JP2003232992A - 光学ピックアップ用対物レンズ、光学ピックアップ及びディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラックピッチを狭くすることによって高記
録密度化された光記録媒体に対する情報の記録及び再生
に用いられる光学ピックアップに適する、高開口数で光
学特性が良好に補正され、加工性も良好な光学ピックア
ップ用対物レンズを得る。 【解決手段】 レーザ光を光記録媒体の記録面に集光し
てビームスポットを形成する光学ピックアップ用対物レ
ンズ１５を、第１の面Ｓ_１が非球面から成ると共に第２
の面Ｓ_２が平面から成る単レンズＬｅによって構成し、
０．８以上の開口数を有するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、光記録媒体に対し
レーザ光を照射して、情報の記録及び／又は記録された
情報の再生を行う記録再生装置の光学ピックアップに使
用される対物レンズにおいて、高開口数化を図ると共
に、光学特性及び加工性を改善するための技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報の記録媒体として、レーザ光
を記録面に照射することによって情報の記録及び再生を
行うようにされた非接触型で記録密度も高い光記録媒体
が広く用いられている。そして、上記光記録媒体は、現
状では、記録された情報の検索のし易さ等の点から、デ
ィスク状をした光記録媒体（以下、「光ディスク」とい
う。）が多用されている。

【０００３】光ディスクは、スパイラル（螺旋）状又は
同心円状をした記録トラックを有し、上記記録トラック
の互いに隣接する部分間の間隔、即ち、トラックピッチ
は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）の場合では約１．６
μｍであったが、近年のＤＶＤ（Digital Video Disc/D
igital Versatile Disc）では０．７４μｍと狭くされ
ることによって、情報の記録密度が大幅に向上してい
る。

【０００４】ＤＶＤ等のトラックピッチを狭くして情報
の記録密度を向上させた光ディスクに対しレーザ光を照
射して情報の記録や再生を行うためには、トラックピッ
チの大きい光ディスクに対する場合よりも更に小さいビ
ームスポットをその記録面上に形成する必要がある。

【０００５】ところで、対物レンズによって集光される
レーザ光のビームスポットの径は、レーザ光の設計波長
に比例し、対物レンズの開口数（ＮＡ）に反比例する。
従って、上記ビームスポットの径を小さくするために
は、レーザ光の短波長化と共に、対物レンズの高開口数
化（開口数０．８以上）が必要となる。

【０００６】従って、従来、記録密度が高い光ディスク
に対応した光学ピックアップにおいては、レーザ光を光
ディスクの記録面に集光してビームスポットを形成する
対物レンズとしては、図１３に示すように、屈折率の高
い材質を使用し、第１面Ｓ_１及び第２面Ｓ_２が共に非球
面によって構成されたメニスカス形状のガラス製モール
ド成形レンズａが広く採用されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記対
物レンズａにおいては、図１３に示すように、第１面Ｓ
_１及び第２面Ｓ_２が共に非球面によって構成され、しか
も、高開口数化するため屈折率の高い材質を使用しなけ
ればならないので、レンズ形状が通常ではメニスカス形
状をしているため、以下の（１）乃至（４）に列記する
ような問題があった。

【０００８】（１）製造時においてレンズ両面の偏芯を
精度良く保つこととが困難であるため、レンズ両面
Ｓ_１、Ｓ_２間の偏芯によって光学特性が悪化する。

【０００９】（２）レンズ形状がメニスカス形状である
ため、周縁部ｂが凹面（第２面Ｓ_２）側で光軸方向に突
出し、フォーカシング調整を行うために光軸方向に移動
するときの作動距離（ＷＤ：対物レンズの最も光ディス
ク寄りの面から像点までの距離）が短くなってしまい、
対物レンズと光ディスクとが干渉してしまうことがあ
る。

【００１０】（３）レンズ形状がメニスカス形状である
ため、光源側の面（第１面Ｓ_１）への入射角が大きくな
ってしまい、表面へ各種コーティングを施すことが困難
になる。

【００１１】（４）レンズ形状がメニスカス形状である
ため、凸面である光源側の面（第１面Ｓ_１）のサジッタ
角θ（図１３参照）が大きくなってしまい、対物レンズ
ａをモールド成形する場合、上記凸面の転写形状をバイ
トによって金型の転写面に形成することが困難になる。

【００１２】従って、本発明は、上記した問題点に鑑
み、トラックピッチを狭くすることによって高記録密度
化された光記録媒体に対する情報の記録及び再生に用い
られる光学ピックアップに適する、高開口数で光学特性
が良好に補正され、加工性も良好な光学ピックアップ用
対物レンズを得ることを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために、レーザ光を光記録媒体の記録面に集
光してビームスポットを形成する光学式の記録再生装置
の光学ピックアップに使用する対物レンズを、第１の面
が非球面から成ると共に第２の面が平面から成る単レン
ズによって構成し、０．８以上の開口数を有するように
したものである。

