JP3881394B2 - 対物レンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、表面に保護層が設けられた光ディスク等の光記録媒体に対して光束を収束させる光ディスク装置等の光情報記録再生装置の対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンパクトディスクや光磁気ディスク等の光記録媒体には、信号が記録される記録層を保護するために透明なガラス、あるいはプラスチックから成る保護層が形成されている。光ディスク装置の対物レンズは、記録層に情報を記録し、あるいは記録された情報を再生するため、レーザー光をこの保護層を介して記録層に収束させる。
【０００３】
従来の対物レンズ、例えば特開昭６１−５６３１４号公報に開示される両面非球面単レンズは、光ディスクの保護層を含めて単一の系として収束性能が良好となるよう球面収差、コマ収差等の収差が補正されている。保護層は光学素子としてみれば平行平面板であり、したがって、従来の対物レンズは、収束レンズと平行平面板とを組み合わせた系として収差が補正されていることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように保護層を含めてコマ収差を補正した場合、レンズ単独の系としてみると球面収差、コマ収差が共に残存しているため、対物レンズが傾いて対物レンズの光軸がディスクに対して垂直でなくなると、対物レンズが単体で持つコマ収差により記録面上に形成されるスポットの径が拡大し、情報の取りこぼし等のエラーを生じる可能性が高くなる。
【０００５】
コマ収差によるスポット径の変化は、ディスク、対物レンズ、入射光束の三者の位置関係に依存する。従来の設計では、ディスクと対物レンズとの位置関係が設計値通りであれば、入射光束が対物レンズに対して傾いた場合にも設計値通りのスポット径が得られるが、ディスクに対して対物レンズが傾いた場合にはスポット径が急激に拡大する。
【０００６】
したがって、従来の対物レンズを光ヘッドに組み付ける際には、対物レンズの光軸が予定されるディスク面に対して垂直となるよう微小な対物レンズの姿勢を厳密に調整する必要があり、調整作業が煩雑となるという問題がある。
【０００７】
また、実際に光ディスク装置が作動する場合には、対物レンズと光ディスクとは全く別の系として独立に変位するため、例えば、対物レンズを駆動するアクチュエータの機構上の理由によりトラッキング時やフォーカシング時に対物レンズが傾いた場合には、たとえ対物レンズが静止状態で正確に調整されていたとしても、対物レンズの光軸がディスクに対して一時的に傾き、大きなコマ収差が発生するという問題がある。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、光ヘッドに対物レンズを組み付ける際に要求される精度を緩和することができ、しかも、光ディスク装置の作動中に対物レンズの光軸がディスクに対して傾いた場合にも発生するコマ収差の量を抑えることができる対物レンズ及び該対物レンズを用いた光学系および光ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる対物レンズは、上記の目的を達成させるため、表面に透明な保護層が設けられた光記録媒体の記録面に光束を収束させる対物レンズにおいて、球面収差については保護層を含めた系として補正すると共に、コマ収差については保護層を含めずに単独の系として補正したことを特徴とする。また、本発明の別の側面によれば、このような対物レンズを用いた光記録媒体用光学系および光ディスク装置が提供される。
【００１０】
球面収差が０に補正されている系では、正弦条件を満たすことにより、コマ収差を補正することができる。一方、球面収差が残存する系では、正弦条件違反量ＯＳＣと球面収差ＳＡとが等しい場合に、コマ収差を補正することができる。正弦条件違反量ＯＳＣの値は、平行平面板である保護層には左右されず、レンズの構成のみにより決定される。
【００１１】
この発明では、球面収差については、レンズと保護層とを含めた系として補正されているため、レンズ単独では球面収差が残存している。この残存しているレンズ単独の球面収差ＳＡLに、正弦条件違反量ＯＳＣをほぼ一致させることにより、コマ収差をレンズ単独で補正することができる。
【００１２】
保護層を含めた全系の球面収差が抑えられていることを前提とすると、レンズ単独の球面収差ＳＡLは、平行平面板である保護層により発生する球面収差ＳＡDを打ち消すだけの値、すなわちＳＡD＋ＳＡL＝０になるような値をとることが要求される。ここで、保護層の球面収差ＳＡDは以下の式により求められる。
ＳＡD＝((１/ｎ)−√((１−sin2α)/(ｎ2−sin2α)))・Ｔ
【００１３】
αはレンズを射出した光線とレンズの光軸とのなす角度、ｎ、Ｔはそれぞれ保護層の屈折率と厚さである。したがって、球面収差が完全に補正されている場合には、レンズ単独の球面収差ＳＡLは、以下の式で表される。
ＳＡL＝−((１/ｎ)−√((１−sin2α)/(ｎ2−sin2α)))・Ｔ
【００１４】
このレンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを一致させることにより、レンズ単独のコマ収差を０にすることができる。ただし、全系の球面収差は必ずしも完全に補正される必要はなく、また、レンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとも必ずしも完全に一致する必要はなく、所定の範囲内にあればレンズの倒れによる性能劣化を抑えることができる。そこで、この発明の対物レンズは、有効径の７０％の高さでレンズを透過する光線に対し、以下の条件を満たすことを特徴とする。
【００１５】
０.５＜ＯＳＣ／[-((１/ｎ)−√((１−sin2α)/(ｎ2−sin2α)))・Ｔ]＜１.５
【００１６】
ただし、αはレンズを射出した光線とレンズの光軸とのなす角度、ｎは保護層の屈折率、Ｔは保護層の厚さである。
【００１７】
上記の条件の下限を下回る場合には、レンズが倒れた際のコマ収差の劣化が大きくなる。また、上限を越える場合には、レンズが倒れた場合のコマ収差が大きくなると共に、倒れがない場合にも軸外コマ収差が大きくなる。
【００１８】
【発明の実施形態】
