(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体、および、使用波長：６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.６５±０.０５により光照射側基板厚：０.６ｍｍの光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を行う光ピックアップであって、
単レンズとして構成され、両面が非球面かつ凸面であり、ｄ線の材質に対する屈折率：ｎｄおよびアッベ数：νｄ、レンズの中心肉厚：ｔ、光源側面の近軸曲率半径：Ｒ１、
波長４０７ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）、波長４０７ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝４０７ｎｍ）、
波長６６０ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝６６０ｎｍ）、波長６６０ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝６６０ｎｍ）が、次の６条件
νｄ≦６５
１.５５≦ｎｄ
１.０ｎｄ−１.０≦Ｒ１/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.０ｎｄ−０.８
１.２ｎｄ−０.７５≦ｔ/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.２ｎｄ−０.５
−０.３５ｎｄ＋０.７７≦ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦−０.３５ｎｄ＋０.８５
−０.４２ｎｄ＋０.８２≦ＷＤ（λ＝６６０ｎｍ）/ｆ（λ＝６６０ｎｍ）≦−０.４２ｎｄ＋０.９５
を満足し、
使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体に対しては無限系レンズとして、
使用波長：６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.６５±０.０５により光照射側基板厚：０.６ｍｍの光記録媒体に対しては有限系レンズとして用いられる対物レンズを有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体、および、使用波長：７８０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.５０±０.０５により光照射側基板厚：１.２ｍｍの光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を行う光ピックアップであって、
単レンズとして構成され、両面が非球面かつ凸面であり、ｄ線の材質に対する屈折率：ｎｄおよびアッベ数：νｄ、レンズの中心肉厚：ｔ、光源側面の近軸曲率半径：Ｒ１、
波長４０７ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）、波長４０７ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝４０７ｎｍ）、
波長７８０ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝７８０ｎｍ）、波長７８０ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝７８０ｎｍ）が、次の６条件
νｄ≦６５
１.５５≦ｎｄ
１.０ｎｄ−１.０≦Ｒ１/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.０ｎｄ−０.８
１.２ｎｄ−０.７５≦ｔ/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.２ｎｄ−０.５
−０.３５ｎｄ＋０.７７≦ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦−０.３５ｎｄ＋０.８５
−０.３５ｎｄ＋０.６４≦ＷＤ（λ＝７８０ｎｍ）/ｆ（λ＝７８０ｎｍ）≦−０.３５ｎｄ＋０.７２
を満足し、
使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体に対しては無限系レンズとして、
使用波長：７８０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.５０±０.０５により光照射側基板厚：１.２ｍｍの光記録媒体に対しては有限系レンズとして用いられる対物レンズを有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体、および、使用波長：６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.６５±０.０５により光照射側基板厚：０.６ｍｍの光記録媒体、および、使用波長：７８０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.５０±０.０５により光照射側基板厚：１.２ｍｍの光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を行う光ピックアップであって、
単レンズとして構成され、両面が非球面かつ凸面であり、ｄ線の材質に対する屈折率：ｎｄおよびアッベ数：νｄ、レンズの中心肉厚：ｔ、光源側面の近軸曲率半径：Ｒ１、
波長４０７ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）、波長４０７ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝４０７ｎｍ）、
波長６６０ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝６６０ｎｍ）、波長６６０ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝６６０ｎｍ）、
波長７８０ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝７８０ｎｍ）、波長７８０ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝７８０ｎｍ）
が、次の７条件
νｄ≦６５
１.５５≦ｎｄ
１.０ｎｄ−１.０≦Ｒ１/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.０ｎｄ−０.８
１.２ｎｄ−０.７５≦ｔ/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.２ｎｄ−０.５
−０.３５ｎｄ＋０.７７≦ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦−０.３５ｎｄ＋０.８５
−０.４２ｎｄ＋０.８２≦ＷＤ（λ＝６６０ｎｍ）/ｆ（λ＝６６０ｎｍ）≦−０.４２ｎｄ＋０.９５
−０.３５ｎｄ＋０.６４≦ＷＤ（λ＝７８０ｎｍ）/ｆ（λ＝７８０ｎｍ）≦−０.３５ｎｄ＋０.７２
を満足し、
使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体に対しては無限系レンズとして、
使用波長：６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.６５±０.０５により光照射側基板厚：０.６ｍｍの光記録媒体に対しては有限系レンズとして、
使用波長：７８０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.５０±０.０５により光照射側基板厚：１.２ｍｍの光記録媒体に対しては有限系レンズとして用いられる対物レンズを有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
前記使用波長に応じて開口数を切換える開口制限手段を合わせて使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記対物レンズと前記光源の間において、前記対物レンズ側に曲率の強い面を有するレンズを合わせて使用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の光ピックアップ。
【請求項６】
偶数次の収差成分を補正する第１の補正手段と、前記偶数次の収差成分を検出する第１の検出手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記第１の補正手段を、対物レンズと光源の間に配置され、前記対物レンズ入射光の発散状態を変化させる補正手段としたことを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記第１の補正手段を、対物レンズと光源の間に配置され、光束が透過または反射する際に、同心円状に位相差レベルを与える補正手段としたことを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記第１の補正手段を、球面収差を補正する収差補正手段としたことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
奇数次の収差成分を補正する第２の補正手段と、前記奇数次の収差成分を検出する第２の検出手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
前記第２の補正手段を、対物レンズと光源の間に配置され、前記対物レンズ入射光を対物レンズの光軸に対して傾けて入射させる補正手段としたことを特徴とする請求項１０記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
前記第２の補正手段を、対物レンズと光源の間に配置され、光束が透過または反射する際に、階段状に位相差レベルを与える補正手段としたことを特徴とする請求項１０記載の光ピックアップ。