【００１４】従って、本発明にあっては、対物レンズの
第２の面を平面としたので、対物レンズの光学特性及び
加工性を改善することが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明光学ピックアップ
用対物レンズ、光学ピックアップ及びディスクドライブ
装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明す
る。尚、以下に示す実施の形態は、本発明を初期のディ
スク状光記録媒体であるＣＤ（Compact Disc）のトラッ
クピッチよりも狭い０．６μｍ程度のトラックピッチを
有するディスク状光記録媒体、例えば、ＤＶＤ（Digita
l Video Disc/Digital Versatile Disc）等、トラック
ピッチを狭くすることによって情報の記録密度を高めた
規格のディスク状光記録媒体に対して、情報の記録及び
再生を行うディスクドライブ装置に適用したものであ
る。

【００１６】最初に、ディスクドライブ装置の概要を説
明する。

【００１７】ディスクドライブ装置１は、回転数を高く
して記録された記録信号の読み込み及び情報信号の書き
込みが高速化されたものであり、トラックピッチが非常
に細かくされて記録容量が高められたディスク状記録媒
体を用い、パーソナルコンピュータに外部記憶装置とし
て搭載されて使用される装置である。

【００１８】ディスクドライブ装置１は、図１及び図２
に示すように、各種機構が配置されたメカフレーム２を
有し、該メカフレーム２の上方、左右及び前後が、ネジ
止め等の適宜な手段によって取り付けられるカバー体３
及び前面パネル４によって覆われている。

【００１９】上記カバー体３は、天板部３ａと該天板部
３ａの両側縁からそれぞれ垂設された側面部３ｂ、３ｂ
と図示しない後面部とが一体に形成されて成る。

【００２０】前面パネル４には、横長の開口４ａが形成
され、該開口４ａを開閉する扉体５が、その上端部を支
点として前面パネル４に回動自在に支持されている。ま
た、前面パネル４には、各種操作を行う操作ボタン６、
６、…が配設されている。

【００２１】上記メカフレーム２は各種機構が配置され
る機構配置面部７ａと、該機構配置面部７ａの両側縁か
ら立設された側部７ｂ、７ｂとを有し、上記機構配置面
部７ａの前端部にカム板や各種ギアを有するローディン
グ機構８が配置されている。

【００２２】メカフレーム２には、図２に示すように、
ディスクトレイ９が前後方向に移動自在に支持されてい
る。該ディスクトレイ９には、前後方向に長い挿通孔９
ａとディスク状光記録媒体（以下、単に「光ディスク」
という。）１００が載置されるディスク載置凹部９ｂが
形成されている。ディスク載置凹部９ｂに光ディスク１
００を載置する時には、ディスクトレイ９は上記ローデ
ィング機構８によって駆動されて、前面パネル４の開口
４ａから外部に突出され、光ディスク１００へ情報の記
録又は再生を行う時には、ディスク載置凹部９ｂに光デ
ィスク１００を載置した状態で装置内部に引き込まれ
る。

【００２３】また、メカフレーム２の機構配置面部７ａ
には、図２に示すように、移動フレーム１０がその後端
部を支点として回動自在な状態で支持されている。

【００２４】上記移動フレーム１０の前端部には、光デ
ィスク１００を回転させるためのモータユニット１１が
配置されており、該モータユニット１１はディスクテー
ブル１１ａと該ディスクテーブル１１ｂを回転させる駆
動モータ１１ｂを含んでいる。また、移動フレーム１０
には、光学ピックアップ１２が、図示しないガイド軸及
びリードスクリューによってディスクテーブル１１ａに
装着された光ディスク１００の半径方向に移動可能な状
態で支持されている。

【００２５】更に、移動フレーム１０には、上記リード
スクリューを回転させる送りモータ１３が支持されてい
る。従って、リードスクリューが上記送りモータ１３に
よって回転されると、その回転方向に応じた方向へ光学
ピックアップ１２がガイド軸に案内されて移動される。

【００２６】従って、ディスクドライブ装置１において
は、光ディスク１００が、ディスクトレイ９のディスク
載置凹部９ｂに載置さた状態で装置内部に引き込まれ、
光ディスク１００の下方に位置していた移動フレーム１
０が回動して上方へ移動することによって、光ディスク
１００がディスクテーブル１１ａ上に載置されると共
に、図示しないチャッキング部材によってディスクテー
ブル１１ａ上にチャッキングされて保持され、モータユ
ニット１１の駆動モータ１１ｂによる駆動によってディ
スクテーブル１１ａと共に回転されると、光学ピックア
ップ１２が光ディスク１００の半径方向に移動しなが
ら、光ディスク１００に対する情報の記録又は再生が為
される。

