(57)【要約】【課題】組み立て製造作業が容易で歩留まりの向上が可能なＳＩＬ（ソリッドイマージョンレンズ）を提供する。【解決手段】対物側とは反対側の球状部が半球状とされるＳＩＬ２であって、半球状の球状部の少なくとも入射光の入射範囲に、反射防止膜５が形成される。厚み誤差に対する許容度が比較的大きく、ＫＴａＯ３、ダイヤモンド等より構成することにより高開口数が実現可能であり、組み立て製造作業が容易となる。【選択図】図１１
2007293979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物側とは反対側の球状部が半球状とされ、
前記半球状の球状部の少なくとも入射光の入射範囲に、反射防止膜が形成されて成る
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】
ＫＴａＯ３より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】
前記反射防止膜が、ＳｉＯ２より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４】
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、
前記ソリッドイマージョンレンズの対物側とは反対側の球状部が半球状とされ、
前記ソリッドイマージョンレンズの半球状の球状部の少なくとも入射光の入射範囲に、反射防止膜が形成されて成る
ことを特徴とする集光レンズ。
【請求項５】
前記ソリッドイマージョンレンズはＫＴａＯ３より成ることを特徴とする請求項４記載の集光レンズ。
【請求項６】
前記ソリッドイマージョンレンズに設ける反射防止膜が、ＳｉＯ２より成ることを特徴とする請求項４記載の集光レンズ。
【請求項７】
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集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、
前記ソリッドイマージョンレンズの対物側とは反対側の球状部が半球状とされ、
前記ソリッドイマージョンレンズの半球状の球状部の少なくとも入射光の入射範囲に、反射防止膜が形成されて成る
ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項８】
前記ソリッドイマージョンレンズはＫＴａＯ３より成ることを特徴とする請求項７記載の光学ピックアップ装置。
【請求項９】
前記ソリッドイマージョンレンズに設ける反射防止膜が、ＳｉＯ２より成ることを特徴とする請求項７記載の光学ピックアップ装置。
【請求項１０】
ソリッドイマージョンレンズと、該ソリッドイマージョンレンズと光軸を合致させ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、
前記ソリッドイマージョンレンズの対物側とは反対側の球状部が半球状とされ、
前記ソリッドイマージョンレンズの半球状の球状部の少なくとも入射光の入射範囲に、反射防止膜が形成されて成る
ことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１１】
前記ソリッドイマージョンレンズはＫＴａＯ３より成ることを特徴とする請求項１０記載の光記録再生装置。
【請求項１２】
前記ソリッドイマージョンレンズに設ける反射防止膜が、ＳｉＯ２より成ることを特徴とする請求項１０記載の光記録再生装置。
【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記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に代表される光（もしくは光磁気）記録媒体は、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。これらの光記録媒体を記録再生するシステムでは、対物レンズが非接触で光記録媒体の表面と対向し、光記録媒体の記録面に形成された微少な凹凸や相変化材料の反射率変化構造、また光磁気記録方式の場合はカー回転角の変化する磁気ドメイン構造を検出して微少な記録マークを読み取っている。
近年、このような光記録媒体において、益々大容量化、高記録密度化が望まれていることから、より小さい記録マークを光記録媒体に形成し、それを高い解像度をもって読み出す技術が検討されている。
【０００３】
