(57)【要約】光源（６１）と、光源からの光束を平行光に変換するコリメート光学系（６３）と、平行光を光ディスクの情報記録面（７１）上に集光する対物レンズ（６６）とを備える光ディスク用光学系である。対物レンズは２枚又は３枚のレンズからなり、開口数（ＮＡ）が０．８２以上であるために、高密度記録が可能である。また、対物レンズを光軸に対して０．７度傾けた場合に発生する３次非点収差が１０ｍλ以下と小さいので、光ディスクが反りなどにより傾いたときに発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けることにより補正したときの残存収差量を押さえることができる。この結果、光ディスクの傾きが生じても良好な記録及び／又は再生が可能である。
2002027715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行なうための光ディスク用光学系であって、
光源と、前記光源からの光束を平行光に変換するコリメート光学系と、前記平行光を前記光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズとを備え、
前記対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．８２以上であって、
前記対物レンズは２枚又は３枚のレンズからなり、
前記対物レンズを光軸に対して０．７度傾けた場合に発生する３次非点収差が１０ｍλ以下であることを特徴とする光ディスク用光学系。
【請求項２】
前記光ディスクは、前記情報記録面の前記対物レンズ側の面上に厚さが略０．１ｍｍの透明基板を有し、
前記光ディスクが０．７度傾いた場合に発生する３次コマ収差を前記対物レンズを傾けることにより補正した場合に発生する３次非点収差が１０ｍλ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク用光学系。
【請求項３】
光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行なうための光ディスク用光学系であって、
光源と、前記光源からの光束を平行光に変換するコリメート光学系と、前記平行光を前記光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズとを備え、
前記対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．８２以上であって、
前記対物レンズは２枚又は３枚のレンズからなり、
前記光ディスクは、前記情報記録面の前記対物レンズ側の面上に厚さが略０．１ｍｍの透明基板を有し、
前記光ディスクが０．７度傾いた場合に発生する３次コマ収差を前記対物レンズを傾けることにより補正した場合に発生する３次非点収差が１０ｍλ以下であることを特徴とする光ディスク用光学系。
【請求項４】
前記光束を厚さ０．１ｍｍの透明基板を通して集光させたときの３次球面収差が７０ｍλ以下であることを特徴とする請求項１又は３に記載の光ディスク用光学系。
【請求項５】
前記光源の波長における前記対物レンズの色収差が０．１μｍ／ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は３に記載の光ディスク用光学系。
【請求項６】
前記対物レンズは３枚のレンズからなり、
光源側から、球面レンズである第１レンズ、球面レンズである第２レンズ、及び非球面レンズである第３レンズが、この順に配列されて構成され、
前記第１レンズと前記第２レンズは貼り合わされて貼り合わせレンズを構成していることを特徴とする請求項１又は３に記載の光ディスク用光学系。
【請求項７】
前記第３レンズの光ディスク側の面が平面である請求項６に記載の光ディスク用光学系。
【請求項８】
前記第１レンズの光源の側の面と光ディスク側の面がともに同一の曲率半径をもつ請求項６に記載の光ディスク用光学系。
【請求項９】
前記第３レンズの光源側の面が非球面である請求項６に記載の光ディスク用光学系。
【請求項１０】
前記第１レンズの光源の側の面と光ディスク側の面がともに同一の曲率半径をもち、その曲率半径をＲ、前記第３レンズの厚さをｄ、前記対物レンズの焦点距離をｆとしたとき、以下の関係を満足する請求項６に記載の光ディスク用光学系。
−２０＜５３ｄ＋１６Ｒ−６９ｆ＜２０
【請求項１１】
前記対物レンズは３枚のレンズからなり、
光源側から、球面レンズである第１レンズ、球面レンズである第２レンズ、及び非球面レンズである第３レンズが、この順に配列されて構成され、
前記第１レンズと前記第２レンズは貼り合わされて貼り合わせレンズを構成し、
前記第１レンズは、屈折率が１．５４以下、曲率半径が３．３ｍｍ以下で、光源側の面と光ディスク側の面とがともに同一の曲率半径をもち、
前記第２レンズは、屈折率が１．７以上であり、
前記第３レンズは、屈折率が１．６８以上、厚さが１．８５ｍｍ以上であり、光源側の面が非球面、光ディスク側の面が平面であることを特徴とする請求項１又は３に記載の光ディスク用光学系。
【請求項１２】
前記対物レンズは３枚のレンズからなり、
光源側から、球面レンズである第１レンズ、球面レンズである第２レンズ、及び非球面レンズである第３レンズが、この順に配列されて構成され、
前記第１レンズと前記第２レンズは貼り合わされて貼り合わせレンズを構成し、
前記第１レンズは、屈折率が１．５４以下、曲率半径が３．１ｍｍ以下で、光源側の面と光ディスク側の面とがともに同一の曲率半径をもち、
前記第２レンズは、屈折率が１．７以上であり、
前記第３レンズは、屈折率が１．７５以上、厚さが１．８５ｍｍ以上であり、光源側の面が非球面、光ディスク側の面が平面であることを特徴とする請求項１又は３に記載の光ディスク用光学系。
【請求項１３】
前記対物レンズは３枚のレンズからなり、
光源側から、球面レンズである第１レンズ、球面レンズである第２レンズ、及び非球面レンズである第３レンズが、この順に配列されて構成され、
前記第１レンズと前記第２レンズは貼り合わされて貼り合わせレンズを構成し、
前記第１レンズは、屈折率が１．５以下、曲率半径が２．６ｍｍ以下で、光源側の面と光ディスク側の面とがともに同一の曲率半径をもち、
前記第２レンズは、屈折率が１．７４以上であり、光ディスク側の面の曲率半径は２．６ｍｍ以上であり、
前記第３レンズは、屈折率が１．７７以上、厚さが１．４５ｍｍ以上であり、光源側の面が非球面で、その中心曲率半径が０．９ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であり、光ディスク側の面が平面であることを特徴とする請求項１又は３に記載の光ディスク用光学系。
【請求項１４】
前記対物レンズは３枚のレンズからなり、
光源側から、球面レンズである第１レンズ、球面レンズである第２レンズ、及び非球面レンズである第３レンズが、この順に配列されて構成され、
前記第１レンズと前記第２レンズは貼り合わされて貼り合わせレンズを構成し、
前記第１レンズは、屈折率が１．４以上１．５以下、曲率半径が２．３ｍｍ以上２．６ｍｍ以下で、光源側の面と光ディスク側の面がともに同一の曲率半径をもち、