【００２７】次に、光ディスク１００に対する情報の記
録又は再生を行う光学ピックアップ１２の構成について
説明する。

【００２８】光学ピックアップ１２は、図２に示すよう
に、図示しないガイド軸及びリードスクリューによって
シャーシ１１に支持された移動ベース１４上に、レーザ
発光素子や受光素子等を含む所要の光学素子と、対物レ
ンズ１５を支持した図示しない２軸アクチュエータ等が
搭載されて成る。

【００２９】即ち、光学ピックアップ１２は、図３に概
略的に示すように、図示しない２軸アクチュエータによ
って支持された対物レンズ１５、４２０ｎｍ以下の波長
のレーザ光を出射するレーザ発光素子１６及び該レーザ
ー発光素子１６から出射されたレーザ光を平行光束にす
るコリメータレンズ１７を有する。レーザ発光素子（半
導体レーザ）１６から出射したレーザ光は、コリメータ
レンズ１７によって平行光束にされ、対物レンズ１５に
よって光ディスク１００の記録層に集光される。

【００３０】ところで、光学ピックアップ１２は、情報
の記録密度が高い光ディスク１００に情報の記録及び情
報の再生を行うことができるようにされたものである。
従って、上記レーザ発光素子１６は、７８０ｎｍの波長
のレーザ光を発生する従来のＣＤ規格のレーザ発光素子
よりも短い波長４２０ｎｍ以下（具体的には４００ｎｍ
乃至４１０ｎｍ程度）のレーザ光を発生するものであ
り、レーザノイズを低減するために高周波電流を駆動電
流に重ねることでレーザ光の波長が短い周期で変動する
ようにされている。

【００３１】そして、光ディスク１００に記録を行う際
には、レーザ発光素子１６から高エネルギーのレーザ光
が出射され、コリメータレンズ１７によって平行光束に
され、この平行光束にされたレーザ光が対物レンズ１５
に入射して光ディスク１００の記録層上に集光されレー
ザスポットを形成する。このレーザ光のエネルギーによ
って記録層が、例えば、相変化することによって、情報
を記録したピットが形成される。

【００３２】一方、光ディスク１００に記録された情報
を再生する場合には、情報に記録を行う時よりも低エネ
ルギーのレーザ光がレーザ発光素子１６から出射され、
コリメータレンズ１７によって平行光束にされ、この平
行光束にされたレーザ光が対物レンズ１５に入射して光
ディスク１００の記録層上に集光されレーザスポットを
形成する。そして、光ディスク１００の記録層で反射さ
れたレーザ光が上記とは逆の光路を経て、光学ピックア
ップ１２内の受光素子等を含む図示しない受光系によっ
て検出される。

【００３３】図４は上記ディスクドライブ装置１の回路
構成の概略を示すものである。ディスクドライブ装置１
は、各部の動作を制御する制御部１０１と、光ディスク
１００に記録された情報及び光ディスクに記録する情報
を処理する信号処理部１０２を有する。

【００３４】制御部１０１は、光ディスク１００から読
み取られ信号処理部１０２を介して入力された各種情報
に基づいて上記駆動モータ１１ｂと送りモータ１３の回
転、光学ピックアップ１２の図示しない２軸アクチュエ
ータによるトラッキングサーボおよびフォーカシングサ
ーボの動作を制御し、操作ボタン６、６、…から成る操
作部１０３を介して入力された信号に基づいて各部の動
作の指示を行い、更に、信号処理部１０２による光ディ
スク１００に記録された情報信号の処理の制御等を行う
ものである。

【００３５】信号処理部１０２は、光学ピックアップ１
２によって読み出された光ディスク１００に記録された
情報信号にデコード等の適宜な処理を行って出力端子１
０４から出力すると共に、入力端子１０５から入力され
た情報信号にエンコード等の適宜な処理を行うものであ
る。そして、信号処理部１０２によって処理された情報
信号は、光学ピックアップ１２によって光ディスク１０
０に記録される。

【００３６】次に、対物レンズ１５について具体的に説
明する。

【００３７】対物レンズ１５は、図３に示すように、非
球面から成る第１面Ｓ_１と平面から成る第２面Ｓ_２とを
有するガラス製のレンズＬｅによって構成される単玉構
成のものであり、０．８以上の開口数を有する。尚、上
記単レンズＬｅの第１面Ｓ_１及び第２面Ｓ_２はそれぞ
れ、請求項１に記載した「第１の面」及び「第２の面」
に相当するものである。

【００３８】また、上記単レンズＬｅの第１面Ｓ_１の近
傍には、アパーチャ１８が設けられている。即ち、上記
アパーチャ１８は、単レンズＬｅに入射するレーザ光の
光量を制限、又は、単レンズＬｅの、周縁部よりも光学
特性が良好な中央部分のみを使用するために設けられた
ものであり、適宜な材質によって形成された略リング状
を為すものである。