【請求項１３】
前記第２の補正手段を、コマ収差を補正する収差補正手段としたことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体に情報を記録あるいは再生する情報記録再生装置に用いられる光学系において、記録情報信号の高密度化を図るため、対物レンズが記録媒体上に集光するスポットを小さくすることが要求されている。このため、光源である半導体レーザーの短波長化と対物レンズの高開口数（以下、ＮＡという）化とが図られている。
【０００３】
光源の半導体レーザーでは、発振波長４００ｎｍ程度の半導体レーザーの実用化が図られている。高ＮＡレンズとしては、例えば、特開２００１−８３４１０号公報、特開平１１−２０２１９４号公報、特開平１１−２０３７１１号公報においては、２枚の非球面レンズからなるピックアップ用の高ＮＡレンズが開示されている。これら２枚のレンズから構成される高ＮＡ対物レンズでは、従来、低ＮＡ領域において一枚構成であった対物レンズに比べ、組付工程の増加、枚数増加に伴なう高精度化、重量のアップが課題となっている。
【０００４】
さらに、２枚構成であると、対物レンズと情報記録媒体間の間隔に相当するワーキングディスタンス：ＷＤが小さくなり、情報記録媒体と対物レンズの衝突によって情報記録媒体や対物レンズの傷などが生じる可能性が増し、その結果、信頼性に課題があった。このような課題を解決した１枚構成のＮＡ：０．７以上の対物レンズとして、特開２００１−３２４６７３号公報がある。
【０００５】
しかしながら、これらの従来例は、製造上の実現性が低い。高ＮＡ化、短波長化を１枚構成の対物レンズで達成するためには、超精密加工した型を用いてプレス成形可能な硝種を選択するとともに、設計中央値での波面性能を確保し、かつ製造公差が実現性のある範囲にある必要がある。まず、設計中央値での波面収差としては、０.０１λ以下に抑える必要がある。
【０００６】
発明者の計算によれば、特開２００１−３２４６７３号公報に記載された、例えば実施例３における使用波長：４００ｎｍ、ＮＡ：０．８５、ｆ（焦点距離）：１.７６５ｍｍ、ｎｄ（レンズ材質のｄ線に対する屈折率）：１．７１６６７、νｄ（アッベ数）：５３.２の光ピックアップ用の対物レンズにおいて波面収差は、０.０３７λであり、実現性は低い。また、設計中央値の波面性能が良くても製造公差の実現性が低くては、実用化は困難である。例えば、肉厚のずれは±１μｍ以上で、波面収差の劣化量は０．０１５λ以下程度である必要がある。図２０は、他の例として使用波長：６５０ｎｍ、ＮＡ：０．７５、ｆ：２.００ｍｍ、ｎｄ：１．６９３３０、νｄ：５３.１７の光ピックアップ用の対物レンズについて、厚み公差と波面収差の関係を示したもので、前記条件を満足できない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、製造公差による波面劣化量が小さいレンズの提供、或いは製造公差による波面劣化量を抑制可能な光ピックアップの提供が望まれる。
【０００８】
また、前記高ＮＡ化・短波長化による新規格が近年実現する一方、利用者の手元には、従来の光記録媒体であるＣＤ、ＤＶＤが存在する。これらの光記録媒体と前記新規格の光記録媒体をともに同一の光情報処理装置で取り扱えることが望ましい。最も簡単な方法としては、従来の光ピックアップと、新規格用の光ピックアップを搭載する方法がある。しかし、この方法では、小型化、低コスト化を達成することは難しい。
【０００９】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、単レンズ構成で、光スポットの小径化に有効なＮＡが大きく、かつ製造公差の緩い光ピックアップ用の対物レンズを用いた光ピックアップにおいて、複数の光ピックアップを備えることなく、ＤＶＤ系、ＣＤ系といった従来の光記録媒体に記録，再生，および消去ができ、かつ製造公差により発生する収差成分を補正して、信頼性を実現できる光ピックアップを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の光ピックアップは、使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体、および、使用波長：６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.６５±０.０５により光照射側基板厚：０.６ｍｍの光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を行う光ピックアップであって、単レンズとして構成され、両面が非球面かつ凸面であり、ｄ線の材質に対する屈折率：ｎｄおよびアッベ数：νｄ、レンズの中心肉厚：ｔ、光源側面の近軸曲率半径：Ｒ１、波長４０７ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）、波長４０７ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝４０７ｎｍ）、波長６６０ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝６６０ｎｍ）、波長６６０ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝６６０ｎｍ）が、次の６条件、
νｄ≦６５
１.５５≦ｎｄ
１.０ｎｄ−１.０≦Ｒ１/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.０ｎｄ−０.８
１.２ｎｄ−０.７５≦ｔ/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.２ｎｄ−０.５
−０.３５ｎｄ＋０.７７≦ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦−０.３５ｎｄ＋０.８５
−０.４２ｎｄ＋０.８２≦ＷＤ（λ＝６６０ｎｍ）/ｆ（λ＝６６０ｎｍ）≦−０.４２ｎｄ＋０.９５
を満足し、使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体に対しては無限系レンズとして、使用波長：６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.６５±０.０５により光照射側基板厚：０.６ｍｍの光記録媒体に対しては有限系レンズとして用いられる対物レンズを有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載の光ピックアップは、使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体、および、使用波長：７８０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.５０±０.０５により光照射側基板厚：１.２ｍｍの光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を行う光ピックアップであって、単レンズとして構成され、両面が非球面かつ凸面であり、ｄ線の材質に対する屈折率：ｎｄおよびアッベ数：νｄ、レンズの中心肉厚：ｔ、光源側面の近軸曲率半径：Ｒ１、波長４０７ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）、波長４０７ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝４０７ｎｍ）、波長７８０ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝７８０ｎｍ）、波長７８０ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝７８０ｎｍ）が、次の６条件
νｄ≦６５
１.５５≦ｎｄ
１.０ｎｄ−１.０≦Ｒ１/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.０ｎｄ−０.８
１.２ｎｄ−０.７５≦ｔ/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.２ｎｄ−０.５
−０.３５ｎｄ＋０.７７≦ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦−０.３５ｎｄ＋０.８５
−０.３５ｎｄ＋０.６４≦ＷＤ（λ＝７８０ｎｍ）/ｆ（λ＝７８０ｎｍ）≦−０.３５ｎｄ＋０.７２
を満足し、使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体に対しては無限系レンズとして、使用波長：７８０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.５０±０.０５により光照射側基板厚：１.２ｍｍの光記録媒体に対しては有限系レンズとして用いられる対物レンズを有すること、
また、請求項３記載の光ピックアップは、使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体、および、使用波長：６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.６５±０.０５により光照射側基板厚：０.６ｍｍの光記録媒体、および、使用波長：７８０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.５０±０.０５により光照射側基板厚：１.２ｍｍの光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を行う光ピックアップであって、単レンズとして構成され、両面が非球面かつ凸面であり、ｄ線の材質に対する屈折率：ｎｄおよびアッベ数：νｄ、レンズの中心肉厚：ｔ、光源側面の近軸曲率半径：Ｒ１、波長４０７ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）、波長４０７ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝４０７ｎｍ）、波長６６０ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝６６０ｎｍ）、波長６６０ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝６６０ｎｍ）、波長７８０ｎｍでのワーキングディスタンス：ＷＤ（λ＝７８０ｎｍ）、波長７８０ｎｍでの焦点距離：ｆ（λ＝７８０ｎｍ）が、次の７条件
