JP2002236252A

JP2002236252A - 対物レンズ、カップリングレンズ、集光光学系、光ピックアップ装置及び記録・再生装置

Info

Publication number: JP2002236252A
Application number: JP2001256422A
Authority: JP
Inventors: Toru Kimura; 徹木村; Nobuyoshi Mori; 伸芳森
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】対物レンズの高開口数化に対応した高性能な
対物レンズ、軸上色収差を補正可能な簡易で安価な構成
のカップリングレンズ、更に、各光学面で発生する球面
収差の変動を効果的に補正できる集光光学系及び光ピッ
クアップ装置を提供する。【解決手段】対物レンズは、光源側から順に配置され
た正屈折力の第１レンズと正屈折力の第２レンズとから
なり、第１レンズおよび第２レンズはそれぞれ比重が
２．０以下の材料またはプラスチック材料から形成さ
れ、次式を満たす。ＮＡ≧０．７０（ＮＡ：光情報記録
媒体の記録または再生を行うのに必要な所定の像側開口
数）。カップリングレンズは、光源からの発散光束の発
散度を変換し、対物レンズへ入射させ、使用波長より１
０ｎｍ短い波長に対し焦点距離が長くなるように軸上色
収差を過剰補正した。集光光学系及びピックアップ装置
は、上述の対物レンズ及びカップリングレンズを備え、
更に球面収差補正手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録媒体の
記録及び再生の少なくとも一方のための対物レンズ、カ
ップリングレンズ、集光光学系、光ピックアップ装置及
び記録・再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、短波長赤色半導体レーザの実用化
に伴い、従来の光ディスク（光情報記録媒体ともいう）
である、ＣＤ（コンパクトディスク）と同程度の大きさ
で大容量化させた高密度の光ディスクであるＤＶＤ（デ
ジタルバーサタイルディスク）が開発・製品化されてい
るが、近い将来には、より高密度な次世代の光ディスク
が登場することが予想される。このような次世代の光デ
ィスクを媒体とした光情報記録再生装置の光学系では、
記録信号の高密度化を図るため、或いは高密度記録信号
を再生するため、対物レンズを介して情報記録面上に集
光するスポットの径を小さくすることが要求される。そ
のためには、光源であるレーザの短波長化や対物レンズ
の高開口数（ＮＡ）化が必要となる。短波長レーザ光源
としてその実用化が期待されているのは、発振波長４０
０ｎｍ程度のＧａＮ系青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨ
Ｇレーザである。

【０００３】このような次世代の高密度光ピックアップ
として、青紫色半導体レーザ光源と、ＮＡが０．８５程
度まで高められた２群構成のガラス製対物レンズを用い
た光ピックアップの研究・開発が進んでいる。上述の対
物レンズは、光線に対する屈折力を４つの面に分配し、
各屈折面での収差発生量を小さく抑えることで、高ＮＡ
化に対応したものであるが、レンズ体積の大きい２群構
成の対物レンズを比重の大きいガラス材料から形成した
場合、レンズ総重量が大きくなるので、フォーカシング
／トラッキング用の２軸アクチュエータの高性能化や大
型化が要求されて、その結果、コストの上昇や消費電力
の増加等が招来される。

【０００４】また、対物レンズの焦点深度ｄ、すなわち
フォーカシングの際にアクチュエータに許容される対物
レンズのフォーカシング誤差は、ｋを比例定数、λを波
長、ＮＡを像側開口数としたとき、ｄ＝ｋ・λ／ＮＡ²
で表されるが、ＤＶＤ用の対物レンズ（ＮＡ＝０．６
０、λ＝６５０ｎｍ）と次世代光デイスク用の対物レン
ズの一例としてのＮＡ＝０．８５、λ＝４００ｎｍとを
比較してみると、後者の方が、３．２６倍焦点深度が小
さい。したがって、次世代光ディスク用の対物レンズの
アクチュエータには従来のアクチュエータに比して、よ
り高い精度が要求されるとともに、対物レンズには軽量
化が要求される。この観点からも、高い精度で位置制御
するのが困難である、慣性、重量の大きいガラス製の２
群構成の対物レンズは次世代の光ピックアップ用の対物
レンズとしては不向きである。

【０００５】一般に、対物レンズのＮＡが大きくなるほ
ど、また、使用波長が短波長になるほど、同量の製造誤
差に対する収差の発生量は大きくなるので、製造誤差に
対する十分な公差を確保するためには、大きなワーキン
グディスタンスの確保が困難となる。焦点距離を大きく
すれば、高ＮＡ対物レンズであっても、大きなワーキン
グディスタンスを確保することは可能であるが、この場
合、光ピックアップが大型化してしまうので実用上好ま
しくない。このような理由から、従来の光ディスク用の
対物レンズに比してワーキングディスタンスの小さくな
りがちな高ＮＡの対物レンズでは、より軽量であること
が要求される。なぜなら、高ＮＡの対物レンズをガラス
材料から形成すると、重量が大きいので、光ディスクと
接触した場合に情報記録面が破損する恐れがあるからで
ある。

【０００６】プラスチック材料を使用することで、レン
ズ重量を小さく抑えた高ＮＡの２群構成対物レンズとし
て、特開平１０−１０４５０７号公報に記載のＰＭＭＡ
より形成された対物レンズ（ＮＡ＝０．７５、λ＝６５
０ｎｍ）があるが、ＰＭＭＡは飽和吸水率が２．０％と
大きいので、光ディスク用の対物レンズの材料としては
不向きである。特に、吸水による結像性能への影響が大
きく現れる高ＮＡ対物レンズをＰＭＭＡから形成した場
合、実用上使用不可能となる恐れがある。また、次世代
の光ピックアップは、録再型での実用化が期待されてお
り、その光学系には高い光利用効率が要求されるが、上
記のＰＭＭＡは４００ｎｍにおける透過率が低いので、
次世代の光ピックアップ光学系用のレンズ材料としては
不向きである。

【０００７】ところで、光源の短波長化や対物レンズの
高ＮＡ化が図られてくると、ＣＤやＤＶＤのごとき従来
の光ディスクに対して情報の記録または再生を行うよう
な、比較的長波長の光源と低開口数の対物レンズとの組
み合わせからなる光ピックアップではほとんど無視でき
た問題でもより顕在化されることが予想される。

【０００８】その１つが単色性が悪い光源、あるいは波
長が急激に変動する光源の微少な発振波長の変動により
対物レンズで生じる軸上色収差の問題である。一般の光
学レンズ材料の微少な波長変動による屈折率変化は、短
波長を取り扱うほど大きくなる。そのため、微少な波長
変動により生じる焦点のデフォーカス量は大きくなる
が、対物レンズの焦点深度はｋ・λ／ＮＡ²で表される
ことからわかるように、使用波長が短いほど焦点深度が
小さくなり僅かなデフォーカス量も許されない。従っ
て、単色性が悪い光源あるいは波長が急激に変動する光
源であって短波長の光源、及び高開口数の対物レンズを
用いた光ピックアップ光学系では、対物レンズの軸上色
収差の補正が重要となる。光源の単色性が悪い例とし
て、半導体レーザへの戻り光によるノイズを低減するた
めに、高周波重畳をかけることで発振波長に微少な波長
幅を持たせる場合が挙げられる。また、上述の軸上色収
差は、光源の波長変動が、対物レンズのフォーカシング
が追従できないほど瞬時的に起こる場合にも問題となる
が、このような瞬時的な波長変動の例として、半導体レ
ーザの発振モードが瞬時的に変化することで発振波長が
変動するモードホッピング現象がある。

【０００９】また、光源側のレンズをプラスチック製の
回折レンズとすることで軸上色収差を補正したＮＡが
０．８５である２群構成の対物レンズが特開平１１−１
７４３１８号公報に記載されており、同公報には好まし
いプラスチック材料として、ＰＭＭＡ、ＳＡＮ、ＰＣ、
ＰＳ等を挙げているが、これらのプラスチック材料は、
最も飽和吸水率の小さいＰＳであっても０．２％である
ので、高ＮＡ対物レンズの材料としては不向きである。
また、ＳＡＮ、ＰＣ、ＰＳは、アッベ数が３０前後と分
散が大きいので、屈折作用により発生する軸上色収差を
補正するためにより大きな回折パワーが必要となり、例
えば回折面を輪帯構造としたときの輪帯間隔の最小値が
小さくなるので、輪帯の形状誤差による回折効率低下が
招来される。さらに、ＳＡＮ、ＰＣ、ＰＳは、複屈折が
大きいので、射出成形法により作製するレンズの材料と
しては好ましくない。

【００１０】更に、光源の短波長化と対物レンズの高Ｎ
Ａ化において顕在化する別の問題は、温度・湿度変化に
よる光ピックアップ光学系の球面収差の変動である。す
なわち、光ピックアップ光学系において一般的に使用さ
れているプラスチックレンズは、温度や湿度変化をうけ
て変形しやすく、また、屈折率が大きく変化する。従来
の光ピックアップ光学系ではそれほど問題にならなかっ
た、屈折率変化による球面収差の変動も、光源の短波長
化と対物レンズの高ＮＡ化においては無視できない量と
なる。

【００１１】更に、光源の短波長化と対物レンズの高Ｎ
Ａ化において顕在化する別の問題は、光ディスクの保護
層（透明基板ともいう）の厚み誤差に起因する光ピック
アップ光学系の球面収差の変動である。保護層の厚み誤
差により生じる球面収差は、対物レンズのＮＡの４乗に
比例して発生することが知られている。従って、ＮＡが
０．８５程度の対物レンズを用いた場合には、数μｍの
保護層の厚さ誤差に対しても、許容できない程の球面収
差が発生する。現在の光デイスクの製造技術では、数μ
ｍの厚さ誤差で保護層を形成するのは困難であるので、
光ピックアップ光学系において保護層の厚み誤差により
生じる球面収差を補正する手段を設ける必要がある。

【００１２】更に、光源の短波長化と対物レンズの高Ｎ
Ａ化において顕在化する別の問題は、光源の微少な波長
の変化によって対物レンズで発生する球面収差の変動で
ある。短波長領域では、設計波長からの微少なずれであ
っても、レンズ材料の屈折率が大きく変化するために対
物レンズで球面収差が発生する。このとき発生する球面
収差の大きさは、波長が短くなるほど、また対物レンズ
のＮＡが大きくなるほど大きくなる傾向がある。すなわ
ち、短波長光源と高ＮＡの対物レンズを使用する次世代
の光ピックアップでは、製造誤差によって設計波長から
ずれた光源が使用できず、光源の選別による工数の増大
やコストの上昇が招来される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来技術の問題に鑑み、対物レンズの高開口数（Ｎ
Ａ）化に対応し、高性能な対物レンズでありながら従来
のプラスチックの単レンズと同様で安価で軽量な対物レ
ンズを提供することを目的とする。

【００１４】また、プラスチック材料から形成された２
枚の正レンズからなる高ＮＡの対物レンズであっても，
利用可能な温度範囲が大きい光情報記録媒体の記録およ
び／または再生用の対物レンズを提供することを目的と
する。

【００１５】また、２枚の正レンズからなる高ＮＡの対
物レンズであっても、小径でかつワーキングディスタン
スが大きい光情報記録媒体の記録および／または再生用
の対物レンズを提供することを目的とする。

【００１６】また、５００ｎｍ以下の短波長領域におけ
る内部透過率が高く、かつ飽和吸水率が小さいプラスチ
ック材料から形成された、２枚の正レンズからなる高Ｎ
Ａの対物レンズを提供することを目的とする。

【００１７】また、レーザ光源のモードホップ現象や高
周波重畳による対物レンズで発生する軸上色収差を補正
可能な簡易で安価な構成のカップリングレンズを提供す
ることを目的とする。

【００１８】また、レーザ光源の発振波長変化、温度・
湿度変化、光情報記録媒体の透明基板の厚みの誤差等に
起因して光ピックアップ装置の各光学面で発生する球面
収差の変動を簡易な構成で効果的に補正できる集光光学
系及び光ピックアップ装置を提供することを目的とす
る。

【００１９】また、レーザ光源のモードホップ現象や高
周波重畳に起因して対物レンズで発生する軸上色収差を
効果的に補正できる集光光学系及び光ピックアップ装置
を提供することを目的とする。

【００２０】更に、短波長レーザ光源と高開口数の対物
レンズとを備え、透明基板を挟んで複数の記録層を有す
る光情報記録媒体に対して情報の記録または再生を行う
ことができる集光光学系、光ピックアップ装置及び記録
・再生装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の対物レンズは、光情報記録媒体の
記録および／または再生用の対物レンズであって、光源
側から順に配置された正屈折力の第１レンズと正屈折力
の第２レンズとからなり、前記第１レンズおよび前記第
２レンズはそれぞれ比重が２．０以下の材料から形成さ
れ、次式（１）を満たすことを特徴とする。

【００２２】ＮＡ≧０．７０（１）但し、ＮＡ：光情報記録媒体の記録または再生を行うの
に必要な所定の像側開口数

【００２３】また、請求項２に記載の対物レンズは、光
情報記録媒体の記録および／または再生用の対物レンズ
であって、光源側から順に配置された正屈折力の第１レ
ンズと正屈折力の第２レンズとからなり、前記第１レン
ズおよび前記第２レンズはそれぞれプラスチック材料か
ら形成され、次式（２）を満たすことを特徴とする。

【００２４】ＮＡ≧０．７０（２）但し、ＮＡ：光情報記録媒体の記録または再生を行うの
に必要な所定の像側開口数

【００２５】また、請求項３に記載の対物レンズは、光
情報記録媒体の記録および／または再生用の対物レンズ
であって、光源側から順に配置された正屈折力の第１レ
ンズと正屈折力の第２レンズとからなり、前記第１レン
ズおよび前記第２レンズはそれぞれ比重が２．０以下の
材料から形成され、少なくとも１つの光学面上に輪帯状
の回折構造を有し、次式（３）、（４）を満たすことを
特徴とする。

【００２６】 νｄｉ≦６５．０（３）ＮＡ≧０．７０（４）但し、νｄｉ：第ｉレンズのｄ線のアッベ数（ｉ＝１お
よび２）ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行う
のに必要な所定の像側開口数

【００２７】また、請求項４に記載の対物レンズは、光
情報記録媒体の記録および／または再生用の対物レンズ
であって、光源側から順に配置された正屈折力の第１レ
ンズと正屈折力の第２レンズとからなり、前記第１レン
ズおよび前記第２レンズはそれぞれプラスチック材料か
ら形成され、少なくとも１つの光学面上に輪帯状の回折
構造を有し、次式（５）、（６）を満たすことを特徴と
する。

【００２８】 νｄｉ≦６５．０（５）ＮＡ≧０．７０（６）但し、νｄｉ：第ｉレンズのｄ線のアッべ数（ｉ＝１お
よび２）ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うのに必要
な所定の像側開口数

【００２９】また、請求項５に記載の対物レンズは、請
求項３または４において、前記回折構造が形成された光
学面を光源側から順に、第１回折面、第２回折面、・・
・、第Ｎ回折面と呼ぶとき、前記第ｉ回折面に形成され
た回折構造で発生する回折光のうち最大の回折光量をも
つ回折光の次数をｎｉ、前記第ｉ回折面の有効径内にお
ける輪帯数をＭｉ、前記第ｉ回折面の有効径内における
輪帯間隔の最小値をＰｉ（ｍｍ）、対物レンズ全系の焦
点距離をｆ（ｍｍ）、及び使用波長をλ（ｍｍ）とした
とき、次の数２に示す式（７）を満たすことを特徴とす
る。

【００３０】

【数２】

【００３１】また、請求項６に記載の対物レンズは、請
求項３乃至５のいずれか１項において、前記回折構造で
発生するｎ次回折光量が他のいずれの次数の回折光量よ
りも大きく、前記光情報記録媒体に対する情報の記録お
よび／または再生するために、前記回折構造で発生した
ｎ次回折光を光情報記録媒体の情報記録面に集光するこ
とができることを特徴とする。ここで、ｎは０、±１以
外の整数である。

【００３２】また、請求項７に記載の対物レンズは、請
求項３乃至６のいずれか１項において、前記回折面のう
ち少なくとも１つの回折面は、ｎを０、±１以外の整数
としたとき、該回折面で発生する回折光のうち、ｎ次回
折光の回折光量が他のいずれの次数の回折光の回折光量
よりも大きくなるように各回折輪帯の光軸方向の段差量
が決定されていることを特徴とする。

【００３３】また、請求項８に記載の対物レンズは、請
求項１乃至７のいずれか１項において、次式（８）を満
たすことを特徴とする。

【００３４】ＮＡ≧０．８０（８）

【００３５】また、請求項９に記載の対物レンズは、請
求項１乃至８のいずれか１項において、前記第１レンズ
の最も光源側の面を第１面、前記第１レンズの最も光情
報記録媒体側の面を第２面、前記第２レンズの最も光源
側の面を第３面と呼ぶとき、前記第１面から前記第３面
のうち、少なくとも２つの面が非球面であることを特徴
とする。

【００３６】また、請求項１０に記載の対物レンズは、
請求項１乃至９のいずれか１項において、次式（９）を
満たすことを特徴とする。

【００３７】１．２≦ｆ１／ｆ２≦３．３（９）但し、ｆｉ：第ｉレンズの焦点距離（ｉ＝１および２）

【００３８】また、請求項１１に記載の対物レンズは、
請求項１乃至ｌ０のいずれか１項において、次式（１
０）を満たすことを特徴とする。

【００３９】０．３≦（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）≦３．２（１０）但し、ｒｉ：第ｉ面の近軸曲率半径（ｉ＝１および２）

【００４０】また、請求項１２に記載の対物レンズは、
光情報記録媒体の記録および／または再生用の対物レン
ズであって、光源側から順に配置された正屈折力の第１
レンズと正屈折力の第２レンズとからなり、前記第１レ
ンズおよび前記第２レンズはそれぞれプラスチック材料
から形成され、次式（１１）を満たすことを特徴とす
る。

【００４１】０．０９≦ＷＤ／ｆ≦０．２４（１１）但し、ＷＤ：前記対物レンズのワーキングディスタンス
（ｍｍ）ｆ：前記対物レンズの全系の焦点距離（ｍｍ）

【００４２】また、請求項１３に記載の対物レンズは、
請求項１２において、次式（１２）を満たすことを特徴
とする。

【００４３】ＮＡ≧０.７０（１２）但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うの
に必要な所定の像側開口数