前記第２レンズは、屈折率が１．７４以上１．８５以下であり、光ディスク側の面の曲率半径は２．６ｍｍ以上であり、
前記第３レンズは、屈折率が１．７７以上１．８５以下、厚さが１．４５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下であり、光源側の面が非球面であり、その中心曲率半径が０．９ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であり、光ディスク側の面が平面であることを特徴とする請求項１又は３に記載の光ディスク用光学系。
【請求項１５】
前記対物レンズは２枚のレンズからなり、
光源側から、光源側を凸としたメニスカス形状の第１レンズと、光ディスク側を平面、光源側を凸とする平凸形状の第２レンズとが、この順に配列されて構成され、
前記第１レンズと前記第２レンズの材料はいずれも樹脂からなることを特徴とする請求項１又は３に記載の光ディスク用光学系。
【請求項１６】
前記対物レンズを構成するレンズうちの少なくとも一つのレンズの少なくとも片面に、回折格子が形成されている請求項１又は３に記載の光ディスク用光学系。
【請求項１７】
光ディスクが０．７度傾いた場合に発生する３次コマ収差を前記対物レンズを傾けることにより補正した場合に発生する３次非点収差が５．０ｍλ以下である請求項２又は３に記載の光ディスク用光学系。
【請求項１８】
光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行なうための光ディスク用光ヘッド装置であって、
請求項１又は３に記載の光ディスク用光学系と、
前記光ディスクの傾きにより発生する３次コマ収差を補正するように、前記対物レンズを光軸に対して傾ける機構と
を備えることを特徴とする光ディスク用光ヘッド装置。
【請求項１９】
更に、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離光学系と、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光素子とを備えることを特徴とする請求項１８に記載の光ディスク用光ヘッド装置。
【請求項２０】
光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行なうための光ドライブ装置であって、請求項１８に記載の光ディスク用光ヘッド装置を備えることを特徴とする光ドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、デジタルビデオディスク、デジタルオーディオディスク、コンピュータ用の光メモリディスクなどの光ディスクの情報記録面に光源からの光束を集光する光ディスク用光学系と、これを備えた光ディスク用光ヘッド装置及び光ドライブ装置に関する。
背景技術
一般に、光ディスク用の光ヘッド装置において、光ディスクの情報記録面上に回折限界の点像を集光することにより、情報を記録し又は記録された情報を再生するための対物レンズとしては、非球面を用いた単レンズが多く使用されている。
以下に、従来の光ヘッド装置について、図面を参照しながら説明する。
図５は従来の光ヘッド装置を示す概略構成図である。図５に示すように、半導体レーザ１５１から出射した光束は、ビームスプリッタ１５２で光路の向きが変えられ、コリメートレンズ１５３によって略平行光となる。そして、前記レーザ光は、折り曲げミラー１５４により光路の向きがさらに変えられ、対物レンズ１５５によって光ディスク１５６の情報記録面１５７上に集光される。ここで、対物レンズ１５５は、アクチュエータ１６０によって駆動される。光ディスク１５６の情報記録面１５７上に集光された前記レーザ光は、情報記録面１５７に形成された凹凸によって回折を受ける。光ディスク１５６の情報記録面１５７で反射され、回折された前記レーザ光は、対物レンズ１５５を通過し、折り曲げミラー１５４によって光路の向きが変えられ、コリメートレンズ１５３、ビームスプリッタ１５２、及びシリンドリカルレンズ１５８を透過してフォトディテクター（受光素子）１５９上に集光される。そしてフォトディテクター１５９からの電気信号により、光ディスク１５６の情報記録面１５７で変調された光量変化が検出され、情報記録面１５７上のデータの読み取りが行われる。
ここで、対物レンズ１５５には製造の際の製造誤差によって波面収差が発生する。この波面収差は、３次球面収差、３次コマ収差、３次非点収差、高次収差の各収差成分に分けて考えることができる。
これらの収差成分のうち、３次コマ収差は、各レンズ面が回転対称面であれば、設計上発生しない。しかしながら、実際には、製造上で生じる、対物レンズ１５５の平行光束側の面である第１面１６１と集光側の面である第２面１６２との間のディセンタ（光軸と垂直方向のずれ量）と、対物レンズ１５５の第１面１６１又は第２面１６２又はその両方の面のチルト（光軸と垂直な面に対する傾き）とが支配的な要因となって３次コマ収差が発生する。
近年、例えばＤＶＤ（デジタルビデオディスク）やＤＶＤ−ＲＡＭのように記録密度の高密度化が進んでいる。高密度化を達成するためには、光ディスク上でいかに小さな光スポットを形成するかが問題となるが、そのスポット径は、レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすること、及び光の波長を短くすることで小さくできることが知られている。高密度化のためにレンズの開口数が徐々に大きくなっており、ＤＶＤではＮＡが０．６、波長６６０ｎｍとなっている。現在では、高精細映像（ハイビジョン映像）で、かつ映画などを想定した２時間という長さを記録するために、ディスク１枚あたり（片面で）２５ＧＢ程度の記録容量が必要とされている。これはＤＶＤの約５倍の記録密度であり、スポット面積を５分の１にする必要がある。つまり、スポット径は、０．４５倍である必要がある。短波長化に関しては、４０５ｎｍ近辺の波長のレーザ光源が市場で出回り始めている。スポット径はＮＡに比例し、波長に反比例することが知られているので、レンズのＮＡとしては、０．８２以上が求められる。
従来、レンズ設計において、レンズを製造する時の製造誤差、あるいは、光ヘッドへの組立時の組立誤差を考慮して、レンズの第１面と第２面のディセンタが発生しても収差が大きくならないように、かつ、軸外から光が入射しても収差が大きくならないように設計していた。ＮＡが０．８２といったような高開口数レンズの要望が高いにも関わらず、未だ製品化に至っていない原因の一つは、レンズ設計において軸上の収差を小さくするだけなら容易であるが、製造公差や組み立て公差を考慮しつつ設計した場合、単レンズで十分な公差を持ったレンズの設計が非常に困難であるということにある。
そこで、２枚あるいは３枚のレンズを組み合わせて対物レンズを構成して、レンズ１枚ごとの製造公差を緩和するという手法で、対物レンズの開口数を大きくするという方法が採用されている。
対物レンズに残された問題点は、ディスクの傾きによって発生する３次コマ収差は、対物レンズの開口数を大きくすればするほど大きくなり、また、ディスクの透明基板（光ディスクの情報記録面の対物レンズ側に形成された透明基板。「光ディスク基板」とも言う。）の厚さが厚くなればなるほど大きくなるということである。