以下、この発明にかかる対物レンズの実施形態を３つの実施例に基づいて説明する。実施例１および実施例３の対物レンズは非球面単レンズであり、実施例２の対物レンズは３群３枚構成の球面レンズである。いずれの実施例においても、球面収差については対物レンズと光ディスクの保護層とを含めた系として補正され、コマ収差については保護層を含めずに対物レンズ単独の系として補正されている。
【００１９】
【実施例１】
図１は、実施例１にかかる対物レンズＬ1と光ディスクの保護層Ｄとを示す。実施例１の具体的な数値構成は、表１に示される。表中、ＮＡはレンズの開口数、ｆは焦点距離、ωは半画角、ｆbはレンズ単独でのバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚若しくは空気間隔、ｎ780は波長780nmでの屈折率、νはアッベ数、ｎdはd-line(588nm)での屈折率である。面番号１，２が対物レンズＬ、面番号３，４が保護層Ｄを示す。
【００２０】
実施例１の対物レンズＬ1は、両面が非球面で構成される。非球面は、光軸からの高さがＹとなる非球面上の座標点の非球面頂点の接平面からの距離(サグ量)をＸ、非球面頂点の曲率(1/r)をＣ、円錐係数をＫ、４次、６次、８次、１０次の非球面係数をＡ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10として、以下の式で表される。なお、表１における非球面の曲率半径は、非球面頂点の曲率半径であり、これらの面の円錐係数、非球面係数は表２に示される。
【００２１】
【数１】
Ｘ＝ＣＹ2/(１+√(１-(１+Ｋ)Ｃ2Ｙ2))+Ａ4Ｙ4+Ａ6Ｙ6+Ａ8Ｙ8+Ａ10Ｙ10
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
図２(Ａ)は、実施例１の構成による対物レンズＬ1と保護層Ｄとを含めた系における球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、図２(Ｂ)はレンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。全系の球面収差ＳＡSは、保護層Ｄを含めて補正されているため、図２(Ａ)に示されるように殆ど発生していないが、正弦条件違反量ＯＳＣは図２(Ｂ)に示されるようにレンズ単独の球面収差ＳＡLにほぼ一致するよう定められている。すなわち、コマ収差は、レンズ単独として補正されており、保護層Ｄを含めた全系としては補正されていない。
【００２５】
表３は、実施例１の対物レンズに入射する光線の高さを有効径(最大高さ)の１倍〜０．１倍の範囲で１０段階に分け、各高さの光線に対するsinαの値、正弦条件違反量ＯＳＣ、保護層単独の球面収差ＳＡDの正負を反転した値−ＳＡD(全系の球面収差が完全に補正されている場合にはレンズ単独の球面収差ＳＡLに一致する)、ＯＳＣの−ＳＡDに対する比(条件式の値)をそれぞれ示す。実施例１では、−ＯＳＣ／ＳＡDの値は約０．５８〜１．１６の範囲に分布しており、有効径の７０％の高さにおける値は約１．０５となっている。
【００２６】
【表３】
【００２７】
次に、上記実施例１の対物レンズの光軸のディスクに対する傾きと傾きにより発生する波面収差との関係を、保護層を含めてコマ収差を補正した比較例１のレンズと比較して説明する。比較例１についての具体的な数値は示さないが、比較例１は両面非球面の単レンズであり、実施例１と開口数ＮＡ、焦点距離ｆ、半画角ω等の仕様は共通であり、正弦条件違反量ＯＳＣがレンズ単独の球面収差ＳＡLではなく全系の球面収差ＳＡSに一致するよう定められている点のみが実施例と異なる。
【００２８】
対物レンズの傾き角度は、図３に示されるように、対物レンズＬ1の最も光源側(光ディスクから最も遠い側)の面と光軸Ｏとの交点Ｐ0を回転中心とした際の対物レンズの光軸Ｏと光ディスクの法線Ｎとのなす角度θとして定義される。
【００２９】
実施例１、比較例１における対物レンズの傾きと波面収差との関係は、図４に示される。図４は、横軸に対物レンズの傾き角度LENS TILT(単位degree)、縦軸に波面収差の発生量WFAをｒｍｓ(二乗平均)で表した値をとり、相互の関係を示すグラフである。
【００３０】
対物レンズの傾きがなく、対物レンズの光軸に対して保護層が垂直な場合には、光束はレンズの光軸と平行に入射するため、比較例１、実施例１共にコマ収差は発生しない。実施例１と比較例１とはコマ収差以外の点については同一の仕様であるため、コマ収差が発生していない場合の波面収差の量は互いに等しい。傾き角度が増加すると、いずれの場合にも波面収差の量は増加するが、実施例の方が比較例より増加の度合いが小さいため、収差の総量は実施例の方が比較例より少ない。
【００３１】
対物レンズの光軸が保護層に対して傾いた場合、比較例では補正の前提となっている対物レンズと保護層との位置関係が崩れるため、対物レンズが単体で持つコマ収差により大きな波面収差が発生する。一方、実施例の場合には、対物レンズのコマ収差はそれ単独で補正されているため、対物レンズが傾いた場合にもコマ収差は殆ど発生しない。したがって、結果的に現れる波面収差の量は、比較例より実施例の方が小さくなる。
【００３２】
なお、実施例１における波面収差の劣化は、主として非点隔差によるものである。比較例においても非点隔差による波面収差は発生しているが、コマ収差の発生量の方が圧倒的に大きいため、その影響は目立たない。
【００３３】
図５は、実施例１の対物レンズの光軸Ｏがディスクの法線Ｎに対して０．５°傾いた際の波面収差を波面全体に亙って３次元的に表示したグラフである。図中のＸ軸は、図３に示されるディスクの保護層Ｄの法線Ｎと平行でスポット中心を通る軸、Ｙ，Ｚ軸はＸ軸に垂直な面内で互いに直交する軸であり、図５は、レンズの光軸ＯがＸ−Ｙ平面内で法線Ｎに対して０．５°傾いた場合の波面を示す。図６(Ａ)は、図５に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。傾き０．５°における実施例１の波面収差量は、ｒｍｓ値で約０．０１１λである。
【００３４】
図７は、比較例１の対物レンズの光軸Ｏがディスクの法線Ｎに対して０．５°傾いた際の波面収差を波面全体に亙って３次元的に表示したグラフであり、図８(Ａ)はそのＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。傾き０．５°における比較例１の波面収差量は、ｒｍｓ値で約０．０６０λである。なお、図７、図８のＸ軸で示される収差量のスケールは、対応する実施例１の値を示す図５、図６のＸ軸で示される収差量のスケールに対して５倍粗い精度で表示されている。
【００３５】