【００４４】また、請求項１４に記載の対物レンズは、
光情報記録媒体の記録および／または再生用の対物レン
ズであって、光源側から順に配置された正屈折力の第１
レンズと正屈折力の第２レンズとからなり、次式（１
３）、（１４）を満たすことを特徴とする。

【００４５】ＮＡ≧０．７０（１３）

【００４６】０．０７≦ＷＤ／ＥＮＰ≦０．２０（１４）但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うの
に必要な所定の像側開口数ＷＤ：前記対物レンズのワーキングディスタンス（ｍ
ｍ）ＥＮＰ：前記対物レンズの入射瞳径（ｍｍ）

【００４７】また、請求項１５に記載の対物レンズは、
光情報記録媒体の記録および／または再生用でありかつ
５００ｎｍ以下の波長の光を発生する光源を有する光ピ
ックアップ装置用の対物レンズであって、光源側から順
に配置された正屈折力の第１レンズと正屈折力の第２レ
ンズとからなり、前記第１レンズおよび前記第２レンズ
はそれぞれプラスチックの材料から形成され、前記プラ
スチック材料は、厚さが３ｍｍにおける、光源が発生す
る光の波長での内部透過率が９０％以上であって、前記
プラスチック材料は、飽和吸水率が０．１％以下であっ
て、次式（１５）を満たすことを特徴とする。

【００４８】ＮＡ≧０．７０（１５）但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うの
に必要な所定の像側開口数

【００４９】また、請求項１６に記載の対物レンズは、
請求項１２乃至１５のいずれか１項において、次式（１
６）を満たすことを特徴とする。

【００５０】ＮＡ≧０．８０（１６）

【００５１】また、請求項１７に記載の対物レンズは、
請求項１２乃至１６のいずれか１項において、前記第１
レンズの最も光源側の面を第１面、前記第１レンズの最
も光情報記録媒体側の面を第２面、前記第２レンズの最
も光源側の面を第３面と呼ぶとき、前記第１面から前記
第３面のうち、少なくとも２つの面が非球面であること
を特徴とする。

【００５２】また、請求項１８に記載の対物レンズは、
請求項１２乃至１７のいずれか１項において次式（１
７）を満たすことを特徴とする。

【００５３】１．２≦ｆ１／ｆ２≦５．０（１７）但し、ｆｉ：第ｉレンズの焦点距離（ｉ＝１および２）

【００５４】また、請求項１９に記載の対物レンズは、
請求項１２乃至１８のいずれか１項において、次式（１
８）を満たすことを特徴とする。

【００５５】０．３≦（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）≦４．８（１８）但し、ｒｉ：第ｉ面の近軸曲率半径（ｉ＝１および２）

【００５６】また、請求項２０に記載の対物レンズは、
請求項１乃至１９のいずれか１項において、次式（１
９）を満たすことを特徴とする。

【００５７】 −０．１５＜（Ｘ１’−Ｘ３’）／（（ＮＡ）⁴・ｆ）＜０．１０（１９）ここで、Ｘ１’およびＸ２’は以下の式（２０）、（２１）で与えられる。Ｘ１’＝Ｘ１・（Ｎ１−１）³／ｆ１（２０）Ｘ３’＝Ｘ３・（Ｎ２−１）³／ｆ２（２１）但し、Ｘ１：光軸に垂直で第１レンズの最も光源側の面
の頂点に接する平面と、有効径最周辺（上記ＮＡのマー
ジナル光線が入射する第１レンズの最も光源側の面上の
位置）における第１レンズの最も光源側の面との光軸方
向の差（ｍｍ）で、上記接平面を基準として光情報記録
媒体の方向に測る場合を正、光源の方向に測る場合を負
とする。Ｘ３：光軸に垂直で第２レンズの最も光源側の面の頂点
に接する平面と、有効径最周辺（上記ＮＡのマージナル
光線が入射する第２レンズの最も光源側の面上の位置）
における第２レンズの最も光源側の面との光軸方向の差
（ｍｍ）で、上記接平面を基準として光情報記録媒体の
方向に測る場合を正、光源の方向に測る場合を負とす
る。ｆ：前記対物レンズの全系の焦点距離（ｍｍ）Ｎ１：第１レンズ群の使用波長における屈折率Ｎ２：第２レンズ群の使用波長における屈折率

【００５８】また、請求項２１に記載の対物レンズは、
請求項２０において次式（２２）を満たすことを特徴と
する。

【００５９】 −０．０８＜（Ｘ１’−Ｘ３’）／（（ＮＡ）⁴・ｆ）＜０．０５（２２）

【００６０】また、請求項２２に記載の対物レンズは、
請求項１乃至１４及び１６乃至２１のいずれか１項にお
いて、５００ｎｍ以下の波長の光を発生する光源を有す
る光ピックアップ装置用の対物レンズであって、厚さが
３ｍｍにおける、光源が発生する光の波長での内部透過
率が８５％以上である材料から形成されていることを特
徴とする。

【００６１】また、請求項２３に記載の対物レンズは、
請求項２２において厚さが３ｍｍにおける、光源が発生
する光の波長での内部透過率が９０％以上である材料か
ら形成されていることを特徴とする。

【００６２】また、請求項２４に記載の対物レンズは、
請求項１乃至１４及び１６乃至２３のいずれか１項にお
いて、飽和吸水率が０．５％以下である材料から形成さ
れていることを特徴とする。

【００６３】また、請求項２５に記載の対物レンズは、
請求項２４において、飽和吸水率が０．１％以下である
材料から形成されていることを特徴とする。

【００６４】また、請求項２６に記載の対物レンズは、
請求項１乃至２５のいずれか１項において、情報の記録
および／または再生を行う光情報記録媒体の透明基板の
厚さが０．６ｍｍ以下であることを特徴とする。

【００６５】また、請求項２７に記載の集光光学系は、
光源と、前記光源から射出された光束を光情報記録媒体
の透明基板を介して情報記録面上に集光させる対物レン
ズと、を含む記録および／または再生用の集光光学系で
あって、前記対物レンズは請求項１乃至２６のいずれか
に記載の対物レンズであり、前記光源と前記対物レンズ
との間に、前記集光光学系の各光学面で発生する球面収
差の変動を補正する球面収差補正手段を設けたことを特
徴とする。

【００６６】また、請求項２８に記載の集光光学系は、
光源と、前記光源から射出された光束を光情報記録媒体
の透明基板を介して情報記録面上に集光させる対物レン
ズと、を含む記録および／または再生用の集光光学系で
あって、前記対物レンズは請求項１乃至２６のいずれか
に記載の対物レンズであり、前記光源と前記対物レンズ
との間に、温度・湿度変化に起因して前記集光光学系の
各光学面で発生する球面収差の変動を補正する球面収差
補正手段を設けたことを特徴とする。

【００６７】また、請求項２９に記載の集光光学系は、
光源と、前記光源から射出された光束を光情報記録媒体
の透明基板を介して情報記録面上に集光させる対物レン
ズと、を含む記録および／または再生用の集光光学系で
あって、前記対物レンズは請求項１乃至２６のいずれか
に記載の対物レンズであり、前記光源と前記対物レンズ
との間に、前記情報記録媒体の透明基板厚さの微少な変
動に起因して前記集光光学系の各光学面で発生する球面
収差の変動を補正する球面収差補正手段を設けたことを
特徴とする。

【００６８】また、請求項３０に記載の集光光学系は、
光源と、前記光源から射出された光束を光情報記録媒体
の透明基板を介して情報記録面上に集光させる対物レン
ズと、を含む記録および／または再生用の集光光学系で
あって、前記光情報記録媒体が同一の光束入射面側に透
明基板を挟んで複数の記録層を有し、前記対物レンズは
請求項１乃至２６のいずれかに記載の対物レンズであ
り、前記異なる記録層に集光させる際に前記対物レンズ
を光軸方向に変位させ、前記光源と前記対物レンズとの
間に、前記光情報記録媒体の光束入射面からそれぞれの
記録層までの透明基板厚さの差異に起因して発生する球
面収差の変動を補正する球面収差補正手段を設けたこと
を特徴とする。

【００６９】また、請求項３１に記載の集光光学系は、
光源と、前記光源から射出された光束を光情報記録媒体
の透明基板を介して情報記録面上に集光させる対物レン
ズと、を含む記録および／または再生用の集光光学系で
あって、前記対物レンズは請求項１乃至２６のいずれか
に記載の対物レンズであり、前記光源と前記対物レンズ
との間に、前記光源の発振波長の微少な変動に起因して
前記集光光学系の各光学面で発生する球面収差の変動を
補正する球面収差補正手段を設けたことを特徴とする。

【００７０】また、請求項３２に記載の集光光学系は、
光源と、前記光源から射出された光束を光情報記録媒体
の透明基板を介して情報記録面上に集光させる対物レン
ズと、を含む記録および／または再生用の集光光学系で
あって、前記対物レンズは請求項１乃至２６のいずれか
に記載の対物レンズであり、前記光源と前記対物レンズ
との間に、温度・湿度変化、前記情報記録媒体の透明基
板厚さの変動及び前記光源の発振波長の変動のうちの少
なくとも２つの組み合わせに起因して前記集光光学系の
各光学面で発生する球面収差の変動を補正する球面収差
補正手段を設けたことを特徴とする。

【００７１】また、請求項３３に記載の集光光学系は、
請求項３３乃至３８のいずれかにおいて前記球面収差補
正手段は屈折率分布が可変であることを特徴とする。

【００７２】また、請求項３４に記載の集光光学系は、
請求項２７乃至３２のいずれかにおいて前記球面収差補
正手段は、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚
の負レンズを含み、略平行に入射する光束を入射を略平
行に出射するビームエキスパンダの構成を有し、前記球
面収差補正手段に含まれる少なくとも１つのレンズが光
軸方向に沿って変位可能な可動要素に構成されているこ
とを特徴とする。

【００７３】また、請求項３５に記載の集光光学系は、
請求項３４において前記正レンズ及び前記負レンズが次
式（２３）を満たすことを特徴とする。

【００７４】 νｄＰ＞νｄＮ（２３）但し、νｄＰ：前記球面収差補正手段に含まれる正レン
ズのｄ線のアッベ数の平均値 νｄＮ：前記球面収差補正手段に含まれる負レンズのｄ
線のアッベ数の平均値

【００７５】また、請求項３６に記載の集光光学系は、
請求項３５において前記正レンズ及び前記負レンズが次
式（２４）、（２５）を満たすことを特徴とする。

【００７６】 νｄＰ＞５５．０（２４）

【００７７】 νｄＮ＜３５．０（２５）

【００７８】また、請求項３７に記載の集光光学系は、
請求項３６において前記球面収差補正手段に含まれる正
レンズのｄ線のアッベ数の平均値と、前記球面収差補正
手段に含まれる負レンズのｄ線のアッベ数の平均値との
差を△νとして以下の条件式（２６）を満足し、前記可
動要素は比重が２．０以下の材料から形成されることを
特徴とする。

【００７９】３０≦△ν≦５０（２６）

【００８０】また、請求項３８に記載の集光光学系は、
請求項３４において前記球面収差補正手段に含まれる全
ての正レンズのアッベ数が７０．０以下または前記球面
収差補正手段に含まれる全ての負レンズのアッベ数が４
０．０以上であって、前記正レンズおよび前記負レンズ
の少なくとも一方が、少なくとも１つの輪帯状の回折構
造を有する回折面を備えることを特徴とする。

【００８１】また、請求項３９に記載の集光光学系は、
請求項３８において前記可動要素は比重が２．０以下の
材料から形成されることを特徴とする。

【００８２】また、請求項４０に記載の集光光学系は、
請求項３８または３９において前記球面収差補正手段は
プラスチック材料から形成されることを特徴とする。

【００８３】また、請求項４１に記載の集光光学系は、
請求項４０において前記球面収差補正手段は飽和吸水率
が０．５％以下である材料から形成されていることを特
徴とする。

【００８４】また、請求項４２に記載の集光光学系は、
請求項３８乃至４１のいずれかにおいて前記回折構造で
発生するｎ次回折光量が他のいずれの次数の回折光量よ
りも大きく、前記光情報記録媒体に対する情報の記録お
よび／または再生を行うために、前記回折構造で発生し
たｎ次回折光を光情報記録媒体の情報記録面に集光する
ことができることを特徴とする。ここで、ｎは０、±１
以外の整数である。

【００８５】また、請求項４３に記載の集光光学系は、
請求項３４乃至４２のいずれかにおいて前記球面収差補
正手段は使用波長が５００ｎｍ以下で、使用波長領域で
厚さが３ｍｍにおける内部透過率が８５％以上である材
料から形成されていることを特徴とする。

【００８６】また、請求項４４に記載の集光光学系は、
請求項３４乃至４３のいずれかにおいて前記球面収差補
正手段は、１枚の正レンズと１枚の負レンズから構成さ
れ、少なくとも１つの非球面を有し、少なくとも一方の
レンズが光軸方向に沿って変位可能な可動要素に構成さ
れていることを特徴とする。

【００８７】また、請求項４５に記載の集光光学系は、
請求項４４において前記可動要素は、前記集光光学系の
球面収差がオーバー側に変動するときは前記正レンズと
前記負レンズとの間隔を所定量減少させ、前記集光光学
系の球面収差がアンダー側に変動するときは前記正レン
ズと前記負レンズとの間隔を所定量増加させるように光
軸方向に沿って変位することを特徴とする。

【００８８】また、請求項４６に記載の集光光学系は、
請求項２７乃至４５のいずれかにおいて次式（２７）、
（２８）、（２９）を満たすことを特徴とする。

【００８９】ＮＡ≧０．７０（２７）

【００９０】ｔ≦０．６ｍｍ（２８）

【００９１】 λ≦５００ｎｍ（２９）但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うの
に必要な所定の対物レンズの像側開口数ｔ：光情報記録媒体の透明基板の厚さ λ：光源の波長

【００９２】また、請求項４７に記載の集光光学系は、
請求項２７乃至４６のいずれかにおいて前記球面収差補
正手段と前記対物レンズの合成系の軸上色収差が次式
（３０）を満たすことを特徴とする。

【００９３】 │δｆＢ・ＮＡ²│≦０．２５μｍ（３０）但し、δｆＢ：前記光源の波長が＋１ｎｍ変化したとき
の、合成系の焦点位置の変化（μｍ）

【００９４】また、請求項４８に記載のカップリングレ
ンズは、光情報記録媒体の記録および／または再生用の
光源からの発散光束の発散角を変換し、対物レンズへ入
射させるためのカップリングレンズであって、使用波長
より１０ｎｍ短い波長に対し焦点距離が長くなるように
軸上色収差を過剰補正したことを特徴とする。

【００９５】また、請求項４９に記載のカップリングレ
ンズは、請求項４８において少なくとも１つの面を光軸
から離れるに従い曲率半径が大きくなる非球面とし、少
なくとも１つの面を複数の同心状の輪帯段差からなる回
折面とした単レンズよりなることを特徴とする。

【００９６】また、請求項５０に記載のカップリングレ
ンズは、請求項４９において前記光源側の面が巨視的に
みると球面状の回折面であり、前記光源から遠い方の面
が光軸から離れるに従い曲率半径が大きくなる非球面で
あることを特徴とする。

【００９７】また、請求項５１に記載のカップリングレ
ンズは、請求項４９または５０において前記回折面の回
折次数である、隣り合う輪帯間の光軸方向の段差の長さ
と回折面前後の屈折率差との積が使用波長λ（ｍｍ）の
約何倍であるかを示した整数をｎ、前記回折面の輪帯数
をＭ、輪帯間隔の最小値をＰ（ｍｍ）、及び前記カップ
リングレンズ全系の焦点距離をｆｃ（ｍｍ）として以下
の条件式（３１）を満足することを特徴とする。

【００９８】０．２０≦ｎ・ｆｃ・λ／（Ｍ・Ｐ²）≦１．０（３１）

【００９９】また、請求項５２に記載のカップリングレ
ンズは、請求項４９乃至５１のいずれか１項において前
記回折構造で発生するｎ次回折光量が他のいずれの次数
の回折光量よりも大きく、前記光情報記録媒体に対する
情報の記録および／または再生を行うために、前記回折
構造で発生したｎ次回折光を光情報記録媒体の情報記録
面に集光することができることを特徴とする。ここで、
ｎは０、±１以外の整数である。

【０１００】また、請求項５３に記載のカップリングレ
ンズは、請求項４８において相対的にアッベ数の大きい
正レンズと、相対的にアッベ数の小さい負レンズとを接
合した１群２枚構成を有する。

【０１０１】また、請求項５４に記載のカップリングレ
ンズは、請求項５３において次式（３２）、（３３）を
満たし、前記正レンズ及び前記負レンズの少なくとも１
面に非球面を有することを特徴とする。

【０１０２】 νｄＰ＞５５．０（３２）

【０１０３】 νｄＮ＜３５．０（３３）但し、νｄＰ：正レンズのｄ線のアッベ数

【０１０４】νｄＮ：負レンズのｄ線のアッベ数

【０１０５】また、請求項５５に記載のカップリングレ
ンズは、請求項４８乃至５４のいずれかにおいて比重が
２．０以下の材料から形成されることを特徴とする。

【０１０６】また、請求項５６に記載のカップリングレ
ンズは、請求項５５においてプラスチック材料から形成
されることを特徴とする。

【０１０７】また、請求項５７に記載のカップリングレ
ンズは、請求項５６において飽和吸水率が０．５％以下
であるプラスチック材料から形成されていることを特徴
とする。

【０１０８】また、請求項５８に記載の集光光学系は、
光源と、前記光源から射出された光束を光情報記録媒体
の透明基板を介して情報記録面上に集光させる対物レン
ズと、を含む記録および／または再生用の集光光学系で
あって、前記光源と前記対物レンズとの間に請求項４８
乃至５７のいずれかに記載のカップリングレンズを備
え、前記集光光学系の各光学面で発生する球面収差の変
動を前記カップリングレンズを光軸方向に変位させるこ
とによって補正することを特徴とする。