【００３９】また、対物レンズ１５は、単レンズＬｅの
材質（硝材）のｄ線における屈折率をｎ_１とすると、 ｎ_１＞１．６５（条件式１） の条件を満足するようにされている。単レンズＬｅの材
質の屈折率を上記条件式１に規定されるように設定した
のは、単レンズＬｅの屈折率を１．６５以上にすること
によっって色収差を除く諸収差が良好になるからであ
る。従って、対物レンズ１５においては色収差の補正の
みを考慮すれば良いことになる。

【００４０】また、対物レンズ１５は、第２面Ｓ_２が平
面なので、該第２面Ｓ_２に単レンズＬｅとは別機能を有
する光学素子を付加することも容易である。例えば、後
述するように、単レンズＬｅの第２面Ｓ_２に、単レンズ
Ｌｅを構成する材質の屈折率とは異なる屈折率を有する
材質によって構成された平らな板（以下、「平板」とい
う。）を少なくとも１枚重ね合わせることが考えられ
る。

【００４１】図１１に示す対物レンズ１５の変形例１５
Ａは、第２面Ｓ_２に単レンズＬｅと同じ外径を有する２
枚の円形のガラス製の平板Ｐｌ_１、Ｐｌ_２を重ね合わ
せ、接合レンズにおけるレンズ同士の接合の方法と同様
の方法で順に接着等によって貼り合わせて成るものであ
る。

【００４２】そして、上記対物レンズ１５Ａの場合、単
レンズＬｅと平板Ｐｌ_１、Ｐｌ_２との屈折率の関係は、
「ｎ_ｉ」を対物レンズ１５Ａを構成する単レンズＬｅ及
び平板Ｐｌ_１、Ｐｌ_２のうち光源側から数えてｉ番目の
部材の材質のｄ線における屈折率とし、「ｎ_ｉ−１」を
対物レンズを構成する単レンズ及び平板のうち光源側か
ら数えてｉ−１番目の部材の材質のｄ線における屈折率
とすると、ｎ_ｉ＜ｎ_ｉ−１（条件式２）の条件を満足す
るようにされている。

【００４３】従って、上記条件式２に規定されるよう
に、対物レンズ１５Ａにおいては、第１の材質から成る
単レンズＬｅの屈折率ｎ_１、第２の材質から成る平板Ｐ
ｌ_１の屈折率ｎ_２及び第３の材質から成る平板Ｐｌ_２の
屈折率ｎ_３の関係は、 ｎ_１＞ｎ_２＞ｎ_３ となる。

【００４４】上記対物レンズ１５Ａのように、単レンズ
Ｌｅの第２面Ｓ_２に、単レンズＬｅを構成する材質の屈
折率とは異なる屈折率を有する材質によって構成された
平板を少なくとも１枚重ね合わせると、像高特性を良好
にすることが可能になる。

【００４５】更に、対物レンズ１５は、単レンズＬｅの
第２面Ｓ_２が平面で構成されているため、例えば、第２
面Ｓ_２に、半導体の製造時に一般的に使用されている所
謂フォトリソグラフィー加工等によって回折光学素子を
付加することも容易になる。上記回折光学素子は、フォ
ーカシング調整を行うために光ディスク１００の記録面
上に集光するビームスポットを３つに分離するためのも
のであり、通常では、コリメータレンズ１７の近傍に設
けられている。従って、対物レンズ１５の第２面Ｓ_２に
回折光学素子を一体に設けることによって、別体の回折
光学素子を使用した場合と比べて光学ピックアップ１２
内でレーザ発光素子１６、コリメータレンズ１７等の光
学系構成要素の配置スペースを小さくすることが可能に
なり、その分、光学ピックアップ１２を小型化すること
が可能になる。

【００４６】ところで、前述したように、光学ピックア
ップ用の対物レンズには、従来、両面が非球面によって
構成されているものが広く採用されていた。そして、こ
の両面非球面の対物レンズにおいては、設計段階では製
造時におけるレンズ両面の偏芯については考慮されない
ので、設計上は両面の非球面によって各種収差が良好に
補正されるため、光学特性が優れたものであった。

【００４７】しかし、両面非球面の対物レンズにおいて
は、実際の製造段階でレンズ両面の偏芯を無くすことが
非常に困難であった。従って、両面非球面の対物レンズ
は、レンズ両面の偏芯によって光学特性が当初の設計値
より悪化し、片面のみの非球面を有する平凸レンズ並の
光学特性しか得ることができないのが現状であった。

【００４８】そこで、上記対物レンズ１５及びその変形
例１５Ａは、第２面Ｓ_２を平面で構成した平凸レンズに
することによって、第１面Ｓ_１と第２面Ｓ_２との偏芯に
ついて考慮することが必要でなくなり、光学特性を悪化
させないで設計値通りに製作することが可能になると共
に、０．８以上の高い開口数を得ることができ、トラッ
クピッチを狭くすることによって情報の記録密度を高め
た規格の光記録媒体に対応することができる。尚、第２
面Ｓ_２を平面とすると、製造段階において第１面Ｓ_１及
び第２面Ｓ_２間の偏芯について全く考慮する必要がなく
なる。