光記録媒体上に照射される光のスポットの大きさは、照射する光の波長をλ、光記録媒体上にこの光を集光する集光レンズの開口数をＮＡｏｂｊとすると、およそλ／ＮＡｏｂｊで与えられ、解像度もこの値に比例する。開口数ＮＡｏｂｊは、
ＮＡｏｂｊ＝ｎＡ×ｓｉｎθ
である。ここで、ｎＡはレンズと光記録媒体との間に介在する媒質、すなわち空気の屈折率、θは対物レンズの周辺光線の入射角度である。媒質が空気である以上ＮＡｏｂｊは１を超えることができず、解像度に限界がある。このため、光記録再生装置では、その光源、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ている。
【０００４】
これに対し、１より大きい開口数を達成する手法として、エバネッセント波、すなわち界面から指数関数的に減衰する光を用いるいわゆる近接場光による記録再生方式（ニアフィールド光記録再生方式）が提案されている。このニアフィールド光記録再生方式においては、集光レンズと光記録媒体の表面との間隙を非常に小さくする必要がある。
光記録媒体に近接場光を照射して記録再生を行う手法として、対物用の光学レンズとソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ：Solid Immersion Lens、固浸レンズ）とを組み合わせて近接場光学系を構成し、これによりニアフィールド光記録再生を行う方法が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
上記特許文献１に記載されているように光学レンズとＳＩＬ（ソリッドイマージョンレンズ）とを２群レンズとして組み合わせて集光レンズとして用いる場合、これら組み合わせレンズによる近接場光学系の実効的な開口数ＮＡは、ＳＩＬが半球状の場合は、
ＮＡ＝ｎＳＩＬ×ｓｉｎθ           ・・・（１）
となる。またＳＩＬが超半球状の場合は、
ＮＡ＝ｎＳＩＬ２×ｓｉｎθ          ・・・（２）
と表される。ここで、ｎＳＩＬはＳＩＬを構成する材料の屈折率、θはＳＩＬに光学レンズから入射する光の入射角を示す。
上記式（１）及び（２）より、ＳＩＬを構成する材料（対物レンズと光記録媒体との間の媒質とみなされる）の屈折率を上げることにより、開口数ＮＡを高くすることができることが分かる。特に、超半球状とする場合のほうが、同じ屈折率である場合は実効的な開口数ＮＡを高くすることができることが分かる。
【０００６】
ＳＩＬの材料としては、光透過性であること、また加工性の問題から結晶軸方向が等方的である立方晶であることが要求される。このような材料で高い屈折率が得られるものとしては、例えば高屈折ガラスの他に、（株）オハラ社製のＳ−ＬＡＨ７９（商品名）や、高屈折率セラミックス、高屈折率単結晶材料であるＢｉ４Ｇｅ３Ｏ１２、ＳｒＴｉＯ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＳｉＣなどがあげられる。また、特に高開口数を実現できる構成として、ＫＴａＯ３を材料とした超半球状のＳＩＬが提案されている（例えば非特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平５−１８９７９６号公開公報
【特許文献２】M. Shinoda et al., “High-Density Near-Field Readout Using Solid Immersion Lens Made of KTaO3 Monocrystal”, Japanese Journal of Applied Physics Col.45, No.2B, 2006, pp.1332-1335
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、超半球状のＳＩＬは上述したように高開口数を得ることが容易であるという利点を有するものであるが、反面、その製造にあたって、比較的簡易な作業性をもって形状寸法精度、特に厚さの精度を高めることが難しく、レンズ形成後の光学レンズとの組み合わせ工程において厚み誤差範囲内であるかの判断が必要となる。したがって、特に大量生産する場合に歩留まり良く製造することが困難となる恐れがある。このため、半球状ＳＩＬを用いて形状寸法誤差の許容範囲を広げ、より実用的な製造を可能とするとともに、その光学的特性においては、超半球ＳＩＬと同等程度の特性を実現することが望まれている。
【０００８】
