JPH09212908A

JPH09212908A - 光情報記録媒体の記録再生用光学系、記録再生用対物レンズ、記録再生用カップリングレンズおよび光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH09212908A
Application number: JP8289815A
Authority: JP
Inventors: Norikazu Arai; 則一荒井; Masaya Kobayashi; 雅也小林; Noriyuki Yamazaki; 敬之山崎; Hiroyuki Kobayashi; 宏至木林
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1997-08-15
Anticipated expiration: 2016-10-31
Also published as: JP4165666B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高ＮＡ化の下で、樹脂製の対物レンズを用い
た場合でも、温度変化による波面収差の変化をレンズの
許容誤差を確保できる程度に抑えた光学系を得る。【解決手段】光情報記録媒体への情報の記録および／
または情報の再生を行う記録再生用光学系において、光
源と、前記光源からの発散光を収束光に変換するための
カップリング手段と、前記収束光をさらに収束させて前
記光情報記録媒体の情報記録面上に結像するための対物
レンズとを有し、前記対物レンズはマレシャル限界内で
の波面収差が最小となる場合における前記対物レンズ単
体の横倍率Ｍが以下の範囲にあることを特徴とする光情
報記録媒体の記録再生用光学系。０＜Ｍ＜１

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光源から光ビー
ムを光情報記録媒体上に集光し、光情報を記録または再
生する光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＣＤ対応で要求される程度の精度
の光情報記録媒体の記録再生用光学系（本発明で云う記
録再生用とは、記録用、再生用、記録と再生との両用を
含む。）としては、無限共役型の特開昭５７−７６５１
２号公報、有限共役型の特開昭６１−５６３１４号公報
等が見られる。また、樹脂製レンズを用いた場合の温度
変化による収差の発生を防ぐため、カップリングレンズ
を用いるものが特開平６−２５８５７３号公報に開示さ
れている。

【０００３】しかし近年、光ディスク等の情報記録媒体
への記録の高密度化がさらに進んできており、これに伴
い光学系や対物レンズの高ＮＡ化が進められている。ま
た、これに加えて、波面収差（球面収差）等の性能面に
対する要求もさらに厳しくなってきている。

【０００４】光源からの発散光を、球面収差、正弦条件
が補正された両面非球面対物レンズで光情報媒体の記録
面上に結像させる有限共役型の対物レンズが用いられる
光学系は周知であるが、この場合、それぞれの面の屈折
力が大きくなるため、開口数ＮＡが大となった場合、高ＮＡ化に限界がある。

【０００５】対物レンズを光軸方向に動かしてフォ
ーカシングする場合の球面収差発生量が大きい。

【０００６】対物レンズの屈折率変化による球面収
差の発生が大きい。

【０００７】という問題がある。

【０００８】このような高ＮＡ化、高精度化の要求に対
応しようとしたとき、ディスクのぶれ等に伴う物像間距
離の変化、また、対物レンズが樹脂製の場合は、温度変
化等の環境変化による屈折率の変化、などの原因による
波面収差変化が大きくなる。さらに、性能面での要求が
厳しくなることもあり、対物レンズに対する許容誤差が
従来に比して厳しくなり、場合によっては誤差が許され
なくなる可能性も出てくる。

【０００９】特に、対物レンズが樹脂製の場合、有限共
役型の場合は、従来のＣＤ対応で要求される精度のレベ
ルでは、特開平６−２５８５７３号に開示されたカップ
リングレンズを用いる方法によって対応することが出来
たが、最近の記録の高密度化に対応するために要求され
る性能には対応出来なくなる。

【００１０】また、無限共役型の場合は、物像間距離の
変化による波面収差変化は無くなるが、ＮＡ０．６０程
度まで高ＮＡ化すると、その温度変化による波面収差変
化でも記録の高密度化に対応するために要求される性能
では、許容誤差が厳しくなる。

【００１１】例として、焦点距離Ｆ＝３．３６ｍｍ、Ｎ
Ａ０．６の樹脂製のレンズで、無限共役型レンズ（光源
側から平行光が入射）の場合、３０℃の温度変化に対し
て０．０４３λ（λ＝６３５ｎｍ）程度、波面収差が変
化する。実際、現在発表されているＤＶＤ対応等の要求
精度では、この変化でもかなりの制約となる。

【００１２】一方、現在発表されているＤＶＤに対応す
る記録再生用光学系を搭載した光ピックアップ装置は、
従来から広く使用されているコンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）の再生も可能となるものが望まれている。このよう
なＤＶＤとＣＤの両方を再生可能な光情報媒体の光ピッ
クアップ装置の一例を図６３に示す。図において、半導
体レーザ等の光源１から出射した光束はビームスプリッ
タ２を通ってコリメータレンズ３に入射し、平行光束と
なって絞り５で所定の光束に制限されて対物レンズ６に
入射する。この対物レンズ６は、平行光束が入射する
と、所定の厚みの透明基板７を通してほぼ無収差の光ス
ポットを情報記録面８上に結像する。