【００４９】また、上記対物レンズ１５及びその変形例
１５Ａにおいては、第２面Ｓ_２を平面で構成しても、非
球面の第１面Ｓ_１を透過した光による入射角の関係で第
２面Ｓ_２が屈折力を有するようにすることができるの
で、第１面Ｓ_１の曲率が大きくなり過ぎることを抑制
し、サジッタ角度θ（図５参照）を低減することが可能
になる。また、上記のように第２面Ｓ_２にも屈折力を分
担させることによって、第１面Ｓ_１の曲率が大きくなり
過ぎることを抑制して、第１面Ｓ_１への光束の入射角を
小さくすることができるので、第１面Ｓ_１に各種コーテ
ィングを施すことが容易になる。

【００５０】次に、対物レンズ１５及びその変形例１５
Ａを具体的に設計した数値実施例１乃至３について説明
する。

【００５１】数値実施例１乃至３における対物レンズ１
５は、図５、図７及び図９に示すように、０．８５の開
口数を有し、非球面によって構成される第１面Ｓ_１と平
面によって構成される第２面Ｓ_２とを有する単レンズＬ
ｅから成るものである。尚、対物レンズ１５と像面（図
示しない光ディスクの表面）との間には、ポリカーボネ
ートやガラスによって構成されるカバーガラス１９が配
設されている。該カバーガラス１９と単レンズＬｅ間の
間隔は任意であり、特に限定されるものではない。

【００５２】ところで、上記カバーガラス１９の厚み
は、一般的に、０．３ｍｍ以下であることが望ましい
が、後述する数値実施例１乃至３においては０．１ｍｍ
である。これは、カバーガラス１９の厚みが０．３ｍｍ
以上であると、補正が困難になるほどの球面収差が発生
してしまうが、カバーガラス１９が０．３ｍｍ以下の場
合には球面収差の発生を抑えることができるからである
（後述する対物レンズ１５Ａに関わる数値実施例におい
ても同様）。

【００５３】尚、以下の説明において、レンズＬｅ及び
他の構成要素の面番号は、光源（レーザ発光素子１６）
側から、１、２、３、…と順に数えるものとし、
「Ｓ_ｉ」は光源側から数えてｉ番目の面、「ｒ_ｉ」は光
源側から数えてｉ番目の面Ｓ_ｉの曲率半径、「ｄ_ｉ」は
光源側から数えてｉ番目とｉ＋１番目の面との間の光軸
上における面間隔、「ｎ_ｉ」は光源から数えてｉ番目の
部材の材質のｄ線における屈折率、「ν_ｉ」は光源から
数えてｉ番目の部材の材質のアッベ数、「ｆ」は対物レ
ンズ１５又は１５Ａの焦点距離を示すものとする。ま
た、非球面形状は、「Ｚ」を光軸からの高さが「Ｘ」の
非球面上の点の非球面頂点の接平面からの距離、「Ｒ」
を非球面頂点の曲率半径、「Ｋ」を円錐定数、「Ａ」、
「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」及び「Ｇ」を
それぞれ第４次乃至第１６次の非球面係数とする時、以
下の数式１によって定義されるものとする。

【００５４】

【数１】

【００５５】図５は、対物レンズ１５の数値実施例１の
レンズ構成を示すものである。以下の表１に上記数値実
施例１における対物レンズ１５の各数値を示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】表２に数値実施例１における対物レンズ１
５の第１面Ｓ_１の円錐定数Ｋ及び４次乃至１６次の非球
面係数Ａ乃至Ｇを示す。

【００５８】

【表２】

【００５９】図６に対物レンズ１５の数値実施例１にお
ける球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。尚、非点
収差図において、実線はサジタル像面、破線はタンジェ
ンシャル像面における値を示すものである（後述する同
種の図おいても同様）。

【００６０】また、対物レンズ１５の開口数は０．８５
であり、光源波長は４０５ｎｍである。数値実施例１に
おける対物レンズ１５においては、図６に示すように、
各収差が良好に補正されているのが明らかである。特
に、歪曲収差はグラフの縦線と略重なり合っており（図
６の歪曲収差図のスケールでは区別不可能）、歪曲収差
は殆ど発生していないことが分かる。

【００６１】図７は、対物レンズ１５の数値実施例２の
レンズ構成を示すものである。以下の表３に上記数値実
施例２における対物レンズ１５の各数値を示す。

【００６２】

【表３】

【００６３】表４に数値実施例２における対物レンズ１
５の第１面Ｓ_１の円錐定数Ｋ及び４次乃至１６次の非球
面係数Ａ乃至Ｇを示す。

【００６４】

【表４】

【００６５】図８に上記対物レンズ１５の数値実施例２
における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。