ディスクの厚みは、上記の観点から薄い方が良い。しかしながら、薄い場合には、ディスク透明基板表面での対物レンズからの光束が小さくなり、その結果、透明基板表面上のゴミやキズによって記録再生性能が劣化してしまうという問題がある。本発明者らの検討の結果、数十μｍのゴミやキズがあっても記録再生性能を劣化させないためには、ディスク上の光束径を１３０μｍ程度にすればよいことが分かった。これを満たすためには、ＮＡ０．８２、ディスクの透明基板の屈折率を１．５とすると、計算により透明基板厚は０．１ｍｍとすれば良いことが分かる。また、製造上も薄すぎるディスク透明基板では量産性が低くなるため、透明基板厚は０．１ｍｍ程度が現時点では適当である。上記を鑑みると、ディスク厚は０．１ｍｍが妥当である。
現在、ディスクの反りなどにより、ディスク表面に光軸に対して０．７度程度の傾きが発生する可能性がある。この大きさの傾きが発生した場合、開口数０．８５、焦点距離１．８ｍｍ、透明基板厚０．１ｍｍの光学系では、７９ｍλ程度の３次コマ収差が発生する。情報記録面上のスポットが十分小さく、ＤＶＤのシステムにおいて再生可能なスポットであるためには３次コマ収差は７０ｍλ以下であることが要求される。従って、ディスクの傾きによって上記の３次コマ収差が発生すると、この光学系ではデータの記録再生は不可能となる。
一般に、レンズを光軸に対して傾けると、３次コマ収差が発生する。従って、ディスクの傾きに応じて対物レンズを傾ければ、ディスクの傾きにより発生した３次コマ収差は、対物レンズの傾きにより発生する３次コマ収差によりキャンセルされて、３次コマ収差を略０とすることが出来る。
ディスクの傾きが発生した場合にも良好に記録再生を行なうために、対物レンズを傾ける機構（チルト機構）を備えた光ヘッド装置が特開平１１−３１６９６３号公報に開示されている。図６Ａ、図６Ｂにその概略構成を示す。
図６Ａ，図６Ｂにおいて、１５５は対物レンズ、６１０は対物レンズ１５５を保持するレンズホルダ、６１２ａ，６１２ｂはレンズホルダ６１０に設けられた貫通穴、６１５ａ，６１５ｂはそれぞれ貫通穴６１２ａ，６１２ｂを取り囲むようにレンズホルダ６１０に設けられた略リング形状のコイル、６２０ａ，６２０ｂは貫通穴６１２ａ，６１２ｂを遊貫する一対の永久磁石である。一対の永久磁石６２０ａ，６２０ｂは、同方向の極性を持ち、光ヘッド基台に設置されている。レンズホルダ６１０は、図示しない弾性部材を介して光ヘッド基台に保持されている。アクチュエータ１６０は対物レンズ１５５のフォーカス及びトラッキングのためのアクチュエータとしても使用される。フォーカス調整は、一対のコイル６１５ａ，６１５ｂに同方向の電流を流すことで、図６Ａに示すように、紙面上下方向に対物レンズ１５５を移動させて行なう。一方、一対のコイル６１５ａ，６１５ｂに互いに逆方向の電流を流せば（あるいは、一対のコイル６１５ａ，６１５ｂの一方のみに電流を流せば）、図６Ｂに示すように、対物レンズ１５５を傾斜させることができる。
このようなチルト機構により対物レンズをディスクの傾きに応じて傾けることによって、ディスクの傾きがあった場合にも３次コマ収差を良好に補正することができる。
ところが、上記のように、ディスクの傾きによる３次コマ収差を対物レンズを傾けることで補正した場合、対物レンズが光軸に対して傾けられることに起因して、３次コマ収差以外の収差が発生する。この結果、再生性能が大きく改善されないという問題がある。
また、例えば相変化記録方式によりディスクへ情報を記録する場合、現在のＤＶＤ−ＲＡＭのように、光源のパワーを変動させながらレンズのフォーカス制御を行なう。このパワー変動時に発生する波長変化により焦点位置のずれが発生するが、ＮＡが大きいレンズでは、焦点深度が小さくなるために、フォーカス追従ができなくなるという問題がある。
発明の開示
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、ＮＡ０．８２以上の高開口数レンズを達成するために新たな設計思想を提起し、高開口数の対物レンズを備え、ディスクの傾きにより発生する性能劣化を補正することができる光ディスク用光学系、光ディスク用光ヘッド装置、及び光ドライブ装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため本発明は以下の構成とする。
本発明の第１の光ディスク用光学系は、光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行なうための光ディスク用光学系であって、光源と、前記光源からの光束を平行光に変換するコリメート光学系と、前記平行光を前記光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズとを備え、前記対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．８２以上であって、前記対物レンズは２枚又は３枚のレンズからなり、前記対物レンズを光軸に対して０．７度傾けた場合に発生する３次非点収差が１０ｍλ以下であることを特徴とする。
かかる第１の光ディスク用光学系によれば、対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．８２以上であるために、高密度記録が可能である。
また、対物レンズを０．７度傾けたとき発生する３次非点収差量が小さいので、光ディスクが反りなどにより傾いたときに発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けることにより補正したときの残存収差量を抑えることができる。この結果、光ディスクの傾きが生じても良好な記録及び／又は再生が可能である。
上記第１の光ディスク用光学系において、前記光ディスクは、前記情報記録面の前記対物レンズ側の面上に厚さが略０．１ｍｍの透明基板を有し、前記光ディスクが０．７度傾いた場合に発生する３次コマ収差を前記対物レンズを傾けることにより補正した場合に発生する３次非点収差が１０ｍλ以下であることが好ましい。
かかる好ましい構成によれば、光ディスクの反りなどに起因する３次コマ収差を対物レンズを傾けて補正した場合に、３次非点収差の発生量が１０ｍλ以下であるために、光ディスクによる３次コマ収差が良好に補正され、その際、記録再生性能に大きな影響を与える残存非点収差も１０ｍλ以下となるから、良好な記録及び／又は再生が可能となる。
次に、本発明の第２の光ディスク用光学系は、光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行なうための光ディスク用光学系であって、光源と、前記光源からの光束を平行光に変換するコリメート光学系と、前記平行光を前記光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズとを備え、前記対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．８２以上であって、前記対物レンズは２枚又は３枚のレンズからなり、前記光ディスクは、前記情報記録面の前記対物レンズ側の面上に厚さが略０．１ｍｍの透明基板を有し、前記光ディスクが０．７度傾いた場合に発生する３次コマ収差を前記対物レンズを傾けることにより補正した場合に発生する３次非点収差が１０ｍλ以下であることを特徴とする。