【実施例２】
図９は、実施例２の対物レンズＬ2，Ｌ3，Ｌ4と光ディスクの保護層Ｄとを示す。実施例２の対物レンズは、図中左側となる光源側から正、負、正の順に配列した３枚の球面レンズＬ2，Ｌ3，Ｌ４から構成される。実施例２の具体的な数値構成は、以下の表４に示されている。
【００３６】
【表４】
【００３７】
図１０(Ａ)は、実施例２の構成による対物レンズＬと保護層Ｄとを含めた系における球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、図１０(Ｂ)はレンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。全系の球面収差ＳＡSは、保護層Ｄを含めて補正され、正弦条件違反量ＯＳＣはレンズ単独の球面収差ＳＡLにほぼ一致するよう定められている。
【００３８】
表５は、実施例２の対物レンズに入射する各高さの光線に対するsinα、ＯＳＣ、−ＳＡD、−ＯＳＣ／ＳＡDの値をそれぞれ示す。実施例２では、−ＯＳＣ／ＳＡDの値は約０．６４〜１．３３の範囲に分布しており、有効径の７０％の高さにおける値は約０．９１となっている。
【００３９】
【表５】
【００４０】
次に、上記実施例２の対物レンズの光軸のディスクに対する傾きと傾きにより発生する波面収差との関係を、保護層を含めてコマ収差を補正した比較例２のレンズと比較して説明する。比較例２は、実施例２と共通の仕様を持つ球面の３群３枚レンズであり、正弦条件違反量ＯＳＣがレンズ単独の球面収差ＳＡLではなく全系の球面収差ＳＡSに一致するよう定められている点のみが実施例２と異なる。
【００４１】
対物レンズの傾き角度は、図１１に示されるように、対物レンズの最も光源側(光ディスクから最も遠い側)の面と光軸Ｏとの交点Ｐ1を回転中心とした際の対物レンズの光軸Ｏと光ディスクの法線Ｎとのなす角度θとして定義される。
【００４２】
実施例２、比較例２における対物レンズの傾きと波面収差との関係は、図１２に示される。図１２は、図４と同様に対物レンズの傾き角度と波面収差の発生量WFAとの関係を示すグラフである。
【００４３】
対物レンズの傾きがなく、対物レンズの光軸に対して保護層が垂直な場合には、比較例２、実施例２共にコマ収差による波面収差は発生せず、波面収差の量は等しい。傾き角度が増加すると、いずれの場合にも波面収差の量は増加するが、実施例の方が比較例より増加の度合いが小さいため、収差の総量は実施例の方が比較例より少ない。
【００４４】
図１３は、実施例２の対物レンズの光軸Ｏがディスクの法線Ｎに対して０．５°傾いた際の波面収差を波面全体に亙って３次元的に表示したグラフであり、図１４(Ａ)は、そのＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。傾き０．５°における実施例２の波面収差量は、ｒｍｓ値で約０．０１７λである。
【００４５】
図１５は、比較例２の対物レンズの光軸Ｏがディスクの法線Ｎに対して０．５°傾いた際の波面収差を波面全体に亙って３次元的に表示したグラフであり、図１６(Ａ)はそのＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。傾き０．５°における比較例２の波面収差量は、ｒｍｓ値で約０．０２５λである。なお、図１５、図１６のＸ軸で示される収差量のスケールは、対応する実施例２の値を示す図１３、図１４のＸ軸で示される収差量のスケールに対して５倍粗い精度で表示されている。
【００４６】
【実施例３】
図１７は、実施例３の対物レンズＬ5と光ディスクの保護層Ｄとを示す。実施例３の対物レンズは、実施例１と同様１枚の両面非球面レンズから構成される。ただし、保護層Ｄの厚さが上記各実施例の半分の０．６mmである。実施例３の具体的な数値構成は、以下の表６に示されている。表中の符号ｎ650は、波長６５０nmにおける屈折率である。また、実施例３の非球面係数は、表７に示されている。
【００４７】
【表６】
【００４８】
【表７】
【００４９】
図１８(Ａ)は、実施例３の構成による対物レンズＬ5と保護層Ｄとを含めた系における球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、図１８(Ｂ)はレンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。全系の球面収差ＳＡSは、保護層Ｄを含めて補正され、正弦条件違反量ＯＳＣはレンズ単独の球面収差ＳＡLにほぼ一致するよう定められていることが理解できる。
【００５０】
表８は、実施例３の対物レンズに入射する各高さの光線に対するsinα、ＯＳＣ、−ＳＡD、−ＯＳＣ／ＳＡDの値をそれぞれ示す。実施例３では、−ＯＳＣ／ＳＡDの値は約０．９７〜１．０４の範囲に分布しており、有効径の７０％の高さにおける値は約１．０１となっている。
【００５１】
【表８】
【００５２】
実施例３の対物レンズの光軸のディスクに対する傾きと、傾きにより発生する波面収差との関係は、実施例１のデータと共に図４に示される。両面非球面単レンズである比較例１と比較すると、実施例３の方が波面収差の総量が少ない。
【００５３】
図１９は、実施例３の対物レンズの光軸Ｏがディスクの法線Ｎに対して０．５°傾いた際の波面収差を波面全体に亙って３次元的に表示したグラフであり、図２０の(Ａ)は、図１９に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。傾き０．５°における実施例３の波面収差量は、ｒｍｓ値で約０．０１１λである。
【００５４】
いずれも実施例の方が比較例より波面のうねりが小さいこと、すなわち波面収差の発生量が小さいことが理解できる。波面のうねりが小さいほど、すなわち波面収差が少ないほど、記録面上に収束されるスポットの径を小さくすることができるため、実施例によれば、ディスクに対して対物レンズが傾いた場合にも、スポットの径を比較例より小さく保つことができ、書き込みエラーや読み取りエラーが発生する可能性を小さくすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、対物レンズの光軸が光ディスクに対して傾いた場合にも光ディスクの記録面に結像されるスポットの波面収差を小さく抑えることができ、スポット径の拡大を防ぎ、情報の取りこぼしを生じる可能性を小さくすることができる。
【００５６】
