円筒形状に加工して凸状部３を形成した例である。
【００６１】
このように保持部２を設けたソリッドイマージョンレンズは、前述の第１の実施の形態の例と同様に、保持部２の断面形状の側面がほぼ直線であり、保持体への複雑な加工を施すことなく、またこの部分に力を均等に加えることができることから、保持部を利用して保持することで、従来十分な固定が困難であった小径のソリッドイマージョンレンズでも、容易かつ堅牢に保持することが可能となる。
更にこの場合は、対物面の面積を狭小化することによって、光記録媒体３０等との傾きマージンの向上を図ることができる。これについて、図１７の凸状部３を拡大した概略構成図を用いて説明すると、凸状部３を、例えば光軸ｃと直交する断面の半径が略ｙの円筒形状としたとき、ソリッドイマージョンレンズ１１の対物面６と光記録媒体３０との間隔をｄとすると、光記録媒体３０の集光位置から凸状部３の縁部に至る角度θ１より得られる傾きマージンは、ｔａｎ−１（ｄ／ｙ）となる。
この傾きマージンは、図１８に示すように、対物面の半径ｙを大とすると格段に減少する。
【００６２】
例えば、図１７に示す例において、ソリッドイマージョンレンズ１１と光記録媒体３０との間隔ｄを２５ｎｍ、凸状部３の対物面６の直径を４０μｍ、すなわち光軸から縁部までの長さｙを２０μｍとすると、傾きマージンは約＋／−０．０７°程度、直径を１０μｍ、長さｙを５μｍとすると、傾きマージンは＋／−０．２８°程度となる。
したがって、上述の第２の実施の形態の例によるソリッドイマージョンレンズは、その保持部において従来と比較してより堅牢かつ安定に保持し易く、小型化を図ることができるとともに、傾きマージンを改善することができて、光記録媒体に対する記録再生の安定性を高めることが可能となる。
【００６３】
なお、このようなソリッドイマージョンレンズの形成方法としては、前述の図９Ａ〜Ｃにおいて説明した工程に加えて、対物側に凸状部３を形成することによって、簡単に形成することができる。凸状部を形成する工程は、図９Ａ〜Ｃに示す各工程の間又は前後でもよい。
このソリッドイマージョンレンズの対物面の凸状部の加工方法、更にこの凸状部の周囲の平面部の加工方法については、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、日立製作所製の集束イオンビーム加工観察装置ＦＢ−２１００などのフォーカスイオンビーム（ＦＩＢ）加工方法、及び加工装置を利用するのが好適である。
このように、凸状部をＦＩＢ法により形成することによって、直径数十ｎｍ程度の微小なスポットのイオンビームによって、容易かつ確実に対物面の幅を数μｍ程度に微細化することができ、これにより光記録媒体との傾きマージンを従来に比して確実に大としたソリッドイマージョンレンズを容易に形成することができる。
【００６４】
また、このような凸状部３を形成するにあたって、その高さｈを適切に選定することによって、所定の開口数の得られる入射光Ｌｉを妨げることなく集光位置に集光させることができる。
上述したように、最大開口数の得られる入射光角度は９０°であるが、実用的にはレンズ材料の屈折率をｎとすると、光軸ｃからの入射角度がｔａｎ−１（ｎ）程度であることが望ましい。
この場合、凸状部３の高さｈと光軸ｃから縁部までの長さｙより得られる角度ｔａｎ−１（ｈ／ｙ）をθ２とすると、
θ２＜９０°−ｔａｎ−１（ｎ）
とすることによって、確実に所定の開口数の得られる入射光を妨げることなく、対物側の凸状部３を構成することができる。
【００６５】
図１９及び図２０に、上述の第２の実施の形態の例によるソリッドイマージョンレンズ１１において、レーザ等の入射光を入射した際の入射光路と、光学レンズと組み合わせてレンズホルダ等の保持体２０により接着、保持して光記録媒体３０と対向させた状態との概略構成図をそれぞれ示す。図１９及び２０において、図１０及び図１１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。
【００６６】
図１９から明らかなように、所定の開口数が得られる入射光はもちろん、開口数を下げた入射光においても、本発明による場合は、従来のソリッドイマージョンレンズと同様に、問題なくその集光性能が得られることがわかる。
また、図２０に示すように、ソリッドイマージョンレンズ１１の保持部２の側面部分において保持体２０に容易に接着等によって固定し、安定に保持することが可能で、かつ、レーザ等の入射光に対しても問題なく、その集光性能が得られ、光学レンズと組み合わせて光記録媒体に対して安定な記録再生が可能であることがわかる。更に、保持体２０の対物側の底面を、ソリッドイマージョンレンズ１１の凸状部３の先端の対物面より距離ｇの段差をもって光記録媒体３０の表面から離間させることによって、光記録媒体３０との接触をより回避することができる。
【００６７】
このように、上述の第２の実施の形態の例においても、従来のソリッドイマージョンレンズでは限界であった微小曲率半径のソリッドイマージョンレンズを容易に形成することが可能であり、かつこのレンズを保持体に、堅牢かつ安定に保持することができる。
また、保持部を設けるとともに、対物側に凸状部を形成することにより、ソリッドイマージョンレンズと光記録媒体との傾きマージンを従来と比して大とすることができ、光記録媒体に対する記録再生の安定性を高めることが可能となる。
【００６８】