【０１０９】また、請求項５９に記載の集光光学系は、
請求項５８において前記光源の発振波長の微少な差異に
よって生ずる前記球面収差の変動を補正することを特徴
とする。

【０１１０】また、請求項６０に記載の集光光学系は、
請求項５９において温度・湿度変化により前記集光光学
系を構成するレンズの屈折率が変化することによって生
ずる前記球面収差の変動を補正することを特徴とする。

【０１１１】また、請求項６１に記載の集光光学系は、
請求項５８において記載の前記光情報記録媒体の透明基
板厚差の微少な変動によって生ずる前記球面収差の変動
を補正することを特徴とする。

【０１１２】また、請求項６２に記載の集光光学系は、
請求項５８において温度・湿度変化による屈折率変化、
前記光源の発振波長の変動、及び前記光情報記録媒体の
透明基板厚さの微少な変動の内の少なくとも２つの組み
合せによって生ずる前記球面収差の変動を補正すること
を特徴とする。

【０１１３】また、請求項６３に記載の集光光学系は、
光源と、前記光源から射出された光束を光情報記録媒体
の透明基板を介して情報記録面上に集光させる対物レン
ズと、を含む記録および／または再生用の集光光学系で
あって、前記光源と前記対物レンズの間に、請求項４８
乃至５７のいずれかに記載のカップリングレンズを備
え、前記光情報記録媒体が同一の光束入射面側に透明基
板を挟んで複数の記録層を有し、異なる前記記録層に集
光させる際に前記対物レンズを光軸方向に変位させ、前
記光情報記録媒体の光束入射面からそれぞれの記録層ま
での透明基板厚さの差によって発生する球面収差の変動
を前記カップリングレンズを光軸方向に変位させること
によって補正することを特徴とする。

【０１１４】また、請求項６４に記載の集光光学系は、
請求項５８乃至６３のいずれかにおいて前記集光光学系
の球面収差がオーバー側に変動するときは前記光源と前
記カップリングレンズとの間隔を所定量減少させるよう
にカップリングレンズを変位させ、集光光学系の球面収
差がアンダー側に変動するときは前記光源と前記カップ
リングレンズとの間隔を所定量増加させるようにカップ
リングレンズを光軸方向に沿って変位させることを特徴
とする。

【０１１５】また、請求項６５に記載の集光光学系は、
請求項５８乃至６４のいずれかにおいて前記対物レンズ
は請求項１乃至３２のいずれかに記載の対物レンズであ
ることを特徴とする。

【０１１６】また、請求項６６に記載の集光光学系は、
請求項５８乃至６５のいずれかにおいて次式（３４）、
（３５）、（３６）を満たすことを特徴とする。

【０１１７】ＮＡ≧０．７０（３４）

【０１１８】ｔ≦０．６ｍｍ（３５）

【０１１９】 λ≦５００ｎｍ（３６）但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うの
に必要な所定の対物レンズの像側開口数ｔ：光情報記録媒体の透明基板の厚さ λ：光源の波長

【０１２０】また、請求項６７に記載の集光光学系は、
請求項５８乃至６６のいずれかにおいて前記球面収差補
正手段と前記対物レンズの合成系の軸上色収差が次式
（３７）を満たすことを特徴とする。

【０１２１】｜δｆＢ・ＮＡ²│≦０．２５μｍ（３７）但し、δｆＢ：前記光源の波長が＋１ｎｍ変化したとき
の、合成系の焦点位置の変化（μｍ）

【０１２２】また、請求項６８に記載の光ピックアップ
装置は、光源と該光源からの光束を光情報記録媒体の記
録面に集光するための対物レンズと前記光源と前記対物
レンズとの間に配置される球面収差補正手段とを含む集
光光学系と、前記記録面からの反射光を検出するための
受光手段と、前記反射光を検出することで前記記録面に
光束を集光させるために前記対物レンズを駆動する第１
の駆動装置と、前記反射光を検出することで前記記録面
上に集光された光束の集光状態を検出し、前記球面収差
補正手段を作動させる第２の駆動装置と、を備えた光ピ
ックアップ装置であって、前記集光光学系が請求項２７
乃至４７および請求項５８乃至６７のいずれかに記載の
集光光学系であることを特徴とする。

【０１２３】また、請求項６９の記録装置・再生装置
は、請求項６８に記載の光ピックアップ装置を搭載し、
音声および／または画像の記録が可能であり、および／
または、音声および／または画像の再生が可能である。

【０１２４】なお、本発明において、回折面とは、光学
素子の表面、例えばレンズの表面に、レリーフを設け
て、入射光束を回折させる作用を持たせる面のことをい
い、同一光学面に回折を生じる領域と生じない領域があ
る場合は、回折を生じる領域をいう。レリーフの形状と
しては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心として
略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でそ
の断面をみれば、各輪帯は鋸歯状、あるいは階段状のよ
うな形状が知られているが、そのような形状を含むもの
である。

【０１２５】また、本発明において、光情報記録媒体と
しては、例えば、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−
Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−ＲＯＭ等の各種ＣＤ、ＤＶＤ、ＤＶ
Ｄ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ
Ｗ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の各種ＤＶＤ、あるいはＭＤ等のデ
ィスク状の現在の光情報記録媒体のみならず、次世代の
高密度記録媒体なども含まれる。

【０１２６】また、本発明において、情報の記録および
再生とは、上記のような光情報記録媒体の情報記録面上
に情報を記録すること、情報記録面上に記録された情報
を再生することをいう。本発明の集光光学系は、記録だ
けあるいは再生だけを行うために用いられるものであっ
てもよいし、記録および再生の両方を行うために用いら
れるものであってもよい。また、ある光情報記録媒体に
対しては記録を行い、別の光情報記録媒体に対しては再
生を行うために用いられるものであってもよいし、ある
光情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の
光情報記録媒体に対しては記録および再生を行うために
用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生
とは、単に情報を読み取ることを含むものである。

【０１２７】また、本発明の光ピックアップ装置は、例
えば、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｖｉｄｅ
ｏ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−
ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、Ｍ
Ｄ等の光情報記録媒体に対してコンパチブルなプレーヤ
ーまたはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだＡＶ
機器、パソコン、その他の情報端末等の音声および／ま
たは画像の記録装置および／または再生装置に搭載する
ことができる。

【０１２８】

【作用】請求項１のように、対物レンズを２枚の正レン
ズで構成すると各屈折面での収差の発生量が小さく、Ｎ
Ａが０．７以上の光束においても球面収差をはじめとす
る諸収差を良好に補正することができ、更に各レンズを
比重が２．０以下の材料から形成すると、ＮＡが大き
く、レンズの体積が大きい２枚のレンズで構成された対
物レンズであっても軽量となり、対物レンズのフォーカ
シング用のアクチュエータに負担をかけることがなく、
高速な追従が可能となり、または、より小型のアクチュ
エータで駆動できるようになり、光ピックアップ装置を
小型化できる。また、レンズを２枚構成としたことによ
りＮＡが０．７以上と大きいにもかかわらず各屈折面の
偏心などの誤差による諸収差の劣化が少なく製造しやす
い対物レンズを得ることができる。

【０１２９】本発明による対物レンズの第１レンズは、
相対的にアッベ数の大きい正レンズと相対的にアッベ数
の小さい負レンズとを接合した１群２枚構成のレンズで
あってもよい。第１レンズを上記の構成とすることで対
物レンズ全系で発生する色収差を効果的に補正すること
ができ、更に正レンズと負レンズの両方を比重２．０以
下の材料から形成することで、１群２枚構成であっても
軽量なレンズとすることができる。また、第２レンズに
ついても同様に、相対的にアッベ数の大きい正レンズと
相対的にアッベ数の小さい負レンズとを接合した１群２
枚構成としてもよい。第２レンズを上記の構成とするこ
とで対物レンズ全系で発生する色収差を効果的に補正す
ることができ、更に正レンズと負レンズの両方を比重
２．０以下の材料から形成することで、１群２枚構成で
あっても軽量なレンズとすることができる。

【０１３０】請求項２のように、対物レンズを２枚の正
レンズで構成すると各屈折面での収差の発生量が小さ
く、ＮＡが０．７以上の光束においても球面収差をはじ
めとする諸収差を良好に補正することができ、各レンズ
をプラスチック材料で構成すると、更に射出成形などよ
り大量生産が可能となり、安価な対物レンズを得ること
ができる。

【０１３１】請求項３の対物レンズによると、条件式
（３）を満たすようなアッベ数が特異な値を持たない光
学材料でも輪帯状の回折構造を持たせることで色収差を
良好に補正できる。特に、波長の短い光源では波長の微
少変化でも光学材料の屈折率が大きく変化するが、条件
式（３）を満たすようにすると、色収差を十分に補正で
き、光源のモードホップなど瞬間的な波長変化が起こっ
ても集光スポットが大きくなることがない。また、比重
が２．０以下の材料から形成するので、条件式（４）の
ようにＮＡが０．７以上でレンズの外径が大きい２枚構
成レンズであっても軽量な対物レンズとすることができ
る。また、請求項１で述べたようにフォーカス用のアク
チュエータへの負担が少ない。

【０１３２】上記対物レンズの第１レンズは、相対的に
アッベ数の大きい正レンズと相対的にアッベ数の小さい
負レンズとを接合した１群２枚構成のレンズであっても
よい。第１レンズを上記の構成とすることで対物レンズ
全系で発生する色収差を効果的に補正することができ、
更に正レンズと負レンズの両方を比重２．０以下の材料
から形成することで、１群２枚構成であっても軽量なレ
ンズとすることができる。また、第２レンズについても
同様に、相対的にアッベ数の大きい正レンズと相対的に
アッベ数の小さい負レンズとを接合した１群２枚構成と
してもよい。第２レンズを上記の構成とすることで対物
レンズ全系で発生する色収差を効果的に補正することが
でき、更に正レンズと負レンズの両方を比重２．０以下
の材料から形成することで、１群２枚構成であっても軽
量なレンズとすることができる。

【０１３３】請求項４のように、条件式（５）を満たす
ようなアッベ数が特異な値を持たない光学材料でも輪帯
状の回折構造を持たせることで色収差を良好に補正でき
る。特に、波長の短い光源では波長の微少変化でも光学
材料の屈折率が大きく変化するが、条件式（５）を満た
すようにすると、色収差を十分に補正でき、光源のモー
ドホップなど瞬間的な波長変化が起こっても集光スポッ
トが大きくなることがない。また、各レンズをプラスチ
ック材料で構成すると、更に射出成形などより大量生産
が可能となり、安価な対物レンズが得ることができるよ
うになる。

【０１３４】請求項５の条件式（７）を満足するように
前記回折構造を構成すると色収差の補正を適切にするこ
とができる。条件式（７）の上限を超えないようにする
と色収差が過剰に補正されることがなく、下限を超えな
いようにすると補正不足とならない。

【０１３５】請求項６のように回折構造を２次以上の回
折光を利用する構造とすると、各輪帯間の段差が大きく
なり、また各輪帯間の間隔が大きい構造となり、回折構
造の形状要求精度が厳しくなりすぎない。一般に、１次
の回折を利用する場合に比べ、２次以上を用いる場合で
は、回折効率の波長変化による低下が大きいが、単一波
長に近い光源を用いる場合にはほとんど問題にならない
ので、製造し易く十分な回折効率を有した対物レンズを
得ることができる。

【０１３６】請求項７にあるように、対物レンズの回折
面のうち、少なくとも１つの回折面の輪帯構造の光軸方
向の段差量を、ｎを０、±１以外の整数として、ｎ次の
高次回折光が最大の回折光量を有するように決定すると
（以下、このように輪帯構造が決定された回折面を「高
次回折面」と呼ぶ）、±１次回折光を利用する場合に比
して、輪帯間隔の最小値を緩和できるので、輪帯構造の
形状誤差による回折効率低下の影響を小さくできる。こ
のとき、対物レンズに形成された回折面のうちすべての
回折面を高次回折面としてもよいし、±１次回折光を利
用する場合の輪帯間隔の最小値が特に小さくなる回折面
のみを高次回折面としてもよい。また、回折光量が最大
となる回折次数の値が回折面毎に異なるようにしてもよ
い。

【０１３７】なお、ｎを整数として、ｎ次回折光量が他
のいずれの次数の回折光の回折光量よりも大きくなるよ
うに回折輪帯の光軸方向の段差量Δ（ｍｍ）が決定され
る場合、段差量Δは、λ₀を光源が発生する光の波長
（ｍｍ）、Ｎを波長λ₀における対物レンズの屈折率と
したとき、 Δ≒ｎ・λ₀／（Ｎ−１）が成立する。

【０１３８】請求項８のように、対物レンズが式（８）
を満たすことで、安価で軽量な対物レンズでありながら
高開口数（ＮＡ）化に対応することができる。

【０１３９】請求項９のように、第１面から第３面まで
の少なくとも２つの面を非球面とすると、球面収差の他
に更にコマ収差、非点収差を良好に補正することがで
き、対物レンズのチルトや光源との光軸のずれにともな
う集光性能の劣化を小さくすることができる。また、レ
ンズがプラスチック製であれば屈折面を非球面とするこ
とは容易であり、製造コストが増加することはない。

【０１４０】請求項１０の条件式（９）は第１レンズと
第２レンズの屈折力配分を適切にするためのものであ
り、条件式（９）の上限を超えないようにすると第３面
すなわち第２レンズの光源側の面の曲率半径が小さくな
り過ぎず、第１レンズと第２レンズとの光軸ずれによる
収差劣化を小さく押さえることができ、さらに第３面の
最大有効径位置における非球面の接面と光軸に垂直な平
面とのなす角度が大きくなりすぎないので、レンズ成形
のための金型の加工が容易になる。条件式（９）の下限
を超えないようにするとコマ収差や非点収差などの像高
特性を良好に補正することができる。

【０１４１】請求項１１の条件式（１０）は第１レンズ
の適切な形状に関するものであり、式（１０）の下限以
上で第２面、すなわち第１レンズの光情報記録媒体側の
面の、最大有効径位置における面の法線と入射光線との
なす角度が小さくなりすぎることがないので、第１面で
の反射光が光ピックアップ装置の受光素子に入射するこ
とに起因する不要信号の検出を防ぐことができる。ま
た、第１レンズの中心厚さが大きくなりすぎないので対
物レンズの全長を小さく抑えることができ、光ピックア
ップ装置の小型化を達成できる。式（１０）の上限以下
で、第１レンズの第１面と第２面との光軸ずれによる収
差劣化が大きくなりすぎない。

【０１４２】請求項１２のようにレンズを２枚の正レン
ズで構成すると、光線に対する屈折力を４つの面に分配
できるので、各屈折面での収差の発生量が小さく、高Ｎ
Ａの光束においても球面収差をはじめとする諸収差を良
好に補正することができ、かつ各屈折面の偏心など誤差
による諸収差の劣化が少なく製造し易い対物レンズとす
ることができる。さらに各レンズをプラスチック材料か
ら形成すると、レンズの体積が大きい２枚のレンズで構
成された高ＮＡの対物レンズであっても軽量であるの
で、フォーカシング用のアクチュエータへの負担の軽
減、高速な追従、小型のアクチュエータでの駆動等が可
能であり、かつ、射出成形などより大量生産が安価に可
能となる。

【０１４３】プラスチックレンズはガラスレンズと比較
して温度変化による屈折率や形状変化が大きいので、そ
れによる性能劣化が問題となりやすいが、この性能劣
化，すなわち球面収差の増大はＮＡの４乗に比例して大
きくなるので、高ＮＡになるほど問題となる。一般にプ
ラスチックレンズの温度変化に対する屈折率の変化は、
−１０×１０^-5／℃程度である。高ＮＡの対物レンズを
プラスチック材料から形成された２枚のレンズで構成す
る場合、対物レンズの焦点距離に対してワーキングディ
スタンスが小さいと、温度上昇時には補正不足の低次の
球面収差が発生し、温度下降時には低次の補正過剰の球
面収差が発生する。これに対し、対物レンズの焦点距離
に対してワーキングディスタンスを大きくしていくと、
温度変化時に上述の低次の球面収差とは逆極性の高次の
球面収差を発生させることができる。このとき、対物レ
ンズの焦点距離とワーキングディスタンスが式（１１）
を満たすことにより、低次の球面収差の発生量と、逆極
性の高次の球面収差の発生量のバランスを良好にとるこ
とが可能となり、プラスチック材料から形成された高Ｎ
Ａの対物レンズであっても、温度変化時における波面収
差の劣化の少ない対物レンズとすることができる。式
（１１）の下限以上で温度上昇時の球面収差が補正不足
になり過ぎず、上限以下で温度上昇時の球面収差が補正
過剰になり過ぎない。また、式（１１）の下限以上で温
度下降時の球面収差が補正過剰になり過ぎず、上限以下
で温度下降時の球面収差が補正不足になり過ぎない。

【０１４４】温度変化時の球面収差を良好に補正するに
は、式（１１）の値は０．１４程度がもっとも好まし
い。以下、具体例をあげて説明する。図４９に基準温度
から＋３０℃温度上昇した場合の、３種類の対物レンズ
の球面収差図を示す。いずれもプラスチック材料から形
成された２枚の正レンズからなる対物レンズである。式
（１１）の値はそれぞれ、（ａ）０．０８（ｂ）０．１
４（ｃ）０．２５である。式（１１）の下限を超えた
（ａ）の場合は、温度上昇時にアンダーな低次の球面収
差が大きく発生するが、オーバーな高次の球面収差の発
生が小さいために全体として補正不足の球面収差とな
る。これに対し、式（１１）の上限を超えた（ｃ）の場
合は、温度上昇時にアンダーな低次の球面収差の発生が
小さいにもかかわらず、オーバーな高次の球面収差が大
きく発生するために全体として補正過剰の球面収差とな
る。式（１１）のもっとも好ましい条件である（ｂ）の
場合には、温度上昇時に発生するアンダーな低次の球面
収差とオーバーな高次の球面収差とのバランスが取れて
おり、全体としてほぼ完全補正型の球面収差となってい
る。

【０１４５】また、ＮＡの大きい対物レンズを２枚の正
レンズで構成するとワーキングディスタンスが小さくな
りがちであるので、光情報記録媒体のそりによって対物
レンズが光情報記録媒体と接触する可能性が大きいとい
う問題があったが、式（１１）を満たすことで小径であ
ってもワーキングディスタンスを大きく確保することが
できるので、光情報記録媒体のそりによる対物レンズと
光情報記録媒体との接触を防ぐことができる。