【００１３】この情報記録面８で情報ピットによって変
調されて反射した光束は、対物レンズ６、コリメータレ
ンズ３を介してビームスプリッタ２に戻り、ここでレー
ザ光源１からの光路から分離され、光検出器９へ入射す
る。この光検出器９は多分割されたＰＩＮフォトダイオ
ードであり、各素子から入射光束の強度に比例した電流
を出力し、この電流を図には示さない検出回路に送り、
ここで情報信号、フォーカスエラー信号、トラックエラ
ー信号に基づき、磁気回路とコイル等で構成される２次
元アクチュエータで対物レンズ６を制御し、常に情報ト
ラック上に光スポット位置を合わせる。

【００１４】このような光情報媒体の光ピックアップ装
置では、対物レンズ６で集光される光スポットを小さく
するため大ＮＡ（例えばＮＡ０．６）であるので、この
ような集光光束中に置かれる透明基板の厚みが所定の厚
みからずれると大きな球面収差を発生させる。

【００１５】例えば、ＮＡ０．６、レーザ光源から出射
されるレーザ光の波長６３５ｎｍ、透明基板の厚み０．
６ｍｍ、基板屈折率１．５８の条件で最適化された対物
レンズで、基板厚みを変えた場合、図６４にあるように
０．０１ｍｍ基板の厚みがずれる毎に０．０１λｒｍｓ
程収差が増大する。従って、透明基板の厚みが±０．０
７ｍｍずれると０．０７λｒｍｓの収差となり、読取り
が正常に行える目安となるマレシャル限界値（０．０７
λｒｍｓ）に達してしまう。

【００１６】このため、図６３に示した例においては、
透明基板７の厚みが０．６ｍｍから１．２ｍｍに替わっ
た場合には、０．６ｍｍ厚対応の対物レンズ６に替えて
１．２ｍｍ厚対応の対物レンズ１１１と絞り１０を切り
換えて再生するようにしている。

【００１７】また、透明基板の厚みが０．６ｍｍから
１．２ｍｍに替わった場合の他の対処の方法として、
０．６ｍｍ厚の基板用と１．２ｍｍ厚の基板用の２個の
光ピックアップ装置を装備することも考えられる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、これらの高ＮＡ化の下で、樹脂製の対物レンズを用
いた場合でも、温度変化による波面収差の変化をレンズ
の許容誤差を確保できる程度に抑えた光学系を得ようと
するものである。

【００１９】その上、今後さらに記録を高密度化した規
格も出て来る見通しであり、さらに波長４５０ｎｍまで
の使用光の短波長化、ＮＡ０．７５程度までのレンズの
高ＮＡ化が求められることが予想される。ＮＡ０．６５
以上の対物レンズとなると、無限共役型のガラスレンズ
でも、レンズ軸上厚を大きくしなければ性能を維持する
ことが難しくなるが、このような要求にも応えられる光
学系を得ようとするものである。

【００２０】本発明の第２の目的は、上記の欠点を解決
し、一つの光ピックアップ装置で異なる基板厚を有する
光ディスクの記録および／または再生を可能とし、相互
に互換性を有し、しかも大ＮＡ化の下で、樹脂製の対物
レンズを用いた場合でも、温度変化による波面収差の変
化をレンズの許容誤差を確保できる程度に抑えた、構造
が簡単でコンパクトな光情報媒体の記録再生用光学系、
及び、光情報媒体の光ピックアップ装置、及び、それら
光情報媒体の記録再生用光学系や光情報媒体の光ピック
アップ装置に用いられる光情報記録再生用対物レンズ、
及び、光情報記録再生光学系用収束レンズを得ようとす
るものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的を達
成するための光情報記録媒体の記録再生用光学系の構成
は、少なくとも光源、カップリング手段、対物レンズを
備え、光情報記録媒体への情報の記録および／または情
報の再生を行うための光学系において、上記カップリン
グ手段は光源から射出される発散光を収束光に変換し、
該収束光をさらに収束させて光情報媒体上に結像する上
記対物レンズは、収束光入射で波面収差が最小となりか
つマレシャル限界内となることを特徴とし、波面収差が
最小となりかつマレシャル限界内である横倍率Ｍは以下
の範囲にある。

【００２２】０＜Ｍ＜１・・・（１）ただしＭ：対物レンズ単体の横倍率また望ましくは０．０５≦Ｍ＜１・・・（１′）上記対物レンズは、少なくとも光軸方向に可動であり、
上記カップリング手段の像側の面と上記対物レンズの光
源側面の間隔をＤｃｏとすると、Ｆを対物レンズの焦点
距離としたとき、Ｄｃｏ／Ｆは０．１≦Ｄｃｏ／Ｆ≦５．０・・・（２）の範囲にあればよいが、望ましくは１．０≦Ｄｃｏ／Ｆ≦５．０・・・（３）より望ましくは１．０≦Ｄｃｏ／Ｆ≦３．０・・・（４）を満足する。

【００２３】上記対物レンズは、以下の条件を満足する
ことを特徴とする。

【００２４】０．０５≦Ｍ≦０．２３・・・（５）ＮＡ・（１−Ｍ）≦０．６５・・・（６）０．４８≦ＮＡ・・・（７）ただしＮＡ：光学系の像側の開口数しかし、一般には０．０５≦Ｍ≦０．１２５・・・（８）出あることが望ましいが、０．６５≦ＮＡ≦０．８・・・（９）である場合には０．１２５≦Ｍ≦０．２３・・・（１０）であることが望ましい。