かかる第２の光ディスク用光学系によれば、対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．８２以上であるために、高密度記録が可能である。
また、光ディスクの反りなどに起因する３次コマ収差を対物レンズを傾けて補正した場合に、３次非点収差の発生量が１０ｍλ以下であるために、光ディスクによる３次コマ収差が良好に補正され、その際、記録再生性能に大きな影響を与える残存非点収差も１０ｍλ以下となるから、良好な記録及び／又は再生が可能となる。
上記の第１及び第２の光ディスク用光学系において、前記光束を厚さ０．１ｍｍの透明基板を通して集光させたときの３次球面収差が７０ｍλ以下であることが好ましい。
使用される光ディスクの透明基板と同等の光学的特性を有する厚さ０．１ｍｍの透明基板を通して光源からの光束を、前記基板の裏面に集光させたときの３次球面収差が７０ｍλ以下となるように、対物レンズが補正されているため、基板厚が０．１ｍｍの光ディスクに対して使用可能である。光ディスクの基板厚が厚いと光ディスクが傾いた場合の３次コマ収差の発生量が大きくなる。特にＮＡ０．８以上の対物レンズを用いるような高密度記録では、この発生量は致命的となる。例えば、対物レンズのＮＡが０．８５、焦点距離が１．８ｍｍで、光ディスクが０．７度傾いた場合、ディスク基板厚０．６ｍｍの場合に発生する３次コマ収差は４８０ｍλ、ディスク基板厚０．１ｍｍの場合は７９ｍλ程度である。従って、発生する３次コマ収差量を補正可能な程度に抑えるためにはディスク基板厚は薄い程良く、現在のディスク製造技術、取り扱い易さ、ディスクの指紋やほこりなどに対するよごれ耐久性を考えると、ディスク基板厚は０．１ｍｍが適当である。上記の好ましい構成の光学系は、基板厚０．１ｍｍの光ディスクに対して、該光ディスクに傾きが生じても良好な記録及び／又は再生が可能である。
また、上記の第１及び第２の光ディスク用光学系において、前記光源の波長における前記対物レンズの色収差が０．１μｍ／ｎｍ以下であることが好ましい。
かかる好ましい構成によれば、使用する光源の波長に対して良好に色消し（色収差の補正）がされているため、使用波長付近で光源の光がスペクトル幅を持っていた場合にも良好に集光状態を保てる。また、記録再生の切り替え時等でレーザーパワーが変化したとき、通常、波長が数ｎｍ変化する。このような場合に、色消し処理がされていないと、対物レンズが形成するスポット位置が急激に変化するため、自動フォーカス装置が良好に機能しない可能性がある。ところが、上記の好ましい光学系は色消し処理を施してあるために良好に自動フォーカス装置を機能させることが出来る。
また、上記の第１及び第２の光ディスク用光学系において、前記対物レンズは３枚のレンズからなり、光源側から、球面レンズである第１レンズ、球面レンズである第２レンズ、及び非球面レンズである第３レンズが、この順に配列されて構成され、前記第１レンズと前記第２レンズは貼り合わされて貼り合わせレンズを構成していることが好ましい。
かかる好ましい構成のように、光源側から光ディスク側へ、２枚の球面貼り合わせレンズと１枚の非球面レンズとを配置した２群構成とすることで、レンズ位置合わせ箇所を１箇所にすることができ、組み立てが容易になる。また、貼り合わせ面を球面とすることで、レンズ面の単体評価が出来るために、貼り合わせ精度の確認が容易になる。
このとき、前記第３レンズの光ディスク側の面が平面であることが好ましい。これにより、レンズ成形用金型の加工精度を確保しやすい。また、砥石などによる研削加工の必要が無いため、ツールマークなどの面精度を低下させる要因が無くなり、面精度を確保しやすい。これは、光線有効径が最も小さくなる第３レンズの光ディスク側の面にとっては特に重要である。
また、前記第１レンズの光源の側の面と光ディスク側の面がともに同一の曲率半径をもつことが好ましい。これにより、面の表裏を判別する必要がないため大量生産に好適である。
また、前記第３レンズの光源側の面が非球面であることが好ましい。これにより、３次球面収差を良好に補正でき、かつ前記２枚の球面貼り合わせレンズと前記第３レンズとの位置合わせ公差を大きくできる。
また、前記第１レンズの光源の側の面と光ディスク側の面がともに同一の曲率半径をもち、その曲率半径をＲ、前記第３レンズの厚さをｄ、前記対物レンズの焦点距離をｆとしたとき、−２０＜５３ｄ＋１６Ｒ−６９ｆ＜２０の関係を満足することが好ましい。これにより、光ディスクの傾きにより発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けることにより補正した場合に発生する３次非点収差を小さくすることができる。
次に、上記の第１及び第２の光ディスク用光学系における第１の好ましい対物レンズの構成は、以下の通りである。
前記対物レンズは３枚のレンズからなり、光源側から、球面レンズである第１レンズ、球面レンズである第２レンズ、及び非球面レンズである第３レンズが、この順に配列されて構成され、前記第１レンズと前記第２レンズは貼り合わされて貼り合わせレンズを構成し、前記第１レンズは、屈折率が１．５４以下、曲率半径が３．３ｍｍ以下で、光源側の面と光ディスク側の面とがともに同一の曲率半径をもち、前記第２レンズは、屈折率が１．７以上であり、前記第３レンズは、屈折率が１．６８以上、厚さが１．８５ｍｍ以上であり、光源側の面が非球面、光ディスク側の面が平面である。
上記の第１及び第２の光ディスク用光学系における第２の好ましい対物レンズの構成は、以下の通りである。
前記対物レンズは３枚のレンズからなり、光源側から、球面レンズである第１レンズ、球面レンズである第２レンズ、及び非球面レンズである第３レンズが、この順に配列されて構成され、前記第１レンズと前記第２レンズは貼り合わされて貼り合わせレンズを構成し、前記第１レンズは、屈折率が１．５４以下、曲率半径が３．１ｍｍ以下で、光源側の面と光ディスク側の面とがともに同一の曲率半径をもち、前記第２レンズは、屈折率が１．７以上であり、前記第３レンズは、屈折率が１．７５以上、厚さが１．８５ｍｍ以上であり、光源側の面が非球面、光ディスク側の面が平面である。
上記の第１及び第２の光ディスク用光学系における第３の好ましい対物レンズの構成は、以下の通りである。
前記対物レンズは３枚のレンズからなり、光源側から、球面レンズである第１レンズ、球面レンズである第２レンズ、及び非球面レンズである第３レンズが、この順に配列されて構成され、前記第１レンズと前記第２レンズは貼り合わされて貼り合わせレンズを構成し、前記第１レンズは、屈折率が１．５以下、曲率半径が２．６ｍｍ以下で、光源側の面と光ディスク側の面とがともに同一の曲率半径をもち、前記第２レンズは、屈折率が１．７４以上であり、光ディスク側の面の曲率半径は２．６ｍｍ以上であり、前記第３レンズは、屈折率が１．７７以上、厚さが１．４５ｍｍ以上であり、光源側の面が非球面で、その中心曲率半径が０．９ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であり、光ディスク側の面が平面である。