【００６６】尚、対物レンズ１５の開口数は０．８５で
あり、光源波長は４０５ｎｍである。数値実施例２にお
ける対物レンズ１５においては、図８に示すように、各
収差が良好に補正されているのが明らかである。特に、
歪曲収差はグラフの縦線と略重なり合っており（図８の
歪曲収差図のスケールでは区別不可能）、歪曲収差は殆
ど発生していない。

【００６７】図９は、対物レンズ１５の数値実施例３の
レンズ構成を示すものである。以下の表５に上記数値実
施例３における対物レンズ１５の各数値を示す。

【００６８】

【表５】

【００６９】表６に数値実施例３における対物レンズ１
５の第１面Ｓ_１の円錐定数Ｋ及び４次乃至１４次の非球
面係数Ａ乃至Ｇを示す。

【００７０】

【表６】

【００７１】図１０に上記対物レンズ１５の数値実施例
３における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。

【００７２】尚、対物レンズ１５の開口数は０．８５で
あり、光源波長は４０５ｎｍである。数値実施例３にお
ける対物レンズ１５においては、図１０に示すように、
各収差が良好に補正されているのが明らかである。特
に、歪曲収差はグラフの縦線と略重なり合っており（図
１０の歪曲収差図のスケールでは区別不可能）、歪曲収
差は殆ど発生していないことが分かる。

【００７３】図１１は、対物レンズ１５の変形例１５Ａ
に関わる数値実施例のレンズ構成を示すものである。即
ち、対物レンズ１５Ａは、０．８５の開口数を有し、非
球面によって構成される第１面Ｓ_１と平面によって構成
される第２面Ｓ_２とを有する単レンズＬｅと、該単レン
ズＬｅの第２面Ｓ_２に順に重ね合わせた平板Ｐｌ_１及び
Ｐｌ_２から成るものである。このように、対物レンズ１
５Ａを、それぞれ屈折率が異なる第１乃至第３の材料か
ら成る単レンズＬｅ、平板Ｐｌ_１及びＰｌ_２によって構
成したのは、像高特性を改善するためである。尚、対物
レンズ１５Ａにおいても、前記対物レンズ１５と同様
に、対物レンズ１５Ａと像面（図示しない光ディスクの
表面）との間には、ポリカーボネートやガラスによって
構成されるカバーガラス１９が配設されている。以下の
表７に上記数値実施例における対物レンズ１５Ａの各数
値を示す。

【００７４】

【表７】

【００７５】表８に上記対物レンズ１５の変形例１５Ａ
に関わる数値実施例における対物レンズ１５Ａの第１面
Ｓ_１の円錐定数Ｋ及び４次乃至１４次の非球面係数Ａ乃
至Ｆを示す。

【００７６】

【表８】

【００７７】図１２に上記対物レンズ１５Ａの数値実施
例における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。

【００７８】尚、対物レンズ１５の開口数は０．８５で
あり、光源波長は４０５ｎｍである。対物レンズ１５Ａ
においては、図１２に示すように、各収差が良好に補正
されているのが明らかである。特に、歪曲収差はグラフ
の縦線と略重なり合っており（図１２の歪曲収差図のス
ケールでは区別不可能）、歪曲収差は殆ど発生していな
いことが分かる。

【００７９】表８に上記対物レンズ１５の第１乃至数値
実施例３及び対物レンズ１５の変形例１５Ａの数値実施
例の作動距離及びサジッタ角度θを示す。

【００８０】

【表９】

【００８１】上記表９に示すように、対物レンズ１５及
びその変形例１５Ａにおいては、０．４ｍｍ以上の十分
な作動距離を確保することが可能であると共に、単レン
ズＬｅの第１面Ｓ_１のサジッタ角度θも６０°以下であ
るため金型の加工も容易である。

【００８２】上記対物レンズ１５又はその変形例１５Ａ
を採用した光学ピックアップ１２を用いることによっ
て、高密度記録情報の再生及び記録性能が向上したディ
スクドライブ装置を提供することが可能になる。

【００８３】尚、前記実施の形態において示した各部の
具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際
して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、こ
れらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈される
ことがあってはならないものである。

【００８４】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明光学ピックアップ用対物レンズは、レーザ光
を光記録媒体の記録面に集光してビームスポットを形成
する光学ピックアップ用対物レンズであって、第１の面
が非球面から成ると共に第２の面が平面から成る単レン
ズによって構成し、０．８以上の開口数を有するように
したことを特徴とする。

【００８５】従って、第２の面を平面にすることによっ
て第１の面と第２の面との偏芯を考慮する必要がなくな
るので、０．８以上の開口数を有する光学ピックアップ
用対物レンズを、光学特性を悪化させずに設計値通りに
製作することができる。