【００２５】これらの対物レンズは、樹脂製であること
が望ましいが、ガラス製であってもよい。

【００２６】また、コンパクト性の点から、対物レンズ
は（１−Ｍ）・Ｆ≦６．０ｍｍ・・・（１１）を満足することが望ましい。

【００２７】カップリング手段は屈折光学系であるカッ
プリングレンズであることが望ましい。具体的には１枚
ないし複数枚の球面レンズで構成することができる。ま
た、場合により、少なくとも１面を非球面とすることが
望ましい。

【００２８】また、上記対物レンズが樹脂製である場合
は、カップリングレンズも少なくとも１枚は正の屈折力
を持つ樹脂製レンズであることが望ましく、さらにその
少なくとも１面は非球面であること、更に望ましくは上
記カップリングレンズは少なくとも１面が非球面である
樹脂製単玉レンズとされるのがよい。

【００２９】上記カップリングレンズは以下の条件を満
足することを特徴とする。

【００３０】 −０．１０≦Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ≦−０．０４・・・（１２）ただしＭｔ：光学系全体の横倍率Ｆｃｐ：カップリングレンズにおける樹脂レンズの焦点
距離上記条件中、カップリングレンズが樹脂製単玉レンズの
場合には、カップリングレンズの焦点距離をＦｃとすれ
ば、当然Ｆｃ＝Ｆｃｐとなる。

【００３１】上記光学系は０．０６≦｜Ｍｔ｜・ＮＡ≦０．２１・・・（１３）の条件を満足するが、再生用光学系としては０．０６≦｜Ｍｔ｜・ＮＡ≦０．１２・・・（１４）記録用光学系としては０．１２≦｜Ｍｔ｜・ＮＡ≦０．２１・・・（１５）を満足することが望ましい。

【００３２】本発明の第１の目的を達成するための光情
報記録媒体の記録再生用対物レンズの構成は、収束光束
が入射したとき、波面収差が最小となり、かつマレシャ
ルの限界内である横倍率Ｍおよび開口数ＮＡが０＜Ｍ＜１・・・（１）望ましくは０．０５≦Ｍ＜１・・・（１′）０．３≦ＮＡ・・・（１６）の範囲にあり、少なくとも光源側の面が非球面、望まし
くは両面非球面である単レンズであることを特徴とす
る。

【００３３】上記収束光束は、上記対物レンズがないと
き、回折限界スポットで一点に集光する。

【００３４】そして、上記対物レンズは −０．２５≦Ｆ・（ｎ−１）／ｒ_２≦０．７・・・（１７）ただしｎ：レンズを形成する素材の屈折率ｒ₂：レンズの像側の面の頂点曲率半径 −０．０４５≦ｘ₂・（ｎ−１）／｛Ｆ・（ＮＡ）²｝≦０．１・・・（１８）ただしＮＡ：対物レンズの像側の開口数ｘ₂：レンズの
像側の面の軸上光線の有効径最周辺（上記ＮＡの周辺光
線が入射する像側の面上の位置）と該面の頂点との光軸
方向の差で、光軸から遠ざかるほど像側に変位している
方向を正とする −０．００５≦Δ₂・（ｎ−１）³／｛Ｆ・（ＮＡ）⁴｝≦０．０１８・・・（１９）ただしΔ₂：レンズの像側の面の軸上光線の有効径最周
辺（上記ＮＡの周辺光線が入射する像側の面上の位置）
における非球面と該面の頂点曲率半径ｒ₂を有する基準
球面との光軸方向の差で、光軸から遠ざかるほど像側に
変位している方向を正とするの条件を、すべてあるいは
幾つかを満足することが望ましい。

【００３５】またさらに、この発明の光情報記録媒体の
記録再生用対物レンズは、（１−Ｍ）・Ｆ≦６．０ｍｍ・・・（１１）０．０５≦Ｍ≦０．２３・・・（５）ＮＡ・（１−Ｍ）≦０．６５・・・（６）０．４８≦ＮＡ・・・（７）の条件を満足するが、樹脂製の場合、０．０５≦Ｍ≦０．１２５・・・（８）ＮＡ・（１−Ｍ）≦０．６５・・・（６）の条件を満足することが望ましく、０．６５≦ＮＡ≦０．８・・・（９）の場合は０．１２５≦Ｍ≦０．２３・・・（１０）の条件を満足することが望ましい。これらの対物レンズ
は樹脂製であることが望ましいが、ガラス製であっても
よい。

【００３６】本発明の記録再生用光学系のカップリング
レンズは、収束光が入射したとき波面収差が最小とな
り、かつ、マレシャル限界内で光情報記録媒体に結像す
る対物レンズと光源の間に配置されるカップリングレン
ズであり、光源から発する発散光束を収束光束に変換
し、さらに以下の条件を満足することを特徴とする。