上記の第１及び第２の光ディスク用光学系における第４の好ましい対物レンズの構成は、以下の通りである。
前記対物レンズは３枚のレンズからなり、光源側から、球面レンズである第１レンズ、球面レンズである第２レンズ、及び非球面レンズである第３レンズが、この順に配列されて構成され、前記第１レンズと前記第２レンズは貼り合わされて貼り合わせレンズを構成し、前記第１レンズは、屈折率が１．４以上１．５以下、曲率半径が２．３ｍｍ以上２．６ｍｍ以下で、光源側の面と光ディスク側の面がともに同一の曲率半径をもち、前記第２レンズは、屈折率が１．７４以上１．８５以下であり、光ディスク側の面の曲率半径は２．６ｍｍ以上であり、前記第３レンズは、屈折率が１．７７以上１．８５以下、厚さが１．４５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下であり、光源側の面が非球面であり、その中心曲率半径が０．９ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であり、光ディスク側の面が平面である。
上記第１〜第４の好ましい対物レンズの構成は、焦点距離が２．５ｍｍ以下の対物レンズとして好適な構成を規定しており、特に上記第１，第２の好ましい対物レンズの構成は焦点距離が２．０ｍｍの対物レンズとして、また、上記第３，第４の好ましい対物レンズの構成は焦点距離が１．８ｍｍの対物レンズとして、それぞれ好適な構成を規定している。
上記第１〜第４の好ましい対物レンズの構成のように、光源側から光ディスク側へ、２枚の球面貼り合わせレンズと１枚の非球面レンズとを配置した２群３枚構成とすることで、レンズ位置合わせ箇所を１箇所にすることができ、組み立てが容易になる。また、貼り合わせ面を球面とすることで、レンズ面の単体評価が出来るために、貼り合わせ精度の確認が容易になる。
上記第１〜第４の好ましい対物レンズの構成のように、貼り合わせレンズを構成する第１レンズが上記の範囲の屈折率と曲率半径を有し、第１レンズの光源側の面と光ディスク側の面とがともに同一の曲率半径をもち、第２レンズが上記の範囲の屈折率を有することにより、焦点距離が２．５ｍｍ以下の光学系を構成した場合に十分な集光パワーが得られる。また、貼り合わせレンズでは、貼り合わせ面の曲率と貼り合わせる２種の硝材の分散とにより色収差の補正度合いを調整できるが、現存の硝材では屈折率と分散との間に相関関係が認められる。上記の貼り合わせ面の曲率半径と第１及び第２レンズの屈折率との組合せによれば、良好に色収差の補正が可能となる。第１レンズの曲率半径をより小さく設定することで、更に強い色収差補正が可能となるため好ましい。更に、焦点距離を２．５ｍｍ以下としたとき、例えば開口数が０．８５の光学系を仮定すると、開口径が４．２５ｍｍ以下となるため小型化が可能である。また、第１レンズは、光源側の面と光ディスク側の面がともに同一の曲率半径をもつことにより、面の表裏を判別する必要がないため大量生産に向く。
第１レンズの曲率半径が３．３ｍｍ以下である第１の好ましい対物レンズの構成と比較して、第２の好ましい対物レンズの構成のように該曲率半径を３．１ｍｍ以下とすることにより、より強い色収差補正が可能となる。
また、第３の好ましい対物レンズの構成のように、第１レンズは、屈折率が１．５以下、曲率半径が２．６ｍｍ以下で、光源側の面と光ディスク側の面とがともに同一の曲率半径をもち、第２レンズは、屈折率が１．７４以上で、光ディスク側の面の曲率半径が２．６ｍｍ以上であると、より強い色収差補正が可能となる上に、さらにレンズの短焦点化が可能となる。
また、第４の好ましい対物レンズの構成のように、第１レンズは、屈折率が１．４以上１．５以下、曲率半径が２．３ｍｍ以上２．６ｍｍ以下で、光源側の面と光ディスク側の面がともに同一の曲率半径をもち、第２レンズは、屈折率が１．７４以上１．８５以下で、光ディスク側の面の曲率半径は２．６ｍｍ以上であると、より強い色収差補正が可能となる上に、さらにレンズの短焦点化が可能となりシステムの小型化ができることに加えて、より現実的な構成となる。第１レンズの屈折率が１．４未満であると、集光パワーが不足し、また、硝材が非常に高価となる。第１レンズの曲率半径は小さいほど色収差を良好に補正することができるが、２．３ｍｍ未満になると、曲率半径が小さいためにレンズ厚が非常に大きくなり、重量が大きくなってアクチュエータで正確に制御することができない。また、精度の良い球面加工が困難となって大量生産に向かない。第２レンズの屈折率が１．８５を越えると、青色光源に対して非常に透過率が低くなり、情報の記録および／または再生ができなくなる。
上記第１の好ましい対物レンズの構成のように、第３レンズは、屈折率が１．６８以上で、光源側の面が非球面であることにより、光源側の非球面の最外周部分における接平面と光軸とがなす角度が６０度以下となるために加工精度を確保することが出来る。
また、上記第２の好ましい対物レンズの構成のように、第３レンズの屈折率が１．７５以上で、光源側の面が非球面であれば、光源側の非球面の最外周部分における接平面と光軸とがなす角度を５５度程度にできるために、より加工精度を高くすることができる。
また、上記第３の好ましい対物レンズの構成のように、第３レンズの屈折率が１．７７以上で、光源側の面が非球面であれば、光源側の非球面の最外周部分における接平面と光軸とがなす角度を５２度程度にできるために、より加工精度を高くすることができる。
また、上記第４の好ましい対物レンズの構成では、第３レンズの屈折率は１．７７以上１．８５以下で、光源側の面が非球面である。屈折率を１．７７以上とすることにより、光源側の非球面の最外周部分における接平面と光軸とがなす角度が５２度以下とすることができ、より一層加工精度が向上する。但し、屈折率が１．８５を越えると、青色光源に対して透過率が落ちるため情報の記録および／または再生ができなくなる。
また、上記第１〜第４の好ましい対物レンズの構成のように、第３レンズのディスク側の面を平面とすることにより、平面研磨が可能となるため、面精度を確保できる。また、光学系全体において非球面は１面となるため、非球面加工により引き起こされる高次収差を最小限に抑えることが出来る。
第３，第４の好ましい対物レンズの構成のように、第３レンズの厚さが１．４５ｍｍ以上であると、組み立て公差を広く取ることができる。更に、第１，第２の好ましい対物レンズの構成のように、第３レンズの厚さを１．８５ｍｍ以上とすることで、焦点距離が２ｍｍ以上のレンズに対しても組み立て公差をより広く取ることができる。
また、第３，第４の好ましい対物レンズの構成のように、第３レンズの非球面の中心曲率半径が０．９ｍｍ以上１．４ｍｍ以下とすることで、砥石による加工ができるために精度のよい非球面が容易に得られる。
次に、上記の第１及び第２の光ディスク用光学系における第５の好ましい対物レンズの構成は、以下の通りである。
前記対物レンズは２枚のレンズからなり、光源側から、光源側を凸としたメニスカス形状の第１レンズと、光ディスク側を平面、光源側を凸とする平凸形状の第２レンズとが、この順に配列されて構成され、前記第１レンズと前記第２レンズの材料はいずれも樹脂からなる。