【０１４６】ところで、光ピックアップ装置において光
源として用いられる半導体レーザはその発振波長に±１
０ｎｍほどの個体間のばらつきがあるが、基準波長から
ずれた発振波長をもつ半導体レーザを光源に用いた場
合、対物レンズで発生する球面収差は開口数が大きくな
るほど大きくなるので、基準波長からずれた発振波長を
もつ半導体レーザは使用できなくなり、光源として使用
する半導体レーザの選別が必要となる。さらに、プラス
チックレンズはガラスレンズと比較して屈折率が小さい
ので、基準波長からずれた発振波長をもつ半導体レーザ
を光源に用いた場合、対物レンズで発生する球面収差は
大きくなりがちであった。しかし，式（１１）を満たす
ことで、プラスチック材料から形成された高ＮＡの対物
レンズであっても、基準波長からずれた発振波長をもつ
半導体レーザを光源に用いた場合に発生する球面収差を
小さく抑えることが可能となる。式（１１）の下限以上
で発振波長が長波長側にずれた時の球面収差が補正不足
になり過ぎず、上限以下で発振波長が長波長側にずれた
時の球面収差が補正過剰になり過ぎない。また、式（１
１）の下限以上で発振波長が短波長側にずれた時の球面
収差が補正過剰になり過ぎず、上限以下で発振波長が短
波長側にずれた時の球面収差が補正不足になり過ぎな
い。

【０１４７】請求項１３にあるように、式（１２）を満
たし、光情報記録媒体に記録および／または再生を行う
のに必要な所定の対物レンズの像側開口数（ＮＡ）を
０．７０以上に高めることで（従来の光情報記録媒体，
例えばＣＤでは０．４５，ＤＶＤでは０．６０であ
る）、情報記録面上に集光するスポットのサイズを小さ
くできるので、従来の光情報記録媒体より高密度に記録
および／または高密度記録された情報の再生が光情報記
録媒体に対して可能となる。

【０１４８】請求項１４のようにレンズを２枚の正レン
ズで構成すると、光線に対する屈折力を４つの面に分配
できるので、各屈折面での収差の発生量が小さく、高Ｎ
Ａの光束においても球面収差をはじめとする諸収差を良
好に補正することができ、かつ各屈折面の偏心など誤差
による諸収差の劣化が少なく製造しやすい対物レンズと
することができる。

【０１４９】また、光情報記録媒体に記録および／また
は再生を行うのに必要な所定の対物レンズの像側開口数
（ＮＡ）を式（１３）を満たし、０．７０以上に高める
ことで情報記録面上に集光するスポットのサイズを小さ
くできるので、従来の光情報記録媒体より高密度に記録
および／または高密度記録された情報の再生が光情報記
録媒体に対して可能となる。一方、ＮＡの大きい対物レ
ンズを２枚の正レンズで構成するとワーキングディスタ
ンスが小さくなりがちであるので、光情報記録媒体のそ
りによって対物レンズが光情報記録媒体と接触する可能
性が大きいという問題が発生する。ワーキングディスタ
ンスを大きく確保するには、対物レンズの焦点距離を大
きくする、すなわち、対物レンズの入射瞳径を大きくす
ることが有効であるが、この場合、光ピックアップ装置
が大型化してしまうので、実用上好ましくない。ピック
アップ装置の小型化とワーキングディスタンスの確保を
両立するには式（１４）を満たすことが好ましい。式
（１４）の上限を超えないようにすると、第２レンズの
パワーが強くなりすぎないので、第２レンズの製造誤差
感度や第１レンズと第２レンズの光軸ずれによる収差劣
化を小さく抑えることができ、製造しやすいレンズとす
ることができる。さらに、正弦条件が良好に補正された
レンズとすることができる。式（１４）の下限を超えな
いようにすると、小径であってもワーキングディスタン
スを大きく確保することができるので、光情報記録媒体
のそりによる対物レンズと光情報記録媒体との接触を防
ぐことができ、光ピックアップ装置を小型化することが
できる。以上より、式（１４）は、０．０７≦ＷＤ/Ｅ
ＮＰ≦０．１４を満たすことが好ましい。

【０１５０】請求項１５にあるように、５００ｎｍ以下
の波長を発生する光源を使用する場合であっても、厚さ
が３ｍｍにおける、光源が発生する光の波長での内部透
過率が９０％以上であるプラスチック材料から本発明に
おける対物レンズを形成することで、従来の単レンズ構
成の対物レンズに比してレンズ厚や体積が大きい２群構
成の対物レンズであっても、光透過率が十分に大きいの
で、記録再生信号のＳ／Ｎ比をよくすることができ、さ
らに、重量が小さいので、より小型のアクチュエータに
よる駆動や省電力化を達成できる。また、飽和吸水率が
０．１％以下であるプラスチック材料から形成すること
で、ＮＡが０．７０以上の対物レンズであっても、吸水
による結像性能の劣化を小さく抑えることができる。こ
こで、内部透過率とは、プラスチック材料への入射光の
強度と出射光との強度の比であり、表面反射損失や面間
の反射による影響は考慮しないとする。

【０１５１】請求項１６のように、対物レンズが式（１
６）を満たすことで、小径でかつワーキングディスタン
スが大きく安価で軽量な対物レンズでありながら高開口
数（ＮＡ）化に対応することができる。

【０１５２】請求項１７のように、第１面から第３面ま
での少なくとも２つの面を非球面とすると、球面収差の
他に更にコマ収差、非点収差を良好に補正することがで
き、対物レンズのチルトや光源との光軸のずれにともな
う集光性能の劣化を小さくすることができる。このと
き、少なくとも第１面と第３面の２つの面を非球面とす
るとより精緻に上述の収差の補正ができるので好まし
い。さらに、第２面も非球面とすることで第１レンズと
第２レンズの光軸のずれにより発生する収差を小さく抑
えることができるのでより好ましい。また、対物レンズ
がプラスチック製であれば屈折面を非球面とすることは
容易であり、製造コストが増加することはない。

【０１５３】請求項１８の条件式（１７）は第１レンズ
と第２レンズの屈折力配分を適切にするためのものであ
り、条件式（１７）の上限を超えないようにすると第３
面すなわち第２レンズの光源側の面の曲率半径が小さく
なり過ぎず、第１レンズと第２レンズとの光軸ずれによ
る収差劣化を小さく押さえることができ、さらに第３面
の最大有効径位置における非球面の接面と光軸に垂直な
平面とのなす角度が大きくなりすぎないので、レンズ成
形のための金型の加工が容易になる。条件式（１７）の
下限を超えないようにするとコマ収差や非点収差などの
像高特性を良好に補正することができる。

【０１５４】また、式（１７）の下限以上で温度上昇時
の球面収差及び光源の波長が基準波長から長波長側にず
れたときの球面収差が補正過剰になり過ぎない。また、
温度下降時の球面収差及び光源の波長が基準波長から短
波長側にずれたときの球面収差が補正不足になり過ぎな
い。さらに、コマ収差や非点収差等の像高特性を良好に
補正することができる。また、第１レンズの第１面と第
２面との光軸ずれ及び第１レンズと第２レンズとの光軸
ずれによる収差劣化が大きくなりすぎない。式（１７）
の上限以下で温度上昇時の球面収差及び光源の波長が基
準波長から長波長側にずれたときの球面収差が補正不足
になり過ぎない。また、温度下降時の球面収差及び光源
の波長が基準波長から短波長側にずれたときの球面収差
が補正過剰になり過ぎない。また、第１レンズと第２レ
ンズとの間隔が大きくなりすぎないので、対物レンズの
全長を小さく抑えることができ、光ピックアップ装置の
小型化を達成できる。以上より、式（１７）は、１．３
≦ｆ１／ｆ２≦４．２を満たすことが好ましい。

【０１５５】請求項１９の条件式（１８）は第１レンズ
の適切な形状に関するものであり、式（１８）の下限以
上で第２面、すなわち第１レンズの光情報記録媒体側の
面の、最大有効径位置における面の法線と入射光線との
なす角度が小さくなりすぎることがないので、第１面で
の反射光が光ピックアップ装置の受光素子に入射するこ
とに起因する不要信号の検出を防ぐことができる。ま
た、第１レンズの中心厚さが大きくなりすぎないので対
物レンズの全長を小さく抑えることができ、光ピックア
ップ装置の小型化を達成できる。式（１８）の上限以下
で、第１レンズの第１面と第２面との光軸ずれによる収
差劣化が大きくなりすぎない。以上より、式(１８)は、
0.8≦(r2+r1)/(r2-r1)≦4.0を満たすことが好ましい．

【０１５６】また、２群構成のレンズの設計において
は、第１レンズと第２レンズの光軸ずれにより発生する
非点収差やコマ収差等を補正し、組み立ての容易なレン
ズとすることが工数の低減およびコストダウンの観点か
ら重要である。また、高ＮＡの対物レンズでは、製造誤
差に対する十分な公差を確保した場合、ワーキングディ
スタンスが小さくなりがちであるが、ワーキングデイス
タンスが小さいと、アクチュエータによる駆動時に光情
報記録媒体と接触し、情報記録面を破損する恐れがあ
る。請求項２０の条件式（１９）は、第１レンズと第２
レンズの光軸ずれにより発生する収差を良好に補正し、
さらに、製造誤差に対する十分な公差を確保しつつ、実
用上問題とならない程度のワーキングディスタンスを確
保するための、第１レンズの最も光源側の面と、第２レ
ンズの最も光源側の面のサグ量に関する条件式である。
上記の条件式の下限を超えないようにすると、第２レン
ズのパワー負担が大きくなりすぎないので、第２レンズ
の光源側の面の見込角度が大きくなりすぎず、ダイヤモ
ンドバイトによる金型加工を正確に行うことができる。
また、第１レンズと第２レンズの光軸ずれにより発生す
る収差を良好に補正することができ、組み立ての容易な
レンズとすることができる。上記の条件式の上限を超え
ないようにすると、ワーキングディスタンスが小さくな
りすぎないので、アクチュエータによる駆動が容易な対
物レンズとすることができ、さらに、第１レンズのパワ
ー負担が大きくなりすぎないので、第１レンズの光源側
の面の見込角度が大きくなりすぎず、ダイヤモンドバイ
トによる金型加工を正確に行うことができる。また、第
１レンズと第２レンズの光軸ずれにより発生する収差を
良好に補正することができ、組み立ての容易なレンズと
することができる。

【０１５７】上記の作用を達成するには、請求項２１の
ように、式（２２）を満たすことがより好ましい。

【０１５８】請求項２２のように、使用波長が５００ｎ
ｍ以下となると回折による影響が小さくなり、集光スポ
ットの大ききはより小さくなり、高密度の記録・再生が
可能となるが、使用波長範囲で材料の３ｍｍ厚に対する
内部透過率が８５％以上のものを材料とすると、記録の
ための光の強度が十分得られ、また再生のための読み出
し時に前記対物レンズを往復で通過してもセンサへ入射
する光量を十分得ることができ、読み出し信号のＳ／Ｎ
比を良くすることができる。また、５００ｎｍ以下、特
に４００ｎｍ程度になると吸収によるレンズ材料の劣化
が無視できなくなるが、上記条件を満たした材料を用い
た対物レンズとすれば劣化の影響は僅かとなり、半永久
的に使用が可能となる。

【０１５９】請求項２３によれば、記録のための光の強
度が更に十分得られ、また再生のための読み出し時に前
記対物レンズを往復で通過してもセンサへ入射する光量
を更に十分得ることができ、読み出し信号のＳ／Ｎ比を
一層良くすることができる。

【０１６０】請求項２４のように材料を選ぶと、各レン
ズが空気中の水分を吸収する過程においてレンズ内に吸
水率の差による屈折率分布が生じにくく、それによる収
差を小さくすることができる。特にＮＡが大きいと、収
差の発生は大きくなる傾向があるが、上記のようにする
と十分小さくすることができる。これは、請求項２５の
ようにすると、一層効果的になる。

【０１６１】請求項２６のように光情報記録媒体の透明
基板厚が０．６ｍｍ以下となると透明基板による球面収
差の補正効果が小さくなるが、対物レンズ２枚構成とす
ることで球面収差を十分に補正できる。また、対物レン
ズのＮＡが０．７以上となって対物レンズの開口数が大
きくなると、光軸に対して垂直な面からの光情報記録媒
体の傾き（ディスクキュー）やそりに起因するコマ収差
の発生が大きくなるという問題が発生するが、光情報記
録媒体の透明基板の厚さを０．６ｍｍ以下にすることで
光情報記録媒体の微少な傾きや反りによるコマ収差の発
生が小さくなり、ＣＤやＤＶＤ等の従来の光情報記録媒
体と同等、あるいはそれ以上のスキューマージンを確保
できる。

【０１６２】以上述べたように請求項１〜２６によって
良好な対物レンズが得られるが、ＮＡが大きく、波長の
より短い光源を用いて記録密度を大きくしようとする場
合、さまざまな誤差の影響、特に球面収差の変動が無視
できなくなる。そこで、請求項２７のように光源と前記
対物レンズとの間に球面収差の変動を補正する球面収差
補正手段を設けると、さまざまな誤差があっても良好な
集光特性を維持できる集光光学系を得ることができる。

【０１６３】請求項２８のように温度・湿度の変化によ
り、対物レンズ、特にプラスチックレンズでできた対物
レンズなどで発生する球面収差変動を補正する球面収差
補正手段を設けると、環境変化に対しても集光スポット
が良好な集光光学系を得ることができる。

【０１６４】請求項２９のように光情報記録媒体の透明
基板厚の変動によって生ずる球面収差の変動を補正する
球面収差補正手段を設けると、前記光情報記録媒体に製
造誤差などがあっても集光スポットが良好な集光光学系
を得ることができる。

【０１６５】請求項３０のように光情報記録媒体が同一
の光束入射面側から保護層までの透明基板を挟んで複数
の記録層を有する場合、光束入射面から各記録層までの
透明基板厚の違いによって生ずる球面収差の変動を補正
する球面収差補正手段を設けると、各記録層への集光ス
ポットはいずれも良好にすることができ、記録面密度が
大きい光メモリ用の集光光学系を得ることができる。

【０１６６】請求項３１のように光源の発振波長の差に
よって生ずる球面収差の変動を補正する球面収差補正手
段を設けると、光源装置の誤差があっても集光スポット
が良好な集光光学系を得ることできる。

【０１６７】請求項３２のように、温度・湿度変化、光
情報記録媒体の透明基板厚の変動、及び光源の発振波長
の変動の内の少なくとも２つの組み合せによって生ずる
球面収差の変動を補正する球面収差補正手段を設ける
と、常に集光特性の良好な集光光学系を得ることができ
る。このような球面収差補正手段を設けると、対物レン
ズ、光源、光情報記録媒体などへの要求精度が厳しくな
りすぎず、それでいて性能のよい集光光学系が得られ
る。

【０１６８】請求項３３のように、屈折率分布可変材料
層を有し、外部からの制御信号に基づいて、この屈折率
分布可変材料層の屈折率分布を変化できるようにする
と、対物レンズに入射される光束の光路長を所定量変化
させることができるので、集光光学系中で発生した球面
収差の変動を相殺補正することができる。これにより、
可動部がなく機械的に簡単な構造の球面収差補正手段を
得ることができ、光ピックアップの構造を簡略化でき
る。このような屈折率分布可変材料層としては、電気的
に屈折率分布を変化させることのできる液晶などを用い
ることができる。

【０１６９】請求項３４のように、球面収差補正手段を
少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズ
とを含むビームエキスパンダの構成とし、球面収差補正
手段に含まれるレンズのうち、少なくとも１つのレンズ
を光軸方向に沿って変位可能とするようにすると、対物
レンズへ入射する光線束の発散度を変化させるこがで
き、球面収差を変化させることができる。すなわち、対
物レンズの物点位置の変化によって球面収差を変化させ
ることができるのであるが、このとき、対物レンズの物
点位置の変化によって発生する球面収差を、温度・湿度
変化や透明基板の厚さの誤差や光源の波長の誤差等で発
生する球面収差に比して逆符号とし、かつ大きさを略一
致するように、球面収差補正手段の可動レンズの変移量
を制御することで、情報記録面上に集光された波面は常
に球面収差が良好に補正された状態とすることができ
る。また、この球面収差補正手段は正レンズと負レンズ
を含むことにより色収差を補正しやすくなるので、半導
体レーザのモードホップなど、フォーカシングや球面収
差補正手段が追従できないような瞬時的に発生する波長
変化が起きた場合でも、情報記録面上に集光された波面
の集光状態が劣化することはない。

【０１７０】請求項３５の条件式（２３）を満足するよ
うに正レンズと負レンズのアッベ数を選ぶと、色収差が
良好に補正された球面収差補正手段を有する集光光学系
を得ることができる。

【０１７１】請求項３６の条件式（２４）および条件式
（２５）を満足するようにすると、更に好ましく色収差
が補正された球面収差補正手段を有する集光光学系を得
ることができる。

【０１７２】請求項３７の条件式（２６）を満足するよ
うに正レンズと負レンズのアッベ数の差を選ぶと更に良
い。条件式（２６）の下限を超えないようにすると、色
収差の補正は容易となり、正レンズおよび負レンズの屈
折力を大きくしすぎることなく色収差を補正でき、コマ
収差などの像高特性の劣化が少ない集光光学系を得るこ
とができる。条件式（２６）の上限を超えないようにす
ると、材料の入手が容易で内部透過率や加工性に問題が
ある材料となることない。更に、可動要素の材料を比重
が２．０以下の材料で形成すると、可動要素が十分に軽
量で、球面収差の変動が高速で起こる場合でも容易に追
従可能な球面収差補正手段を有する集光光学系を得るこ
とができる。

【０１７３】請求項３８のように正レンズをアッベ数が
７０以下の材料とすれば、耐酸性や耐候性などに優れた
材料を選択でき、負レンズをアッベ数が４０以上の材料
とすれば内部透過率、特に短波長における透過率の優れ
た材料を選択できるようになり、輪帯状の回折構造を持
たせたことで色収差の補正も十分にできる。