【００３７】 −７．０≦Ｍｃ≦−０．５・・・（２０）０．０６≦ＮＡｏ≦０．２１・・・（２１）ここでＭｃ：カップリングレンズの像側の光源側に対す
る横倍率ＮＡｏ：光源側の開口数そして、このカップリ
ングレンズに組み合わせられる対物レンズは０＜Ｍ＜１・・・（１）望ましくは０．０５≦Ｍ＜１・・・（１′）０．３≦ＮＡ・・・（１６）の条件を満足する。そして、このカップリングレンズ
は、１枚ないし複数枚の球面系からなるレンズ系であっ
てもよく、その少なくとも１面、望ましくは両面が非球
面である１枚のレンズからなるものであってもよい。

【００３８】これらのカップリングレンズはガラス製で
あってもよく、樹脂製であってもよい。

【００３９】このカップリングレンズが単玉レンズであ
る場合、両面が凸面、光源側の面が凸面であるメニスカ
スレンズ、あるいは光源側の面が凹面であるメニスカス
レンズであることができる。

【００４０】次に、本発明の光学系の作用について説明
する。光源と対物レンズとの間に、カップリング手段と
して光源からの発散光の発散度を変える手段を設けるこ
とにより、対物レンズが分担する屈折力を軽減すること
が出来る。特に、カップリング手段に光源からの発散光
を収束光にする機能を持たせることにより、ＮＡが大き
い場合に対物レンズが分担する屈折力を最適化すること
が出来る。

【００４１】実際に横倍率Ｍ、開口数ＮＡの有限共役型
対物レンズについての無限光入射に換算した開口数（以
後換算ＮＡとよぶ。）ＮＡ∞はＮＡ∞＝（１−Ｍ）・ＮＡ・・・（２２）で表すことができる。この換算ＮＡが大きくなると、レ
ンズ設計、性能維持の困難さ、温度特性等の環境変化の
影響が大きくなる。このとき、対物レンズをその横倍率
Ｍが条件式（１）の範囲、すなわち対物レンズに収束光
入射にすることにより、換算ＮＡを小さくすることがで
きる。また屈折率変化等の影響も小さくすることができ
る。

【００４２】条件式（１）の上限を越えると、カップリ
ング手段を従来の対物レンズ以上のパワーを有するもの
としなければならず、カップリング手段の製造が困難と
なる。

【００４３】また、対物レンズ自体をその横倍率Ｍが条
件式（１′）の範囲の収束光入射で波面収差が最小とな
り、かつマレシャル限界内とすることで、カップリング
手段の光軸と対物レンズの光軸が偏心した場合の収差の
劣化が少なくなり、光情報記録再生用光学系として望ま
しい構成となる。

【００４４】このようなカップリング手段としては、レ
ンズ、ミラー、透過型回折素子、反射型回折素子等が考
えられる。

【００４５】対物レンズを少なくとも光軸方向に可動と
することで、可動部分の軽量化が可能となり、また、少
ない移動量で光情報媒体の記録面にフォーカシングする
ことが出来る。

【００４６】なお、ＮＡが大きくなると、ディスクのぶ
れ等による物像間距離変化、温度変化等による球面収差
の発生は大きくなるが、これに対応するために、対物レ
ンズだけではなく、光源やカップリング手段も対物レン
ズと同様に各独立にまたは対物レンズと一体として、移
動させることによりフォーカシングさせることも可能で
ある。

【００４７】対物レンズの焦点距離でノーマライズした
カップリング手段と対物レンズの間隔についての条件式
（２）において、上限を越えるとカップリング手段の光
軸と垂直な方向の大きさが大きくなり、下限を越えると
対物レンズとカップリング素子が一体で動く可動機構で
も、機械的な干渉などで実現に問題が生じる。

【００４８】また、条件式（３）の下限を越えると、対
物レンズのみが可動機構に取り付けられている場合、カ
ップリング素子は対物レンズまわりの可動機構と機械的
干渉が生じる可能性が出てくる。さらに、条件式（４）
式の上限内とすることにより、決められた倍率等の仕様
の中で光源から光情報記録媒体までの距離を短くするこ
とができる。

【００４９】本発明の光学系は、ＮＡが大きい、使用光
の波長が短い場合で、回折限界性能のスポットを光情報
記録媒体の記録面上に結像させるときに有利に使用で
き、ＮＡ０．４８以上の場合に最適な光学系である。

【００５０】そのとき、対物レンズ単体の横倍率Ｍが条
件式（５）を満足することが望ましく、上限を越える
と、カップリング手段の光軸と垂直な方向の大きさが大
きくなり、下限を越えると高ＮＡとした場合の誤差、特
に対物レンズの屈折率誤差による球面収差が大きくな
る。

【００５１】条件式（６）の上限を越えると対物レンズ
の厚さが厚くなり、したがって必要な作動距離を確保す
るためには、光学系全体を大きくする必要が出て来る。

【００５２】条件式（８）の上限を越えると、光情報媒
体のぶれ等による物像間距離の変化等が生じたとき、対
物レンズを光軸方向に動かしてフォーカシングする場合
の球面収差の発生量が大きくなる。下限を越えると高Ｎ
Ａとした場合の誤差、特に対物レンズの屈折率誤差に基
づく球面収差の発生量が大きくなる。