【００８６】請求項２に記載した発明にあっては、ｎ_１
を単レンズの材質のｄ線における屈折率とすると、ｎ_１
＞１．６５の条件を満足するようにしたので、色収差を
除く各種収差を良好にすることができる。

【００８７】請求項３及び請求項４に記載した発明にあ
っては、第２の面に単レンズを構成する材質の屈折率と
は異なる屈折率を有する材質によって構成された平板を
少なくとも１枚重ね合わせたので、像高特性を良好にす
ることができる。

【００８８】請求項５及び請求項６に記載した発明にあ
っては、ｎ_ｉを対物レンズを構成する単レンズ及び平ら
な板のうち光源側から数えてｉ番目の部材の材質のｄ線
における屈折率、ｎ_ｉ−１を対物レンズを構成する単レ
ンズ及び平らな板のうち光源側から数えてｉ−１番目の
部材の材質のｄ線における屈折率とすると、ｎ_ｉ＜ｎ
_ｉ−１の条件を満足するようにしたので、像高特性を更
に良好にすることができる。

【００８９】請求項７及び請求項８に記載した発明にあ
っては、第２の面に回折光学素子を付加したので、回折
光学素子を別体に設けた場合の配置スペースを省略する
ことが可能になって、光学ピックアップの小型化に有利
になる。

【００９０】本発明光学ピックアップは、レーザ光を出
射するレーザ発光素子と、レーザ光を光記録媒体の記録
層に集光させてビームスポットを形成する対物レンズ
と、レーザ光を受光する受光素子と、レーザ発光素子か
ら出射されたレーザ光を対物レンズに入射させると共に
光記録媒体の記録層で反射され対物レンズを透過したレ
ーザ光を受光素子に入射させる光学素子とを有する光学
ピックアップであって、対物レンズを第１の面が非球面
から成ると共に第２の面が平面から成る単レンズによっ
て構成し、０．８以上の開口数を有するようにしたこと
を特徴とする。

【００９１】従って、対物レンズの第２の面を平面にす
ることによって第１の面と第２の面との偏芯を考慮する
必要がなくなるので、０．８以上の開口数を有する対物
レンズを光学特性を悪化させないで設計値通りに製作す
ることができ、光学ピックアップをトラックピッチを狭
くすることによって情報の記録密度を高めた規格の光記
録媒体に対応させることができる。

【００９２】本発明ディスクドライブ装置は、回転する
ディスク状をした光記録媒体に対し、該光記録媒体の半
径方向に移動自在とされた光学ピックアップによって情
報の記録及び再生を行うディスクドライブ装置であっ
て、光学ピックアップが、レーザ光を出射するレーザ発
光素子と、レーザ光を光記録媒体の記録層に集光させて
ビームスポットを形成する対物レンズと、レーザ光を受
光する受光素子と、レーザ発光素子から出射されたレー
ザ光を対物レンズに入射させると共に光記録媒体の記録
層で反射され上記対物レンズを透過したレーザ光を受光
素子に入射させる光学素子とを有し、対物レンズを第１
の面が非球面から成ると共に第２の面が平面から成る単
レンズによって構成し、０．８以上の開口数を有するよ
うにしたことを特徴とする。

【００９３】従って、対物レンズの第２の面を平面にす
ることによって第１の面と第２の面との偏芯を考慮する
必要がなくなるので、０．８以上の開口数を有する対物
レンズを光学特性を悪化させないで設計値通りに製作す
ることができ、ディスクドライブ装置をトラックピッチ
を狭くすることによって情報の記録密度を高めた規格の
光記録媒体に対応させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２乃至図１２と共に、本発明光学ピックアッ
プ用対物レンズ、光学ピックアップ及びディスクドライ
ブ装置の実施の形態を示すものであり、本図は、ディス
クドライブ装置の外観を概略的に示す斜視図である。

【図２】ディスクドライブ装置の内部構成を概略的に示
す分解斜視図である。

【図３】光学ピックアップの構成を概略的に示す説明図
である。

【図４】ディスクドライブ装置の回路構成を示す概略図
である。

【図５】対物レンズの数値実施例１におけるレンズ構成
を示す概略図である。

【図６】対物レンズの数値実施例１における各収差を示
す図である。

【図７】対物レンズの数値実施例２におけるレンズ構成
を示す概略図である。

【図８】対物レンズの数値実施例２における各収差を示
す図である。

【図９】対物レンズの数値実施例３におけるレンズ構成
を示す概略図である。

【図１０】対物レンズの数値実施例３における各収差を
示す図である。

【図１１】対物レンズの変形例の数値実施例におけるレ
ンズ構成を示す概略図である。

【図１２】対物レンズの変形例の数値実施例における各
収差を示す図である。

【図１３】従来の光学ピックアップ用対物レンズの一例
のレンズ構成を示す図である。

【符号の説明】

１…ディスクドライブ装置、１２…光学ピックアップ、
１５…光学ピックアップ用対物レンズ、１５Ａ…光学ピ
ックアップ用対物レンズ、１００…光記録媒体、Ｓ_１…
第１の面、Ｓ_２…第２の面、Ｌｅ…単レンズ、Ｐｌ_１…
平らな板、Ｐｌ _２…平らな板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA13 LA01 PA01 PA17 PB01 QA02 QA05 QA13 QA33 RA05 RA12 RA42 5D119 AA22 AA38 BA01 JA43 JB02 JB03 5D789 AA22 AA38 BA01 JA43 JB02 JB03