【０１７４】請求項３９のように可動要素を比重が２．
０以下の材料で形成すれば、可動要素が十分に軽量で、
球面収差の変動が高速で起こる場合でも容易に追従可能
な球面収差補正手段を有する集光光学系を得ることがで
きる。

【０１７５】請求項４０のように各レンズをプラスチッ
ク材料で構成すると更に射出成形などより大量生産が可
能となり、安価な球面収差補正手段を得ることができ
る。

【０１７６】請求項４１のようにすると、各レンズが空
気中の水分を吸収する過程においてレンズ中に吸水率の
差による屈折率分布が生じにくく、それによって発生す
る収差や位相変化にともなう回折効率の低下を抑えるこ
とができる。特にＮＡが大きいと、収差発生や回折効率
低下は大きくなる傾向にあるが、上記のようにすると十
分小さくすることができる。

【０１７７】請求項４２のように回折構造を２次以上の
回折光を利用する構造とすると、各輪帯間の段差が大き
くなり、また各輪帯間の間隔が大きい構造となり、回折
構造の形状要求精度が厳しくなりすぎない。一般に、１
次の回折光を利用する場合に比べ、２次以上を用いる場
合では、回折効率の波長変化による低下が大きいが、単
一波長に近い光源を用いる場合にはほとんど問題になら
ないので、製造し易く十分な回折効率を有した球面収差
補正手段を得ることができる。

【０１７８】請求項４３のように使用波長が５００ｎｍ
以下となると回折による影響が小さくなり、集光スポッ
トの大きさはより小さくなり、高密度の記録・再生が可
能となるが、使用波長範囲で材料の３ｍｍ厚に対する内
部透過率が８５％以上のものを材料とすると、記録のた
めの光の強度が十分得られ、また再生のための読み出し
時に前記球面収差補正手段を往復で通過して、センサへ
入射する場合でも光量を十分得ることができ、読み出し
信号のＳ／Ｎ比を良くすることができる。また、５００
ｎｍ以下、特に４００ｎｍ程度になると吸収によるレン
ズ材料の劣化が無視できなくなるが、上記条件を満たし
た材料を用いた球面収差補正手段とすれば劣化の影響は
僅かとなり、半永久的に使用が可能となる。

【０１７９】請求項４４のような構成の球面収差補正手
段とすれば簡単で安価であるにもかかわらず性能良好な
球面収差補正手段となる。

【０１８０】請求項４５のように、温度・湿度変化や透
明基板の厚さの誤差や光源の波長の誤差等に起因して集
光光学系で球面収差がオーバー（補正過剰）方向に変動
したときは、正レンズと負レンズとの間隔を所定量減少
させると、対物レンズへの入射光の発散度、すなわち、
対物レンズの物点位置が変化することで、絶対値が上記
オーバー方向の球面収差と略一致し、かつアンダー（補
正不足）方向の球面収差を発生させることができる。そ
の結果、情報記録面上に集光された波面は球面収差が相
殺補正された状態となる。一方、集光光学系で球面収差
がアンダー方向に変動したときは、正レンズと負レンズ
との間隔を所定量増加させると、対物レンズの物点位置
が変化することで、絶対値が上記アンダー方向の球面収
差と略一致し、かつオーバー方向の球面収差を発生させ
ることができるので、情報記録面上に集光された波面は
球面収差が相殺補正された状態となる。

【０１８１】更に、請求項４６の条件式（２７）、条件
式（２９）を満足するような集光光学系とすると、回折
によるスポットの広がりが小さくなり、より高密度の集
光光学系が得られる。また条件式（２８）を満たすよう
な光情報記録媒体を用いれば、光情報記録媒体の傾きや
反りなどによる集光スポットの広がりが小さく良好な記
録および／または再生が可能となる。

【０１８２】請求項４７の条件式（３０）を満足するよ
うに色収差を補正すると、ＮＡが０．７以上であっても
光源の微少な波長変動によるスポットサイズの広がりを
十分に防ぐことができる。

【０１８３】請求項４８のような光情報記録媒体への記
録および／または再生用時に光源からの発散光束の発散
度を変換し対物レンズへ入射させるようにするカップリ
ングレンズにより、１０ｎｍ程度の波長変動で色収差が
過剰に補正されたカップリングレンズとすると、対物レ
ンズなどのその他の光学系で発生する色収差と相殺補正
することができるカップリングレンズを得ることができ
る。一般に、カップリングレンズは光源から出射する光
束の発散度が小さいため対物レンズに比べ、屈折力が小
さくて済み、製造時の要求精度が対物レンズほど厳しく
なく、またワーキングディスタンスなどの制約が少ない
ため、収差補正に余裕がある。色収差をカップリングレ
ンズでキャンセルするようにすれば、色収差を厳しく補
正していない対物レンズもこのカップリングレンズと組
み合せて用いることで、波長変動による影響が大きくで
る高密度光情報記録用の集光光学系の対物レンズとして
使用可能となる。

【０１８４】請求項４９のように、少なくとも１つの面
を光軸から離れるに従い曲率半径が大きくなる非球面と
することで１枚のレンズでも球面収差を良好に補正する
こができ、更に１つの面を複数の同心状の輪帯段差を有
する回折面とすることで色収差を過剰に補正することが
でき、簡単な構成で請求項４８で述べた作用を有するカ
ップリングレンズを得ることができる。

【０１８５】請求項５０のように光源から遠い方の面を
光軸から離れるに従い曲率半径が大きくなる非球面とす
ると、球面収差の他にコマ収差も良好に補正できる。ま
た光源側の面を巨視的には球面の回折面とすれば簡単な
構成でありながら色収差を上記のように過剰補正するこ
とができる。

【０１８６】請求項５１のように前記回折面を形成すれ
ば、所望の色収差補正状態のカップリングレンズを得る
ことができる。条件式（３１）の下限を超えないように
すれば、色収差は過剰補正傾向となり、対物レンズなど
の色収差を相殺させることができる。条件式（３１）の
上限を超えないようにすれば、最小輪帯ピッチが小さく
なりすぎず、製造容易なカップリングレンズを得ること
ができる。

【０１８７】請求項５２のように回折構造を２次以上の
回折光を利用する構造とすると、各輪帯間の段差が大き
くなり、また各輪帯間の間隔が大きい構造となり、回折
構造の形状要求精度が厳しくなりすぎない。一般に１次
の回折を利用する場合に比べ、２次以上を用いる場合で
は、回折効率の波長変化による低下が大きいが、単一波
長に近い光源を用いる場合にはほとんど問題にならない
ので、製造し易く十分な回折効率を有したカップリング
レンズを得ることができる。

【０１８８】請求項５３のような１群２枚の接合レンズ
の構成でも色収差を適度に過剰補正したカップリングレ
ンズを得ることができる。

【０１８９】請求項５４のように少なくとも１つの面を
非球面とすると球面収差を補正できるので、接合面によ
る球面収差の補正効果を見込まなくてもよくなり、色収
差の補正を好適にすることができる。条件式（３２）お
よび（３３）を満たすようにすると更に良好な性能のカ
ップリングレンズを得ることができる。

【０１９０】請求項５５のように比重が２．０以下の材
料で形成すれば、カップリングレンズは十分に軽量とす
ることができ、球面収差の変動が高速で起こる場合でも
容易に追従可能な球面収差補正手段を有する集光光学系
を得ることができる。

【０１９１】請求項５６のように各レンズをプラスチッ
ク材料で構成すると更に射出成形などより大量生産が可
能となり、安価なカップリングレンズを得ることができ
る。

【０１９２】請求項５７のようにすると、各レンズが空
気中の水分を吸収する過程においてレンズ中に吸水率の
差による屈折率分布が生じにくく、それによって発生す
る収差や位相変化にともなう回折効率の低下を抑えるこ
とができる。特にＮＡが大きいと、収差発生や回折効率
低下は大きくなる傾向にあるが、上記のようにすると十
分小さくすることができる。

【０１９３】請求項５８のように、光源と対物レンズの
間に光軸方向に変位できるようにした上述のカップリン
グレンズを備えた集光光学系とし、光情報記録媒体を含
む各光学面で発生する球面収差の変動を、前記カップリ
ングレンズを変位させて補正することで、光源波長がよ
り短く、ＮＡがより大きく、より小さいサイズの集光ス
ポットが必要な、高密度な光メモリ用の集光光学系とし
て使用できる。すなわち、カップリングレンズを光軸方
向に変移させることで、対物レンズの物点位置が変化す
るが、このとき、対物レンズの物点位置の変化によって
発生する球面収差を、温度・湿度変化や透明基板の厚さ
の誤差や光源の波長の誤差等で発生する球面収差に比し
て逆符号とし、かつ大きさを略一致するように、カップ
リングレンズの変移量を制御することで、情報記録面上
に集光された波面は常に球面収差が良好に補正された状
態とすることができる。また、半導体レーザのモードホ
ップなど、フォーカシングやカップリングレンズの変移
が追従できないような瞬時的に発生する波長変化が起き
た場合でも、本発明による集光光学系は、カップリング
レンズの色収差補正記機能により、対物レンズを含めた
色収差補正がなされているので、情報記録面上に集光さ
れた波面の集光状態が劣化することはない。

【０１９４】請求項５９のように光源の発振波長の誤差
やばらつきがあると、波長に違いによる屈折率差により
収差の補正のバランスがくずれ、球面収差が変化する
が、これを前記カップリングレンズを変位させて補正す
る集光光学系とすると、常に集光特性が最適に維持され
た集光光学系を得ることができる。

【０１９５】請求項６０のように温湿度変化によって集
光光学系を構成するレンズの屈折率が変化して生ずる球
面収差の変動を補正するようにすると、プラスチックレ
ンズなどの材料を用いても温湿度変化の影響を受けない
性能良好な集光光学系を得ることができる。

【０１９６】請求項６１のように光情報記録媒体の透明
基板厚さが製造誤差でばらついたり、部分的な厚さの違
いがある場合でもこれによって発生する球面収差の変動
を前記カップリングレンズが変位して補正できるので、
さまざまの媒体の状態に対処でき、常に良好な集光状態
を維持できる集光光学系を得ることができる。

【０１９７】請求項６２のように温湿度変化、光源の発
振波長の差異、あるいは光情報記録媒体の透明基板厚変
動のうち、少なくとも２つ以上が組み合わされたことで
発生する球面収差の変動を補正するようにすれば、より
使いやすく、常に集光特性の良い集光光学系を得ること
ができる。

【０１９８】請求項６３のように光情報記録媒体が同一
の光束入射面側から保護層などの透明基板を挟んで複数
の記録層を有するもので、光束入射面から各記録層まで
の透明基板厚の違いによって生ずる球面収差の変動を補
正する補正手段を設けると各記録層への集光スポットは
いずれも良好にすることができ、記録面密度が大きい光
メモリ用の集光光学系を得ることができる。

【０１９９】請求項６４のように、温度・湿度変化や透
明基板の厚さの誤差や光源の波長の誤差等に起因して集
光光学系で球面収差がオーバー（補正過剰）方向に変動
したときは、光源とカップリングレンズとの間隔を所定
量減少させると、対物レンズへの入射光の発散度、すな
わち、対物レンズの物点位置が変化することで、絶対値
が上記オーバー方向の球面収差と略一致し、かつアンダ
ー（補正不足）方向の球面収差を発生させることができ
る。その結果、情報記録面上に集光された波面は球面収
差が相殺補正された状態となる。一方、集光光学系で球
面収差がアンダー方向に変動したときは、光源とカップ
リングレンズとの間隔を所定量増加させると、対物レン
ズの物点位置が変化することで、絶対値が上記アンダー
方向の球面収差と略一致し、かつオーバー方向の球面収
差を発生させることができるので、情報記録面上に集光
された波面は球面収差が相殺補正された状態となる。

【０２００】上記請求項５８〜６４で記載した集光光学
系はいずれも請求項４８〜５７に記載したカップリング
レンズを用いているので、対物レンズを含む集光光学系
全体で色収差が良好に補正されているので、光源のモー
ドホップなど瞬間的でカップリングレンズの変位が追従
できない波長変動が起こっても集光スポットが劣化しな
い。また、光源の発振波長の差異など変動量が大きく、
球面収差の補正バランスがくずれてしまう場合は残存す
る球面収差をカップリングレンズの変位で補正できる。

【０２０１】請求項６５のように請求項１〜２６で述べ
た対物レンズを組み合せると更に良好な集光光学系を得
ることができる。

【０２０２】請求項６６のように条件式（３４）を満た
すような高ＮＡの対物レンズとすると、集光スポットは
小さくすることができ、条件式（３５）を満たすような
厚さの透明基板厚とすると光情報記録媒体が傾いたり、
反ったりすることで集光スポット径が大きくなることを
防げ、条件式（３６）を満たすような短波長に光源を用
いると回折の影響が小さく、集光スポットを小さくでき
る。また、集光光学系全体で色収差が良好に補正されて
いるので、短波長領域で僅かな波長変化による大きな屈
折率変化の影響は補正されており、集光スポットを大き
くするさまざまな誤差要因によって起こる球面収差変動
もカップリングレンズの変位で補正することができ、常
に小さい集光スポットが維持でき、高密度の光メモリが
実現できるようになる。

【０２０３】請求項６７のように条件式（３７）を満た
すように集光光学系の色収差を補正すると十分小さい集
光スポットが常に得られるようになる。

【０２０４】請求項６８のように光ピックアップ装置を
構成すると、記録ピットサイズが小さく記録密度が大き
い光情報記録媒体への記録および／または再生が良好に
行われる高性能で安価な光ピックアップ装置を得ること
ができる。集光光学系の選択によって、各々上述した特
性がある光ピックアップ装置が得られる。

【０２０５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態及
び実施例のレンズについて説明する。本実施の形態のレ
ンズにおける非球面は光軸方向をＸ軸、光軸に垂直な方
向の高さをｈ、屈折面の曲率半径をｒとするとき次式の
数３で表す。但し、Ｋを円すい係数、Ａ２ｉを非球面係
数とする。

【０２０６】

【数３】

【０２０７】また、本実施の形態のレンズにおける回折
面は光路差関数Φｂとして次式の数４により表すことが
できる。ここで、ｈは光軸に垂直な高さであり、ｂ２ｉ
は光路差関数の係数（回折面係数）である。

【０２０８】

【数４】

【０２０９】

【実施例】（実施例１〜５）

【０２１０】実施例１，２，３，４，５についてのレン
ズデータを表１，２，３，４，５にそれぞれ示す。いず
れの実施例においても非球面プラスチックレンズを２枚
組み合せて、ＮＡが０．８５の対物レンズを得ている。
各実施例について図１、図３，図５，図７，図９に光路
図を、図２、図４，図６，図８，図１０に球面収差図及
び非点収差図をそれぞれ示す。プラスチック材料はポリ
オレフィン系樹脂であり、比重は約１．０、飽和吸水率
は０．０１％以下であり、その結果、ガラス製のレンズ
２枚を組み合せた対物レンズの重量の半分以下にするこ
とができ、ＮＡが０．８５と大きいにもかかわらず約
０．０２ｇ（鏡枠含まず）とすることができた。各表に
示したとおり、第１面と第３面を含む２乃至３面を非球
面としている。その他上述の条件式に関する値は表３６
に記載したとおりである。

【０２１１】

【表１】

【０２１２】

【表２】

【０２１３】

【表３】

【０２１４】

【表４】

【０２１５】

【表５】

【０２１６】（実施例６〜１１）

【０２１７】実施例６，７，８，９，１０，１１につい
てのレンズデータを表６，７，８，９，１０，１１にそ
れぞれ示す。第１面を含む１面乃至２面を輪帯状の段差
を有する回折面としたことにより対物レンズの色収差を
良好に補正できた。各実施例について図１１、図１３，
図１５，図１７，図１９，図２１に光路図を、図１２、
図１４，図１６，図１８，図２０，図２２に球面収差図
及び非点収差図をそれぞれ示す。実施例６〜１１の対物
レンズはプラスチック製で、材料はポリオレフィン系樹
脂であり、比重は約１．０、飽和吸水率は０．０１％以
下である。その他上述の条件式に関する値は表３６に記
載したとおりである。なお、各実施例の表では、回折面
は上述の数４で表される光路差関数の係数を与えること
で表現しているが、実際の回折面には、光軸と略同心円
状に鋸歯状の回折パターン（回折輪帯、輪帯状の回折構
造）が設けられており、光路差関数の値が波長のｍ倍
（ｍは正の整数）変化する毎に回折輪帯を形成してい
る。

【０２１８】

【表６】

【０２１９】

【表７】

【０２２０】

【表８】

【０２２１】

【表９】

【０２２２】

【表１０】

【０２２３】

【表１１】

【０２２４】（実施例１２）

【０２２５】表１２にレンズデータを示す実施例１２で
は、対物レンズを２枚の非球面プラスチックレンズを組
み合せた構成とし、球面収差補正手段を高屈折率で分散
の大きい硝材を用いた負レンズと、低分散の硝材を用い
た正レンズとによるビームエキスパンダとし、この２つ
のレンズ間隔を可変にすることで球面収差の変動を補正
するようにした。本実施例１２に関する光路図を図２３
に、球面収差図を図２４に示す。また、硝材を上記のよ
うに選択したことにより、集光光学系全体での１ｎｍの
モードホップによる焦点位置変化は０．１２μｍであ
り、ＮＡ０．８５でも十分に深度内となる。また、本実
施例１２で、様々な原因に起因して光学系で発生した球
面収差の変動をビームエキスパンダの可動レンズを光軸
に沿って動かすことにより補正した結果を後掲の表２４
に示す。この表からわかるように、本実施例の光学系で
は、レーザ光源の波長変動、温度変化、透明基板厚さ誤
差に起因して発生した球面収差を良好に補正することが
出来る。各条件式の値を表３６に示す。

【０２２６】

【表１２】

【０２２７】（実施例１３）

【０２２８】表１３にレンズデータを示す実施例１３で
は対物レンズを２枚の非球面プラスチックレンズを組み
合せた構成とし、球面収差補正手段を両面非球面の負レ
ンズと両面に輪帯状の回折面を設けた正レンズとにより
構成されたビームエキスパンダとしている。本実施例１
３に関する光路図を図２５に、球面収差図を図２６に示
す。２つのレンズはともにポリオレフィン系のプラスチ
ック材料で形成されており、アッベ数が５６程度の一般
的な材料であるが、回折構造を設けることにより色収差
を非常に良好に補正できている。また、本実施例１３
で、様々な原因に起因して光学系で発生した球面収差の
変動をビームエキスパンダの可動レンズを光軸に沿って
動かすことにより補正した結果を表２５に示す。