νｄ≦６５
１.５５≦ｎｄ
１.０ｎｄ−１.０≦Ｒ１/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.０ｎｄ−０.８
１.２ｎｄ−０.７５≦ｔ/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦１.２ｎｄ−０.５
−０.３５ｎｄ＋０.７７≦ＷＤ（λ＝４０７ｎｍ）/ｆ（λ＝４０７ｎｍ）≦−０.３５ｎｄ＋０.８５
−０.４２ｎｄ＋０.８２≦ＷＤ（λ＝６６０ｎｍ）/ｆ（λ＝６６０ｎｍ）≦−０.４２ｎｄ＋０.９５
−０.３５ｎｄ＋０.６４≦ＷＤ（λ＝７８０ｎｍ）/ｆ（λ＝７８０ｎｍ）≦−０.３５ｎｄ＋０.７２
を満足し、使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.８５±０.０５により光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体に対しては無限系レンズとして、使用波長：６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.６５±０.０５により光照射側基板厚：０.６ｍｍの光記録媒体に対しては有限系レンズとして、使用波長：７８０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０.５０±０.０５により光照射側基板厚：１.２ｍｍの光記録媒体に対しては有限系レンズとして用いられる対物レンズを有することにより、単レンズ構成であることから、部品点数の増加、重量の増加、組付精度の高精度化を図り、１枚構成のＮＡ：０.８５の対物レンズを実現でき、製造が容易なＮＡ：０.８５の対物レンズを有し、大容量光記録媒体（λ＝４０７ｎｍ）と、ＤＶＤ（λ＝６６０ｎｍ）および／またはＣＤ（λ＝７８０ｎｍ）の光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を行うことができる。
【００１２】
さらに、請求項４，５記載の光ピックアップは、前記使用波長に応じて開口数を切換える開口制限手段、および／または対物レンズと光源の間において、対物レンズ側に曲率の強い面を有するレンズを合わせて使用することにより、使用波長：４０７ｎｍ、ＮＡ：０.８５の大容量光記録媒体と、ＤＶＤやＣＤの光記録媒体に対しても収差を抑制した状態で集光することができる。
【００１５】
また、請求項６〜９記載の光ピックアップは、請求項１〜５のいずれか１項記載の光ピックアップにおいて、偶数次の収差成分を補正する第１の補正手段と、偶数次の収差成分を検出する第１の検出手段を備えたこと、さらに、前記第１の補正手段を、対物レンズと光源の間に配置され、対物レンズ入射光の発散状態を変化させる補正手段としたこと、また第１の補正手段を、対物レンズと光源の間に配置され、光束が透過または反射する際に、同心円状に位相差レベルを与える補正手段としたこと、さらに第１の補正手段を、球面収差を補正する収差補正手段としたことにより、対物レンズの製造誤差に起因して発生する軸対称の収差、光記録媒体の基板厚誤差に起因して発生する球面収差を抑制するための補正手段を備えて、良好な記録，再生，および消去が行える光ピックアップを提供でき、対物レンズの製造公差を緩めることができる。
【００１６】
また、請求項１０〜１３記載の光ピックアップは、請求項１〜５のいずれか１項記載の光ピックアップにおいて、奇数次の収差成分を補正する第２の補正手段と、前記奇数次の収差成分を検出する第２の検出手段とを備えたこと、さらに、前記第２の補正手段を、対物レンズと光源の間に配置され、対物レンズ入射光を対物レンズの光軸に対して傾けて入射させる補正手段としたこと、また第２の補正手段を、対物レンズと光源の間に配置され、光束が透過または反射する際に、階段状に位相差レベルを与える補正手段としたこと、さらに第２の補正手段を、コマ収差を補正する収差補正手段としたことにより、対物レンズの製造誤差に起因して発生する反軸対称の収差、光記録媒体のチルトに起因して発生するコマ収差を抑制するための補正手段を備えて、良好な記録，再生，および消去が行える光ピックアップを提供でき、対物レンズの製造公差を緩めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
一般に光記録媒体の形態としてはディスク状であり、光記録媒体の光照射側基板厚：０.１ｍｍは規格値である。この規格値に基づいて、「光ピックアップの光学系」が設計され、実際に使用される光記録媒体において光照射側基板厚は、前記の規格値に対して誤差を有している。
【００２２】
ここで、屈折率：ｎｄ、アッベ数：νｄ、レンズの中心肉厚：ｔ、光源側面の近軸曲率半径：Ｒ１、ワーキングディスタンス：ＷＤ、ｄ線に対する材質の屈折率：ｎｄ、焦点距離：ｆとして、
条件１：νｄ≦６５
条件２：１.５５≦ｎｄ
条件３：１.０ｎｄ−１.０≦Ｒ１/ｆ≦１.０ｎｄ−０.８
条件４：１.２ｎｄ−０.７５≦ｔ/ｆ≦１.２ｎｄ−０.５
条件５：−０.３５ｎｄ＋０.７７≦ＷＤ/ｆ≦−０.３５ｎｄ＋０.８５
この条件１〜５は、光ピックアップ用対物レンズが「所望の性能」を実現するための条件である。
【００２３】
無限系レンズとして用いる光ピックアップ用対物レンズは、光源側から入射する平行光束を集光させる正レンズであり、本発明の光ピックアップ用対物レンズは、単レンズ構成で両面が非球面であるところから、レンズの形態としては両凸レンズ、メニスカスレンズが可能であるが、両凸レンズは光源側の曲率を緩められるため、製造実現性の観点から、両凸レンズがよい。
【００２４】
所定の波長の光源、および所定厚みの基板を介して、記録面に光スポットを「所望のスポット径」で形成するに際し、「良好な光スポットを形成するために許容される波面収差の上限値」を０．０４λ（λ：波長）以下に抑える必要がある。この波面収差：０.０４λのなかには、レンズの第１面、第２面の曲率半径ずれ、厚みずれ、非球面形状ずれ、各面のシフト、各面のチルトなどの製造誤差による波面劣化分が含まれる。したがって、各製造誤差に伴う波面劣化量の上限値目安としては０.０１５λ程度である。
【００２５】
また、波面収差：０．０４λ以下を実現するために許容されるレンズ材料を、屈折率：ｎｄとアッベ数：νｄとの関係で表して見ると図１のようになる。光ピックアップ用対物レンズを「曲率の強い面を光源側に向けた両凸レンズ」として構成する場合、前記条件２：１.５５≦ｎｄが満足されない場合、対物レンズの屈折率が小さすぎ、所望のＮＡを実現する場合、特に光源側のレンズ面の曲率を大きくせざるを得ず、対物レンズ面を高精度に形成するのが困難になり、対物レンズとしてのコストも高くなってしまう。
【００２６】
また、アッベ数：νｄに対する条件１：νｄ≦６５が満足されないと、光源における波長の変動による色収差が大きくなりすぎてしまう。これらアッベ数：νｄ、屈折率：ｎｄに関する条件は、特に、光ピックアップ用対物レンズが「光源側に曲率の強い面を向けた両凸レンズ」である場合に満足することが望ましい。
【００２７】
さらに、「曲率の強い凸面を光源側に向けた両凸レンズ」として形成される場合には、前記の条件３，４を満足しないと、所要の開口数を実現しつつ、波面収差：０．０４λ以下を実現することができない。
【００２８】
前記の条件３，４の近軸曲率半径：Ｒ１、レンズの中心肉厚：ｔと屈折率：ｎｄを考える。光ピックアップ用対物レンズの光源側の面が「光源側に凸」であるとすると、近軸曲率半径：Ｒ１が大きくなることは、この面における正の屈折力を小さくすることを意味する。本発明では、光ピックアップ用対物レンズのＮＡを大きくすることを課題としているが、ＮＡを大きくするにはレンズにおける正の屈折力を大きくしなければならない。したがって、前記の如く近軸曲率半径：Ｒ１を大きくしてなおかつＮＡを大きくしようとすれば、レンズ材質の屈折率を大きくしなければならず、「レンズ材質の屈折率：ｎｄは、近軸曲率半径：Ｒ１の増大に伴って増大する」関係にある。
【００２９】
一方、レンズの中心肉厚：ｔが大きくなることは、光が記録媒体側の面を通過する領域が小さくなる。本発明では、光ピックアップ用対物レンズのＮＡを大きくすることを課題としているが、ＮＡを大きくするにはレンズにおける正の屈折力を大きくしなければならない。したがって、前記の如くレンズの中心肉厚：ｔを大きくしてなおかつＮＡを大きくしようとすれば、レンズ材質の屈折率を大きくしなければならず、「レンズ材質の屈折率：ｎｄは、レンズの中心肉厚：ｔの増大に伴って増大する」関係にある。
【００３０】
前述した「波面収差：０．０４λ以下」を達成できるという条件のもとで、近軸曲率半径：Ｒ１と屈折率：ｎｄとが満足する関係を、「曲率の強い面を光源側に向けた両凸レンズ」として形成される光ピックアップ用対物レンズの焦点距離：ｆ＝１.７６５ｍｍ、ＮＡ：０．８５を例として求めて見ると、図２（ａ）における黒丸（●）のようになる。同様に、ｆ＝２.２３５ｍｍ、ＮＡ：０.８５を例として求めて見ると、図２（ａ）における三角（△）のようになる。すなわち、直線２ａ−１と直線２ａ−２上の範囲に収まる。材質の屈折率は、ｄ線の屈折率：ｎｄ以外にアッベ数：νｄにも依存するため、Ｒ１とｎｄの関係は一位には決まらないが、直線２ａ−１と直線２ａ−２の範囲で定まるＲ１とｎｄの条件３を満足し、かつ条件１で定められたνｄを満足することにより、「波面収差：０．０４λ以下」を達成できる。
【００３１】