したがって、対物レンズを光ヘッドに組み付ける際の組み付け精度を緩和することにより調整に要する時間、コストを低減でき、しかも、対物レンズを駆動するアクチュエータのの機構、構造によらず、光ディスク装置の作動中に対物レンズの光軸が光ディスクに対して傾いた場合にも、スポット性能の劣化が小さく読み取り性能の良い対物レンズを提供することができる。
【００５７】
また、対物レンズの傾きに対するスポット性能の劣化が小さいことから、レンズの傾きに対する許容量が大きくなるため、フォーカシング用、トラッキング用のアクチュエータの機構精度が緩和され、構成の簡素化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の対物レンズを示すレンズ図である。
【図２】 (Ａ)は実施例１の対物レンズの保護層を含めた球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、(Ｂ)は実施例１の対物レンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。
【図３】 実施例１の対物レンズの光軸に対してディスクが傾いた状態を示すレンズ図である。
【図４】 実施例１，３および比較例１における傾き角度と波面収差の発生量との関係を示すグラフである。
【図５】 実施例１の対物レンズの光軸がディスクに対して０．５°傾いた際の波面収差を示す３次元表示グラフである。
【図６】 (Ａ)は、図５に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。
【図７】 比較例１の対物レンズの光軸がディスクに対して０．５°傾いた際の波面収差を示す３次元表示グラフである。
【図８】 (Ａ)は、図７に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。
【図９】 実施例２の対物レンズを示すレンズ図である。
【図１０】 (Ａ)は実施例２の対物レンズの保護層を含めた球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、(Ｂ)は実施例２の対物レンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。
【図１１】 実施例２の対物レンズの光軸に対してディスクが傾いた状態を示すレンズ図である。
【図１２】 実施例２および比較例２における傾き角度と波面収差の発生量との関係を示すグラフである。
【図１３】 実施例２の対物レンズの光軸がディスクに対して０．５°傾いた際の波面収差を示す３次元表示グラフである。
【図１４】 (Ａ)は、図１３に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。
【図１５】 比較例２の対物レンズの光軸がディスクに対して０．５°傾いた際の波面収差を示す３次元表示グラフである。
【図１６】 (Ａ)は、図１５に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。
【図１７】 実施例３の対物レンズを示すレンズ図である。
【図１８】 (Ａ)は実施例３の対物レンズの保護層を含めた球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、(Ｂ)は実施例３の対物レンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。
【図１９】 実施例３の対物レンズの光軸がディスクに対して０．５°傾いた際の波面収差を示す３次元表示グラフである。
【図２０】 (Ａ)は、図１９に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｌ1 対物レンズ(実施例１)
Ｌ2，Ｌ3，Ｌ4 対物レンズ(実施例２)
Ｌ5 対物レンズ(実施例３)
Ｄ 保護層
【発明の属する技術分野】
この発明は、表面に保護層が設けられた光ディスク等の光記録媒体に対して光束を収束させる光ディスク装置等の光情報記録再生装置の対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンパクトディスクや光磁気ディスク等の光記録媒体には、信号が記録される記録層を保護するために透明なガラス、あるいはプラスチックから成る保護層が形成されている。光ディスク装置の対物レンズは、記録層に情報を記録し、あるいは記録された情報を再生するため、レーザー光をこの保護層を介して記録層に収束させる。
【０００３】
従来の対物レンズ、例えば特開昭６１−５６３１４号公報に開示される両面非球面単レンズは、光ディスクの保護層を含めて単一の系として収束性能が良好となるよう球面収差、コマ収差等の収差が補正されている。保護層は光学素子としてみれば平行平面板であり、したがって、従来の対物レンズは、収束レンズと平行平面板とを組み合わせた系として収差が補正されていることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように保護層を含めてコマ収差を補正した場合、レンズ単独の系としてみると球面収差、コマ収差が共に残存しているため、対物レンズが傾いて対物レンズの光軸がディスクに対して垂直でなくなると、対物レンズが単体で持つコマ収差により記録面上に形成されるスポットの径が拡大し、情報の取りこぼし等のエラーを生じる可能性が高くなる。
【０００５】
コマ収差によるスポット径の変化は、ディスク、対物レンズ、入射光束の三者の位置関係に依存する。従来の設計では、ディスクと対物レンズとの位置関係が設計値通りであれば、入射光束が対物レンズに対して傾いた場合にも設計値通りのスポット径が得られるが、ディスクに対して対物レンズが傾いた場合にはスポット径が急激に拡大する。
【０００６】
したがって、従来の対物レンズを光ヘッドに組み付ける際には、対物レンズの光軸が予定されるディスク面に対して垂直となるよう微小な対物レンズの姿勢を厳密に調整する必要があり、調整作業が煩雑となるという問題がある。
【０００７】