以上の問題に鑑みて、本発明は、製造作業が比較的簡易なＳＩＬにおいてその光学的特性を保持し、またＳＩＬを用いた集光レンズ、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の生産性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明によるＳＩＬ（ソリッドイマージョンレンズ）は、対物側とは反対側の球状部が半球状とされるＳＩＬであって、半球状の球状部の少なくとも入射光の入射範囲に、反射防止膜を形成して構成する。
また、本発明は、上述のＳＩＬにおいて、ＫＴａＯ３より構成する。
また、本発明による集光レンズは、上述の本発明のＳＩＬを用いる構成とするものである。すなわち、ＳＩＬと、このＳＩＬ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、ＳＩＬの対物側とは反対側の球状部を半球状として、半球状の球状部の少なくとも入射光の入射範囲に、反射防止膜を形成して構成する。
【００１０】
更に、本発明による光学ピックアップ装置及び光記録再生装置は、上述の本発明のＳＩＬを用いた集光レンズを備える構成とする。
すなわち本発明は、ＳＩＬと、このＳＩＬ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、ＳＩＬ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集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、ＳＩＬの対物側とは反対側の球状部を半球状として、半球状の球状部の少なくとも入射光の入射範囲に、反射防止膜を形成して構成する。
【００１１】
また、本発明は、ＳＩＬと、このＳＩＬ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、ＳＩＬ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が設けられて成る光記録再生装置において、ＳＩＬの対物側とは反対側の球状部を半球状として、半球状の球状部の少なくとも入射光の入射範囲に、反射防止膜を形成して構成する。
【００１２】
上述したように、本発明のＳＩＬ（ソリッドイマージョンレンズ）は、対物側とは反対側の球状部を半球状とすることから、厚み誤差等の形状精度の許容度を大とすることができる。したがって、製造作業の簡易化を図り、超半球状ＳＩＬを製造する場合と比較して歩留まりの向上を図ることが可能である。そして本発明のＳＩＬにおいては、半球状の球状部の少なくとも入射光の入射範囲に、反射防止膜を形成することによって、後述するように、半球状のＳＩＬにおいて生じる入射光とＳＩＬ先端面からの反射光との干渉を抑制することができ、光学的特性を良好に保持することができる。更に、本発明によるＳＩＬをＫＴａＯ３より構成する場合は、高屈折率であることから高い開口数を容易に実現できる。
したがって、このような本発明構成のＳＩＬを用いることによって、光学的特性の良好なＳＩＬの大量生産を可能とし、光学レンズと組み合わせた集光レンズ、更にこれを用いた光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の生産性の向上を図ることが可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、製造作業が比較的簡易であり、また光学的特性の劣化が回避ないしは抑制されて、良好に光学的特性が保持されたＳＩＬを提供することができる。
また、本発明のＳＩＬを用いることにより、光学的特性の良好な集光レンズ、これを用いた光学ピックアップ装置及び光記録再生装置の生産性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
先ず、本発明の実施形態例の説明に先立って、半球状ＳＩＬ及び超半球状ＳＩＬの形状、またこれらにおける厚み誤差の許容範囲を検討した結果について説明する。
図１及び図２はそれぞれ半球状のＳＩＬ２、超半球状１０２の概略断面構成図である。図１及び図２ともに、半球状のＳＩＬ２及び超半球状ＳＩＬ１０２が光記録媒体１の表面に対向して微小な距離を介して対向し、入射光Ｌｉを照射している状態を示す。光軸方向の厚さをｔとして示す。
前述したように、入射光Ｌｉの入射角度をθ、ＳＩＬを構成する材料の屈折率をｎＳＩＬとすると、前述したように、半球状のＳＩＬ２では光学レンズと組み合わせた実効的な開口数ＮＡは、
ＮＡ＝ｎＳＩＬ×ｓｉｎθ           ・・・（１）
また超半球状ＳＩＬ１０２の場合は、
ＮＡ＝ｎＳＩＬ２×ｓｉｎθ          ・・・（２）
である。
【００１５】