同様に「波面収差：０．０４λ以下」を達成できるという条件のもとで、中心肉厚：ｔと屈折率：ｎｄとが満足する関係を、「曲率の強い面を光源側に向けた両凸レンズ」として形成される光ピックアップ用対物レンズの焦点距離：ｆ＝１.７６５ｍｍ、ＮＡ：０．８５を例として求めて見ると、図２（ｂ）における黒丸（●）のようになる。同様に、ｆ＝２.２３５ｍｍ、ＮＡ：０.８５を例として求めて見ると、図２（ｂ）における三角（△）のようになる。すなわち、直線２ｂ−１と直線２ｂ−２上の範囲に収まる。材質の屈折率は、ｄ線の屈折率：ｎｄ以外にアッベ数：νｄにも依存するため、Ｒ１とｎｄの関係は一位には決まらないが、直線２ｂ−１と直線２ｂ−２の範囲で定まるＲ１とｎｄの条件４を満足し、かつ条件１で定められたνｄを満足することにより、「波面収差：０．０４λ以下」を達成できる。
【００３２】
次に、本発明の光ピックアップ用対物レンズは、光ピックアップの信頼性を高めるために必要なワーキングディスタンス：ＷＤを確保するものである。ワーキングディスタンス：ＷＤを大きくするには、バックフォーカスを大きくすればよく、そのためには光ピックアップ用対物レンズの屈折率を小さくして屈折力を小さくすれば良いが、これはＮＡの減少につながる。したがって、所要のＮＡを確保しつつ所要のワーキングディスタンス：ＷＤを確保するには、ＮＡとｎｄとをバランスさせねばならない。
【００３３】
ＮＡ：０．８５を実現でき、なおかつ波面収差を０．０４λ以下に抑える条件のもとで許容されるワーキングディスタンス：ＷＤとレンズ材質の屈折率：ｎｄとの関係を、「曲率の強い面を光源側に向けた両凸レンズ」として形成される光ピックアップ用対物レンズの焦点距離：ｆ＝１.７６５ｍｍ、ＮＡ：０.８５のもとで調べて見ると、図２（ｃ）における黒丸（●）のようになる。同様に、ｆ＝２.２３５ｍｍ、ＮＡ：０.８５のもとで求めて見ると、図２（ｃ）における三角（△）のようになる。すなわち、直線２ｃ−１と直線２ｃ−２上の範囲に収まる。材質の屈折率は、ｄ線の屈折率：ｎｄ以外にアッベ数：νｄにも依存するため、ＷＤとｎｄの関係は一位には決まらないが、直線２ｃ−１と直線２ｃ−２上の範囲で定まるＷＤとｎｄの条件５を満足し、かつ条件１で定められたνｄを満足することにより、波面収差が０．０４λ以下を達成できる。なお、ワーキングディスタンスと対物レンズ重量の観点から、対物レンズの光源側面の有効径は、φ３ｍｍ〜φ４ｍｍの範囲が適当な大きさである。
【００３４】
前記の条件３〜５から外れると、光源側や光記録媒体側のレンズ面の非球面形状を調整しても、ＮＡ：０．８５で波面収差が０．０４λ以下を達成することはできない。
【００３５】
このようにして、前記条件１，２を満足することにより、所要範囲の開口数を持ち、波面収差が０．０４λ以下となる光ピックアップ用対物レンズを実現することが可能である。また、前記条件３〜５を満足することにより、製造上の実現性がさらに向上できる。
【００３６】
本発明の実施の形態１として、光ピックアップ用の対物レンズの具体的な実施例を２つ挙げる。ここで、煩雑を避けるため、図３（ａ），図４（ａ）において示す構成部材のそれぞれに対応して同等機能のものには同一の符号を付して、１は波長選択アパーチャ、２は光ピックアップ用の対物レンズ、３は光記録媒体の光照射側基板（厚さ：０．１ｍｍ）である。光源側（図示しないが、図３（ａ），図４（ａ）の左側に位置する）からのレーザー光束は「平行光束」として波長選択アパーチャ１の開口（開口径：φ＝３ｍｍ、もしくは４ｍｍ）を通過し、対物レンズ２に入射して、この対物レンズ２により集光光束とされ、光記録媒体の光照射側基板３を透過して記録面（光照射側基板３の右側面に合致）に光スポットを形成する。
【００３７】
また、レンズ面の非球面形状は、光軸方向の座標：Ｘ、光軸直交方向の座標：Ｙ、近軸曲率半径：Ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の係数：Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，…を用いて、周知の非球面式を（数１）で表し、
【００３８】
【数１】
Ｘ＝（Ｙ2／Ｒ）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）Ｙ／Ｒ2｝＋ＡＹ4＋ＢＹ6
＋ＣＹ8＋ＤＹ10＋ＥＹ12＋ＦＹ14＋ＧＹ16＋ＨＹ18＋ＪＹ20＋・・
Ｒ、Ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・を与えて形状を特定する。
【００３９】
まず、実施例１における光ピックアップ用の対物レンズは、使用波長：４０７ｎｍ、ＮＡ：０．８５、ｆ：１.７６５ｍｍ、ｎｄ：１.６９３５０、νｄ：５３.２であり、（表１）に、具体的データを示す。
【００４０】
【表１】
0003945633.tif 000002
また、表中の記号は、以下の通りである。
「ＯＢＪ」は物点（光源としての半導体レーザー）を意味するが、光ピックアップ用対物レンズ２は「無限系」であり、曲率半径：ＲＤＹおよび厚さ：ＴＨＩの「ＩＮＦＩＮＩＴＹ（無限大）」は光源が無限遠にあることを意味する。また、「ＳＴＯ」は波長選択アパーチャ１の面であり、その曲率半径：ＲＤＹは「ＩＮＦＩＮＩＴＹ」で、厚さ：ＴＨＩは設計上「０」としている。なお、特に断らない限り、長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。
【００４１】
「Ｓ１」は光ピックアップ用対物レンズの光源側面、「Ｓ２」は光記録媒体側面を意味する。実施例１における対物レンズ２の肉厚は２．３８１４６３ｍｍであり、Ｓ２の欄の曲率半径の右側に記載された厚さ０．４２５４９６ｍｍは「ワーキングディスタンス：ＷＤ」を示す。
【００４２】
「Ｓ３」は光記録媒体の光照射側基板３の光源側面、「Ｓ４」は同記録面に合致した面であり、これらの面Ｓ３，Ｓ４の間隔、すなわち、光照射側基板厚は０．１ｍｍ、ｎｄ：１．５１６３３０、νｄ：６４.１である。「ＥＰＤ：入射瞳径」は波長選択アパーチャ１の開口径（３ｍｍ）を表し、「ＷＬ：波長」は使用波長（４０７ｎｍ）を表す。
【００４３】
なお、非球面係数の表示において、例えば「Ｄ：０.３０５４７７Ｅ−０３」とあるのは、「Ｄ＝０．３０５４７７×１０-3」を意味する。また、以下の各表の表示においても同様とする。
【００４４】
図３（ａ）に、実施例１に関する波長選択アパーチャ１、光ピックアップ用対物レンズ２、光照射側基板３の配置状態を示す。図３（ｂ），図３（ｃ）には、実施例１の光ピックアップ用対物レンズ２の非点収差、球面収差（縦軸の目盛は入射瞳半径を１に規格化した値である）を示す。両収差とも極めて良好に補正されている。また軸上、設計中央値の波面収差は０.００２２λである。
【００４５】
さらに、図３（ｄ）に、レンズの中心肉厚ずれが発生したときの収差劣化量を示す。破線は、使用波長：６５０ｎｍ、ＮＡ：０．７５、ｆ：２．００ｍｍ、ｎｄ：１.６９３３０、νｄ：５３.１７の従来の対物レンズにおける中心肉厚ずれに起因する収差劣化量に相当し、実線は本実施例１の同劣化量を示す。従来の対物レンズに比べ、±１μｍ程度の厚みずれがあっても波面劣化は０.００６λ以下で、製造が十分可能な範囲にある。
【００４６】
前記のように、実施例１の対物レンズは、光源側の近軸曲率半径：Ｒ１＝１．３７５９５ｍｍ、ｆ＝１.７６５ｍｍ、ｎｄ＝１．６９３５０、νｄ＝５３.２、ＷＤ＝０．４２５４９６ｍｍであるので、前記Ｒ１，ｔ，ＷＤ，ｆ，ｎｄ，νｄは、前記した条件１〜５を満足する範囲内にある。
【００４７】
次に、実施例２における光ピックアップ用の対物レンズは、前記実施例１とは、焦点距離：ｆが異なって、ＮＡ：０．８５、ｆ＝２.３５３ｍｍ、ｎｄ＝１．６９３５０、νｄ＝５３.２である。（表２）に、具体的データを（表１）に倣って示す。
【００４８】
【表２】
0003945633.tif 000003
図４（ａ）に、実施例２に関する波長選択アパーチャ１、光ピックアップ用対物レンズ２、光照射側基板３の配置状態を示す。図４（ｂ），図４（ｃ）には、実施例２の光ピックアップ用対物レンズ２の非点収差、球面収差（縦軸の目盛は入射瞳半径を１に規格化した値である）を示す。両収差とも極めて良好に補正されている。また軸上、設計中央値の波面収差は０.００４３λである。
【００４９】
前記のように、実施例２の対物レンズは、Ｒ１＝１．８３３１ｍｍ、ｆ＝２．３５３ｍｍ、ｎｄ＝１．６９３５０、νｄ＝５３.２、ＷＤ＝０.５８８４５９ｍｍであるので、前記Ｒ１，ｔ、ＷＤ、ｆ、ｎｄ、νｄは、実施例１と同様に前記の条件１〜５を満足する範囲内にある。
【００５０】
続いて、本発明の使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ：０.８５±０.０５で光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体光ピックアップ用対物レンズを用いて、ＤＶＤ系、ＣＤ系などの従来の光記録媒体にも所望の性能を実現するための条件としては、
条件６：−０.４２ｎｄ＋０.８２≦ＷＤ/ｆ≦−０.４２ｎｄ＋０.９５
条件７：−０.３５ｎｄ＋０.６４≦ＷＤ/ｆ≦−０.３５ｎｄ＋０.７２
であり、条件６の意味は条件７の意味と同じである。
【００５１】
ＤＶＤ系光記録媒体に集光させるためには、「使用波長：６６０ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ０.６５±０.０５で光照射側基板厚：０.６ｍｍの光記録媒体に集光可能な光ピックアップ用対物レンズ」である必要がある。
【００５２】
同様にＣＤ系光記録媒体に集光させるためには、「使用波長：７８０ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ０.５０±０.０５で光照射側基板厚：１.２ｍｍの光記録媒体に集光可能な光ピックアップ用対物レンズ」である必要がある。
【００５３】
本発明の対物レンズを、無限系対物レンズとして、前記ＤＶＤ系、ＣＤ系の使用波長，基板厚条件で使用した場合、基板厚の違い（０．１ｍｍ，０.６ｍｍ，１.２ｍｍ）、波長の違い（４０７ｎｍ，６６０ｎｍ，７８０ｎｍ）に伴う球面収差が発生する。この球面収差を抑制するためには、ＤＶＤ系、あるいはＣＤ系への記録，再生，消去を行うときには、対物レンズへの入射光束を発散光とすることにより補正可能である。すなわち、ＤＶＤ系、あるいはＣＤ系への記録，再生，消去を行うときは有限系対物レンズとして使用する。また、入射光を発散状態で入射させても、球面収差が僅かに残留するが、これは対物レンズ側に曲率の強い面を有するカップリングレンズを光源と対物レンズの間に配置することにより抑制できる。また、ＮＡの違い（０.８５，０.６５，０.５０）については、使用波長に応じて開口を制限できる素子を用いることで解消される。