【０２２９】

【表１３】

【０２３０】（実施例１４）

【０２３１】表１４にレンズデータを示す実施例１４で
は対物レンズを２枚の非球面プラスチックレンズを組み
合せた構成とし、球面収差補正手段を両面非球面の負レ
ンズと両面が球面の正レンズとで構成し、正レンズをポ
リオレフィン系のプラスチック材料で形成し、負レンズ
を高屈折率で分散の大きいプラスチックで形成したビー
ムエキスパンダとし、合成系の色収差を補正している。
本実施例１４に関する光路図を図２７に、球面収差図を
図２８に示す。また、本実施例１４で、様々な原因に起
因して光学系で発生した球面収差の変動を、ビームムエ
キスパンダーの可動レンズを光軸に動かすことにより補
正した結果を表２６に示す。

【０２３２】

【表１４】

【０２３３】（実施例１５）

【０２３４】表１５にレンズデータを示す実施例１５は
対物レンズを２枚の非球面プラスチックレンズを組み合
せた構成とし、球面収差補正手段として１群２枚構成の
カップリングレンズを選択したもので、このカップリン
グレンズは負レンズに分散の大きな材料を用いて、対物
レンズの色収差を補正できるようにしている。本実施例
１５に関する光路図を図２９に、球面収差図を図３０に
示す。また、本実施例１５で、様々な原因に起因して光
学系で発生した球面収差の変動を、カップリングレンズ
を光軸に沿って動かすことにより補正した結果を表２７
に示す。

【０２３５】

【表１５】

【０２３６】（実施例１６）

【０２３７】表１６にレンズデータを示す実施例１６で
は光源側を巨視的には平面の回折面とし、光源から遠い
側の面を非球面としたプラスチックのカップリングレン
ズとしている。本実施例のカップリングレンズは簡単な
構成でかつ安価で、また非常に軽量なので、球面収差を
補正するためにカップリングレンズを駆動させるアクチ
ュエータへの負担が少なく、また慣性が小さいので高速
駆動が可能となる。更に、回折面により対物レンズの色
収差を含めて合成系での色収差を良好に補正することが
できる。本実施例１６に関する光路図を図３１に、球面
収差図を図３２に示す。また、本実施例１６で、様々な
原因に起因して光学系で発生した球面収差の変動をカッ
プリングレンズを光軸に沿って動かすことにより補正し
た結果を表２８に示す。

【０２３８】

【表１６】

【０２３９】（実施例１７）

【０２４０】表１７にレンズデータを示す実施例１７は
対物レンズを２枚の非球面プラスチックレンズを組み合
せた構成とし、１つの面に回折面を設け、色収差を補正
している。球面収差補正手段は正と負の２枚の同じプラ
スチック材料からなる非球面レンズを組み合せたビーム
エキスパンダとしており、球面収差補正手段では、色収
差は補正不足であるが、対物レンズの回折面の作用によ
り合成系の色収差を良好に補正している。本実施例１７
に関する光路図を図３３に、球面収差図を図３４に示
す。また、本実施例１７で、様々な原因に起因して光学
系で発生した球面収差の変動をビームエキスパンダの可
動レンズを光軸に沿って動かすことにより補正した結果
を表２９に示す。

【０２４１】

【表１７】

【０２４２】（実施例１８）

【０２４３】表１８にレンズデータを示す実施例１８は
対物レンズを２枚の非球面プラスチックレンズを組み合
せた構成とし、１つの面に回折面を設け、色収差を補正
している。球面収差補正手段は両面非球面の負レンズと
両面が球面の正レンズで構成し、正レンズをポリオレフ
ィン系のプラスチック材料で形成したビームエキスパン
ダである。本実施例１８に関する光路図を図３５に、球
面収差図を図３６に示す。負レンズを分散の大きいプラ
スチックレンズとすることで、ビームエキスパンダに色
収差補正を負担させたので、対物レンズの回折面の屈折
力は小さくすることができるので、最小輪帯ピッチを大
きくすることができ、製造し易く、回折効率の低下が起
こり難い。また、本実施例１８で、様々な原因に起因し
て光学系で発生した球面収差の変動をビームエキスパン
ダの可動レンズを光軸に沿って動かすことにより補正し
た結果を表３０に示す。

【０２４４】

【表１８】

【０２４５】（実施例１９）

【０２４６】表１９にレンズデータを示す実施例１９は
対物レンズを２枚の非球面プラスチックレンズを組み合
せた構成とし、１つの面に回折面を設け、色収差を補正
している。球面収差補正手段は両面非球面の負のプラス
チックレンズと両面が球面で両方の面に回折面を設けた
の正プラスチックレンズとから構成されたビームエキス
パンダとしている。本実施例１９に関する光路図を図３
７に、球面収差図を図３８に示す。この実施例では対物
レンズとビームエキパンダーの２個所に回折面を設け、
色収差を補正しているので、各回折面の屈折力を小さく
でき、最小輪帯ピッチを大きくすることができ、製造し
易く、回折効率の低下が起こり難い。また、本実施例１
９で、様々な原因に起因して光学系で発生した球面収差
の変動をビームエキスパンダの可動レンズを光軸に沿っ
て動かすことにより補正した結果を表３１に示す。

【０２４７】

【表１９】

【０２４８】（実施例２０）

【０２４９】表２０にレンズデータを示した実施例２０
は対物レンズを２枚の非球面プラスチックレンズを組み
合せた構成とし、１つの面に回折面を設け、色収差を補
正している。球面収差補正手段は両面非球面のプラスチ
ックで形成されたカップリングレンズである。対物レン
ズに設けた回折面で合成系の色収差を良好に補正してい
る。本実施例２０に関する光路図を図３９に、球面収差
図を図４０に示す。カップリングレンズは安価、軽量で
あることは同様である。また、本実施例２０で、様々な
原因に起因して光学系で発生した球面収差の変動をカッ
プリングレンズを光軸に沿って動かすことにより補正し
た結果を表３２に示す。

【０２５０】

【表２０】

【０２５１】（実施例２１）

【０２５２】表２１にレンズデータを示した実施例２１
は対物レンズを２枚の非球面プラスチックレンズを組み
合せた構成とし、１つの面に回折面を設け、色収差を補
正している。球面収差補正手段は光を側が巨視的には平
面の回折面とし、光源から遠い側の面を非球面としたプ
ラスチックのカップリングレンズとしている。本実施例
２１に関する光路図を図４１に、球面収差図を図４２に
示す。対物レンズとカップリングレンズの２個所に回折
面を設け、色収差を補正しているので、各回折面の屈折
力を小さくでき、最小輪帯ピッチを大きくすることがで
き、製造し易く、回折効率の低下が起こり難い。また、
本実施例２１で、様々な原因に起因して光学系で発生し
た球面収差の変動をカップリングレンズを光軸に沿って
動かすことにより補正した結果を表３３に示す。

【０２５３】

【表２１】

【０２５４】（実施例２２）

【０２５５】表２２にレンズデータを示した実施例２２
は対物レンズを２枚の非球面プラスチックレンズを組み
合せた構成とし、球面収差補正手段として、両面非球面
の負のプラスチックレンズと両面が球面に回折面を設け
た正プラスチックレンズとから構成されたビームエキス
パンダとしている。本実施例２２に関する光路図を図４
３に、球面収差図を図４４に示す。ビームエキスパンダ
に２つの回折面を設け、色収差を補正しているので、各
回折面の屈折力を小さくでき、最小輪帯ピッチを大きく
することができ、製造し易く、回折効率の低下が起こり
難い。また、本実施例２２で、様々な原因に起因して光
学系で発生した球面収差の変動をビームエキスパンダの
可動レンズを光軸に沿って動かすことにより補正した結
果を表３４に示す。また、本実施例の光学系は、片側の
面に２層の記録層を有する光情報記録媒体に対する記録
および／または再生が可能である。第１の記録層の透明
基板厚さは０．１ｍｍ、第２の記録層の透明基板厚さは
０．２ｍｍである。表３４にあるように、この透明基板
厚さの違いにより発生する球面収差をビームエキスパン
ダの可動レンズを光軸方向に沿って動かすことで補正し
ている。可動レンズの変移量を大きくすることで３層以
上の記録層を有する光情報記録媒体に対する記録および
／または再生も可能である。

【０２５６】

【表２２】

【０２５７】（実施例２３）

【０２５８】表２３にレンズデータを示した実施例２３
は対物レンズを２枚の非球面プラスチックレンズを組み
合せた構成とし、１つの面に回折面を設け、色収差を補
正している。球面収差補正手段は両面非球面のプラスチ
ックで形成されたカップリングレンズである。高屈折率
で分散の大きいプラスチック材料で形成したビームエキ
スパンダとしている。本実施例２３に関する光路図を図
４５に、球面収差図を図４６に示す。また、本実施例２
３で、様々な原因に起因して光学系で発生した球面収差
の変動をカップリングレンズを光軸に沿って動かすこと
により補正した結果を表３５に示す。また、本実施例の
光学系は、片側の面に２層の記録層を有する光情報記録
媒体に対する記録および／または再生が可能である。第
１の記録層の透明基板厚さは０．１ｍｍ、第２の記録層
の透明基板厚さは０．２ｍｍである。表３５にあるよう
に、この透明基板厚さの違いにより発生する球面収差を
カップリングレンズを光軸方向に沿って動かすことで補
正している。カップリングレンズの変移量を大きくする
ことで３層以上の記録層を有する光情報記録媒体に対す
る記録および／または再生も可能である。

【０２５９】

【表２３】

【０２６０】

【表２４】

【０２６１】

【表２５】

【０２６２】

【表２６】

【０２６３】

【表２７】

【０２６４】

【表２８】

【０２６５】

【表２９】

【０２６６】

【表３０】

【０２６７】

【表３１】

【０２６８】

【表３２】

【０２６９】

【表３３】

【０２７０】

【表３４】

【０２７１】

【表３５】

【０２７２】

【表３６】

【０２７３】また、実施例１２〜２３における上述の各
条件式の値を表３７に示す。

【０２７４】

【表３７】

【０２７５】（実施例２４，２５，２６）

【０２７６】実施例２４，２５，２６についてのレンズ
データを表３８，３９，４０にそれぞれ示す。いずれの
実施例においても非球面プラスチックレンズを２枚組み
合わせてＮＡが０．８５の対物レンズを得ている。

【０２７７】

【表３８】

【０２７８】

【表３９】

【０２７９】

【表４０】

【０２８０】各実施例２４，２５，２６について図５
０，図５２，図５４に光路図を示し、図５１，図５３，
図５５に球面収差図及び非点収差図をそれぞれ示す。プ
ラスチック材料はポリオレフィン系樹脂であり、比重は
約１．０，飽和吸水率は０．０１％以下であり、その結
果、ガラス製のレンズ２枚を組み合わせた対物レンズの
重量の半分以下にすることができ、ＮＡが０．８５と大
きいにもかかわらず、約０．０２〜０．０４g（鏡枠含
まず）とすることができた。各表３８〜４０に示したと
おり、第１面から第３面を非球面としている。さらに、
２枚構成でＮＡが０．８５と大きい対物レンズにもかか
わらず、ワーキングディスタンスを大きく確保してい
る。

【０２８１】また、各実施例２４，２５，２６の基準状
態（温度２５℃，波長４０５ｎｍ）及び±３０℃の温度
変化時及び±１０ｎｍの波長変化時の波面収差の値を表
４２に示す。これからわかるように、いずれの実施例に
おいてもＮＡが０．８５と大きいプラスチック材料から
なる対物レンズにもかかわらず、温度変化時及び波長変
化時の波面収差の劣化は非常に小さい。但し、温度変化
時のプラスチック材料の屈折率変化を、−１２×１０^-5
／℃、光源の波長変化を＋０．０５ｎｍ／℃とした。ま
た、各条件式に関する値は、表３６及び表４１に示すと
おりである。

【０２８２】

【表４１】

【０２８３】

【表４２】

【０２８４】（実施例２７，２８，２９）

【０２８５】実施例２７，２８，２９についてのレンズ
データを表４３，４４，４５にそれぞれ示す。いずれの
実施例においても非球面プラスチックレンズを２枚組み
合わせてＮＡが０．８５、０．８０の対物レンズを得て
いる。

【０２８６】

【表４３】

【０２８７】

【表４４】

【０２８８】

【表４５】

【０２８９】各実施例２７，２８，２９について図５
６，図５８，図６０に光路図を示し、図５７，図５９，
図６１に球面収差図及び非点収差図をそれぞれ示す。ま
た、各条件式の値を表３６に示す。プラスチック材料は
ポリオレフィン系樹脂であり、比重は約１．０，飽和吸
水率は０．０１％以下であり、その結果、ガラス製のレ
ンズ２枚を組み合わせた対物レンズの重量の半分以下に
することができ、ＮＡが０．８５、０．８０と大きいに
もかかわらず、約０．０２〜０．０４g（鏡枠含まず）
とすることができた。各表４３〜４５に示したとおり、
第１面から第３面を非球面としている。さらに、２枚構
成でＮＡが０．８５、０．８０と大きい対物レンズにも
かかわらず、ワーキングディスタンスを大きく確保して
いる。

【０２９０】なお、上述の各表のレンズデータ及び図面
において、１０のべき乗数（例えば２．５×１０^-3）
を、Ｅまたはｅ（例えば２．５×Ｅ−３）を用いて表す
場合がある。

【０２９１】なお、上述の各表のレンズデータにおい
て、ＮＡ_OBJは対物レンズの像側開口数、ｆ_OBJは対物レ
ンズの無限遠物体での焦点距離（ｍｍ）、ｆ_OBJ+SAは対
物レンズと球面収差補正手段との合成系の焦点距離（ｍ
ｍ）、λは設計基準波長を表す。

【０２９２】次に、本発明による実施の形態としての光
ピックアップ装置を図４７により説明する。

【０２９３】図４７の光ピックアップ装置は、本発明に
よる上述のプラスチックレンズ１ａ、１ｂを保持部材１
ｃで一体に保持した２群２枚構成の対物レンズ１と、光
源である半導体レーザ３と、光源３から射出される発散
光の発散角を変換するカップリングレンズ２と、光情報
記録媒体の情報記録面５からの反射光を受光する光検出
器４とを備えている。対物レンズ１はカップリングレン
ズ２からの光束を光情報記録媒体の情報記録面５に集光
する。

【０２９４】図４７の光ピックアップ装置は、更に、情
報記録面５からの反射光を光検出器４に向けて分離する
偏光ビームスプリッタ６と、カップリングレンズ２と対
物レンズ１との間に配置された１／４波長板７と、対物
レンズ１に前置された絞り８と、シリンドリカルレンズ
９と、フオーカス・トラッキング用の２軸アクチュエー
タ１０とを備える。つまり、本実施形態において、集光
光学系は、偏光ビームスプリッタと、カップリングレン
ズと、１／４波長坂と、対物レンズと、絞りとを有する
ものである。なお、本実施形態においては、偏光ビーム
スプリッタは、集光光学系に含まれないものと見なして
もよい。

【０２９５】また、対物レンズ１は、その保持部材１ｃ
の外周に光軸に対し垂直方向に延びた面を持つフランジ
部１ｄを有する。このフランジ部１ｄにより、対物レン
ズ１を光ピックアップ装置に精度よく取付ることができ
る。

【０２９６】そして、カップリングレンズ２は、入射さ
れた発散光束を光軸に対して、ほぼ平行光束にするコリ
メートレンズであっても良い。この場合は、コリメート
レンズ２からの出射光束がほぼ平行光となるように、光
源３もしくはコリメートレンズ２を、コリメートレンズ
の光軸方向に移動調整可能にすることが望ましい。

【０２９７】以上のように、本発明の光ピックアップ装
置は、光源からの発散光束をほぼ平行光に変換するため
のコリメートレンズと、該平行光を情報記録面に集光す
るための対物レンズとで構成しても良く、また、光源か
らの発散光束の角度を変えて発散光束又は収束光束に変
換するための変換レンズであるカップリングレンズと、
該カップリングレンズからの光束を情報記録面に集光す
るための対物レンズとで構成しても良い。また、光源か
らの発散光束を情報記録面に集光するための対物レンズ
（有限共役型対物レンズ）のみで構成しても良い。

【０２９８】そして、このような光ピックアップ装置に
本発明による対物レンズを使用することにより、光ディ
スク用の高密度記録再生が可能な光ピックアップ装置を
得ることが出来る。

【０２９９】次に、図４８に、図４７の光ピックアップ
装置に、球面収差補正手段としてカップリングレンズ２
を光軸方向に沿って変移させるための１軸アクチュエー
タ１１を備えさせた光ピックアップ装置を示す。

【０３００】図４８に示すように、変移装置としての１
軸アクチュエータ１１によって、カップリングレンズを
光軸方向に適切な量だけ変移させて対物レンズ１に入射
する光束の発散角を変えることにより、光学系で生じた
球面収差の変動をキャンセルすることが出来る。また、
光源の半導体レーザ３の発振波長が変動した場合、温度
或いは湿度が変化した場合、光情報記録媒体の保護層の
厚み誤差に起因して光学系で球面収差が発生する場合等
に、１軸アクチュエータ１１でカップリングレンズ２を
光軸方向に適切な量だけ変移させて対物レンズ１に入射
する光束の発散角を変えることにより、光学系で生じた
球面収差の変動をキャンセルすることが出来る。

【０３０１】また、本実施の形態において、カップリン
グレンズ２の少なくとも一方の光学面上には、光軸に対
して略同心円状の回折パターンが設けられている。な
お、略同心円状の回折パターンは、カップリングレンズ
２の両面に設けられてもよいし、対物レンズ１の少なく
とも１つの光学面上に設けられてもよい。カップリング
レンズ２の回折パターンは光軸に対して略同心円状とし
たが、これ以外の回折パターンが設けられていてもよ
い。カップリングレンズ２には上述したような略同心円
状の回折パターンが光学面上に設けられていることによ
り、半導体レーザ３の発振波長に対して、対物レンズ１
とは、逆符号で、かつその絶対値が略一致した軸上色収
差を発生する。そのため、半導体レーザ３から出射され
た光束は、カップリングレンズ２および対物レンズ１を
経ることによってほとんど軸上色収差なく光ディスクの
情報記録面５上に集光される。