【００５３】特に樹脂素材は温度変化による屈折率の変
化が大きい。樹脂の場合、温度変化をΔＴ、温度変化に
よる屈折率変化をΔｎとし、 Δｎ／ΔＴ＝α ・・・（２３）と表すと、αは０℃から６０℃近傍まで、同一素材であ
ればほぼ一定で負の値である。

【００５４】また、屈折率変化Δｎに対する波面収差
（球面収差）変化ΔＷＴは換算ＮＡの４乗に比例し、ま
た焦点距離Ｆ、Δｎに比例する。すなわち、 ΔＷＴ＝β・（ＮＡ∞）⁴・Ｆ・Δｎ・・・（２４）となる。ここでβは比例係数である。

【００５５】（２４）式に（２２）式、（２３）式を代
入すると、 ΔＷＴ＝β・｛ＮＡ・（１−Ｍ）｝⁴・Ｆ・α・ΔＴ・・・（２５）（２５）式から、Ｍを正にすることにより、温度変化の
影響はＭの４乗に対応して小さくなることがわかる。

【００５６】したがって、上記条件式（８）を満足する
と共に条件式（６）を満足することによって、コンパク
トな光情報記録媒体の記録再生用光学系を、軽量でかつ
低コストな樹脂性の対物レンズによって実現できる。

【００５７】条件式（９）のような、光情報記録媒体の
記録再生用の対物レンズとして従来にない高ＮＡを実現
する場合には、条件式（１０）を満たすことが望まし
い。上限を越えると、カップリング手段の光軸と垂直な
方向の大きさが大きくなり、下限を越えると、対物レン
ズの厚さが厚くなり、したがって必要な作動距離を確保
するためには、光学系全体を大きくする必要が出て来
る。また、この条件下で樹脂製のレンズを用いることに
より、軽量化と低コスト化が実現できる。

【００５８】条件式（１１）の上限を越えると、対物レ
ンズが大きくなり、光学系全体が大きくなってしまう。

【００５９】カップリング手段としては種々の手段が考
えられるが、反射系は製造誤差に弱く、回折手段は、回
折効率の問題があり、光源のパワーを大きくする必要が
ある。屈折光学系であるカップリングレンズを用いるの
が、光情報記録媒体の記録再生用光学系としては望まし
い。

【００６０】カップリングレンズを１枚ないしそれ以上
の球面レンズ系とすることで、カップリングレンズを従
来のコリメータと同様の製作法で製作することができ
る。

【００６１】しかし、カップリングレンズは、光源から
射出される発散光を収束光にする機能を持つものである
ので、従来のコリメータと比較して屈折力が大きくな
り、また、光源の光量を多く取り込もうとすると、光源
側のＮＡを大きく取ることとなる。したがって、球面系
だけでは、使用するレンズ枚数が多くなってしまう。こ
のため非球面を少なくとも１面導入して、球面収差を補
正することが望ましい。

【００６２】対物レンズが樹脂製の場合、屈折率の温度
変化に対する屈折率変化による球面収差の変化は、本発
明の光学系で軽減できるが、カップリングレンズを構成
する正の屈折力を有する少なくとも１枚のレンズを樹脂
製とすることにより、さらに温度変化に対する屈折率変
化による光学系全体の球面収差変化を補正することがで
きる。

【００６３】これは、温度がΔＴ上昇したとき（０＜Δ
Ｔ）カップリングレンズの屈折率変化Δｎｃは負となる
（Δｎｃ＜０）。このためカップリングレンズの屈折力
は小さくなり、カップリングレンズから出射される光束
は温度上昇前に比べて収束度が小さくなる。このため対
物レンズ自体の横倍率Ｍは減る方向に変化（ΔＭ＜０）
する。

【００６４】対物レンズの波面収差が最小となる倍率Ｍ
に対してΔＭが負の方向に変化すると球面収差はアンダ
ー側に動く。また、対物レンズ自身の屈折率変化Δｎ
は、温度が上昇すると屈折率は低下するためΔｎ＜０と
なり、このとき球面収差はオーバー側に動く。

【００６５】このため、カップリングレンズの屈折率変
化に伴う対物レンズの横倍率変化による球面収差への影
響と、対物レンズ自身の屈折率変化による影響が相殺さ
れるので、カップリングレンズを正の屈折力を持つ樹脂
製のレンズとすることにより、温度変化による影響をさ
らに小さくすることができる。

【００６６】また、その補正効果は、従来のコリメータ
と樹脂製の単玉対物レンズの構成において、コリメータ
レンズの少なくとも１枚を正の屈折力を持つ樹脂製とす
る場合と比較して補正効果は大きい。これは、光源側の
ＮＡが上記コリメータと同じでも、カップリングレンズ
は負の倍率を持っているため、カップリングレンズの換
算ＮＡが大きくなり、対物レンズ自身の倍率変化ΔＭの
絶対値が大きくなるためである。

【００６７】またこの場合、カップリングレンズは光源
側のＮＡを大きくとっており、しかも負の倍率を持つの
で、非球面を用いることが望ましいことは上記のとおり
である。