超半球状ＳＩＬを用いて集光レンズを構成する場合、例えば高屈折率ガラスより構成すると屈折率ｎは２．０程度であり、例えば開口数０．４６程度の光学レンズと組み合わると実効的な開口数として１．８４程度を達成している。同じ材料で半球状ＳＩＬを構成する場合は、例えばBlu-ray Disc（登録商標）で使用される０．８程度の高開口数の光学レンズと組み合わせても、実効的な開口数は１．６程度しか得られない。
【００１６】
一方、これらＳＩＬの光軸上の厚み誤差に対する波面収差を解析すると、図３に示すように、超半球状ＳＩＬは、半球状のＳＩＬに対して極めて許容誤差が微小であることが分かる。通常の光記録媒体で要求される波面収差（０．０４λｒｍｓ程度）の範囲に対し、超半球状ＳＩＬでは±２μｍ以下しか許容誤差がなく、半球状ＳＩＬでは誤差が０．０である厚さに対して＋２５μｍ、−２０μｍ程度の広いマージンがある。つまり、ＳＩＬを大量生産する場合には、厚み誤差の許容度が格段に広い半球状ＳＩＬが有利であるといえる。
【００１７】
そこで、高屈折率で且つ立方晶の結晶材料で光学的に等方性を有し、複屈折のない材料としてＫＴａＯ３（以下ＫＴＯと略記する）に着目し、これを用いた半球状のＳＩＬについて検討した。ＫＴＯは波長４０５ｎｍの光に対して屈折率ｎが２．３８程度である。したがって、ＫＴＯより成る半球状のＳＩＬと、開口数が０．７７程度の光学レンズとを組み合わせると、波長４０５ｎｍの光に対して実効開口数１．８３程度を実現できる。
【００１８】
実際に、ＫＴＯより成る半球状ＳＩＬと高屈折率ガラスより成る超半球状ＳＩＬを作製してその特性について比較検討した。
先ず、図４に示すように、ＫＴＯより成る半球状のＳＩＬ２を作製し、Ａｌより成る支持体２１により光学レンズ３と組み合わせて保持し、集光レンズを構成する。光学レンズ３の口径φ１は２．４ｍｍ、図５の写真図に示すように、光学レンズ３の直径Φ１は３．３ｍｍである。
また、高屈折率ガラスであるＳ−ＬＡＨ７９（（株）オハラ製、商品名）を用いて図６に示すように、超半球状ＳＩＬ１０２を作製し、同様にＡｌより成る支持体１２１を用いて光学レンズ１０３と組み合わせて集光レンズを構成する。光学レンズ１０３の口径φ２は２．４ｍｍ、図７の写真図に示すように、光学レンズ１０３の直径Φ２は３．９ｍｍである。下記の表１に、これら半球ＳＩＬと超半球ＳＩＬの材料、ＳＩＬの（球状部の）直径、光学レンズの開口数、レンズの直径、重さ及び実効的な開口数ＮＡを示す。
【００１９】
【表１】
2007293979.tif 000003
【００２０】
上記表１に示すように、これら半球状ＳＩＬと超半球状ＳＩＬの実効的な開口数ＮＡは１．８４である。これらのＳＩＬに波長４０５ｎｍの光を入射して、球状部表面に現れる干渉縞を観察した。その写真図を図８〜図１０に示す。図８においては、上記表１に示す材料構成の半球状のＳＩＬに反射防止膜を設けない場合を示す。図９においては、上記表１に示す材料構成の半球状ＳＩＬに、図１１に概略断面構成を示すように、単層のＳｉＯ２より成る反射防止膜５を入射光Ｌｉの入射範囲に形成した場合を示す。この反射防止膜５は、厚さを光軸に沿う方向で９０ｎｍとして、光軸から±６０°の範囲でスパッタリングにより形成した。また、図１０においては、上記表１に示す材料構成の超半球ＳＩＬの場合を示す。
【００２１】
図８に示すように、反射防止膜を設けない場合は、ＳＩＬの入射側表面に輪帯状の干渉縞が出現していることが分かる。この干渉縞は、半球状のＳＩＬに特有のものであり、先端面で反射した反射光と入射光とが干渉することによって生じるものである。ＳＩＬを用いて光記録媒体の記録や再生を行う場合は、この干渉縞の発生を抑える必要がある。
これに対し、図９に示すように、入射光の入射領域に反射防止膜を形成する場合は、図１０に示す超半球状ＳＩＬの場合と同様に、輪帯状の干渉縞が殆ど見られなくなり、ＳＩＬの先端面における反射光と入射光とによる干渉縞の発生を抑制できることが分かる。
なお、図９に示すように、半球状のＳＩＬに反射防止膜を形成した例においては、波面収差は０．０１８λｒｍｓであり、図１０に示す超半球状ＳＩＬの例においては、波面収差は０．０２２λｒｍｓである。
【００２２】
次に、このような反射防止膜をＳＩＬ上に形成した場合の厚さのばらつきに対する光学的特性の変動について検討した。