かかる第５の好ましい対物レンズの構成によれば、樹脂材料からなる２枚のレンズ構成とすることにより、対物レンズの軽量化が可能である。
また、上記の第１及び第２の光ディスク用光学系において、前記対物レンズを構成するレンズうちの少なくとも一つのレンズの少なくとも片面に、回折格子が形成されていることが好ましい。
かかる好ましい構成によれば、レンズ枚数を増やすことなく、例えば色消し効果や２波長互換性を持った対物レンズとすることが出来る。
また、上記の第１及び第２の光ディスク用光学系において、光ディスクが０．７度傾いた場合に発生する３次コマ収差を前記対物レンズを傾けることにより補正した場合に発生する３次非点収差が５．０ｍλ以下であることが好ましい。
かかる好ましい構成によれば、光ディスクの反りなどに起因する３次コマ収差を対物レンズを傾けて補正した場合に、残存非点収差をより小さく抑えることができ、良好な記録及び／又は再生が可能となる。
次に、本発明の光ディスク用光ヘッド装置は、光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行なうための光ディスク用光ヘッド装置であって、上記の第１又は第２の光ディスク用光学系と、前記光ディスクの傾きにより発生する３次コマ収差を補正するように、前記対物レンズを光軸に対して傾ける機構とを備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、光ディスクの反りなどに起因する３次コマ収差を対物レンズを傾けて補正した場合、残存非点収差を小さく抑えることができるので、良好な記録及び／又は再生が可能となる。
また、前記対物レンズを傾ける機構を備えることにより、記録又は再生中のディスクの傾きにより発生する３次コマ収差を補正でき、安定した動作が実現できる。
上記の本発明の光ディスク用光ヘッド装置は、更に、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離光学系と、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光素子とを備えることが好ましい。
次に、本発明の光ドライブ装置は、光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行なうための光ドライブ装置であって、上記本発明の光ディスク用光ヘッド装置を備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、光ディスクの反りなどに起因する３次コマ収差を対物レンズを傾けて補正した場合、残存非点収差を小さく抑えることができるので、良好な記録及び／又は再生が可能となる。
また、前記対物レンズを傾ける機構を備えることにより、記録又は再生中のディスクの傾きにより発生する３次コマ収差を補正でき、安定した動作が実現できる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の光ディスク用光学系、光ディスク用光ヘッド装置、及び光ドライブ装置を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の光ディスク用光学系を構成する実施の形態１にかかる対物レンズの光路図である。
本実施の形態の対物レンズは、光源側から順に、第１レンズ２，第２レンズ３，第３レンズ４が順に配列されてなり、第１レンズ２と第２レンズ３とは接合面８で貼り合わされている。第１レンズ２及び第２レンズ３はいずれも球面レンズであり、第３レンズ４は、光源側の面１０を非球面、光ディスク側の面１１を平面とする非球面レンズである。
図１に示すように平行光束１は、第１レンズ２に光源側の面である第１面７から入射し、第２レンズとの接合面８を通過し、第２レンズ３に入射し、情報記録面側の面である第２レンズの第２面９から出射した後、第３レンズ４に第１レンズ側の面である第１面１０から入射し、情報記録面側の面である第２面１１から出射する。その後、光ディスク５上の情報記録面６上に集光される。
本発明の実施の形態１の対物レンズの具体的な数値例を示す。なお、対物レンズを構成するレンズは光源側から順に第１、第２、第３と数え、また各レンズにおいて光源側の面を第１面、光ディスク側の面を第２面とする。また、光ディスクは平行平板とする。また、実施の形態１〜３に示す各数値例において、以下に示す記号は共通とする。
Ｗ：使用波長（ｎｍ）
ｆ：対物レンズの焦点距離（ｍｍ）
Ｒ１１：第１レンズの第１面の曲率半径（ｍｍ）
Ｒ１２：第１レンズの第２面の曲率半径（ｍｍ）
Ｒ２１：第２レンズの第１面の曲率半径（ｍｍ）
Ｒ２２：第２レンズの第２面の曲率半径（ｍｍ）
Ｒ３１：第３レンズの第１面の曲率半径（ｍｍ）
Ｒ３２：第３レンズの第２面の曲率半径（ｍｍ）
Ｅ１：第１レンズと第２レンズの間隔（ｍｍ）
Ｅ２：第２レンズと第３レンズの間隔（ｍｍ）
ｄ１：第１レンズの厚さ（ｍｍ）
ｄ２：第２レンズの厚さ（ｍｍ）
ｄ３：第３レンズの厚さ（ｍｍ）
ｎ１：第１レンズの使用波長に対する屈折率
ｎ２：第２レンズの使用波長に対する屈折率
ｎ３：第３レンズの使用波長に対する屈折率
ｎｄ：光ディスク基板の使用波長に対する屈折率
ｔ：情報記録面上の光ディスク基板の厚さ（ｍｍ）
ＷＤ：作動距離（ｍｍ）
ＮＡ：レンズ開口数
ＡＢ：使用波長に対する３次球面収差（ｍλ）
ＣＡ：使用波長±１０ｎｍの範囲における色収差（μｍ／ｎｍ）
ＡＳ：光ディスクが０．７度傾いたときに発生する３次コマ収差が０ｍλになるように対物レンズを傾けて補正した場合に発生する３次非点収差（ｍλ）
ＬＡ：対物レンズを０．７度傾けたときに発生する３次非点収差
また、レンズの非球面形状は下記式（１）で表される。
2002027715.tif 000003
ただし、
2002027715.tif 000004
ｃｊ：第ｊ面のレンズ面頂点の曲率
（＝１／Ｒｊ、Ｒｊ：曲率半径）
ｋｊ：第ｊ面の円錐定数
Ａｊ，ｉ：第ｊ面のｉ次の非球面係数
本発明の実施の形態１の具体的数値例を以下に示す。第３レンズ４の第１面１０は上記式（１）によって表わされる非球面である。
Ｗ＝４０５
ｆ＝２．０
Ｒ１１＝３．０６
Ｒ１２＝−３．０６
Ｒ２１＝−３．０６
Ｒ２２＝−２９．００
Ｒ３１＝１．４０２９６９
Ｒ３２＝平面
Ｅ１＝０
Ｅ２＝１．０
ｄ１＝１．６２
ｄ２＝０．４
ｄ３＝１．９３１
ｎ１＝１．５３０１７
ｎ２＝１．７２９４９
ｎ３＝１．７７８５５
ｎｄ＝１．６１７３６
ｔ＝０．１
ＷＤ＝０．１５０
ＮＡ＝０．８５
ｋ１＝−１．０４３３３２×１０−０
Ａ１，４＝３．９１７１３５×１０−２
Ａ１，６＝８．８８４５０７×１０−３
Ａ１，８＝−３．４３９６９×１０−３
Ａ１，１０＝６．０７０７３６×１０−３
Ａ１，１２＝−３．００２０２６×１０−３
（上記非球面係数の第１面とは、第３レンズの第１面である。）
ＡＢ＝１．１
ＣＡ＝０．０５
ＡＳ＝２．４
ＬＡ＝２．４
本実施の形態の対物レンズを用いれば、光ディスクがそりなどにより０．７度程度傾いて発生する３次コマ収差を、例えばティルトアクチュエータにより対物レンズを傾けることで補正したとき、補正後に残存する３次非点収差は２．４ｍλと実用上問題のない程度に小さい。従って、本発明の対物レンズを用いることで良好に記録・再生が可能となる。