また、ソリッドイマージョンレンズの小径化が可能であり、集光レンズの軽量化が可能となることから、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および光記録再生装置の小型化薄型化を図ることが可能となる。
【００６９】
〔３〕第３の実施の形態の例
次に、第３の実施の形態の例として、球状部１の対物側に保持部２を設けるとともに、対物側に突出する略角柱状の凸状部３を設ける例について、図２１を参照して説明する。図２１において、図６及び図１６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。この例においては、保持部２の対物側に、その断面が略正方形の角柱状の凸状部３を設ける場合を示す。
【００７０】
この場合においても、保持部２を設けることから、前述の第１及び第２の実施の形態の例と同様に、保持部２の断面形状の側面がほぼ直線であり、保持体への複雑な加工を施すことなく、またこの部分に力を均等に加えることができることから、保持部を利用して保持することで、従来は堅牢な保持が困難であった小径のソリッドイマージョンレンズでも、容易かつ堅牢に保持することが可能となる。
【００７１】
更にこの場合においても、第２の実施の形態の例と同様に、対物面の面積を狭小化することによって、光記録媒体３０等との傾きマージンの向上を図ることができる。
また、凸状部３の高さ及び光軸からその縁部までの長さを適切に選定することによって、所定の開口数を得る入射光を妨げることなく、従来と同様の集光性能を保持することができる。
【００７２】
そして、ソリッドイマージョンレンズの小径化、小型化によって、サーボ特性等の記録再生特性の向上、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の小型薄型化も可能とできることは前述の第１及び第２の実施の形態の例と同様である。
【００７３】
〔４〕第４の実施の形態の例
次に、第４の実施の形態の例として、対物側に突出する凸状部を設け、その形状を断面略楕円形の筒形状とする例について、図２２を参照してその構成を説明する。図２２において、図６及び図１６に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。
【００７４】
このように保持部２を設けたソリッドイマージョンレンズは、前述の第１の実施の形態の例と同様に、保持部２の断面形状の側面がほぼ直線であり、保持体への複雑な加工を施すことなく、またこの部分に力を均等に加えることができることから、保持部を利用して保持することで、従来は堅牢な保持が困難であった小径のソリッドイマージョンレンズでも、容易かつ堅牢に保持することが可能となる。
【００７５】
更にこの場合は、対物面の面積を、特に一方向に狭小化することによって、光記録媒体３０等との傾きマージンの向上を図ることができる。
すなわちこの場合は、凸状部３を設けることによって、光記録媒体との傾きマージンを改善することができるものであるが、凸状部３の光軸からの縁部までの長さは、その短軸方向と長軸方向とで異なる。
【００７６】
一般に、ソリッドイマージョンレンズをディスク状の光記録媒体を対象とする集光レンズ、光学ピックアップ装置、光記録再生装置に適用する場合は、ディスク状媒体が傾き易い方向、すなわち半径方向の傾きマージンをより大とする形状を採用することが望ましい。
図２２に示す例においては、矢印Ｘｒで示すラジアル方向（半径方向）に凸状部３の断面楕円形の短軸方向を略合致させ、矢印Ｘｔで示すタンジェンシャル方向（ディスクの記録トラックの接線方向）に凸状部３の断面楕円形の長軸方向を略合致させて光記録媒体上に対向させる構成とすれば、ディスクの記録トラック方向と比較して、半径方向において、より傾きマージンを大とすることができる。
凸状部３を、その断面が長方形状の角柱状として設ける場合も同様である。
【００７７】
例えば、断面楕円状の凸状部の長軸が４０μｍ、短軸が２０μｍである場合、図２３に示すように、長軸方向には約＋／−０．０７°、短軸方向には約＋／−０．１４°の傾きマージンを得ることが可能となる。したがって、ディスク状の光記録媒体に対して用いる場合に、半径方向により大きい傾きマージンを有する集光レンズ、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。
【００７８】
この場合においても、保持部２を設けることから、従来は堅牢な保持が困難であった小径のソリッドイマージョンレンズでも、容易かつ堅牢に保持することが可能となり、ソリッドイマージョンレンズの小径化、小型化によって、サーボ特性等の記録再生特性の向上、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の小型薄型化も可能とできることは前述の各実施の形態の例と同様である。
【００７９】
更にこの場合においても、凸状部３の高さ及び光軸からその縁部までの長さを適切に選定することによって、所定の開口数を得る入射光を妨げることなく、従来と同様の集光性能を保持することができる。
【００８０】
〔５〕第５の実施の形態の例
次に、凸状部を、保持部から対物側に向かう円錐形状、又は断面楕円形の円錐形状、又は角錐形状とする例について、図２４〜図２６を参照して説明する。図２４〜図２６において、図６及び図１６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。