【００５４】
前記の条件１〜５を満足する「使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ：０.８５±０.０５で光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体光ピックアップ用対物レンズ」を、「使用波長：６６０ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ：０.６５±０.０５で光照射側基板厚：０.６ｍｍの光記録媒体に集光可能な光ピックアップ用対物レンズ」（ＤＶＤ系）として、基板厚および使用波長の違いにより発生する球面収差を最小限に抑える条件のもとで、許容されるワーキングディスタンス：ＷＤとレンズ材質の屈折率：ｎｄとの関係を調べて見ると、焦点距離：ｆ＝1.８〜１.９ｍｍの例では、図５（ａ）における黒丸（●）のようになる。同様に、ｆ＝２.４〜２.５ｍｍ、ＮＡ：０.８５を例として求めて見ると、図５（ａ）における三角（△）のようになる。即ち、直線５ａ−１と直線５ａ−２上の範囲に収まる。材質の屈折率は、ｄ線の屈折率：ｎｄ以外にアッベ数：νｄにも依存するため、ＷＤとｎｄの関係は一位には決まらないが、直線５ａ−１と直線５ａ−２の範囲で定まるＷＤとｎｄの条件６を満足し、かつ条件１で定められたνｄを満足することにより、基板厚および使用波長が違いにより発生する球面収差を最小限に抑制できる。
【００５５】
同様に、前記条件１〜５を満足する「使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ：０.８５±０.０５で光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体光ピックアップ用対物レンズ」を、「使用波長：７８０ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ０.５０±０.０５で光照射側基板厚：１.２ｍｍの光記録媒体に集光可能な光ピックアップ用対物レンズ」（ＣＤ系）として、基板厚および使用波長の違いにより発生する球面収差を最小限に抑える条件のもとで、許容されるワーキングディスタンス：ＷＤとレンズ材質の屈折率：ｎｄとの関係を調べて見ると、焦点距離：ｆ＝1.８〜１.９ｍｍの例では、図５（ｂ）における黒丸（●）のようになる。同様に、ｆ＝２.４〜２.５ｍｍ、ＮＡ：０.８５を例として見ると、図５（ｂ）における三角（△）のようになる。
【００５６】
すなわち、直線５ｂ−１と直線５ｂ−２上の範囲に収まる。材質の屈折率は、ｄ線の屈折率：ｎｄ以外にアッベ数：νｄにも依存するため、ＷＤとｎｄの関係は一位には決まらないが、直線５ｂ−１と直線５ｂ−２上の範囲で定まるＷＤとｎｄの前記条件７を満足し、かつ前記条件１で定められたνｄを満足することにより、基板厚および使用波長が違いにより発生する球面収差を最小限に抑制できる。
【００５７】
このようにして、前記の条件６あるいは条件７を満足することにより、「使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ：０.８５±０.０５で光照射側基板厚：０.１ｍｍの光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を行う無限系の光ピックアップ」において、ＤＶＤ系あるいはＣＤ系といった従来の光記録媒体の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を実現可能な光ピックアップを実現することができる。
【００５８】
そして、本実施の形態２として、使用波長：４０７ｎｍ、ＮＡ：０.８５の大容量光記録媒体と、ＤＶＤ系やＣＤ系といった従来の光記録媒体に記録，再生，消去を行うことができる、いわゆる互換型光ピックアップ用の対物レンズの具体的な実施例を２つ挙げる。また、図６（ａ），図７（ａ）においても、前記実施の形態１の図３（ａ），図４（ａ）と同様に、各構成部材に対応し同等機能のもには同一符号を付し、１は波長選択アパーチャ、２は対物レンズ、３は光照射側基板（厚さは、ＤＶＤ系は０．６ｍｍ、ＣＤ系は１.２ｍｍ）、４は光源、５は凹面形状を有するカップリングレンズである。
【００５９】
光源４から出射された光はカップリングレンズ５を介して、「発散光束」として波長選択アパーチャ１の開口（開口径：φ＝３.２４５７０ｍｍ）を通過し、対物レンズ２に入射し、この対物レンズ２により集光光束とされ、光記録媒体の光照射側基板３を透過して記録面（光照射側基板３の右側面に合致）に光スポットを形成する。
【００６０】
また、レンズ面の非球面形状は、光軸方向の座標：Ｘ、光軸直交方向の座標：Ｙ、近軸曲率半径：Ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の係数：Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，…を用いて、周知の非球面式を（数２）で表し、
【００６１】
【数２】
Ｘ＝（Ｙ2／Ｒ）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）Ｙ／Ｒ2｝＋ＡＹ4＋ＢＹ6
＋ＣＹ8＋ＤＹ10＋ＥＹ12＋ＦＹ14＋ＧＹ16＋ＨＹ18＋ＪＹ20＋・・
Ｒ、Ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・を与えて形状を特定する。
【００６２】
実施例３として、前記実施の形態１の実施例１における対物レンズ２をＤＶＤ系で使用する場合について説明する。この光ピックアップ用の対物レンズは、使用波長：６６０ｎｍ、ＮＡ：０．６５、ｆ：２.４２３０ｍｍ、ｎｄ：１．５１６８０、νｄ：６４.２であり、（表３）に、具体的データを示す。
【００６３】
【表３】
0003945633.tif 000004
また、表中の記号は、以下の通りである。
「ＯＢＪ」は物点（光源としての半導体レーザー）を意味し、対物レンズ２をＤＶＤ系では「有限系」として使用するものであり、ＲＤＹは曲率半径、ＴＨＩは厚さを意味する。また、「ＳＴＯ」は波長選択アパーチャ１の面であり、その曲率半径は「ＩＮＦＩＮＩＴＹ」で、厚さは設計上「０」としている。また、特に断らない限り、長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。
【００６４】
「Ｓ２」はカップリングレンズ５の光源側面、「Ｓ３」は光記録媒体側面を意味する。また、「Ｓ５」は対物レンズ２の光源側面、「Ｓ７」は光記録媒体側面を意味する。
【００６５】
本実施例３における対物レンズ２の肉厚は３.１７４０７８ｍｍであり、「Ｓ６」の欄の曲率半径の右側に記載された厚さ０．５０１４５７ｍｍは「ワーキングディスタンス：ＷＤ」を示す。
【００６６】
「Ｓ７」は光記録媒体の光照射側基板３の光源側面、「Ｓ８」は同記録面に合致した面であり、これらの面Ｓ７，Ｓ８の間隔、即ち、光照射側基板厚は０．６ｍｍ、ｎｄ：１．５１６３３０、νｄ：６４.１である。「ＥＰＤ：入射瞳径」は波長選択アパーチャ１の開口径（３.２４５７０ｍｍ）を表し、「ＷＬ：波長」は使用波長（６６０ｎｍ）を表す。
【００６７】
図６（ａ）に、実施例３に関する波長選択アパーチャ１、光ピックアップ用対物レンズ２、光照射側基板３、カップリングレンズ５、光源４の配置状態を示す。また、図６（ｂ）には、実施例１で説明した対物レンズ２を、使用波長：６６０ｎｍ、基板厚：０.６ｍｍ、ＮＡ：０.６５として集光させたときの光学系構成と波面収差の関係として、▲１▼は無限系状態で入射させた場合、▲２▼は有限系状態で入射させた場合、▲３▼はカップリングレンズを介して有限系状態で入射させた場合における波面収差性能を示す。図６（ａ）に示す実施例３の形態で、収差は極めて良好に補正されている。
【００６８】
前記のように、実施例３の対物レンズ２は、ｎｄ：１．６９３５０、νｄ：５３.２、ｆ：２.４２９９ｍｍ、ＷＤ：０．５０１４５７ｍｍであるので、前記ＷＤ，ｆ，ｎｄ，νｄは、前記した条件１，条件２、および条件６を満足する範囲内にある。
【００６９】
本実施の形態２における実施例４として光ピックアップ用の対物レンズは、ＣＤ系の使用波長：７８０ｎｍであり、（表４）に、具体的データを（表３）に倣って示す。
【００７０】
【表４】
0003945633.tif 000005
図７（ａ）に、実施例４に関する波長選択アパーチャ１、光ピックアップ用対物レンズ２、光照射側基板３、カップリングレンズ５、光源４の配置状態を示す。また、図７（ｂ）には、実施例１で説明した対物レンズ２を、使用波長：７８０ｎｍ、基板厚：１.２ｍｍ、ＮＡ：０.５０として集光させたときの光学系構成と波面収差の関係として、▲１▼は無限系状態で入射させた場合、▲２▼は有限系状態で入射させた場合、▲３▼はカップリングレンズを介して有限系状態で入射させた場合における波面収差性能を示す。図７（ａ）に示す実施例４の形態で、収差は極めて良好に補正されている。
【００７１】
前記のように、実施例４の対物レンズ２は、ｎｄ：１．６９３５０、νｄ：５３.２、ｆ：２．４４４５ｍｍ、ＷＤ：０．２３６００４ｍｍであるので、
前記ＷＤ，ｆ，ｎｄ，νｄは、前記した条件１，条件２、および条件７を満足する範囲内にある。
【００７２】
さらに、実施例３と実施例４は同時に実現することが可能である。
【００７３】
図８は本発明の実施の形態３における光ピックアップの概略構成を示すブロック図である。本実施の形態３は、前記実施の形態１の実施例１，２により説明した対物レンズを用いている。
【００７４】
図８の光ピックアップの要部は、半導体レーザー１０１、コリメートレンズ１０２、偏光ビームスプリッタ１０３、偏向プリズム１０４、１／４波長板１０５、光ピックアップ用の対物レンズ１０６、検出レンズ１０８、受光素子１０９より構成されている。
【００７５】