また、実際に光ディスク装置が作動する場合には、対物レンズと光ディスクとは全く別の系として独立に変位するため、例えば、対物レンズを駆動するアクチュエータの機構上の理由によりトラッキング時やフォーカシング時に対物レンズが傾いた場合には、たとえ対物レンズが静止状態で正確に調整されていたとしても、対物レンズの光軸がディスクに対して一時的に傾き、大きなコマ収差が発生するという問題がある。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、光ヘッドに対物レンズを組み付ける際に要求される精度を緩和することができ、しかも、光ディスク装置の作動中に対物レンズの光軸がディスクに対して傾いた場合にも発生するコマ収差の量を抑えることができる対物レンズ及び該対物レンズを用いた光学系および光ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる対物レンズは、上記の目的を達成させるため、表面に透明な保護層が設けられた光記録媒体の記録面に光束を収束させる対物レンズにおいて、球面収差については保護層を含めた系として補正すると共に、コマ収差については保護層を含めずに単独の系として補正したことを特徴とする。また、本発明の別の側面によれば、このような対物レンズを用いた光記録媒体用光学系および光ディスク装置が提供される。
【００１０】
球面収差が０に補正されている系では、正弦条件を満たすことにより、コマ収差を補正することができる。一方、球面収差が残存する系では、正弦条件違反量ＯＳＣと球面収差ＳＡとが等しい場合に、コマ収差を補正することができる。正弦条件違反量ＯＳＣの値は、平行平面板である保護層には左右されず、レンズの構成のみにより決定される。
【００１１】
この発明では、球面収差については、レンズと保護層とを含めた系として補正されているため、レンズ単独では球面収差が残存している。この残存しているレンズ単独の球面収差ＳＡLに、正弦条件違反量ＯＳＣをほぼ一致させることにより、コマ収差をレンズ単独で補正することができる。
【００１２】
保護層を含めた全系の球面収差が抑えられていることを前提とすると、レンズ単独の球面収差ＳＡLは、平行平面板である保護層により発生する球面収差ＳＡDを打ち消すだけの値、すなわちＳＡD＋ＳＡL＝０になるような値をとることが要求される。ここで、保護層の球面収差ＳＡDは以下の式により求められる。
ＳＡD＝((１/ｎ)−√((１−sin2α)/(ｎ2−sin2α)))・Ｔ
【００１３】
αはレンズを射出した光線とレンズの光軸とのなす角度、ｎ、Ｔはそれぞれ保護層の屈折率と厚さである。したがって、球面収差が完全に補正されている場合には、レンズ単独の球面収差ＳＡLは、以下の式で表される。
ＳＡL＝−((１/ｎ)−√((１−sin2α)/(ｎ2−sin2α)))・Ｔ
【００１４】
このレンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを一致させることにより、レンズ単独のコマ収差を０にすることができる。ただし、全系の球面収差は必ずしも完全に補正される必要はなく、また、レンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとも必ずしも完全に一致する必要はなく、所定の範囲内にあればレンズの倒れによる性能劣化を抑えることができる。そこで、この発明の対物レンズは、有効径の７０％の高さでレンズを透過する光線に対し、以下の条件を満たすことを特徴とする。
【００１５】
０.５＜ＯＳＣ／[-((１/ｎ)−√((１−sin2α)/(ｎ2−sin2α)))・Ｔ]＜１.５
【００１６】
ただし、αはレンズを射出した光線とレンズの光軸とのなす角度、ｎは保護層の屈折率、Ｔは保護層の厚さである。
【００１７】
上記の条件の下限を下回る場合には、レンズが倒れた際のコマ収差の劣化が大きくなる。また、上限を越える場合には、レンズが倒れた場合のコマ収差が大きくなると共に、倒れがない場合にも軸外コマ収差が大きくなる。
【００１８】
【発明の実施形態】
以下、この発明にかかる対物レンズの実施形態を３つの実施例に基づいて説明する。実施例１および実施例３の対物レンズは非球面単レンズであり、実施例２の対物レンズは３群３枚構成の球面レンズである。いずれの実施例においても、球面収差については対物レンズと光ディスクの保護層とを含めた系として補正され、コマ収差については保護層を含めずに対物レンズ単独の系として補正されている。
【００１９】
【実施例１】
図１は、実施例１にかかる対物レンズＬ1と光ディスクの保護層Ｄとを示す。実施例１の具体的な数値構成は、表１に示される。表中、ＮＡはレンズの開口数、ｆは焦点距離、ωは半画角、ｆbはレンズ単独でのバックフォーカス、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚若しくは空気間隔、ｎ780は波長780nmでの屈折率、νはアッベ数、ｎdはd-line(588nm)での屈折率である。面番号１，２が対物レンズＬ、面番号３，４が保護層Ｄを示す。
【００２０】
実施例１の対物レンズＬ1は、両面が非球面で構成される。非球面は、光軸からの高さがＹとなる非球面上の座標点の非球面頂点の接平面からの距離(サグ量)をＸ、非球面頂点の曲率(1/r)をＣ、円錐係数をＫ、４次、６次、８次、１０次の非球面係数をＡ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10として、以下の式で表される。なお、表１における非球面の曲率半径は、非球面頂点の曲率半径であり、これらの面の円錐係数、非球面係数は表２に示される。
【００２１】
【数１】
Ｘ＝ＣＹ2/(１+√(１-(１+Ｋ)Ｃ2Ｙ2))+Ａ4Ｙ4+Ａ6Ｙ6+Ａ8Ｙ8+Ａ10Ｙ10
【００２２】
【表１】
【表２】
図２(Ａ)は、実施例１の構成による対物レンズＬ1と保護層Ｄとを含めた系における球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、図２(Ｂ)はレンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。全系の球面収差ＳＡSは、保護層Ｄを含めて補正されているため、図２(Ａ)に示されるように殆ど発生していないが、正弦条件違反量ＯＳＣは図２(Ｂ)に示されるようにレンズ単独の球面収差ＳＡLにほぼ一致するよう定められている。すなわち、コマ収差は、レンズ単独として補正されており、保護層Ｄを含めた全系としては補正されていない。
【００２５】
表３は、実施例１の対物レンズに入射する光線の高さを有効径(最大高さ)の１倍〜０．１倍の範囲で１０段階に分け、各高さの光線に対するsinαの値、正弦条件違反量ＯＳＣ、保護層単独の球面収差ＳＡDの正負を反転した値−ＳＡD(全系の球面収差が完全に補正されている場合にはレンズ単独の球面収差ＳＡLに一致する)、ＯＳＣの−ＳＡDに対する比(条件式の値)をそれぞれ示す。実施例１では、−ＯＳＣ／ＳＡDの値は約０．５８〜１．１６の範囲に分布しており、有効径の７０％の高さにおける値は約１．０５となっている。