【００８１】
先ず図２４に示す例においては、凸状部３として、保持部２から対物側に向かう円錐形状として、対物面６を略円形とした場合を示す。このような形状は、例えば研磨などの機械的加工方法、エッチング等によって、比較的容易に形成することが可能である。
そして、このような構成とする場合、球状部１から対物面６に向かう領域の一部に円筒形状等の保持部２が設けられることから、前述の各実施の形態の例と同様に、この部分において堅牢かつ安定に保持体等への固定が可能となり、従来は堅牢な保持が困難であった小径のソリッドイマージョンレンズでも、容易かつ堅牢に保持することが可能となる。ソリッドイマージョンレンズの小径化、小型化によって、サーボ特性等の記録再生特性の向上、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の小型薄型化も可能とできることは前述の各実施の形態の例と同様である。
【００８２】
また、対物面６の面積を狭小化することから、光記録媒体との傾きマージンを従来と比較して大とすることができる。
この場合においても、円錐形状部分の傾斜角度を適切に選定することによって、所定の開口数を得る入射光を妨げることなく、従来と同様の集光性能を保持することが可能である。
【００８３】
図２５に示す例では、凸状部３を断面略楕円形の円錐形状とした場合を示す。図２４に示す例と同様に、機械的加工法やエッチングなどによって、容易に凸状部を形成することができる。
そしてこの場合においても球状部１から対物面６に向かう領域の一部に保持部２が設けられることから、前述の各実施の形態の例と同様に、この部分において堅牢かつ安定に保持体等への固定が可能となり、従来は堅牢な保持が困難であった小径のソリッドイマージョンレンズでも、容易かつ堅牢に保持することが可能となる。ソリッドイマージョンレンズの小径化、小型化によって、サーボ特性等の記録再生特性の向上、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の小型薄型化も可能とできることは前述の各実施の形態の例と同様である。
【００８４】
また、対物面６の面積を狭小化することから、光記録媒体との傾きマージンを従来と比較して大とすることができる。断面楕円形の短軸方向をディスク状光記録媒体の半径方向、長軸方向を記録トラック方向に選定して構成することによって、比較的傾き易い半径方向においても十分な傾きマージンを有する集光レンズ、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。またこの場合、接線方向の傾きマージンよりも、半径方向の傾きマージンが適当量大きい形状として、凸状部の形状、大きさを設定することが可能となる。
この場合においても、円錐形状部分の傾斜角度を適切に選定することによって、所定の開口数を得る入射光を妨げることなく、従来と同様の集光性能を保持することが可能である。
【００８５】
図２６に示す例においては、凸状部３を、断面略四角形の角錐形状に形成した例を示す。このような形状も、機械的加工法やエッチング方法により、容易に形成することができる。
そしてこの場合においても球状部１から対物面６に向かう領域の一部に保持部２が設けられることから、前述の各実施の形態の例と同様に、この部分において堅牢かつ安定に保持体等への固定が可能となり、従来は堅牢な保持が困難であった小径のソリッドイマージョンレンズでも、容易かつ堅牢に保持することが可能となる。ソリッドイマージョンレンズの小径化、小型化によって、サーボ特性等の記録再生特性の向上、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の小型薄型化も可能とできることは前述の各実施の形態の例と同様である。
また、対物面６の面積を狭小化することから、光記録媒体との傾きマージンを従来と比較して大とすることができる。
更に、角錐形状部分の傾斜角度を適切に選定することによって、所定の開口数を得る入射光を妨げることなく、従来と同様の集光性能を保持することが可能である。
なお、図２２に示す例では、角錐形状として四角錐形状としているが、もちろん、六角錐や八角錐などの断面多角形の角錐形状とすることもできる。
【００８６】
〔６〕第６の実施の形態の例
次に、図２７を参照して、凸状部３を、保持部２から対物側に突出する曲面状、又は球面状として構成する例について説明する。図２７において、図６及び図１６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。
このような形状とする場合においても、研磨等の機械的加工方法により、比較的容易に凸状部を形成することが可能である。
【００８７】
この場合においても、上述の各実施の形態の例と同様に、球状部１から対物面６に向かう入射光の無効領域の一部に保持部２が設けられることから、この保持部２において堅牢かつ安定に保持体等への固定が可能となり、従来は堅牢な保持が困難であった小径のソリッドイマージョンレンズでも、容易かつ堅牢に保持することが可能となる。ソリッドイマージョンレンズの小径化、小型化によって、サーボ特性等の記録再生特性の向上、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の小型薄型化も可能とできることは前述の各実施の形態の例と同様である。