【０３０２】次に、本発明による別の実施の形態として
の光ピックアップ装置の構成を図６２により説明する。
図６２の光ピックアップ装置は光源としての半導体レー
ザ３と、カップリングレンズ２と、１枚の負レンズ１２
ｂと１枚の正レンズ１２ａとから構成される球面収差補
正手段としてのビームエキスパンダ１２と対物レンズ１
とを有している。

【０３０３】図６２のピックアップ装置では、ビームエ
キスパンダ１２の負レンズ１２ｂを１軸アクチュエータ
１１によって光軸方向に変移可能とすることで、集光光
学系で発生する球面収差の変動を補正できるようにし
た。なお、本実施の形態では、負レンズ１２ｂを光軸方
向に可変としたが、正レンズ１２ａを光軸方向に可変と
してもよいし、負レンズ１２ｂと正レンズ１２ａの両方
を光軸方向に可変としてもよい。

【０３０４】また、半導体レーザ３は波長４００ｎｍ程
度の光束を射出するＧａＮ系青紫色レーザである。ま
た、波長４００ｎｍ程度の光束を射出する光源としては
上記のＧａＮ系青紫色レーザのほかに、ＳＨＧ青紫色レ
ーザであってもよい。

【０３０５】また、正レンズ１２ａの少なくとも一方の
光学面上には、光軸に対して略同心円状の回折パターン
が設けられている。なお、略同心円状の回折パターン
は、正レンズ１２ａの両面に設けられてもよいし、負レ
ンズ１２ｂの少なくとも一方の光学面上に設けられても
よい。また、対物レンズ１の少なくとも１つの光学面上
に設けられてもよいし、カップリングレンズ２の少なく
とも１つの光学面上に設けられてもよい。正レンズ１２
ａの回折パターンは光軸に対して略同心円状としたが、
これ以外の回折パターンが設けられていてもよい。

【０３０６】図６２のように、半導体レーザ３から出射
された発散光束は、カップリングレンズ２によって平行
光束に変換された後、偏光ビームスプリッタ６を透過
し、１／４波長板７を経て円偏光となり、ビームエキス
パンダ１２を透過した後、対物レンズ１によって高密度
記録用光ディスクの透明基板５'を介して情報記録面５
上に形成されるスポットとなる。対物レンズ１は、その
周辺に配置されたアクチュエータ１０によってフォーカ
ス制御およびトラッキング制御される。

【０３０７】情報記録面５で情報ピットにより変調され
た反射光束は、再び対物レンズ１、ビームエキスパンダ
１２、１／４波長板７を透過した後、偏光ビームスプリ
ッタ６によって反射され、シリンドリカルレンズ９を経
ることによって非点収差が与えられ、光検出器４に収束
する。そして、光検出器４の出力信号を用いて情報記録
面５に記録された情報を読み取ることができる。

【０３０８】本実施の形態において、温度あるいは湿度
変化によりレンズ材料の屈折率あるいはレンズ形状が変
化した場合、透明基板５'の厚さに誤差がある場合、半
導体レーザ３の製造誤差によりその発振波長に誤差があ
る場合、集光光学系を構成するレンズに厚さの誤差があ
る場合には、情報記録面５上に集光された波面には球面
収差（以下、球面収差Ａと呼ぶ）が発生する。この球面
収差Ａが検出されると、１軸アクチュエータ１１によっ
て負レンズ１２ｂを光軸方向に所定量変移させて、対物
レンズ１に入射する光束の発散度を変化（すなわち、対
物レンズ１の物点位置を変化）させ、球面収差（以下、
球面収差Ｂと呼ぶ）を発生させる。このとき、球面収差
Ｂの符号が球面収差Ａとは逆であって、かつその絶対値
が略一致するように負レンズ１２ｂを変移させるので、
情報記録面５上に集光される波面は球面収差Ａと球面収
差Ｂとが相殺補正された状態となる。

【０３０９】また、本実施の形態において、正レンズ１
２ａには上述したような略同心円状の回折パターンが光
学面上に設けられていることにより、半導体レーザ３の
発振波長に対して、対物レンズ１とは、逆符号で、かつ
その絶対値が略一致した軸上色収差を発生する。そのた
め、半導体レーザ３から出射された光束は、正レンズ１
２ａおよび対物レンズ１を経ることによってほとんど軸
上色収差なく光ディスクの情報記録面５上に集光され
る。

【０３１０】なお、本発明において、ビームエキスパン
ダとは、少なくとも１つの正レンズを有する正レンズ群
と、少なくとも１つの負レンズを有する負レンズ群とか
ら構成され、略平行光束が入射した場合に、略平行光束
を出射することのできる一般的によく知られた光学素子
を指し、光束系を拡大するものでなく、光束系を縮小す
るもの、あるいは光束系が変化しないものも含まれる。
そして、球面収差補正手段としては、上述の正レンズ群
および／または負レンズ群に含まれるレンズのうち少な
くとも１つのレンズを光軸方向に変移させた場合に、出
射する光束の発散度が変化するビームエキスパンダを用
いることができる。

【０３１１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜２６に
記載の発明によれば、対物レンズの高開口数（ＮＡ）化
に対応し、高性能な対物レンズでありながら従来のプラ
スチックの単レンズと同様で安価で軽量な対物レンズを
提供できる。また、プラスチック材料から形成された２
枚の正レンズからなる高ＮＡの対物レンズであっても，
利用可能な温度範囲が大きい光情報記録媒体の記録およ
び／または再生用の対物レンズを提供できる。また、２
枚の正レンズからなる高ＮＡの対物レンズであっても、
小径でかつワーキングディスタンスが大きい光情報記録
媒体の記録および／または再生用の対物レンズを提供で
きる。また、５００ｎｍ以下の短波長領域における内部
透過率が高く、かつ飽和吸水率が小さいプラスチック材
料から形成された、２枚の正レンズからなる高ＮＡの対
物レンズを提供できる。

【０３１２】また、請求項４８〜５７に記載の発明によ
れば、レーザ光源のモードホップ現象や高周波重畳によ
る対物レンズで発生する軸上色収差を補正可能な簡易で
安価な構成のカップリングレンズを提供できる。

【０３１３】また、請求項２７〜４７及び請求項６８に
記載の発明によれば、レーザ光源の発振波長変化、温度
・湿度変化、光情報記録媒体の透明基板の厚みの誤差等
に起因して光ピックアップ装置の各光学面で発生する球
面収差の変動を簡易な構成で効果的に補正できる集光光
学系及び光ピックアップ装置を提供できる。

【０３１４】また、請求項５８〜６２及び請求項６８に
記載の発明によれば、レーザ光源のモードホップ現象や
高周波重畳に起因して対物レンズで発生する軸上色収差
を効果的に補正できる集光光学系及び光ピックアップ装
置を提供できる。

【０３１５】更に、請求項６３〜６９に記載の発明によ
れば、短波長レーザ光源と高開口数の対物レンズとを備
える場合、透明基板を挟んで複数の記録層を有する光情
報記録媒体に対して情報の記録または再生を行うことが
できる集光光学系、光ピックアップ装置及び記録・再生
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に関する光路図である。