また、第１レンズと第２レンズにより４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲における色収差が０．０５μｍ／ｎｍとなっているため、スペクトル幅が大きな半導体レーザ光源を用いても収差が発生しにくい。
また、第１レンズと第２レンズとの間隔を０とし、貼り合わせで使用するため、レンズ調整が一カ所ですみ、調整しやすい。
また、第３レンズの第２面は、光束有効径の小さい面であり、加工に精度が要求されるが、本実施の形態では平面であるので精度の高い加工が可能となる。
また、５３ｄ＋１６Ｒ−６９ｆ＝＋１３であり、−２０＜５３ｄ＋１６Ｒ−６９ｆ＜２０を満たしているため、光ディスクの傾きによって発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けて補正した場合に発生する３次非点収差を小さくできる。
さらに、第１レンズの屈折率が、１．５４以下で、第２レンズの屈折率が１．７以上で、第１レンズの曲率半径が３．３ｍｍ以下であることから、効果的に色収差が低減される。
また、第３レンズの屈折率が１．６８以上であるので、第３レンズの第１面の中心曲率半径を大きく取ることができ、加工が容易である。また、第３レンズのレンズ厚が１．８５ｍｍ以上であるので、光ディスクの傾きによって発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けて補正した場合に発生する３次非点収差を小さくできる。同時に、第１，第２レンズと第３レンズの横ずれ公差が緩和され、組み立てがしやすくなっている。
（実施の形態２）
図２は本発明の光ディスク用光学系を構成する実施の形態２にかかる対物レンズの光路図である。
本実施の形態の対物レンズは、光源側から順に、第１レンズ２２，第２レンズ２３，第３レンズ２４が順に配列されてなり、第１レンズ２２と第２レンズ２３とは接合面２８で貼り合わされている。第１レンズ２２及び第２レンズ２３はいずれも球面レンズであり、第３レンズ２４は、光源側の面３０を非球面、光ディスク側の面３１を平面とする非球面レンズである。
図２に示すように平行光束２１は、第１レンズ２２に光源側の面である第１面２７から入射し、第２レンズとの接合面２８を通過し、第２レンズ２３に入射し、情報記録面側の面である第２レンズの第２面２９から出射した後、第３レンズ２４に第１レンズ側の面である第１面３０から入射し、情報記録面側の面である第２面３１から出射する。その後、光ディスク２５上の情報記録面２６上に集光される。
本発明の実施の形態２の対物レンズの具体的な数値例を示す。なお、対物レンズを構成するレンズは光源側から順に第１、第２、第３と数え、また各レンズにおいて光源側の面を第１面、光ディスク側の面を第２面とする。また、光ディスクは平行平板とする。また、以下の数値例において使用する記号は実施の形態１で説明したのと同一である。第３レンズ２４の第１面３０は上記式（１）によって表わされる非球面である。
Ｗ＝４０５
ｆ＝１．８
Ｒ１１＝２．５
Ｒ１２＝−２．５
Ｒ２１＝−２．５
Ｒ２２＝−４０．０
Ｒ３１＝１．１４３０３３４
Ｒ３２＝平面
Ｅ１＝０
Ｅ２＝０．６８
ｄ１＝２．０
ｄ２＝０．４
ｄ３＝１．５６９９
ｎ１＝１．４９８９２
ｎ２＝１．７４１８８
ｎ３＝１．７７８５５
ｎｄ＝１．６１７３６
ｔ＝０．１
ＷＤ＝０．１５０
ＮＡ＝０．８５
ｋ１＝−９．２４２２５５×１０−１
Ａ１，４＝５．９０４６８７×１０−２
Ａ１，６＝２．００３２１２×１０−２
Ａ１，８＝−８．１８０６７７×１０−３
Ａ１，１０＝２．２４０８７８×１０−２
Ａ１，１２＝−１．７２５６０７×１０−２
（上記非球面係数の第１面とは、第３レンズの第１面である。）
ＡＢ＝０．８
ＣＡ＝０．０２
ＡＳ＝０．２
ＬＡ＝６．１
本実施の形態の対物レンズを用いれば、光ディスクがそりなどにより０．７度程度傾いて発生する３次コマ収差を、例えばティルトアクチュエータにより対物レンズを傾けることで補正したとき、補正後に残存する３次非点収差は０．２ｍλと実用上問題のない程度に小さい。従って、本発明の対物レンズを用いることで良好に記録・再生が可能となる。
また、第１レンズと第２レンズにより４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲における色収差が０．０２μｍ／ｎｍとなっているため、スペクトル幅が大きな半導体レーザ光源を用いても収差が発生しにくい。
また、第１レンズと第２レンズとの間隔を０とし、貼り合わせで使用するため、レンズ調整が一カ所ですみ、調整しやすい。
また、第３レンズの第２面は、光束有効径の小さい面であり、加工に精度が要求されるが、本実施の形態では平面であるので精度の高い加工が可能となる。
また、５３ｄ＋１６Ｒ−６９ｆ＝−１であり、−２０＜５３ｄ＋１６Ｒ−６９ｆ＜２０を満たしているため、光ディスクの傾きによって発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けて補正した場合に発生する３次非点収差を小さくできる。
さらに、第１レンズの屈折率が、１．５以下で、第２レンズの屈折率が１．７４以上で、第１レンズの曲率半径が２．６ｍｍ以下であることから、効果的に色収差が低減される。
また、第３レンズの屈折率は１．７７以上であるので、第３レンズの第１面の中心曲率半径を大きく取ることができ、加工が容易である。また、第３レンズのレンズ厚が１．４５ｍｍ以上であるので、光ディスクの傾きによって発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けて補正した場合に発生する３次非点収差を小さくできる。同時に、第１，第２レンズと第３レンズの横ずれ公差が緩和され、組み立てがしやすくなっている。
（実施の形態３）
図３は本発明の光ディスク用光学系を構成する実施の形態３にかかる対物レンズの光路図である。
本実施の形態の対物レンズは、光源側から順に、第１レンズ４２と第２レンズ４３が順に配列されてなる。第１レンズ４２は光源側を凸とするメニスカス形状を有し、第２レンズ４３は、光ディスク側を平面、光源側を凸とする平凸形状を有する。
図３に示すように平行光束４１は、第１レンズ４２に光源側の面である第１面４６から入射し、第２レンズ側の面である第２面４７から出射した後、第２レンズ４３に第１レンズ側の面である第１面４８から入射し、情報記録面側の面である第２面４９から出射する。その後、光ディスク４４上の情報記録面４５上に集光される。
本発明の実施の形態３の対物レンズの具体的な数値例を示す。なお、対物レンズを構成するレンズは光源側から順に第１、第２と数え、また各レンズにおいて光源側の面を第１面、光ディスク側の面を第２面とする。また、光ディスクは平行平板とする。また、以下の数値例において使用する記号は実施の形態１で説明したのと同一である。第１レンズ４２の第１面４６と第２レンズ４３の第１面４８は上記式（１）によって表わされる非球面である。また、第１レンズ４２、第２レンズ４３はともに樹脂材料からなる。
Ｗ＝４０５
ｆ＝２．０
Ｒ１１＝２．１４０
Ｒ１２＝１３．８００
Ｒ２１＝１．０４９０９４４
Ｒ２２＝平面
Ｅ１＝１．２００
ｄ１＝１．３
ｄ２＝１．２４８４