【００６８】また、カップリングレンズを樹脂製の単玉
非球面レンズとすることで、安価でかつ必要な性能を得
ることができる。カップリングレンズの結像倍率から、
少なくとも対物レンズ側の面が非球面であることが望ま
しい。

【００６９】さらに、カップリングレンズの横倍率Ｍｃ
がさらに大きくなると、球面収差を良好に補正するには
両面を非球面とする必要が生じる。これは公知の有限共
役型対物レンズの設計・生産技術を応用することができ
る。

【００７０】条件式（１２）の上限を越えると、温度変
化に伴う樹脂カップリングレンズによる対物レンズ単体
の倍率変化が小さくなり、対物レンズの屈折率変化への
相殺効果が小さくなる。

【００７１】また、下限を越えると温度変化に伴う樹脂
カップリングレンズによる対物レンズ単体の倍率変化は
小さくなるが、それ以上に樹脂カップリングレンズで生
じる屈折率変化による波面収差変化が無視出来なくな
り、相殺効果がなくなり、場合によってはカップリング
レンズがガラスの場合に比べて光学系全体の温度特性に
よる波面収差変化が大きくなる。

【００７２】条件式（１３）中の｜Ｍｔ｜・ＮＡは、ほ
ぼ光学系の光源側の開口数ＮＡｏに対応する。もし、条
件式（１３）の下限を越えると十分な光量を得ることが
出来ない。また、上限を越えるとレーザーの非点収差の
影響が大きくなり、さらに光量むらの影響も大きくな
る。

【００７３】条件式（１４）の上限を越えると再生光学
系に対して検出系に凹レンズなどが必要となりコストア
ップとなる。

【００７４】また、記録用光学系を考えると、条件式
（１５）の下限を越えると十分な光量が得られない。

【００７５】次に本発明の対物レンズの作用について説
明する。対物レンズに対して収束光を入射させ、条件式
（１）を満足することで、レンズ厚を厚くしないでＮＡ
を大きくすることができ、また屈折率変化等の影響も小
さくなる。これは上記（２２）式に示されるように、０
＜Ｍ（収束光入射）とすることにより換算ＮＡが小さく
なるためである。

【００７６】ＮＡが０．３以上の場合、収束光入射側を
非球面化することで、正弦条件を保ちながら球面収差を
補正し、波面収差をマレシャル限界内とすることができ
る。

【００７７】また、対物レンズ自体をその横倍率Ｍの条
件式（１）の範囲の収束光入射で波面収差をマレシャル
限界内とすることで、対物レンズが独立に性能を維持で
きるため、光源のから発散光を収束光とする手段との組
合せが容易となり、また、偏心を含む配置の誤差感度も
小さくできる。

【００７８】上記対物レンズは、虚光源に対して収差補
正し、その波面収差をマレシャル限界内とすることで、
光源からの発散光を収束光とする手段との組合せが容易
になり、応用範囲の広いレンズとなる。虚光源は仮想的
なものであるが、実用的には、その入射光束が、回折限
界スポットで一点に集光することと同等である。

【００７９】対物レンズを単レンズで両面を非球面とす
ることで、球面収差、正弦条件を補正することができ
る。したがって、例えば光情報記録媒体の記録再生用光
学系の対物レンズのように、対物レンズを光軸に垂直方
向に動かしてトラッキングするような場合にも、収差の
発生を少なくすることができる。

【００８０】条件式（１７）の上限を越えて単レンズで
構成された対物レンズの像側の面の屈折力が負で強くな
ると、収束光入射側の面での負の球面収差の発生が大き
く、収束光入射側の非球面量が大きくなってしまい、製
造しにくいレンズとなってしまう。下限を越えて単レン
ズで構成された対物レンズの像側の面の屈折力が正で強
くなると、像側の面での負の球面収差が大きく、収束光
入射側の非球面量が大きくなってしまい、製造しにくい
レンズとなってしまう。

【００８１】条件式（１８）の上限を越えた場合、球面
収差と正弦条件を補正するためには、像側の面も非球面
化し、さらに両面ともその非球面量が大きくなってしま
うため、製造しにくいレンズとなってしまう。下限を越
えた場合も同じく、球面収差と正弦条件を補正するため
には、像側の面も非球面化し、さらに両面ともその非球
面量が大きくなってしまうため、製造しにくいレンズと
なってしまう。

【００８２】条件式（１９）の上限を越えた場合、正弦
条件が補正過剰となり、下限を越えた場合、正弦条件が
補正不足となる。

【００８３】このような収束光束に対して収差が補正さ
れている対物レンズを光情報記録媒体の記録再生用光学
系の対物レンズとして使う場合、光源からの発散光束を
収束光束に変換するカップリング手段が必要となる。そ
の場合、ＮＡが０．４８以上と大きく、また使用光の波
長が短い光学系においては、対物レンズ単体の横倍率Ｍ
が、条件式（５）を満たすのが良い。上限を越えると、
カップリング手段の光軸と垂直な方向の大きさが大きく
なり、下限を越えると、高ＮＡとした場合の誤差、特に
対物レンズの屈折率誤差による球面収差の発生が大きく
なる。