【００２６】
【表３】
次に、上記実施例１の対物レンズの光軸のディスクに対する傾きと傾きにより発生する波面収差との関係を、保護層を含めてコマ収差を補正した比較例１のレンズと比較して説明する。比較例１についての具体的な数値は示さないが、比較例１は両面非球面の単レンズであり、実施例１と開口数ＮＡ、焦点距離ｆ、半画角ω等の仕様は共通であり、正弦条件違反量ＯＳＣがレンズ単独の球面収差ＳＡLではなく全系の球面収差ＳＡSに一致するよう定められている点のみが実施例と異なる。
【００２８】
対物レンズの傾き角度は、図３に示されるように、対物レンズＬ1の最も光源側(光ディスクから最も遠い側)の面と光軸Ｏとの交点Ｐ0を回転中心とした際の対物レンズの光軸Ｏと光ディスクの法線Ｎとのなす角度θとして定義される。
【００２９】
実施例１、比較例１における対物レンズの傾きと波面収差との関係は、図４に示される。図４は、横軸に対物レンズの傾き角度LENS TILT(単位degree)、縦軸に波面収差の発生量WFAをｒｍｓ(二乗平均)で表した値をとり、相互の関係を示すグラフである。
【００３０】
対物レンズの傾きがなく、対物レンズの光軸に対して保護層が垂直な場合には、光束はレンズの光軸と平行に入射するため、比較例１、実施例１共にコマ収差は発生しない。実施例１と比較例１とはコマ収差以外の点については同一の仕様であるため、コマ収差が発生していない場合の波面収差の量は互いに等しい。傾き角度が増加すると、いずれの場合にも波面収差の量は増加するが、実施例の方が比較例より増加の度合いが小さいため、収差の総量は実施例の方が比較例より少ない。
【００３１】
対物レンズの光軸が保護層に対して傾いた場合、比較例では補正の前提となっている対物レンズと保護層との位置関係が崩れるため、対物レンズが単体で持つコマ収差により大きな波面収差が発生する。一方、実施例の場合には、対物レンズのコマ収差はそれ単独で補正されているため、対物レンズが傾いた場合にもコマ収差は殆ど発生しない。したがって、結果的に現れる波面収差の量は、比較例より実施例の方が小さくなる。
【００３２】
なお、実施例１における波面収差の劣化は、主として非点隔差によるものである。比較例においても非点隔差による波面収差は発生しているが、コマ収差の発生量の方が圧倒的に大きいため、その影響は目立たない。
【００３３】
図５は、実施例１の対物レンズの光軸Ｏがディスクの法線Ｎに対して０．５°傾いた際の波面収差を波面全体に亙って３次元的に表示したグラフである。図中のＸ軸は、図３に示されるディスクの保護層Ｄの法線Ｎと平行でスポット中心を通る軸、Ｙ，Ｚ軸はＸ軸に垂直な面内で互いに直交する軸であり、図５は、レンズの光軸ＯがＸ−Ｙ平面内で法線Ｎに対して０．５°傾いた場合の波面を示す。図６(Ａ)は、図５に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。傾き０．５°における実施例１の波面収差量は、ｒｍｓ値で約０．０１１λである。
【００３４】
図７は、比較例１の対物レンズの光軸Ｏがディスクの法線Ｎに対して０．５°傾いた際の波面収差を波面全体に亙って３次元的に表示したグラフであり、図８(Ａ)はそのＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。傾き０．５°における比較例１の波面収差量は、ｒｍｓ値で約０．０６０λである。なお、図７、図８のＸ軸で示される収差量のスケールは、対応する実施例１の値を示す図５、図６のＸ軸で示される収差量のスケールに対して５倍粗い精度で表示されている。
【００３５】
【実施例２】
図９は、実施例２の対物レンズＬ2，Ｌ3，Ｌ4と光ディスクの保護層Ｄとを示す。実施例２の対物レンズは、図中左側となる光源側から正、負、正の順に配列した３枚の球面レンズＬ2，Ｌ3，Ｌ４から構成される。実施例２の具体的な数値構成は、以下の表４に示されている。
【００３６】
【表４】
図１０(Ａ)は、実施例２の構成による対物レンズＬと保護層Ｄとを含めた系における球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、図１０(Ｂ)はレンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。全系の球面収差ＳＡSは、保護層Ｄを含めて補正され、正弦条件違反量ＯＳＣはレンズ単独の球面収差ＳＡLにほぼ一致するよう定められている。
【００３８】
表５は、実施例２の対物レンズに入射する各高さの光線に対するsinα、ＯＳＣ、−ＳＡD、−ＯＳＣ／ＳＡDの値をそれぞれ示す。実施例２では、−ＯＳＣ／ＳＡDの値は約０．６４〜１．３３の範囲に分布しており、有効径の７０％の高さにおける値は約０．９１となっている。
【００３９】
【表５】
次に、上記実施例２の対物レンズの光軸のディスクに対する傾きと傾きにより発生する波面収差との関係を、保護層を含めてコマ収差を補正した比較例２のレンズと比較して説明する。比較例２は、実施例２と共通の仕様を持つ球面の３群３枚レンズであり、正弦条件違反量ＯＳＣがレンズ単独の球面収差ＳＡLではなく全系の球面収差ＳＡSに一致するよう定められている点のみが実施例２と異なる。
【００４１】
対物レンズの傾き角度は、図１１に示されるように、対物レンズの最も光源側(光ディスクから最も遠い側)の面と光軸Ｏとの交点Ｐ1を回転中心とした際の対物レンズの光軸Ｏと光ディスクの法線Ｎとのなす角度θとして定義される。
【００４２】
実施例２、比較例２における対物レンズの傾きと波面収差との関係は、図１２に示される。図１２は、図４と同様に対物レンズの傾き角度と波面収差の発生量WFAとの関係を示すグラフである。
【００４３】
対物レンズの傾きがなく、対物レンズの光軸に対して保護層が垂直な場合には、比較例２、実施例２共にコマ収差による波面収差は発生せず、波面収差の量は等しい。傾き角度が増加すると、いずれの場合にも波面収差の量は増加するが、実施例の方が比較例より増加の度合いが小さいため、収差の総量は実施例の方が比較例より少ない。
【００４４】
図１３は、実施例２の対物レンズの光軸Ｏがディスクの法線Ｎに対して０．５°傾いた際の波面収差を波面全体に亙って３次元的に表示したグラフであり、図１４(Ａ)は、そのＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。傾き０．５°における実施例２の波面収差量は、ｒｍｓ値で約０．０１７λである。
【００４５】