図１１に示すように、半球状ＳＩＬにスパッタリングによって矢印Ｓで示すように反射防止膜５を成膜する場合、その厚さは光軸ｃから離間するにつれて変化し、光学的特性が変化することが予想される。図１２にこの様子を示す。図１２は、反射防止膜としてＳｉＯ２を単層形成する場合の膜厚の変化に対する透過率の変化を示す。この例では、光軸ｃに沿う方向の膜厚を９０ｎｍとして解析した。光軸から６０°ずれた位置までの領域は図１２中矢印ｔＦに示す範囲であり、膜厚は減少する。しかしながらこの膜厚範囲において、透過率は膜厚９０ｎｍの場合と比べて増加している。したがって、スパッタリングによりこのような反射防止膜を成膜する場合においても、光記録媒体への記録や再生にあたって、十分な透過率が得られることが分かる。また特に、ＳｉＯ２より成る反射防止膜を設ける場合は、良好な透過率特性が得られ、記録再生特性への影響を確実に回避ないしは抑えることができることが分かる。
【００２３】
次に、このような本発明構成の半球状ＳＩＬを用いて、光記録媒体に近接場光を照射して記録再生を行う光学ピックアップ装置及び光記録再生装置を構成し、記録再生特性を評価した。
図１３は本発明の実施形態例に係る光学ピックアップ装置６０を備える光記録再生装置１００の概略構成図である。この光学ピックアップ装置６０においては、光源１０から出射された光の光路上に、コリメータレンズ１１、偏光ビームスプリッタ１３、４分の１波長板１４、ビームエキスパンダー１５、ダイクロイックプリズム４５が配置される。ダイクロイックプリズム４５により光路を例えば９０°偏向され、その光路上に光学レンズ３及び半球状のＳＩＬ２より成る集光レンズ４が２軸又は３軸アクチュエータ等より成るアクチュエータ４に保持されて配置される。偏光ビームスプリッタ１３の反射光路上にはレンズ１８を介して受光部１９が配置される。
【００２４】
このような構成において、光源１０から出射される光はコリメータレンズ１１により平行光とされて、偏光ビームスプリッタ１３を通過する。そして４分の１波長板１４を介してビームエキスパンダー１５によってビーム幅を調整されて、ダイクロイックプリズム４５により反射されてアクチュエータ１７に搭載された集光レンズ４、すなわち光学レンズ３及びＳＩＬ２に入射され、光記録媒体１に近接場光として照射される。ＳＩＬ２には、その入射光の入射領域に反射防止膜５が設けられる。
光記録媒体１の記録面から反射された光は、ＳＩＬ２、光学レンズ３を介してダイクロイックプリズム４５により反射され、ビームエキスパンダー１５、１／４波長板１４を介して偏光ビームスプリッタ１３により一部反射されてレンズ１８により記録再生用の信号、またトラッキング検出用の信号として受光部１９に集光される。
【００２５】
またこの例においては、ＳＩＬ２と光記録媒体１の表面との距離を検出するいわゆるギャップ検出用光として、記録再生用の光とは異なる波長の光を用いる場合を示す。すなわちこの場合は、光源１０とは異なる波長の光源４０を用いて、この光源４０から出射される光の光路上に、コリメータレンズ４１、ビームスプリッタ４２、偏光ビームスプリッタ４３、４分の１波長板４４、ダイクロイックプリズム４５、更に光学レンズ３及びＳＩＬ２より成る集光レンズ４が配置される構成とする。またビームスプリッタ４２の反射光路上にレンズ２０を介して受光部２１が配置される。
このような構成において、光源４０からの出射光はコリメータレンズ４１により平行光とされて、ビームスプリッタ４２、偏光ビームスプリッタ４３、１／４波長板４４を介してダイクロイックプリズム４５に入射され、ダイクロイックプリズム４５において光源１０からの光と合波して、光学レンズ３、ＳＩＬ２を介して記録再生用光と共にギャップ検出用光として照射される。
光記録媒体１からのギャップ検出用光の戻り光は、ダイクロイックプリズム４５を通過し、１／４波長板４４を通過して、偏光ビームスプリッタ４３により殆ど反射されるが、この偏光ビームスプリッタ４５から漏れた光をビームスプリッタ４２で反射してレンズ２０を介して受光部２１で検出し、これによりＳＩＬ２の先端面と光記録媒体１との間の僅かな間隙、いわゆるギャップの検出を行うことができる。
【００２６】
なお、この例においては、ギャップ検出を偏光の変化を利用して検出する場合を示す。すなわち、光記録媒体とＳＩＬとのギャップが広く、ＳＩＬの光記録媒体と対向する先端面で光が略全反射する場合には、ＳＩＬ先端面で偏光が変化するので、戻り光路で偏光ビームスプリッタ４３から一部の光が漏れてくる。一方、光記録媒体とＳＩＬとが近く、近接場光が漏れて通常の反射に近い場合には偏光の変化は小さいので、偏光ビームスプリッタ４３を漏れてくる光量は小さくなる。この差すなわち、全反射戻り光量の変化を利用してギャップ検出を行うことができる。