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を光記録媒体の記録面に集光さ
   せてビームスポットを形成する光学ピックアップ用対物
   レンズであって、 第１の面が非球面から成ると共に第２の面が平面から成
   る単レンズによって構成され、０．８以上の開口数を有
   する、 ことを特徴とする光学ピックアップ用対物レンズ。
2. 【請求項２】 以下の条件を満足するようにされたこと
   を特徴とする請求項１に記載の光学ピックアップ用対物
   レンズ。 ｎ_１＞１．６５ 但し、 ｎ_１：単レンズの材質のｄ線における屈折率 とする。
3. 【請求項３】 上記第２の面に単レンズを構成する材質
   の屈折率とは異なる屈折率を有する材質から成る平らな
   板を少なくとも１枚重ね合わせたことを特徴とする請求
   項１に記載の光学ピックアップ用対物レンズ。
4. 【請求項４】 上記第２の面に単レンズを構成する材質
   の屈折率とは異なる屈折率を有する材質から成る平らな
   板を少なくとも１枚重ね合わせたことを特徴とする請求
   項２に記載の光学ピックアップ用対物レンズ。
5. 【請求項５】 以下の条件を満足するようにされたこと
   を特徴とする請求項３に記載の光学ピックアップ用対物
   レンズ。 ｎ_ｉ＜ｎ_ｉ−１ 但し、 ｎ_ｉ：対物レンズを構成する単レンズ及び平らな板のう
   ち、光源側から数えてｉ番目の部材の材質のｄ線におけ
   る屈折率、 ｎ_ｉ−１：対物レンズを構成する単レンズ及び平らな板
   のうち、光源側から数えてｉ−１番目の部材の材質のｄ
   線における屈折率 とする。
6. 【請求項６】 以下の条件を満足するようにされたこと
   を特徴とする請求項４に記載の光学ピックアップ用対物
   レンズ。 ｎ_ｉ＜ｎ_ｉ−１ 但し、 ｎ_ｉ：対物レンズを構成する単レンズ及び平らな板のう
   ち、光源側から数えてｉ番目の部材の材質のｄ線におけ
   る屈折率、 ｎ_ｉ−１：対物レンズを構成する単レンズ及び平らな板
   のうち、光源側から数えてｉ−１番目の部材の材質のｄ
   線における屈折率 とする。
7. 【請求項７】 上記第２の面に回折光学素子が付加され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の光学ピックア
   ップ用対物レンズ。
8. 【請求項８】 上記第２の面に回折光学素子が付加され
   ていることを特徴とする請求項２に記載の光学ピックア
   ップ用対物レンズ。
9. 【請求項９】 レーザ光を出射するレーザ発光素子と、
   レーザ光を光記録媒体の記録層に集光させてビームスポ
   ットを形成する対物レンズと、レーザ光を受光する受光
   素子と、上記レーザ発光素子から出射されたレーザ光を
   対物レンズに入射させると共に光記録媒体の記録層で反
   射され上記対物レンズを透過したレーザ光を受光素子に
   入射させる光学素子とを有する光学ピックアップであっ
   て、 上記対物レンズは、第１の面が非球面から成ると共に第
   ２の面が平面から成る単レンズによって構成され、０．
   ８以上の開口数を有することを特徴とする光学ピックア
   ップ。
10. 【請求項１０】 回転するディスク状をした光記録媒体
    に対し、該光記録媒体の半径方向に移動自在とされた光
    学ピックアップを用いて情報の記録及び再生を行うディ
    スクドライブ装置であって、 上記光学ピックアップは、レーザ光を出射するレーザ発
    光素子と、レーザ光を光記録媒体の記録層に集光させて
    ビームスポットを形成する対物レンズと、レーザ光を受
    光する受光素子と、上記レーザ発光素子から出射された
    レーザ光を対物レンズに入射させると共に光記録媒体の
    記録層で反射され上記対物レンズを透過したレーザ光を
    受光素子に入射させる光学素子とを有し、 上記対物レンズは、第１の面が非球面から成ると共に第
    ２の面が平面から成る単レンズによって構成され、０．
    ８以上の開口数を有することを特徴とするディスクドラ
    イブ装置。