半導体レーザー１０１から放射されたレーザー光束はコリメートレンズ１０２により実質的な平行光束に変換され、偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、偏向プリズム１０４により光路を９０度折り曲げられ、対物レンズ１０６を介して集光光束に変換され、光記録媒体１０７（光照射側基板厚：０．１ｍｍ）に照射され、光照射側基板を透過して記録面上に光スポットを形成する。
【００７６】
対物レンズ１０６の前段には１／４波長板１０５が配置され、光源側からの直線偏光を円偏光に変換する。光記録媒体１０７により反射された光束は「戻り光束」となって、照射時の光路を逆進し、対物レンズ１０６、１／４波長板１０５、偏向プリズム１０４を通って偏光ビームスプリッタ１０３に入射する。
【００７７】
１／４波長板１０５に入射する戻り光束は往路とは逆周りの円偏光であり、１／４波長板１０５を透過することにより、往路の偏光方向に直交する直線偏光となり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射される。偏光ビームスプリッタ１０３で反射された戻り光束は、検出レンズ１０８を介して受光素子１０９に入射する。
【００７８】
受光素子１０９は、サーボ信号の生成方法に従って適宜に分割された受光面を有する。各受光面からの光電出力に基づき、トラッキング信号・フォーカシング信号が生成され、情報の再生時にはこれら信号と共に再生信号が生成される。また、これら信号は図示されない制御回路に向けて出力される。
【００７９】
図９（ａ）は本発明の実施の形態４における光ピックアップの概略構成を示すブロック図である。ここで、前記実施の形態３を示す図８において説明した構成部材に対応して同等機能のものには同一符号を付してこれを示し、以下の各図においても同様とする。
【００８０】
本実施の形態４は、前記実施の形態２の実施例３，４により説明した対物レンズを用いている。図９（ａ）に示す光ピックアップは、使用波長：４０７ｎｍ、ＮＡ：０.８５の大容量の光記録媒体と、使用波長：６６０ｎｍ、ＮＡ：０.６５のＤＶＤ系の光記録媒体をともに記録，再生，または消去できる。
【００８１】
まず、使用波長：４０７ｎｍ、ＮＡ：０.８５の大容量光記録媒体に記録、再生、または消去する場合について説明する。図９（ａ）において、１０１は光源である波長４０７ｎｍの半導体レーザーを示し、この半導体レーザー（光源）１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３、ダイクロイックプリズム２０３を透過し、偏向プリズム１０４で光路を９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過し円偏光とされ、波長選択アパーチャ２０４を透過し、対物レンズ１０６に入射し、光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録，再生，あるいは消去が行われる。
【００８２】
光記録媒体１０７から反射した光は、対物レンズ１０６、１／４波長板１０５を通過して往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射されて、検出レンズ１０８で収束光とされ、受光素子１０９に至る。受光素子１０９からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００８３】
次に、使用波長：６６０ｎｍ、ＮＡ：０.６５のＤＶＤ系の光記録媒体に記録、再生、または消去する場合について説明する。近年、ＤＶＤ系の光ピックアップには受発光素子を１つのキャン（容器）の中に設置し、ホログラムを用いて光束の分離を行うホログラムユニットが一般的に用いられるようになってきた。
【００８４】
図９（ｃ）において、２０１は、半導体レーザー２０１ａのチップ、ホログラム２０１ｂ、および受光素子２０１ｃを一体化して構成されたホログラムユニットを示す。このホログラムユニット２０１の半導体レーザー２０１ａから出射された波長：６６０ｎｍの発散光はホログラム２０１ｂを透過し、図９（ａ）に示すようにカップリングレンズ２０２でカップリングされ、ダイクロイックプリズム２０３によって偏向プリズム１０４の方向に反射され、偏向プリズム１０４によって光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過して円偏光とされ、波長選択アパーチャ２０４を透過し、対物レンズ１０６に入射し、光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録または消去が行われる。
【００８５】
特に、波長選択アパーチャ２０４は、使用波長：６６０の光に対してはＮＡ：０.６５となるように通過光束を制限している。すなわち、図９（ｂ）に示すように波長選択アパーチャ２０４は同心円状の開口制限手段であって、波長：４０７ｎｍの光については作用せず、波長：６６０ｎｍの光はＮＡ：０.６５を満足するための中央部のみ透過する。
【００８６】
光記録媒体１０７から反射した光は、偏向プリズム１０４で偏向されて、ダイクロイックプリズム２０３で反射され、カップリングレンズ２０２で収束光とされ、図９（ｃ）に示すホログラム２０１ｂにより半導体レーザー２０１ａと同一キャン内にある受光素子２０１ｃ方向に回折されて受光される。受光素子２０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００８７】
図１０（ａ）は本発明の実施の形態５における光ピックアップの概略構成を示すブロック図である。本実施の形態５は、使用波長：４０７ｎｍ、ＮＡ：０.８５の大容量光記録媒体と、使用波長：６６０ｎｍ、ＮＡ：０.６５のＤＶＤ系の光記録媒体と、使用波長：７８０ｎｍ、ＮＡ：０.５０のＣＤ系の光記録媒体をともに記録、再生、または消去できる光ピックアップである。
【００８８】
前記実施の形態３と異なる点は、ＤＶＤ系とＣＤ系の波長の異なる２つの半導体レーザー２０１ａ，３０１ａのチップと、ＤＶＤ系とＣＤ系の各光記録媒体からの反射光を受光するための受光素子２０１ｃ，３０１ｃの２つの受光素子と、ＤＶＤ系とＣＤ系の各光記録媒体からの反射光を各受光素子２０１ｃ，３０１ｃのそれぞれに集光するためのホログラム３０１ｂからなるホログラムユニット３０１、および図１０（ｂ）に示すようなＤＶＤ系、ＣＤ系ではそれぞれがＮＡ：０.６５，０.５０となるように、波長：６６０ｎｍ、波長：７８０ｎｍの光を制限する波長選択アパーチャ３０４を用いた点であり、通過光路などは実施の形態４と同等である。
【００８９】
また、図１１は本発明の実施の形態６における光ピックアップの概略構成を示すブロック図である。本実施の形態６と前記実施の形態３〜５と異なる点は、対物レンズの製造公差に起因して発生する偶数次の収差成分を補正する補正手段４０１を備えた点である。
【００９０】
両面非球面のガラスモールドレンズの製造誤差としては、各面の近軸曲率半径ずれ、各面の非球面形状ずれ、厚みずれ、材質のばらつき、各面間のシフト、各面間のチルトが挙げられる。このうち、各面の近軸曲率半径ずれ、厚みずれ、材質のばらつきは、偶数次の収差の発生要因である。偶数次の収差があると記録面上に形成される光スポットの形状が劣化する。
【００９１】
本実施の形態６の偶数次の収差検出手段と偶数次の収差補正手段を持つ光ピックアップは、図１１に示すように、半導体レーザー１０１としては、発光波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍのものが用いられ、対物レンズ１０６としては、前記実施の形態１の実施例１，２で説明した何れかの対物レンズが用いられる。
【００９２】
図１１において、４０１は偶数次の収差補正手段、４０２はレンズ製造誤差を検出する偶数次の収差検出手段であり、収差検出手段４０２は実際の構成を簡略化して描いたものである。
【００９３】
いま、レンズ製造誤差が存在すると偶数次の収差が発生し、記録面上に形成される光スポットの形状が劣化する。このように発生した収差は戻り光束の波面を歪ませることになり、検出レンズ１０８を介して受光素子１０９に向う光束にも収差が発生する。
【００９４】
図１２（ａ）はこの状態を示し、検出レンズ１０８に左側から入射する戻り光束に偶数次の収差が発生しているときには、戻り光束の基準波面に対して、光軸対称に「波面の遅れ」があり、基準波面を集光したときの集光点に対し遅れた波面が集光する位置はデフォーカスとなる。そこで、遅れた波面と進んだ波面の差を取り出してフォーカス状態を検出することで「波面収差の発生状況」を知ることができる。
【００９５】
例えば、図１１に示す収差検出手段４０２として、ホログラム，ビームスプリッタなどの光路分離手段、あるいは液晶シャッタなどによりタイミングをずらす素子と、図１２（ｂ）に示す如く、領域Ａと領域Ｂのように受光領域を分割された受光素子１０９を用い、各領域Ａ，Ｂの受光出力を調べることにより、戻り光束における偶数次の収差を検出することができる。
【００９６】
収差検出手段４０２により検出される偶数次の収差は、元をただせばレンズの製造誤差に起因するものであるから、検出される収差とレンズ製造誤差とは互いに対応関係があり、従って戻り光束の収差を前記の如く検出することによりレンズ製造誤差を知ることができる。このレンズ製造誤差に基づく偶数次の収差を補正して、記録面上に適正な光スポットを形成することが可能になる。本実施の形態６では、検出される収差は、受光素子１０９の各領域Ａ，Ｂからの光電出力信号を適宜に組み合わせて得られる「収差信号」として与えられる。
【００９７】
また、本実施の形態６における収差補正手段４０１は、２枚のレンズと、これらレンズの間隔を調整する間隔調整手段（図示せず）とにより構成されている。２枚のレンズは一方が正レンズ、他方が負レンズで、図１１に示す例では負レンズが光源側に配置されているが、正レンズを光源側に配置しても良い。
【００９８】
収差補正手段４０１を構成する正・負レンズの間隔を変化させると、収差補正手段４０１を対物レンズ１０６側へ透過する光束に偶数次の収差が発生するので、この偶数次の収差により対物レンズ１０６の製造誤差に伴い発生する偶数次の収差を相殺するようにすれば良い。
【００９９】