図１３に示す光記録再生装置１００においては、この偏光の変化に基づいて受光部２１で検出されるギャップ検出用信号Ｓｇ０が制御駆動手段５０に入力される。制御駆動手段５０には、受光部１９から検出されるトラッキング信号Ｓｔ０も入力される。制御駆動手段５０においてこれらの信号に基づいてトラッキング制御信号Ｓｔ及びギャップ制御信号Ｓｇが生成され、ＳＩＬ２及び光学レンズ３を保持するアクチュエータ１７に入力されて、光記録媒体１に対するフォーカシング方向（ギャップ方向）及びトラッキング方向のＳＩＬ２の位置の制御を行うことができる。
なお、ギャップの検出方法としては、その他例えば静電容量の変化を検出する方法など、種々の方法を採ることができる。
【００２７】
また、本発明の光学ピックアップ装置及び光記録再生装置は、図１３に示す例に限定されるものではなく、その他各光学素子の配置構成等において、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。また、対象とする光記録媒体及びその光記録再生方法としては、再生のみを行う再生専用、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、光記録媒体が光磁気記録方式により記録及び／又は再生を行う場合は、光磁気記録方式と近接場光による再生方式を組み合わせ、光学ピックアップの一部に磁気コイル等を組み込む構成としてもよい。
【００２８】
以上説明した構成の光学ピックアップ装置６０を利用して、上述した表１に示す材料構成の半球状ＳＩＬにＳｉＯ２反射防止膜を形成したＳＩＬを用いた実施形態例と、超半球状ＳＩＬとを用いた場合を比較例として、それぞれの光学的特性を検討した。
以下の例では、光記録媒体として、Ｓｉ製、トラックピッチが２２６ｎｍ、ピットの深さが６０ｎｍ、容量が５０ＧＢの再生専用光記録媒体を用いて再生を行った。なお、この光記録媒体は電子ビーム露光により記録ピットを作製した。
この光記録媒体に対する上記実施形態例及び比較例における再生波形を図１４及び１５にそれぞれ示す。なお、実施形態例においてジッターは３．９５％、比較例においてジッターは３．８３％である。実施形態例においても、比較例と同様に安定した再生波形を得ることができることを確認した。下記の表２にその他の信号特性、すなわち変調度、解像度及びアシンメトリーを示す。下記の表２から、本発明構成のＳＩＬを用いた光学ピックアップ装置及び光記録再生装置において、安定した信号再生特性が得られることがわかる。
【００２９】
【表２】
2007293979.tif 000004
【００３０】
更に、容量が７０ＧＢから１００ＧＢの光記録媒体を位相転移マスタリング法により作製し、それぞれ上述の実施形態例及び比較例における光記録再生装置を用いて再生を行い、ジッターを測定した。この結果を図１６に示す。なお、これらの測定に用いた光記録媒体はポリカーボネートより構成し、またトラックピッチを１６０ｎｍ、ピットの深さを６０ｎｍとして構成した。図１６中実線ａは実施形態例すなわち本発明構成の半球ＳＩＬを用いた場合、実線ｂは比較例すなわち超半球ＳＩＬの場合を示す。
図１６から、本発明構成のＳＩＬを用いることにより、５０ＧＢから１００ＧＢに至る大容量の光記録媒体に対して、同じ開口数の超半球状ＳＩＬを用いる場合と同程度のジッターに抑え、良好な信号再生特性が得られることが分かる。
【００３１】
以上説明したように、本発明のＳＩＬにおいては、製造作業が比較的簡易な半球型のＳＩＬにおいて、光学的特性を劣化させることなく良好に保持することができ、これを用いることによりＳＩＬの歩留まりの向上、集光レンズ、光学ピックアップ、光記録再生装置の生産性の向上を図ることができる。
なお、上述した半球状ＳＩＬと超半球状ＳＩＬの特性の相違点について、下記の表３に記載する。
【００３２】
【表３】
2007293979.tif 000005
【００３３】
上記表３に示すように、半球状のＳＩＬにおいては、超半球状ＳＩＬと比較すると高開口数化は従来難しかったが、ＫＴＯ等の高屈折率材料を用いることによって可能となる。ＫＴＯの他例えばダイヤモンド等の高屈折率材料を用いる場合も同様である。
また、集光レンズとして組み合わせる光学レンズとの距離の許容度は、半球状ＳＩＬの方が超半球状ＳＩＬよりやや小さいが、調整可能な範囲である。
一方、ＳＩＬ自体の厚み誤差範囲は上述したように、超半球状ＳＩＬにおいて極めて狭く、しかも光学レンズとの組み合わせ作業工程において初めて許容範囲内であるか否かが確認できるという不都合がある。これに対し、半球状ＳＩＬにおいては、厚み誤差範囲が上述したように広いため、一旦作製された後に、光学レンズとの組み合わせ作業工程において使用不可とされる割合は極めて少なく、実質的に歩留まりの向上を図ることが可能であることが分かる。