【００８４】また、条件式（６）の上限を越えると、対
物レンズの厚さが厚くなり、したがって必要な作動距離
を確保するためには、光学系全体を大きくする必要が出
て来る。

【００８５】さらに、条件式（１１）の上限を越える
と、対物レンズが大きくなり、光学系全体が大きくなっ
てしまう。

【００８６】また、対物レンズを光軸方向に動かしてフ
ォーカシングする場合、対物レンズ単体の横倍率Ｍが条
件式（８）を満足することが望ましい。上限を越える
と、対物レンズを光軸方向に動かしてフォーカシングす
る場合の球面収差の発生量が大きい。下限を越えると、
高ＮＡとした場合の誤差、特に対物レンズの屈折力誤差
による球面収差の発生が大きい。

【００８７】樹脂素材は、屈折率の温度による変化が大
きい。したがって、条件式（８）を満たし、かつ条件式
（６）を満足することで、コンパクトな光情報記録媒体
の記録再生用光学系に必要な、軽量でかつ安価な対物レ
ンズとなる。条件式（６）の上限を越えると対物レンズ
の厚さが厚くなり、したがって必要な作動距離を確保す
るためには、光学系全体を大きくする必要が生じる。

【００８８】条件式（１６）を満たすような光情報記録
媒体の記録再生用対物レンズとして従来にない高ＮＡを
実現する場合には、条件式（１０）を満足することが望
ましい。上限を越えると、カップリング手段の光軸と垂
直な方向の大きさが大きくなり、下限を越えると、対物
レンズの厚さが厚くなり、したがって必要な作動距離を
確保するためには、光学系全体を大きくする必要が出て
来る。

【００８９】また、この条件下で樹脂製のレンズを用い
ることにより、軽量化と低コスト化が実現できる。

【００９０】収束光が入射したとき波面収差が最小とな
り、かつマレシャル限界内で光情報記録媒体に結像する
対物レンズを用いることにより、対物レンズの屈折力を
軽減できることは上に述べた。このような対物レンズを
用いた光学系を実現するためには、光源から出た発散光
を所定の収束光とする正の屈折力を持つカップリングレ
ンズを用いればよい。

【００９１】次に、本発明のカップリングレンズの作用
について説明する。光学系の倍率Ｍｔと対物レンズの倍
率Ｍからカップリングレンズの倍率ＭｃはＭｃ＝Ｍｔ／Ｍで決定されるが、このときの倍率Ｍｃでカップリングレ
ンズ単体で波面収差が最小となり、かつマレシャル限界
内であることが望ましい。これにより、対物レンズが光
軸に対して偏芯した場合の収差の劣化を小さくすること
ができる。

【００９２】カップリングレンズの倍率Ｍｃは、条件式
（２０）の範囲内であることが望ましい。上限を越える
とカップリングレンズの屈折力の負担が大きくなり、誤
差感度などの影響も大きくなり従来のコリメータレンズ
より取付けおよび製作精度の要求が厳しくなり、また、
対物レンズに比べてカップリングレンズの光軸に垂直方
向の大きさを大きくしなければならなくなる。

【００９３】下限を越えると対物レンズの屈折力の負担
分が大きくなり、コリメータを用いた無限共役型対物レ
ンズと効果上大きな差異はなくなる。

【００９４】また、光源側の開口数ＮＡｏについて、条
件式（２１）を満足することが望ましい。下限を越える
と十分な光量を得ることができない。また、上限を越え
るとレーザの非点収差の影響が大きくなり、さらに光量
むらの影響も大きくなる。

【００９５】このとき、対物レンズが条件式（１）を満
足することにより、レンズ厚を厚くしないで像側開口数
ＮＡを大きくすることができる。また、ＮＡが条件式
（１６）の下限を超えると、このようなカップリングレ
ンズ、収束光が入射する対物レンズを用いずに、コリメ
ータと平行光入射の対物レンズのような公知の方法でも
十分性能を維持でき、また、樹脂レンズの場合でも温度
変化による性能変化も十分小さくすることができる。

【００９６】カップリングレンズを１枚ないしそれ以上
の球面レンズ系とすることで、カップリングレンズを従
来のコリメータと同様の製作法で製作することができ
る。

【００９７】しかし、カップリングレンズは、光源から
射出される発散光を収束光にする機能を持つものである
ので、従来のコリメータと比較して屈折力が大きくな
り、また、光源の光量を多く取り込もうとすると、光源
側のＮＡを大きく取ることとなる。したがって、球面系
だけでは、使用するレンズ枚数が多くなってしまう。こ
のため非球面を少なくとも１面導入して、球面収差を補
正することが望ましい。

【００９８】対物レンズがガラス製の場合、カップリン
グレンズもガラス製とすることにより、温度変化による
性能変化は小さくでき、特にＮＡ０．６５以上の高ＮＡ
レンズに用いるのに有用である。