図１５は、比較例２の対物レンズの光軸Ｏがディスクの法線Ｎに対して０．５°傾いた際の波面収差を波面全体に亙って３次元的に表示したグラフであり、図１６(Ａ)はそのＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。傾き０．５°における比較例２の波面収差量は、ｒｍｓ値で約０．０２５λである。なお、図１５、図１６のＸ軸で示される収差量のスケールは、対応する実施例２の値を示す図１３、図１４のＸ軸で示される収差量のスケールに対して５倍粗い精度で表示されている。
【００４６】
【実施例３】
図１７は、実施例３の対物レンズＬ5と光ディスクの保護層Ｄとを示す。実施例３の対物レンズは、実施例１と同様１枚の両面非球面レンズから構成される。ただし、保護層Ｄの厚さが上記各実施例の半分の０．６mmである。実施例３の具体的な数値構成は、以下の表６に示されている。表中の符号ｎ650は、波長６５０nmにおける屈折率である。また、実施例３の非球面係数は、表７に示されている。
【００４７】
【表６】
【表７】
図１８(Ａ)は、実施例３の構成による対物レンズＬ5と保護層Ｄとを含めた系における球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、図１８(Ｂ)はレンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。全系の球面収差ＳＡSは、保護層Ｄを含めて補正され、正弦条件違反量ＯＳＣはレンズ単独の球面収差ＳＡLにほぼ一致するよう定められていることが理解できる。
【００５０】
表８は、実施例３の対物レンズに入射する各高さの光線に対するsinα、ＯＳＣ、−ＳＡD、−ＯＳＣ／ＳＡDの値をそれぞれ示す。実施例３では、−ＯＳＣ／ＳＡDの値は約０．９７〜１．０４の範囲に分布しており、有効径の７０％の高さにおける値は約１．０１となっている。
【００５１】
【表８】
実施例３の対物レンズの光軸のディスクに対する傾きと、傾きにより発生する波面収差との関係は、実施例１のデータと共に図４に示される。両面非球面単レンズである比較例１と比較すると、実施例３の方が波面収差の総量が少ない。
【００５３】
図１９は、実施例３の対物レンズの光軸Ｏがディスクの法線Ｎに対して０．５°傾いた際の波面収差を波面全体に亙って３次元的に表示したグラフであり、図２０の(Ａ)は、図１９に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。傾き０．５°における実施例３の波面収差量は、ｒｍｓ値で約０．０１１λである。
【００５４】
いずれも実施例の方が比較例より波面のうねりが小さいこと、すなわち波面収差の発生量が小さいことが理解できる。波面のうねりが小さいほど、すなわち波面収差が少ないほど、記録面上に収束されるスポットの径を小さくすることができるため、実施例によれば、ディスクに対して対物レンズが傾いた場合にも、スポットの径を比較例より小さく保つことができ、書き込みエラーや読み取りエラーが発生する可能性を小さくすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、対物レンズの光軸が光ディスクに対して傾いた場合にも光ディスクの記録面に結像されるスポットの波面収差を小さく抑えることができ、スポット径の拡大を防ぎ、情報の取りこぼしを生じる可能性を小さくすることができる。
【００５６】
したがって、対物レンズを光ヘッドに組み付ける際の組み付け精度を緩和することにより調整に要する時間、コストを低減でき、しかも、対物レンズを駆動するアクチュエータのの機構、構造によらず、光ディスク装置の作動中に対物レンズの光軸が光ディスクに対して傾いた場合にも、スポット性能の劣化が小さく読み取り性能の良い対物レンズを提供することができる。
【００５７】
また、対物レンズの傾きに対するスポット性能の劣化が小さいことから、レンズの傾きに対する許容量が大きくなるため、フォーカシング用、トラッキング用のアクチュエータの機構精度が緩和され、構成の簡素化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の対物レンズを示すレンズ図である。
【図２】 (Ａ)は実施例１の対物レンズの保護層を含めた球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、(Ｂ)は実施例１の対物レンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。
【図３】 実施例１の対物レンズの光軸に対してディスクが傾いた状態を示すレンズ図である。
【図４】 実施例１，３および比較例１における傾き角度と波面収差の発生量との関係を示すグラフである。
【図５】 実施例１の対物レンズの光軸がディスクに対して０．５°傾いた際の波面収差を示す３次元表示グラフである。
【図６】 (Ａ)は、図５に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。
【図７】 比較例１の対物レンズの光軸がディスクに対して０．５°傾いた際の波面収差を示す３次元表示グラフである。
【図８】 (Ａ)は、図７に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。
【図９】 実施例２の対物レンズを示すレンズ図である。
【図１０】 (Ａ)は実施例２の対物レンズの保護層を含めた球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、(Ｂ)は実施例２の対物レンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。
【図１１】 実施例２の対物レンズの光軸に対してディスクが傾いた状態を示すレンズ図である。
【図１２】 実施例２および比較例２における傾き角度と波面収差の発生量との関係を示すグラフである。
【図１３】 実施例２の対物レンズの光軸がディスクに対して０．５°傾いた際の波面収差を示す３次元表示グラフである。
【図１４】 (Ａ)は、図１３に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。
【図１５】 比較例２の対物レンズの光軸がディスクに対して０．５°傾いた際の波面収差を示す３次元表示グラフである。
【図１６】 (Ａ)は、図１５に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。
【図１７】 実施例３の対物レンズを示すレンズ図である。