【図２】実施例１に関する球面収差図及び非点収差図で
ある。

【図３】実施例２に関する光路図である。

【図４】実施例２に関する球面収差図及び非点収差図で
ある。

【図５】実施例３に関する光路図である。

【図６】実施例３に関する球面収差図及び非点収差図で
ある。

【図７】実施例４に関する光路図である。

【図８】実施例４に関する球面収差図及び非点収差図で
ある。

【図９】実施例５に関する光路図である。

【図１０】実施例５に関する球面収差図及び非点収差図
である。

【図１１】実施例６に関する光路図である。

【図１２】実施例６に関する球面収差図及び非点収差図
である。

【図１３】実施例７に関する光路図である。

【図１４】実施例７に関する球面収差図及び非点収差図
である。

【図１５】実施例８に関する光路図である。

【図１６】実施例８に関する球面収差図及び非点収差図
である。

【図１７】実施例９に関する光路図である。

【図１８】実施例９に関する球面収差図及び非点収差図
である。

【図１９】実施例１０に関する光路図である。

【図２０】実施例１０に関する球面収差図及び非点収差
図である。

【図２１】実施例１１に関する光路図である。

【図２２】実施例１１に関する球面収差図及び非点収差
図である。

【図２３】実施例１２に関する光路図である。

【図２４】実施例１２に関する球面収差図である。

【図２５】実施例１３に関する光路図である。

【図２６】実施例１３に関する球面収差図である。

【図２７】実施例１４に関する光路図である。

【図２８】実施例１４に関する球面収差図である。

【図２９】実施例１５に関する光路図である。

【図３０】実施例１５に関する球面収差図である。

【図３１】実施例１６に関する光路図である。

【図３２】実施例１６に関する球面収差図である。

【図３３】実施例１７に関する光路図である。

【図３４】実施例１７に関する球面収差図である。

【図３５】実施例１８に関する光路図である。

【図３６】実施例１８に関する球面収差図である。

【図３７】実施例１９に関する光路図である。

【図３８】実施例１９に関する球面収差図である。

【図３９】実施例２０に関する光路図である。

【図４０】実施例２０に関する球面収差図である。

【図４１】実施例２１に関する光路図である。

【図４２】実施例２１に関する球面収差図である。

【図４３】実施例２２に関する光路図である。

【図４４】実施例２２に関する球面収差図である。

【図４５】実施例２３に関する光路図である。

【図４６】実施例２３に関する球面収差図である。

【図４７】本実施の形態による光ピックアップ装置を概
略的に示す図である。

【図４８】図４７の光ピックアップ装置の別の例を概略
的に示す図である。

【図４９】式（９）を説明するための３種類の対物レン
ズの球面収差図である。

【図５０】実施例２４に関する光路図である。

【図５１】実施例２４に関する球面収差図及び非点収差
図である。

【図５２】実施例２５に関する光路図である。

【図５３】実施例２５に関する球面収差図及び非点収差
図である。

【図５４】実施例２６に関する光路図である。

【図５５】実施例２６に関する球面収差図及び非点収差
図である。

【図５６】実施例２７に関する光路図である。

【図５７】実施例２７に関する球面収差図及び非点収差
図である。

【図５８】実施例２８に関する光路図である。

【図５９】実施例２８に関する球面収差図及び非点収差
図である。

【図６０】実施例２９に関する光路図である。

【図６１】実施例２９に関する球面収差図及び非点収差
図である。

【図６２】本発明による別の実施の形態としての光ピッ
クアップ装置を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１対物レンズ２カップリングレンズ３半導体レーザ（光源）４光検出器５情報記録面１０２軸アクチュエータ１１１軸アクチュエータ（球面収差補正手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 5/18 Ｇ０２Ｂ 5/18 13/18 13/18 Ｇ１１Ｂ 7/135 Ｇ１１Ｂ 7/135 ＡＺ 7/24 ５３１ 7/24 ５３１ＺＦターム(参考） 2G065 AB04 AB09 AB10 AB22 BA01 BB06 BB10 BB14 BB32 BB33 DA15 DA20 2H049 AA04 AA16 AA43 AA57 AA68 2H087 KA13 LA25 NA01 NA08 NA14 PA01 PA02 PA17 PA18 PB01 PB02 QA02 QA07 QA12 QA14 QA21 QA22 QA33 QA34 QA37 QA39 QA41 RA05 RA12 RA13 RA28 RA32 RA46 UA01 UA09 5D029 JB13 KB14 5D119 AA22 BA01 EC01 EC03 JA02 JA09 JA43 JA44 JB01 JB02 JB03 JB04 JB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光情報記録媒体の記録および／または再
生用の対物レンズであって、光源側から順に配置された正屈折力の第１レンズと正屈
折力の第２レンズとからなり、前記第１レンズおよび前記第２レンズはそれぞれ比重が
２．０以下の材料から形成され、次式を満たすことを特
徴とする対物レンズ。ＮＡ≧０．７０但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録又は再生を行うのに
必要な所定の像側開口数
【請求項２】光情報記録媒体の記録および／または再
生用の対物レンズであって、光源側から順に配置された正屈折力の第１レンズと正屈
折力の第２レンズとからなり、前記第１レンズおよび前記第２レンズはそれぞれプラス
チックの材料から形成され、次式を満たすことを特徴と
する対物レンズ。ＮＡ≧０．７０但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録又は再生を行うのに
必要な所定の像側開口数
【請求項３】光情報記録媒体の記録および／または再
生用の対物レンズであって、光源側から順に配置された正屈折力の第１レンズと正屈
折力の第２レンズとからなり、前記第１レンズおよび前
記第２レンズはそれぞれ比重が２．０以下の材料から形成され、少なくとも１つの光学面上に輪帯状の回折構
造を有し、次式を満たすことを特徴とする対物レンズ。 νｄｉ≦６５．０ＮＡ≧０．７０但し、νｄｉ：第ｉレンズのｄ線のアッベ数（ｉ＝１お
よび２）ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うのに必要
な所定の像側開口数
【請求項４】光情報記録媒体の記録および／または再
生用の対物レンズであって、光源側から順に配置された正屈折力の第１レンズと正屈
折力の第２レンズとからなり、前記第１レンズおよび前記第２レンズはそれぞれプラス
チック材料から形成され、少なくとも１つの光学面上に
輪帯状の回折構造を有し、次式を満たすことを特徴とす
る対物レンズ。 νｄｉ≦６５．０ＮＡ≧０．７０但し、νｄｉ：第ｉレンズのｄ線のアッべ数（ｉ＝１お
よび２）ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うのに必要
な所定の像側開口数
【請求項５】前記回折構造が形成された光学面を光源
側から順に、第１回折面、第２回折面、・・・、第Ｎ回
折面と呼ぶとき、前記第ｉ回折面に形成された回折構造
で発生する回折光のうち最大の回折光量をもつ回折光の
次数をｎｉ、前記第ｉ回折面の有効径内における輪帯数
をＭｉ、前記第ｉ回折面の有効径内における輪帯間隔の
最小値をＰｉ（ｍｍ）、対物レンズ全系の焦点距離をｆ
（ｍｍ）、及び使用波長をλ（ｍｍ）としたとき、次の
数１に示す式を満たすことを特徴とする請求項３または
４記載の対物レンズ。【数１】
【請求項６】前記回折構造で発生するｎ次回折光量が
他のいずれの次数の回折光量よりも大きく、前記光情報
記録媒体に対する情報の記録および／または再生するた
めに、前記回折構造で発生したｎ次回折光を光情報記録
媒体の情報記録面に集光することができることを特徴と
する請求項３乃至５のいずれか１項に記載の対物レン
ズ。ここで、ｎは０、±１以外の整数である。
【請求項７】前記回折面のうち少なくとも１つの回折
面は、ｎを０、±１以外の整数としたとき、該回折面で
発生する回折光のうち、ｎ次回折光の回折光量が他のい
ずれの次数の回折光の回折光量よりも大きくなるように
各回折輪帯の光軸方向の段差量が決定されていることを
特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の対物
レンズ。
【請求項８】次式を満たすことを特徴とする請求項１
乃至７のいずれか１項に記載の対物レンズ。ＮＡ≧０．８０
【請求項９】前記第１レンズの最も光源側の面を第１
面、前記第１レンズの最も光情報記録媒体側の面を第２
面、前記第２レンズの最も光源側の面を第３面と呼ぶと
き、前記第１面から前記第３面のうち、少なくとも２つ
の面が非球面であることを特徴とする請求項１乃至８の
いずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項１０】次式を満たすことを特徴とする請求項
１乃至９のいずれか１項に記載の対物レンズ。１．２≦ｆ１／ｆ２≦３．３但し、ｆｉ：第ｉレンズの焦点距離（ｉ＝１および２）
【請求項１１】次式を満たすことを特徴とする請求項
１乃至ｌ０のいずれか１項に記載の対物レンズ。０．３≦（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）≦３．２但し、ｒｉ：第ｉ面の近軸曲率半径（ｉ＝１および２）
【請求項１２】光情報記録媒体の記録および／または
再生用の対物レンズであって、光源側から順に配置された正屈折力の第１レンズと正屈
折力の第２レンズとからなり、前記第１レンズおよび前記第２レンズはそれぞれプラス
チック材料から形成され、次式を満たすことを特徴とす
る対物レンズ。０．０９≦ＷＤ／ｆ≦０．２４但し、ＷＤ：前記対物レンズのワーキングディスタンス
（ｍｍ）ｆ：前記対物レンズの全系の焦点距離（ｍｍ）
【請求項１３】次式を満たすことを特徴とする請求項
１２に記載の対物レンズ。ＮＡ≧０.７０但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うの
に必要な所定の像側開口数
【請求項１４】光情報記録媒体の記録および／または
再生用の対物レンズであって、光源側から順に配置された正屈折力の第１レンズと正屈
折力の第２レンズとからなり、次式を満たすことを特徴
とする対物レンズ。ＮＡ≧０．７００．０７≦ＷＤ／ＥＮＰ≦０．２０但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うの
に必要な所定の像側開口数ＷＤ：前記対物レンズのワーキングディスタンス（ｍ
ｍ）ＥＮＰ：前記対物レンズの入射瞳径（ｍｍ）
【請求項１５】光情報記録媒体の記録および／または
再生用でありかつ５００ｎｍ以下の波長の光を発生する
光源を有する光ピックアップ装置用の対物レンズであっ
て、光源側から順に配置された正屈折力の第１レンズと正屈
折力の第２レンズとからなり、前記第１レンズおよび前記第２レンズはそれぞれプラス
チックの材料から形成され、前記プラスチック材料は、厚さが３ｍｍにおける、光源
が発生する光の波長での内部透過率が９０％以上であっ
て、前記プラスチック材料は、飽和吸水率が０．１％以下で
あって、次式を満たすことを特徴とする対物レンズ。ＮＡ≧０．７０但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うの
に必要な所定の像側開口数
【請求項１６】次式を満たすことを特徴とする請求項
１２乃至１５のいずれか１項に記載の対物レンズ。ＮＡ≧０．８０
【請求項１７】前記第１レンズの最も光源側の面を第
１面、前記第１レンズの最も光情報記録媒体側の面を第
２面、前記第２レンズの最も光源側の面を第３面と呼ぶ
とき、前記第１面から前記第３面のうち、少なくとも２
つの面が非球面であることを特徴とする請求項１２乃至
１６のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項１８】次式を満たすことを特徴とする請求項
１２乃至１７のいずれか１項に記載の対物レンズ。１．２≦ｆ１／ｆ２≦５．０但し、ｆｉ：第ｉレンズの焦点距離（ｉ＝１および２）
【請求項１９】次式を満たすことを特徴とする請求項
１２乃至１８のいずれか１項に記載の対物レンズ。０．３≦（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）≦４．８但し、ｒｉ：第ｉ面の近軸曲率半径（ｉ＝１および２）
【請求項２０】次式を満たすことを特徴とする請求項
１乃至１９のいずれか１項に記載の対物レンズ。 −０．１５＜（Ｘ１’−Ｘ３’）／（（ＮＡ）⁴・ｆ）
＜０．１０ここで、Ｘ１’およびＸ２’は以下の式で与えられる。Ｘ１’＝Ｘ１・（Ｎ１−１）³／ｆ１Ｘ３’＝Ｘ３・（Ｎ２−１）³／ｆ２但し、Ｘ１：光軸に垂直で第１レンズの最も光源側の面
の頂点に接する平面と、有効径最周辺（上記ＮＡのマー
ジナル光線が入射する第１レンズの最も光源側の面上の
位置）における第１レンズの最も光源側の面との光軸方
向の差（ｍｍ）で、上記接平面を基準として光情報記録
媒体の方向に測る場合を正、光源の方向に測る場合を負
とする。Ｘ３：光軸に垂直で第２レンズの最も光源側の面の頂点
に接する平面と、有効径最周辺（上記ＮＡのマージナル
光線が入射する第２レンズの最も光源側の面上の位置）
における第２レンズの最も光源側の面との光軸方向の差
（ｍｍ）で、上記接平面を基準として光情報記録媒体の
方向に測る場合を正、光源の方向に測る場合を負とす
る。ｆ：前記対物レンズの全系の焦点距離（ｍｍ）Ｎ１：第１レンズ群の使用波長における屈折率Ｎ２：第２レンズ群の使用波長における屈折率
【請求項２１】次式を満たすことを特徴とする請求項
２０に記載の対物レンズ。 −０．０８＜（Ｘ１’−Ｘ３’）／（（ＮＡ）⁴・ｆ）
＜０．０５
【請求項２２】前記対物レンズは、５００ｎｍ以下の
波長の光を発生する光源を有する光ピックアップ装置用
の対物レンズであって、厚さが３ｍｍにおける、光源が
発生する光の波長での内部透過率が８５％以上である材
料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至１
４及び１６乃至２１のいずれか１項に記載の対物レン
ズ。
【請求項２３】厚さが３ｍｍにおける、光源が発生す
る光の波長での内部透過率が９０％以上である材料から
形成されていることを特徴とする請求項２２に記載の対
物レンズ。
【請求項２４】飽和吸水率が０．５％以下である材料
から形成されていることを特徴とする請求項１乃至１４
及び１６乃至２３のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項２５】飽和吸水率が０．１％以下である材料
から形成されていることを特徴とする請求項２４に記載
の対物レンズ。
【請求項２６】情報の記録および／または再生を行う
光情報記録媒体の透明基板の厚さが０．６ｍｍ以下であ
ることを特徴とする請求項１乃至２５のいずれか１項に
記載の対物レンズ。
【請求項２７】光源と、前記光源から射出された光束
を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集
光させる対物レンズと、を含む記録および／または再生
用の集光光学系であって、前記対物レンズは請求項１乃至２６のいずれか１項に記
載の対物レンズであり、前記光源と前記対物レンズとの間に、前記集光光学系の
各光学面で発生する球面収差の変動を補正する球面収差
補正手段を設けたことを特徴とする集光光学系。
【請求項２８】光源と、前記光源から射出された光束
を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集
光させる対物レンズと、を含む記録および／または再生
用の集光光学系であって、前記対物レンズは請求項１乃至２６のいずれか１項に記
載の対物レンズであり、前記光源と前記対物レンズとの間に、温度・湿度変化に
起因して前記集光光学系の各光学面で発生する球面収差
の変動を補正する球面収差補正手段を設けたことを特徴
とする集光光学系。
【請求項２９】光源と、前記光源から射出された光束
を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集
光させる対物レンズと、を含む記録および／または再生
用の集光光学系であって、前記対物レンズは請求項１乃至２６のいずれか１項に記
載の対物レンズであり、前記光源と前記対物レンズとの間に、前記情報記録媒体
の透明基板厚さの微少な変動に起因して前記集光光学系
の各光学面で発生する球面収差の変動を補正する球面収
差補正手段を設けたことを特徴とする集光光学系。
【請求項３０】光源と、前記光源から射出された光束
を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集
光させる対物レンズと、を含む記録および／または再生
用の集光光学系であって、前記光情報記録媒体が同一の光束入射面側に透明基板を
挟んで複数の記録層を有し、前記対物レンズは請求項１乃至２６のいずれか１項に記
載の対物レンズであり、前記異なる記録層に集光させる際に前記対物レンズを光
軸方向に変位させ、前記光源と前記対物レンズとの間に、前記光情報記録媒
体の光束入射面からそれぞれの記録層までの透明基板厚
さの差異に起因して発生する球面収差の変動を補正する
球面収差補正手段を設けたことを特徴とする集光光学
系。
【請求項３１】光源と、前記光源から射出された光束
を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集
光させる対物レンズと、を含む記録および／または再生
用の集光光学系であって、前記対物レンズは請求項１乃至２６のいずれか１項に記
載の対物レンズであり、前記光源と前記対物レンズとの間に、前記光源の発振波
長の変動に起因して前記集光光学系の各光学面で発生す
る球面収差の微少な変動を補正する球面収差補正手段を
設けたことを特徴とする集光光学系。
【請求項３２】光源と、前記光源から射出された光束
を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集
光させる対物レンズと、を含む記録および／または再生
用の集光光学系であって、前記対物レンズは請求項１乃至２６のいずれか１項に記
載の対物レンズであり、前記光源と前記対物レンズとの間に、温度・湿度変化、
前記情報記録媒体の透明基板厚さの変動及び前記光源の
発振波長の変動のうちの少なくとも２つの組み合わせに
起因して前記集光光学系の各光学面で発生する球面収差
の変動を補正する球面収差補正手段を設けたことを特徴
とする集光光学系。
【請求項３３】前記球面収差補正手段は屈折率分布が
可変であることを特徴とする請求項２７乃至３２のいず
れか１項に記載の集光光学系。
【請求項３４】前記球面収差補正手段は、少なくとも
１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを含み、略
平行に入射する光束を入射を略平行に出射するビームエ
キスパンダの構成を有し、前記球面収差補正手段に含ま
れる少なくとも１つのレンズが光軸方向に沿って変位可
能な可動要素に構成されていることを特徴とする請求項
２７乃至３２のいずれか１項に記載の集光光学系。
【請求項３５】前記正レンズ及び前記負レンズが次式
を満たすことを特徴とする請求項３４に記載の集光光学
系。 νｄＰ＞νｄＮ但し、νｄＰ：前記球面収差補正手段に含まれる正レン
ズのｄ線のアッベ数の平均値 νｄＮ：前記球面収差補正手段に含まれる負レンズのｄ
線のアッベ数の平均値
【請求項３６】前記正レンズ及び前記負レンズが次式
を満たすことを特徴とする請求項３５に記載の集光光学
系。 νｄＰ＞５５．０ νｄＮ＜３５．０
【請求項３７】前記球面収差補正手段に含まれる正レ
ンズのｄ線のアッベ数の平均値と、前記球面収差補正手
段に含まれる負レンズのｄ線のアッベ数の平均値との差
を△νとして以下の条件式を満足し、前記可動要素は比重が２．０以下の材料から形成される
ことを特徴とする請求項３６に記載の集光光学系。３０≦△ν≦５０
【請求項３８】前記球面収差補正手段に含まれる全て
の正レンズのアッベ数が７０．０以下または前記球面収
差補正手段に含まれる全ての負レンズのアッベ数が４
０．０以上であって、前記正レンズおよび前記負レンズ
の少なくとも一方が、少なくとも１つの輪帯状の回折構
造を有する回折面を備えることを特徴とする請求項３４
に記載の集光光学系。
【請求項３９】前記可動要素は比重が２．０以下の材
料から形成されることを特徴とする請求項３８に記載の
集光光学系。
【請求項４０】前記球面収差補正手段はプラスチック
材料から形成されることを特徴とする請求項３８または
３９に記載の集光光学系。
【請求項４１】前記球面収差補正手段は飽和吸水率が
０．５％以下である材料から形成されていることを特徴
とする請求項４０に記載の集光光学系。
【請求項４２】前記回折構造で発生するｎ次回折光量
が他のいずれの次数の回折光量よりも大きく、前記光情報記録媒体に対する情報の記録および／または
再生を行うために、前記回折構造で発生したｎ次回折光
を光情報記録媒体の情報記録面に集光することができる
ことを特徴とする請求項３８乃至４１のいずれか１項に
記載の集光光学系。ここで、ｎは０、±１以外の整数で
ある。
【請求項４３】前記球面収差補正手段は使用波長が５
００ｎｍ以下で、使用波長領域で厚さが３ｍｍにおける
内部透過率が８５％以上である材料から形成されている
ことを特徴とする請求項３４乃至４２のいずれか１項に
記載の集光光学系。
【請求項４４】前記球面収差補正手段は、１枚の正レ
ンズと１枚の負レンズから構成され、少なくとも１つの
非球面を有し、少なくとも一方のレンズが光軸方向に沿
って変位可能な可動要素に構成されていることを特徴と
する請求項３４乃至４３のいずれか１項に記載の集光光
学系。
【請求項４５】前記可動要素は、前記集光光学系の球
面収差がオーバー側に変動するときは前記正レンズと前
記負レンズとの間隔を所定量減少させ、前記集光光学系
の球面収差がアンダー側に変動するときは前記正レンズ
と前記負レンズとの間隔を所定量増加させるように光軸
方向に沿って変位することを特徴とする請求項４４に記
載の集光光学系。
【請求項４６】次式を満たすことを特徴とする請求項
２７乃至４５のいずれか１項に記載の集光光学系。ＮＡ≧０．７０ｔ≦０．６ｍｍ λ≦５００ｎｍ但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うの
に必要な所定の対物レンズの像側開口数ｔ：光情報記録媒体の透明基板の厚さ λ：光源の波長
【請求項４７】前記球面収差補正手段と前記対物レン
ズの合成系の軸上色収差が次式を満たすことを特徴とす
る請求項２７乃至４６のいずれか１項に記載の集光光学
系。 │δｆＢ・ＮＡ²│≦０．２５μｍ但し、δｆＢ：前記光源の波長が＋１ｎｍ変化したとき
の、合成系の焦点位置の変化（μｍ）
【請求項４８】光情報記録媒体の記録および／または
再生用の光源からの発散光束の発散角を変換し、対物レ
ンズへ入射させるためのカップリングレンズであって、使用波長より１０ｎｍ短い波長に対し焦点距離が長くな
るように軸上色収差を過剰補正したことを特徴とするカ
ップリングレンズ。
【請求項４９】少なくとも１つの面を光軸から離れる
に従い曲率半径が大きくなる非球面とし、少なくとも１
つの面を複数の同心状の輪帯段差からなる回折面とした
単レンズよりなることを特徴とする請求項４８に記載の
カップリングレンズ。
【請求項５０】前記光源側の面が巨視的にみると球面
状の回折面であり、前記光源から遠い方の面が光軸から
離れるに従い曲率半径が大きくなる非球面であることを
特徴とする請求項４９に記載のカップリングレンズ。
【請求項５１】前記回折面の回折次数である、隣り合
う輪帯間の光軸方向の段差の長さと回折面前後の屈折率
差との積が使用波長λ（ｍｍ）の約何倍であるかを示し
た整数をｎ、前記回折面の輪帯数をＭ、輪帯間隔の最小
値をＰ（ｍｍ）、及び前記カップリングレンズ全系の焦
点距離をｆｃ（ｍｍ）として以下の条件式を満足するこ
とを特徴とする請求項４９または５０に記載のカップリ
ングレンズ。０．２０≦ｎ・ｆｃ・λ／（Ｍ・Ｐ²）≦１．０
【請求項５２】前記回折構造で発生するｎ次回折光量
が他のいずれの次数の回折光量よりも大きく、前記光情報記録媒体に対する情報の記録および／または
再生を行うために、前記回折構造で発生したｎ次回折光
を光情報記録媒体の情報記録面に集光することができる
ことを特徴とする請求項４９乃至５１のいずれか１項に
記載のカップリングレンズ。ここで、ｎは０、±１以外
の整数である。
【請求項５３】相対的にアッベ数の大きい正レンズ
と、相対的にアッベ数の小さい負レンズとを接合した１
群２枚構成を有する請求項４８に記載のカップリングレ
ンズ。
【請求項５４】次式を満たし、前記正レンズ及び前記
負レンズの少なくとも１面に非球面を有することを特徴
とする請求項５３に記載のカップリングレンズ。 νｄＰ＞５５．０ νｄＮ＜３５．０但し、νｄＰ：正レンズのｄ線のアッベ数 νｄＮ：負レンズのｄ線のアッベ数
【請求項５５】比重が２．０以下の材料から形成され
ることを特徴とする請求項４８乃至５４のいずれか１項
に記載のカップリングレンズ。
【請求項５６】プラスチック材料から形成されること
を特徴とする請求項５５に記載のカップリングレンズ。
【請求項５７】飽和吸水率が０．５％以下であるプラ
スチック材料から形成されていることを特徴とする請求
項５６に記載のカップリングレンズ。
【請求項５８】光源と、前記光源から射出された光束
を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集
光させる対物レンズと、を含む記録および／または再生
用の集光光学系であって、前記光源と前記対物レンズとの間に請求項４８乃至５７
のいずれか１項に記載のカップリングレンズを備え、前
記集光光学系の各光学面で発生する球面収差の変動を前
記カップリングレンズを光軸方向に変位させることによ
って補正することを特徴とする集光光学系。
【請求項５９】前記光源の発振波長の微少な差異によ
って生ずる前記球面収差の変動を補正することを特徴と
する請求項５８に記載の集光光学系。
【請求項６０】温度・湿度変化により前記集光光学系
を構成するレンズの屈折率が変化することによって生ず
る前記球面収差の変動を補正することを特徴とする請求
項５９に記載の集光光学系。
【請求項６１】前記光情報記録媒体の透明基板厚差の
微少な変動によって生ずる前記球面収差の変動を補正す
ることを特徴とする請求項５８に記載の集光光学系。
【請求項６２】温度・湿度変化による屈折率変化、前
記光源の発振波長の変動、及び前記光情報記録媒体の透
明基板厚さの微少な変動の内の少なくとも２つの組み合
せによって生ずる前記球面収差の変動を補正することを
特徴とする請求項５８に記載の集光光学系。
【請求項６３】光源と、前記光源から射出された光束
を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集
光させる対物レンズと、を含む記録および／または再生
用の集光光学系であって、前記光源と前記対物レンズの間に、請求項４８乃至５７
のいずれか１項に記載のカップリングレンズを備え、前記光情報記録媒体が同一の光束入射面側に透明基板を
挟んで複数の記録層を有し、異なる前記記録層に集光させる際に前記対物レンズを光
軸方向に変位させ、前記光情報記録媒体の光束入射面からそれぞれの記録層
までの透明基板厚さの差によって発生する球面収差の変
動を前記カップリングレンズを光軸方向に変位させるこ
とによって補正することを特徴とする集光光学系。
【請求項６４】前記集光光学系の球面収差がオーバー
側に変動するときは前記光源と前記カップリングレンズ
との間隔を所定量減少させるようにカップリングレンズ
を変位させ、集光光学系の球面収差がアンダー側に変動
するときは前記光源と前記カップリングレンズとの間隔
を所定量増加させるようにカップリングレンズを光軸方
向に沿って変位させることを特徴とする請求項５８乃至
６３のいずれか１項に記載の集光光学系。
【請求項６５】前記対物レンズは請求項１乃至２６の
いずれか１項に記載の対物レンズであることを特徴とす
る請求項５８乃至６４のいずれか１項に記載の集光光学
系。
【請求項６６】次式を満たすことを特徴とする請求項
５８乃至６５のいずれか１項に記載の集光光学系。ＮＡ≧０．７０ｔ≦０．６ｍｍ λ≦５００ｎｍ但し、ＮＡ：光情報記録媒体に記録または再生を行うの
に必要な所定の対物レンズの像側開口数ｔ：光情報記録媒体の透明基板の厚さ λ：光源の波長
【請求項６７】前記球面収差補正手段と前記対物レン
ズの合成系の軸上色収差が次式を満たすことを特徴とす
る請求項５８乃至６６のいずれか１項に記載の集光光学
系。｜δｆＢ・ＮＡ²│≦０．２５μｍ但し、δｆＢ：前記光源の波長が＋１ｎｍ変化したとき
の、合成系の焦点位置の変化（μｍ）
【請求項６８】光源と該光源からの光束を光情報記録
媒体の記録面に集光するための対物レンズと前記光源と
前記対物レンズとの間に配置される球面収差補正手段と
を含む集光光学系と、前記記録面からの反射光を検出するための受光手段と、前記反射光を検出することで前記記録面に光束を集光さ
せるために前記対物レンズを駆動する第１の駆動装置
と、前記反射光を検出することで前記記録面上に集光された
光束の集光状態を検出し、前記球面収差補正手段を作動
させる第２の駆動装置と、を備えた光ピックアップ装置
であって、前記集光光学系が請求項２７乃至４７および請求項５８
乃至６７のいずれか１項に記載の集光光学系であること
を特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６９】請求項６８に記載の光ピックアップ装
置を搭載したことを特徴とする音声および／または画像
の記録装置、および／または、音声および／または画像
の再生装置。