ｎ１＝１．５５９９０
ｎ２＝１．５５９９０
ｎｄ＝１．６１７３６
ｔ＝０．１
ＷＤ＝０．１５０
ＮＡ＝０．８５
ｋ１＝−５．６５７２９０×１０−１
Ａ１，４＝１．５０６７４１×１０−３
Ａ１，６＝１．８５１７６５×１０−４
Ａ１，８＝−２．１３７１９９×１０−４
Ａ１，１０＝８．２５５４１７×１０−５
Ａ１，１２＝−１．８８９４７８×１０−５
ｋ３＝−８．４２５９９１×１０−１
Ａ３，４＝７．１１６０９５×１０−２
Ａ３，６＝４．０１３８９８×１０−２
Ａ３，８＝−２．７７２６４９×１０−２
Ａ３，１０＝７．７３１８８７×１０−２
Ａ３，１２＝−３．４８０６６０×１０−２
（上記非球面係数の第１面とは第１レンズの第１面であり、第３面とは第２レンズの第１面である。）
ＡＢ＝３．６
ＡＳ＝０．３
ＬＡ＝２．６
本実施の形態の対物レンズを用いれば、光ディスクがそりなどにより０．７度程度傾いて発生する３次コマ収差を、例えばティルトアクチュエータにより対物レンズを傾けることで補正したとき、補正後に残存する３次非点収差は０．３ｍλと実用上問題のない程度に小さい。従って、本発明の対物レンズを用いることで良好に記録・再生が可能となる。
また、第２レンズの第２面は、光束有効径の小さい面であり、加工に精度が要求されるが、本実施の形態では平面であるので精度の高い加工が可能となる。
さらに、レンズ材料がともに樹脂であり、２枚構成であることから、軽量化が実現でき、アクチュエータの負担を軽減することが出来る。
また、樹脂材料であることから、レンズ表面に回折格子を付加しやすく、回折格子の付加により色収差を更に小さくすることも可能となる。
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４にかかる光ディスク用光学系及び光ヘッド装置の構成図である。
図４において、半導体レーザモジュール６１から出射した発散光束６２は、コリメートレンズ６３により略平行光束６４に変換される。平行光束６４は、折り曲げ（立ち上げ）ミラー６５により光路の向きを変えられ、対物レンズ６６を構成する第１レンズ６７、第２レンズ６８、第３レンズ６９を順に透過して、光ディスク７０の基板を通って情報記録面７１上に集光される。情報記録面７１に形成された反射率の違う信号により集光スポットの反射光強度は変調を受ける。情報記録面７１で反射されたレーザ光は、もとの光路を辿って半導体モジュール６１に戻る。ここで、半導体レーザモジュール６１は、光源、受光素子、及び往路の光と復路の光とを分離する光束分離光学系を有する。また、対物レンズ６６は実施の形態１で説明した対物レンズであり、第１レンズ６７、第２レンズ６８、第３レンズ６９はレンズ鏡筒７２により固定されている。鏡筒７２を動かすアクチュエータ７３は、鏡筒７２をトラッキング方向と、フォーカス方向に駆動し、対物レンズ６６を最適位置に調整するだけでなく、光ディスク７０の表面の傾きに応じて鏡筒７２を光軸に対して傾ける方向にも駆動する。
光ディスク７０に反りや傾きがあると３次コマ収差が発生する。このとき、対物レンズ６６の鏡筒７２を搭載しているアクチュエータ７３が、光ディスク７０の傾き量あるいはこれによって発生した３次コマ収差量に応じて対物レンズ６６を傾ける。これにより、３次コマ収差を補正することができる。光ディスク７０の傾き量あるいはこれによって発生する３次コマ収差量の検出方法、及び対物レンズ６６を傾けるアクチュエータ７３の具体的構成は、特に限定はなく、周知の構成を取ることができる。
対物レンズ６６を傾けるアクチュエータ７３の具体的構成としては、例えば図６Ａ，図６Ｂに示したのと同様の構成を採ることができる。図６Ａ，図６Ｂに示した永久磁石及びコイルを光ディスクの接線方向及び半径方向にそれぞれ一対ずつ設置すれば、対物レンズを光ディスクに対して任意の方向に傾斜させることができる。なお、光ディスクの傾きによる有害な３次コマ収差は、通常接線方向の光ディスクの傾きによって発生することが多いから、永久磁石及びコイルを接線方向のみに一対設置するだけでも、光ディスクの傾きによって生じる３次コマ収差の大部分を補正することが可能である。なお、対物レンズ６６に傾きを付与するアクチュエータ７３の構成は図６Ａ，図６Ｂに示したものに限定されないことはいうまでもない。
なお、本実施の形態では、対物レンズ６６として実施に形態１で説明した３枚構成の対物レンズを用いたが、実施の形態２で説明した３枚構成の対物レンズや、実施の形態３で説明した２枚構成の対物レンズであっても良い。
また、本実施の形態では、光源として半導体モジュールを用いたが、レーザ光源と、光束分離光学系と、受光素子とが分離されていてもよい。また、本発明の実施の形態では、対物レンズ６６の第１レンズ６７と第２レンズ６８と第３レンズ６９は鏡筒７２を介して固定されているが、必ずしも固定されている必要はない。
また、本実施の形態では本発明の光ヘッド装置を光ディスクに対して直接記録及び／又は再生する光ディスク装置に用いた例を説明したが、このほかにも例えばＤＶＤなどの原盤を記録するためのレーザービームレコーダーに用いても良い。
本発明の光ドライブ装置は、上記実施の形態４の光ヘッド装置を備え、更に光ディスクを回転させる機構、光ヘッド装置を光ディスクの半径方向に移動させる機構、これらの機構を駆動し制御する回路などを備えて構成される。光ドライブ装置の、光ヘッド装置を除く構成は特に限定されず、周知の構成を採ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、２枚構成あるいは３枚構成の対物レンズにおいて、対物レンズを光軸に対して傾けた場合に、３次非点収差の発生量が小さく抑えられているために、又は、光ディスクが傾いたときに発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けてキャンセルした場合に、３次非点収差の発生量が小さく抑えられているために、記録及び／又は再生中に光ディスクの傾きが生じても良好に記録及び／又は再生を行なうことができる。
以上に説明した実施の形態は、いずれもあくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、その発明の精神と請求の範囲に記載する範囲内でいろいろと変更して実施することができ、本発明を広義に解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態１にかかる３枚構成の対物レンズを示す構成図である。
図２は、本発明の実施の形態２にかかる３枚構成の対物レンズを示す構成図である。
図３は、本発明の実施の形態３にかかる２枚構成の対物レンズを示す構成図である。
図４は、本発明の実施の形態４にかかる光ディスク用光学系及び光ヘッド装置を示す構成図である。
図５は、従来の光ヘッド装置を示す構成図である。
図６Ａは対物レンズアクチュエータのフォーカス調整の動作を説明するための断面図、図６Ｂは対物レンズアクチュエータのチルト調整の動作を説明するための断面図である。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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