収差検出手段４０２により検出される対物レンズ１０６の製造誤差に起因して発生する偶数次の収差を与える波面収差が、例えば、図１２（ｃ）の如きものであったとする。この波面収差を２次元曲線として示したのが図１２（ｄ）である。このような波面収差に対し、対物レンズ１０６に光源側から入射する光束中で正・負レンズの間隔を変化させて、対物レンズへの入射光の発散状態を変化させると、図１２（ｅ）のような波面収差が補正後の波面収差として得られ、もとの波面収差よりも格段に小さくなる。
【０１００】
また、具体的な補正基準としては、収差補正手段４０１における２枚のレンズの間隔を基準値にして対物レンズ１０６が略設計中央値で収差が発生しない場合の前記「収差信号」が０となるように設定しておき、実際に使用する対物レンズ１０６を組付けて収差が発生したときには、収差信号を０とするようにレンズの間隔を調整すればよい。
【０１０１】
なお、収差補正手段４０１を構成する正レンズ・負レンズは、その一方もしくは双方を複数枚のレンズで構成しても良い。
【０１０２】
図１３（ａ）は本発明の実施の形態７における光ピックアップの概略構成を示すブロック図である。本実施の形態７が前記実施の形態６と異なる点は、偶数次の収差補正手段４０１を、液晶素子と、これを駆動する電圧制御手段（図示せず）から構成される偶数次の収差補正手段５０１とした点である。
【０１０３】
液晶素子は、図１３（ｂ）に示すように、少なくとも一方の透明電極が同心円状に分割され、各同心円帯の電極部分と共通電極との間に独立して電圧を印加できるように構成され、この電圧を制御することにより、各電極部分の液晶の屈折率：ｎをｎ１からｎ２まで自在に変えることができる。
【０１０４】
屈折率：ｎを変化させると、各領域を通過する光線に光路差：Δｎ・ｄ（Δｎは屈折率変化分、ｄは液晶のセル厚）、すなわち、波長をλとして、位相差：Δｎ・ｄ（２π／λ）を与えることができる。
【０１０５】
収差検出手段５０２により検出される対物レンズ１０６の製造誤差に起因して発生する偶数次の収差を与える波面収差が、例えば、図１２（ｃ）の如きものであったとする。この波面収差を２次元曲線として示したのが図１４（ａ）の上側部分の実線である。
【０１０６】
このような波面収差に対し、対物レンズ１０６に光源側から入射する光束に、図１４（ａ）の下側部分の破線に示す位相差が与えられるように、液晶素子の各同心円帯電極に印加する電圧を調整すると、液晶素子を透過する光束の各部での波面の遅れにより前記「波面収差」を打ち消すことができる。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）における実線（波面収差）と破線（液晶素子による波面の遅れ）の和、すなわち補正後の波面収差を示す。もとの波面収差（図１４（ａ）の上側部分）よりも格段に小さくなる。
【０１０７】
なお、使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ：０．８５の光記録媒体に記録、再生、または消去をする光ピックアップの課題として、光記録媒体の基板厚みのずれに伴う球面収差の発生がある。すなわち、基板厚みのずれに伴う球面収差はＮＡの４乗、波長の１乗に比例して大きくなるが、基板厚みの製造誤差±１０μｍは光ピックアップとしては許容できないため、光記録媒体の厚みずれに伴う収差を補正する必要がある。このような基板厚みずれを補正する手段としては、特許第２５０２８８４号公報、特開２０００−１３１６０３号公報、特許第３０６７６６５号公報、特開平９−１２８７８５号公報などに記載されたものが知られており、従来から知られた基板厚誤差補正用の球面収差補正手段と共用することにより、前記レンズ製造誤差に起因する偶数次の収差を補正することも可能である。
【０１０８】
また、前記実施の形態６，７における収差補正手段４０１，５０１として、受光素子上で、収差検出信号を生成してフィードバックする構成を例に説明したが、これに限られるものでなく、予め対物レンズの透過光を組付時に観測しながら、収差補正手段の基準位置を合わせこむ構成も可能である。
【０１０９】
また、レンズ製造誤差に起因する収差の補正のタイミングは、電源投入時に行っても良く、光記録媒体の取り付け時に、光記録媒体の厚みずれに伴う球面収差と合わせて補正しても良く、あるいは、光記録媒体が記録、再生、消去の動作中に随時行っても良い。
【０１１０】
また、収差補正手段は、使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ：０．８５の光記録媒体を記録、再生、または消去をする光ピックアップに限られるものでなく、図９（ａ）、図１０（ａ）に示したＤＶＤ系やＣＤ系との互換を行う光ピックアップの途中光路中に配置しても良い。
【０１１１】
また、図１５は本発明の実施の形態８における光ピックアップの概略構成を示すブロック図である。本実施の形態８と実施の形態３〜５と異なる点は、対物レンズの製造公差に起因して発生する奇数次の収差成分を補正する補正手段６０１を備えた点である。
【０１１２】
両面非球面のガラスモールドレンズの製造誤差としては、各面の近軸曲率半径ずれ、各面の非球面形状ずれ、厚みずれ、材質のばらつき、各面間のシフト、各面間のチルトが挙げられる。このうち、各面間のシフト、チルトは、奇数次の収差の発生要因である。奇数次の収差があると記録面上に形成される光スポットの形状が劣化する。
【０１１３】
本実施の形態８の奇数次の収差検出手段と奇数次の収差補正手段を持つ光ピックアップは、図１５に示すように、半導体レーザー１０１としては、発光波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍのものが用いられ、対物レンズ１０６としては、前記実施の形態１の実施例１，２で説明した何れかの対物レンズが用いられる。
【０１１４】
図１５において、６０１は奇数次の収差補正手段、６０２はレンズ製造誤差を検出する奇数次の収差検出手段であり、収差検出手段６０２は実際の構成を簡略化して描いたものである。
【０１１５】
いま、レンズ製造誤差が存在すると奇数次の収差が発生し、記録面上に形成される光スポットの形状が劣化する。このように発生した収差は戻り光束の波面を歪ませることになり、検出レンズ１０８を介して受光素子１０９に向う光束にも収差が発生する。
【０１１６】
図１６（ａ）はこの状態を示し、検出レンズ１０８に左側から入射する戻り光束に奇数次の収差が発生しているときには、戻り光束の基準波面に対して、光軸に反対称に「波面の遅れ」があり、基準波面を集光したときの集光点に対し遅れた波面が集光する位置はアンバランスなサイドローブを形成する。そこで、遅れた波面と進んだ波面の差を取り出してフォーカス状態を検出することで「波面収差の発生状況」を知ることができる。
【０１１７】
例えば、図１５に示す収差検出手段６０２として、ホログラム，ビームスプリッタなどの光路分離手段、あるいは液晶シャッタなどによるタイミングをずらす素子と、図１６（ｂ）に示す如く、領域Ａと領域Ｂのように受光領域を分割された受光素子１０９を用い、各領域Ａ，Ｂの受光出力を調べることにより、戻り光束における収差を検出することができる。
【０１１８】
収差検出手段５０２により検出される奇数次の収差は、元をただせばレンズの製造誤差に起因するものであるから、検出される収差とレンズ製造誤差とは互いに対応関係があり、従って戻り光束の収差を前記の如く検出することによりレンズ製造誤差を知ることができる。このレンズ製造誤差に基づく奇数次の収差を補正して、記録面上に適正な光スポットを形成することが可能になる。本実施の形態８では、検出される収差は、受光素子１０９の各領域Ａ，Ｂからの光電出力信号を適宜に組合せて得られる「収差信号」として与えられる。
【０１１９】
図１５の実施の形態８における収差補正手段６０１は、対物レンズをフォーカス・トラッキングの２方向制御に加えて、２軸周りのチルト制御可能な４軸アクチュエータを用いて対物レンズの光軸を、光学系の光軸から傾き調整する対物レンズ傾き調整手段により構成されている。
【０１２０】
収差補正手段６０１を構成する４軸アクチュエータで対物レンズの傾きを変化させると、収差補正手段６０１を対物レンズ１０６側へ透過する光束に奇数次の収差が発生するので、この奇数次の収差によって対物レンズの製造誤差に伴い発生する奇数次の収差を相殺するようにすればよい。
【０１２１】
収差検出手段６０２により検出される対物レンズ１０６の製造誤差に起因して発生する奇数次の収差を与える波面収差が、例えば、図１６（ｃ）の如きものであったとする。この波面収差を２次元曲線として示したのが図１６（ｄ）である。
【０１２２】
このような波面収差に対し、対物レンズ１０６に光源側から入射する光束に対して、対物レンズの傾きを変化させると、図１６（ｅ）のような波面収差が補正後の波面収差として得られる。もとの波面収差よりも格段に小さくなる。
【０１２３】
また、具体的な補正基準としては、収差補正手段６０１における対物レンズの傾きを基準値にして、対物レンズが略設計中央値で収差が発生しない場合に前記「収差信号」が０となるように設定しておき、実際に使用する対物レンズを組付けて収差が発生したときには、前記収差信号を０とするように、対物レンズの傾きを調整すればよい。
【０１２４】
なお、収差補正手段は、その４軸に限られずフォーカス・トラック・１軸方向のチルトのみ制御する３軸アクチュエータであっても良く、この場合は４軸に比べ、補正能力が落ちることは言うまでもない。
【０１２５】
図１７（ａ）は本発明の実施の形態９における光ピックアップの概略構成を示すブロック図である。本実施の形態９は前記実施の形態８と異なる点は、奇数次の収差補正手段６０１を、液晶素子と、これを駆動する電圧制御手段（図示せず）から構成される奇数次の収差補正手段７０１とした点である。
【０１２６】
液晶素子は、図１７（ｂ）に示すように、少なくとも一方の透明電極３１〜３８が左右上下対称に分割され、各電極部分と共通電極との間に独立して電圧を印加できるようになっており、この電圧を制御することにより、各電極部分の液晶の屈折率：ｎをｎ１からｎ２まで自在に変えることができる。
【０１２７】
屈折率：ｎを変化させると、各領域を通過する光線に光路差：Δｎ・ｄ（Δｎは屈折率変化分、ｄは液晶のセル厚）、すなわち、波長をλとして、位相差：Δｎ・ｄ（２π／λ）を与えることができる。
【０１２８】