【００８８】
また、対物面６の面積を狭小化することから、光記録媒体との傾きマージンを従来と比較して大とすることができる。
更に、曲面部分の曲率を適切に選定することによって、所定の開口数を得る入射光を妨げることなく、従来と同様の集光性能を保持することが可能である。
なお、図２７に示す例では、凸状部３を略球面状としているが、その他各種の曲面形状とすることができる。
【００８９】
また、対物面６の近傍を、この場合半径が略ｒ／ｎ、中心位置が球状部１の中心位置と略一致する破線ｂで示す球に外接する形状とする場合は、対物面６の集光位置近傍において、入射光の入射角度が僅かにずれた場合においても、レンズを通過する距離を略一定とすることができることから、レンズの対物面６において確実に集光させることができるという利点を有する。
【００９０】
前述の各実施の形態の例を含む各構成において、対物面６をこのように半径が略ｒ／ｎ、中心位置が球状部１の中心位置と略一致する破線ｂで示す球に外接する形状とする場合は、同様の効果を得ることができることはいうまでもない。
また、各例ともに、球状部１を超半球状ではなく半球状とすることも可能であり、この場合は、対物面６の集光位置近傍において直径が略ｒの球に略外接する形状とすることによって、同様に、入射光の入射角度が僅かにずれた場合においても、レンズを通過する距離を略一定とすることができることから、レンズの対物面６において確実に集光させることができるという利点を有する。
また、これらの例において、半径がｒ／ｎやｒ／２から僅かにずれたり、半径ｒ／ｎ又はｒ／２の球に対して、僅かにずれて外接する場合においても、入射光の入射側において、これを補正できる範囲であれば、同様の効果を得ることが可能である。
【００９１】
〔７〕第７の実施の形態の例
次に、図２８〜図３０を参照して、本発明によるソリッドイマージョンレンズにおいて、保持部２の側面の少なくとも一部に、保持用加工部４を形成する各例について説明する。図２８〜図３０において、図６及び１６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。各例ともに、球状部１を超半球状とした場合を示すが、これらも上述の各例と同様に、球状部１を半球状とし、その光軸に沿う厚さをｒとしてもよい。
【００９２】
先ず図２８に示す例においては、保持部２の側面の一部に、断面が略角形の凹部を設けて保持用加工部４とした場合を示す。
また、図２９に示す例においては、保持部２の側面の一部に、断面が滑らかな曲線状の凹部を設けて保持用加工部４とした場合を示す。
更に、図３０においては、保持用加工部４として、保持部２の側面の一部に粗面化加工を施した例を示す。
これら各例において、各種形状の保持用加工部４は、保持部２の側面の一部に断続的に形成してもよく、また連続的に周回する溝状の凹部またはライン状の粗面部として形成してもよい。
また、各例共に、保持部２の対物側に、円筒形状の凸状部３を設けた場合を示すが、対物側は平面状でもよく、また球状部１を半球状とするとか、または前述の第３〜第６の実施の形態の例において挙げた形状をはじめ各種の形状の凸状部を設ける場合に適用し得ることはいうまでもない。
【００９３】
このように、保持部２の側面に保持用加工部４を設けることによって、より堅牢かつ安定に保持体への接着等による固定が可能となる。凹部を設ける場合においては、保持体に凸状部を設けて嵌め込み式とすることにより、更に強固な固定を行うことができる。
したがって、従来は堅牢な保持が困難であった小径のソリッドイマージョンレンズでも、容易かつ堅牢に保持することが可能となり、ソリッドイマージョンレンズの小径化、小型化によって、サーボ特性等の記録再生特性の向上、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の小型薄型化も可能とできることは前述の各実施の形態の例と同様である。
【００９４】
以上説明したように、本発明のソリッドイマージョンレンズによれば、レンズホルダなどの保持体との十分に堅牢かつ安定な固定が可能となり、レンズの小径化、小型化によって、これを用いた集光レンズ、光学ピックアップ装置、光記録再生装置において、フォーカスサーボ特性、トラッキングサーボ特性、シーク特性の向上を図ることが可能であり、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。
【００９５】
また、本発明のソリッドイマージョンレンズにおいて、保持部の対物側に凸状部を設けることによって、ソリッドイマージョンレンズと光記録媒体との傾きマージンを改善することができ、光記録媒体に対する記録再生の安定性を高めることが可能となり、よりニアフィールド記録再生方式に適した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。
なお、上述したように、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、上述の例に限定されることなく、本発明構成を逸脱しない範囲において、その他材料構成等において、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】
【００９６】
【図１】本発明によるソリッドイマージョンレンズ及び集光レンズの一例の概略構成図である。