また、半球状ＳＩＬにおいては色収差が発生しないが、超半球状ＳＩＬにおいては色収差が発生することから、超半球状ＳＩＬでは色収差を補正する光学素子を用いることが必要となる。したがって色収差に関しては半球状ＳＩＬのほうが良好な光学的特性が得られ、また装置の小型化、構成の簡易化には有利であるといえる。
一方、ＳＩＬ先端面の反射光と入射光との干渉縞については、半球状ＳＩＬにおいて反射防止膜を設ける本発明構成とすることによって、抑制ないしは回避が可能であり、上述の図９及び図１０、また図１４〜図１６の結果から明らかなように、十分に光学的特性及び記録再生特性の劣化を抑制することができることが分かる。
【００３４】
なお、本発明によるＳＩＬ及び集光レンズ、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置は、上述の実施形態例において説明した材料、構成に限定されるものではなく、本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】半球状のソリッドイマージョンレンズの一例の概略断面構成図である。
【図２】超半球状のソリッドイマージョンレンズの一例の概略断面構成図である。
【図３】ソリッドイマージョンレンズの厚み誤差に対する波面収差の変化を示す図である。
【図４】半球状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の概略斜視構成図である。
【図５】半球状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の写真図である。
【図６】超半球状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の概略斜視構成図である。
【図７】超半球状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の写真図である。
【図８】半球状ソリッドイマージョンレンズの比較例の球状部の観察写真図である。
【図９】本発明の実施形態例に係るソリッドイマージョンレンズの一例の球状部の観察写真図である。
【図１０】超半球状ソリッドイマージョンレンズの比較例の球状部の観察写真図である。
【図１１】本発明の実施形態例に係るソリッドイマージョンレンズの一例の概略断面構成図である。
【図１２】反射防止膜の厚さに対する透過率の変化を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態例に係る光学ピックアップ装置を備える光記録再生装置の一例の概略構成図である。
【図１４】本発明の実施形態例に係る光記録再生装置による再生波形を示す図である。
【図１５】比較例の光記録再生装置による再生波形を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態例及び比較例の光記録再生装置による各容量の光記録媒体に対するジッターの変化を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１．光記録媒体、２．ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）、３．光学レンズ、４．集光レンズ、５．反射防止膜、１０．光源、１１．コリメータレンズ、１３．偏光ビームスプリッタ、１４．４分の１波長板、１５．ビームエキスパンダー、１７．アクチュエータ、１８．レンズ、１９．受光部、２０．レンズ、２１．受光部、４０．光源、４１．コリメータレンズ、４２．ビームスプリッタ、４３．偏光ビームスプリッタ、４４．４分の１波長板、４５．ダイクロイックプリズム、５０．制御駆動手段、６０．光学ピックアップ装置、１００．光記録再生装置
【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６】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１６】
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【図５】
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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１４】
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【図１５】
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