収差検出手段７０２により検出される対物レンズ１０６の製造誤差に起因して発生する奇数次の収差を与える波面収差が、例えば、図１６（ｃ）の如きものであったとする。この波面収差を２次元曲線として示したのが図１８（ａ）の実線である。
【０１２９】
このような波面収差に対し、対物レンズ１０６に光源側から入射する光束に、図１８（ａ）の波線に示す位相差が与えられるように、液晶素子の各電極に印加する電圧を調整すると、液晶素子を透過する光束の各部での波面の遅れにより前記「波面収差」を打ち消すことができる。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）における実線（波面収差）と破線（液晶素子による波面の遅れ）の和、すなわち補正後の波面収差を示す。もとの波面収差（図１８（ａ）の実線の部分）よりも格段に小さくなる。
【０１３０】
なお、光ピックアップの課題として、光記録媒体のチルトのずれに伴うコマ収差の発生がある。すなわち、基板の動作時チルトとして±１度程度を見込む必要があるが光ピックアップとしては許容できないため、光記録媒体のチルトに伴うコマ収差を補正する必要がある。このようなチルトに伴うコマ収差を補正する手段としては特開平１０−９１９９０号公報、特開２００１−１１００７５号公報、特許第３１４２２５１号公報、特開平９−１２８７８５号公報などによるものが知られている。したがって、従来から知られた記録媒体チルトのコマ収差補正手段と共用することにより、前記レンズ製造誤差に起因する奇数次の収差を補正することも可能である。
【０１３１】
また、前記実施の形態８，９における収差補正手段６０１，７０１として、受光素子上で、収差検出信号を生成してフィードバックする構成を説明したが、これに限られるものでなく、予め対物レンズの透過光を組付時に観測しながら、収差補正手段の基準位置を合わせこむ構成もある。
【０１３２】
また、レンズ製造誤差に起因する収差の補正のタイミングは、電源投入時に行っても良く、光記録媒体を取り付け時に、光記録媒体のチルトに伴うコマ収差と合わせて補正しても良く、あるいは、光記録媒体が記録、再生、消去の動作中に随時行ってもよい。
【０１３３】
また、収差補正手段は、使用波長：４０７ｎｍ±１０ｎｍ、ＮＡ：０．８５の光記録媒体を記録、再生、または消去をする光ピックアップに限られるものでなく、図９（ａ），図１０（ａ）に示したＤＶＤ系やＣＤ系との互換を行う光ピックアップの途中光路中に配置しても良い。
【０１３４】
特に、基板のチルトに伴うコマ収差は、ＮＡの３乗、基板厚みの１乗、波長の−１乗に比例して大きくなるが、ＣＤ系の世代では不要、ＤＶＤ系の世代では必要、「使用波長：４０７ｎｍ、基板厚：０.１ｍｍ、ＮＡ：０.８５」の世代ではＤＶＤ系の世代よりもコマ収差の影響が小さいため、不要になる可能性も高い。
【０１３５】
よって、図９（ａ）に示したようにＤＶＤ系の世代と、「使用波長：４０７ｎｍ、基板厚：０.１ｍｍ、ＮＡ：０.８５」の世代をともに記録，再生，消去する光ピックアップ装置においては、ＤＶＤ系の世代において記録，再生，消去時には基板のチルトに伴うコマ収差補正手段として機能し、「使用波長：４０７ｎｍ、基板厚：０.１ｍｍ、ＮＡ：０.８５」の世代の記録，再生，消去の時にはレンズ製造誤差を補正する手段として機能する構成にすれば良い。
【０１３６】
図１９は本発明の実施の形態１０における光情報処理装置のの概略構成を示す透過斜視図である。光情報処理装置１０は光記録媒体２０に対して、光ピックアップ１１を用いて情報の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を行う装置である。本実施の形態１０において、光記録媒体２０はディスク状であって、保護ケースのカートリッジ２１内に格納されている。光記録媒体２０はカートリッジ２１ごと、挿入口１２から光情報処理装置１０に矢印「ディスク挿入」方向へ挿入セットされ、スピンドルモータ１３により回転され、光ピックアップ１１により情報の記録や再生、あるいは消去が行われる。
【０１３７】
光ピックアップ１１として、前述の光ピックアップを適宜用いることができ、光情報処理装置は前記使用波長の光記録媒体に対して良好に情報の記録，再生，および消去を行うことができる。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、単レンズ構成であり、部品点数の増加，重量の増加，組付精度の高精度化という問題が無く、従来の１枚構成のＮＡ：０.８５対物レンズでは達成できなかった数μｍ以上の厚みずれを、ガラスモールド材料により製造が容易なＮＡ：０.８５の光ピックアップ用対物レンズを実現でき、これを用いた光ピックアップは、高密度の情報処理に対応し、かつＤＶＤ系やＣＤ系といった従来の光記録媒体へも、収差を抑制した状態で集光でき、各光記録媒体を１つの光ピックアップにて互換を可能とし、さらに、対物レンズの製造誤差に起因して発生する軸対称の収差、光記録媒体の基板厚誤差に起因して発生する球面収差、対物レンズの製造誤差に起因して発生の反軸対称の収差、光記録媒体のチルトに起因して発生するコマ収差等を抑制するための補正手段を共用する構成で備えて、部品点数を増加させることなく、信頼性が高く各使用波長の光記録媒体に対して良好に情報の記録，再生，消去が可能な光ピックアップを実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】レンズ材料を、屈折率：ｎｄとアッベ数：νｄとの関係で表して見た図
【図２】（ａ）は近軸曲率半径と屈折率、（ｂ）はレンズの中心肉厚と屈折率、（ｃ）はワーキングディスタンスと屈折率の波面収差：０．０４λ以下を達成の条件における関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における実施例１の波長選択アパーチャ、光ピックアップ用対物レンズ、光照射側基板の配置状態、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は球面収差、（ｄ）はレンズの中心肉厚ずれが発生したときの収差劣化量を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における実施例２の波長選択アパーチャ、光ピックアップ用対物レンズ、光照射側基板の配置状態、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は球面収差、（ｄ）はレンズの中心肉厚ずれが発生したときの収差劣化量を示す図
【図５】（ａ）はＤＶＤ系、（ｂ）はＣＤ系のワーキングディスタンスとレンズ材質の屈折率との関係を示す図
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態２における実施例３の波長選択アパーチャ、光ピックアップ用対物レンズ、光照射側基板、カップリングレンズ、光源の配置状態、（ｂ）はＤＶＤ系の光学系構成と波面収差の関係を示す図
【図７】（ａ）は本発明の実施の形態２における実施例４の波長選択アパーチャ、光ピックアップ用対物レンズ、光照射側基板、カップリングレンズ、光源の配置状態、（ｂ）はＣＤ系の光学系構成と波面収差の関係を示す図
【図８】本発明の実施の形態３における光ピックアップの概略構成を示すブロック図
【図９】（ａ）は本発明の実施の形態４における光ピックアップの概略構成を示すブロック図、（ｂ）は波長選択アパーチャ、（ｃ）はホログラムユニットの拡大図
【図１０】（ａ）は本発明の実施の形態５における光ピックアップの概略構成を示すブロック図、（ｂ）は波長選択アパーチャの波長開口制限を示す図
【図１１】本発明の実施の形態６における光ピックアップの概略構成を示すブロック図
【図１２】（ａ）は検出レンズに発生の偶数次の収差、（ｂ）は受光素子の分割領域、（ｃ）は波面収差の３次元曲線、（ｄ）は波面収差の２次元曲線、（ｅ）は補正後の２次元曲線を示す図
【図１３】（ａ）は本発明の実施の形態７における光ピックアップの概略構成を示すブロック図、（ｂ）は収差補正手段である液晶素子の透明電極を示す図
【図１４】（ａ）は補正前の波面収差、（ｂ）は補正後の波面収差を示す図
【図１５】本発明の実施の形態８における光ピックアップの概略構成を示すブロック図
【図１６】（ａ）は検出レンズに発生の奇数次の収差、（ｂ）は受光素子の分割領域、（ｃ）は波面収差の３次元曲線、（ｄ）は波面収差の２次元曲線、（ｅ）は補正後の２次元曲線を示す図
【図１７】（ａ）は本発明の実施の形態９における光ピックアップの概略構成を示すブロック図、（ｂ）は収差補正手段である液晶素子の透明電極を示す図
【図１８】（ａ）は補正前の波面収差、（ｂ）は補正後の波面収差を示す図
【図１９】本発明の実施の形態１０における光情報処理装置のの概略構成を示す透過斜視図
【図２０】従来例の対物レンズの厚み公差と波面収差の関係を示す図
【符号の説明】
１，２０４，３０４  波長選択アパーチャ
２，１０６  対物レンズ
３  基板
４  光源
５，２０２，３０２  カップリングレンズ
１０  情報記録再生装置
１１  光ピックアップ
１２  挿入口
１３  スピンドルモータ
１４  キャリッジ
２０，１０７  光記録媒体
２１  カートリッジ
２２  シャッタ
３１〜３８  透明電極
１０１，２０１ａ，３０１ａ  半導体レーザー
１０２  コリメートレンズ
１０３  偏光ビームスプリッタ
１０４  偏向プリズム
１０５  １／４波長板
１０８  検出レンズ
１０９，２０１ｃ，３０１ｃ  受光素子
２０１，３０１  ホログラムユニット
２０１ｂ、３０１ｂ  ホログラム
２０３，３０３  ダイクロイックプリズム
４０１，５０１  偶数次の収差補正手段
４０２，５０２  偶数次の収差検出手段
６０１，７０１  奇数次の収差補正手段
６０２，７０２  奇数次の収差検出手段
【図１】
0003945633.tif 000006
【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】
0003945633.tif 000012
【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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