【図２】本発明による集光レンズの一例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概略構成図である。
【図４】本発明による光学ピックアップ装置の一例の概略構成図である。
【図５】本発明による光学ピックアップ装置の一例の概略構成図である。
【図６】本発明による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。
【図７】ソリッドイマージョンレンズの開口数の説明に供する概略構成図である。
【図８】Ａは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。Ｂは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。Ｃは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。Ｄは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。
【図９】Ａは本発明のソリッドイマージョンレンズの形成方法の一例の一工程図である。Ｂは本発明のソリッドイマージョンレンズの形成方法の一例の一工程図である。Ｃは本発明のソリッドイマージョンレンズの形成方法の一例の一工程図である。
【図１０】本発明によるソリッドイマージョンレンズの一例の入射光の入射態様を示す概略構成図である。
【図１１】本発明によるソリッドイマージョンレンズを有する集光レンズの一例の概略構成図である。
【図１２】本発明による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。
【図１３】本発明による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。
【図１４】本発明による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。
【図１５】本発明による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。
【図１６】本発明による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。
【図１７】本発明によるソリッドイマージョンレンズの一例の要部の概略構成図である。
【図１８】ソリッドイマージョンレンズの凸状部の直径に対する傾きマージンを示す図である。
【図１９】本発明によるソリッドイマージョンレンズの一例の入射光の入射態様を示す概略構成図である。
【図２０】本発明によるソリッドイマージョンレンズを有する集光レンズの一例の概略構成図である。
【図２１】本発明による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。
【図２２】本発明による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。
【図２３】ソリッドイマージョンレンズの凸状部の直径に対する傾きマージンを示す図である。
【図２４】本発明による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。
【図２５】本発明による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。
【図２６】本発明による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。
【図２７】本発明による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。
【図２８】本発明による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。
【図２９】本発明による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。
【図３０】本発明による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。
【図３１】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】
【００９７】
１…球状部、２…保持部、３…凸状部、４…保持用加工部、６…対物面、７…加工部、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…保持体、２１…スライダ、２２…ジンバル、２３…ミラー、３０…光記録媒体
【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１０】
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【図１１】
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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１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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