【図１８】 (Ａ)は実施例３の対物レンズの保護層を含めた球面収差ＳＡSと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフ、(Ｂ)は実施例３の対物レンズ単独の球面収差ＳＡLと正弦条件違反量ＯＳＣとを示すグラフである。
【図１９】 実施例３の対物レンズの光軸がディスクに対して０．５°傾いた際の波面収差を示す３次元表示グラフである。
【図２０】 (Ａ)は、図１９に示される波面のＸ−Ｙ平面内での変化を示すグラフ、(Ｂ)はＸ−Ｚ平面内での変化を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｌ1 対物レンズ(実施例１)
Ｌ2，Ｌ3，Ｌ4 対物レンズ(実施例２)
Ｌ5 対物レンズ(実施例３)
Ｄ 保護層
Claims (15)
- 表面に透明な保護層が設けられた光記録媒体の記録面に光束を収束させる対物レンズにおいて、
球面収差については前記保護層を含めた系として補正されると共に、正弦条件違反量ＯＳＣについては前記保護層を含まないレンズ単独の球面収差にほぼ一致するよう設定され、有効径の７０％の高さでレンズを透過する光線に対し、以下の条件を満たすことを特徴とする対物レンズ。
０．５＜ＯＳＣ／［−（（１／ｎ）−√（（１−ｓｉｎ２α）／（ｎ２−ｓｉｎ２α）））・Ｔ］＜１．５
ただし、ｎは保護層の屈折率、αはレンズを射出した光線とレンズ光軸とのなす角度、Ｔは保護層の厚さである。 - 前記有効径の１００％の高さでレンズを透過する光線に対し、前記条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
- 軸上から前記有効径の１００％の高さまでの範囲内のいずれの高さでレンズを透過する光線に対しても、前記条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
- 表面に透明な保護層が設けられた光記録媒体の記録面に光束を収束させる光ディスク装置において、
該ディスク装置は対物レンズを備え、
球面収差については前記保護層及び前記対物レンズを含めた系として補正されると共に、
前記対物レンズの正弦条件違反量ＯＳＣについては前記保護層を含まないレンズ単独の球面収差にほぼ一致するよう設定され、前記対物レンズは有効径の７０％の高さでレンズを透過する光線に対し、以下の条件を満たすことを特徴とする光ディスク装置。
０．５＜ＯＳＣ／［−（（１／ｎ）−√（（１−ｓｉｎ ２ α）／（ｎ ２ −ｓｉｎ ２ α）））・Ｔ］＜１．５
ただし、ｎは保護層の屈折率、αはレンズを射出した光線とレンズ光軸とのなす角度、Ｔは保護層の厚さである。 - 前記対物レンズは前記有効径の１００％の高さでレンズを透過する光線に対し、前記条件を満たすことを特徴とする請求項４に記載の光ディスク装置。
- 前記対物レンズは軸上から前記有効径の１００％の高さまでの範囲内のいずれの高さでレンズを透過する光線に対しても、前記条件を満たすことを特徴とする請求項４に記載の光ディスク装置。
- 表面に透明な保護層が設けられた光記録媒体の前記保護層と、前記記録媒体の記録面に光束を収束させる対物レンズとを含む、光記録媒体用光学系において、
前記光学系の球面収差については前記保護層を含めた系として補正されると共に、
前記対物レンズの正弦条件違反量ＯＳＣについては前記保護層を含まないレンズ単独の球面収差にほぼ一致するよう設定され、前記対物レンズは有効径の７０％の高さでレンズを透過する光線に対し、以下の条件を満たすことを特徴とする光記録媒体用光学系。
０．５＜ＯＳＣ／［−（（１／ｎ）−√（（１−ｓｉｎ ２ α）／（ｎ ２ −ｓｉｎ ２ α）））・Ｔ］＜１．５
ただし、ｎは保護層の屈折率、αはレンズを射出した光線とレンズ光軸とのなす角度、Ｔは保護層の厚さである。 - 前記対物レンズは前記有効径の１００％の高さでレンズを透過する光線に対し、前記条件を満たすことを特徴とする請求項７に記載の光記録媒体用光学系。
- 前記対物レンズは軸上から前記有効径の１００％の高さまでの範囲内のいずれの高さでレンズを透過する光線に対しても、前記条件を満たすことを特徴とする請求項７に記載の光記録媒体用光学系。
- 表面に透明な保護層が設けられた光記録媒体の記録面に光束を収束させる光ディスク装置の光学系に用いられる対物レンズにおいて、
前記光学系の球面収差については前記保護層を含めた系として補正されると共に、前記対物レンズの正弦条件違反量ＯＳＣについては前記保護層を含まないレンズ単独の球面収差にほぼ一致するよう設定され、有効径の７０％の高さでレンズを透過する光線に対し、以下の条件を満たすことを特徴とする光記録媒体用対物レンズ。
０．５＜ＯＳＣ／［−（（１／ｎ）−√（（１−ｓｉｎ ２ α）／（ｎ ２ −ｓｉｎ ２ α）））・Ｔ］＜１．５
ただし、ｎは保護層の屈折率、αはレンズを射出した光線とレンズ光軸とのなす角度、Ｔは保護層の厚さである。 - 前記有効径の１００％の高さでレンズを透過する光線に対し、前記条件を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の光記録媒体用対物レンズ。
- 軸上から前記有効径の１００％の高さまでの範囲内のいずれの高さでレンズを透過する光線に対しても、前記条件を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の光記録媒体用対物レンズ。
- 表面に透明な保護層が設けられた光記録媒体の記録面に光束を収束させる対物レンズにおいて、
球面収差については前記保護層を含めた系として補正されると共に、正弦条件違反量ＯＳＣについては前記保護層を含まないレンズ単独の球面収差にほぼ一致するよう設定され、有効径の７０％の高さでレンズを透過する光線に対し、以下の条件を満たすことを特徴とする光記録媒体用対物レンズ。
０．５＜ＯＳＣ／［−（（１／ｎ）−√（（１−ｓｉｎ ２ α）／（ｎ ２ −ｓｉｎ ２ α）））・Ｔ］＜１．５
ただし、ｎは保護層の屈折率、αはレンズを射出した光線とレンズ光軸とのなす角度、Ｔは保護層の厚さである。 - 前記有効径の１００％の高さでレンズを透過する光線に対し、前記条件を満たすことを特徴とする請求項１３に記載の光記録媒体用対物レンズ。
- 軸上から前記有効径の１００％の高さまでの範囲内のいずれの高さでレンズを透過する光線に対しても、前記条件を満たすことを特徴とする請求項１３に記載の光記録媒体用対物レンズ。
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