【００９９】カップリングレンズの両面を凸面とするこ
とにより、成形性がよくなり、製造しやすい形状とな
る。また、正弦条件も満足する形状である。

【０１００】カップリングレンズを光源側の面が凸面で
あるメニスカスレンズとすることにより、特にカップリ
ングレンズが樹脂製の場合、カップリングレンズと対物
レンズの間隔Ｄｃｏと対物レンズの倍率Ｍと光学系全体
の倍率Ｍｔが同じ仕様では、他の形状に比べて温度変化
による対物レンズ単体の倍率を変化させる効果を大きく
することができ、対物レンズ自身の屈折率変化による性
能変化に対する相殺度が大きくなる。

【０１０１】また、カップリングレンズを光源側の面が
凹面であるメニスカスレンズとすることにより、カップ
リングレンズと対物レンズの間隔Ｄｃｏと対物レンズの
倍率Ｍと光学系全体の倍率Ｍｔが同じ仕様では、主点位
置の関係から、他の形状に比べて光学系全体の長さを短
くすることができる。

【０１０２】本発明の第２の目的を達成するための第１
の構成は、光源からの光束を収束光に変換するカップリ
ングレンズと、該カップリングレンズよりの収束光をさ
らに収束させて透明基板を有する情報記録媒体の記録面
に前記透明基板を介して集光する対物レンズと、厚みの
異なる透明基板を有する少なくとも２種類の情報記録媒
体への情報の記録および／または再生を可能とするよう
に、前記対物レンズによる集光状態を前記少なくとも２
種類の情報記録媒体の透明基板の厚みに応じて可変とす
る可変手段とを有することを特徴とする光情報媒体の記
録再生用光学系、という構成にしたものである。

【０１０３】第２の構成は、前記第１の構成において、
前記可変手段は、前記カップリングレンズおよび対物レ
ンズを構成するレンズ面のうちの少なくとも一面に形成
した、光軸を中心とした同心の帯状に形成され隣合うレ
ンズ面の屈折力が異なる複数の輪帯状レンズ面で構成し
て、前記対物レンズから出射される光束は少なくとも２
種類の集光状態で集光される、ように構成する。また望
ましくは、前記第１の構成において、前記可変手段は、
前記対物レンズの少なくとも一面に形成した、光軸を中
心とした同心の帯状に形成され隣合うレンズ面の屈折力
が異なる複数の輪帯状レンズ面で構成して、前記対物レ
ンズは、入射される収束光を少なくとも２種類の集光状
態で集光する、ように構成する。なお、前記第１の構成
において、前記可変手段は、前記カップリングレンズの
少なくとも一面に形成した、光軸を中心とした同心の帯
状に形成され隣合うレンズ面の屈折力が異なる複数の輪
帯状レンズ面で構成して、前記対物レンズは、前記カッ
プリングレンズより出射される収束度合いの異なる少な
くとも２種類の収束光を少なくとも２種類の集光状態で
集光する、ように構成するようにしても良い。また第３
の構成は、前記第１の構成において、前記可変手段は、
前記カップリングレンズおよび対物レンズを構成するレ
ンズ面のうちの少なくとも一つのレンズ面に形成したホ
ログラムにより構成して、該ホログラムによる透過光と
回折光に対応して、前記対物レンズから出射される光束
は少なくとも２種類の集光状態で集光される、ように構
成したものである。

【０１０４】望ましくは、前記ホログラムは、前記対物
レンズの少なくとも１つのレンズ面上に形成する。な
お、第３の構成において、前記ホログラムは前記カップ
リングレンズの少なくとも１つのレンズ面上に形成する
ようにしても良い。

【０１０５】また、第４の構成は、前記第１の構成にお
いて、前記可変手段は、前記光源と前記対物レンズの光
路中に設けられたホログラム素子により構成して、該ホ
ログラム素子を透過する透過光と回折光に対応して、前
記対物レンズは、入射される収束光を少なくとも２種類
の集光状態で集光する、ように構成する。また第５構成
は、前記第１の構成において、前記可変手段は、前記光
源と前記対物レンズの光路中に設けられた光軸を中心と
した同心の帯状に形成され隣合うレンズ面の屈折力が異
なる複数の輪帯状レンズ面を有する光学素子により構成
する。

【０１０６】また、第６の構成は、可変手段を、カップ
リングレンズ、または、光源、またはカップリングレン
ズおよび光源を透明基板の厚みに応じて光軸上を移動さ
せる手段で構成したので、前記対物レンズによる集光状
態を少なくとも２種類の情報記録媒体の異なる透明基板
の厚みに応じた少なくとも２種類の集光状態として、厚
みの異なる透明基板を有する少なくとも２種類の情報記
録媒体への情報の記録および／または再生を行うことを
特徴とする光情報媒体の記録再生用光学系、という構成
にしたものである。

【０１０７】また、第７の構成は、可変手段を複数の光
源を光情報記録媒体の透明基板の厚みに応じて切り替え
る手段で構成したものである。

【０１０８】また、以上の構成において、前記対物レン
ズは、波面収差がマレシャル限界を満たしかつ最小とな
る横倍率が正であるように構成する。また、対物レンズ
の１面を輪帯状レンズ面で構成した場合、または１面に
ホログラムを形成した構成において、前記対物レンズ
は、前記少なくとも２種類の集光状態それぞれについて
波面収差がマレシャル限界を満たしかつ最小となる横倍
率が正である、ように構成する。

【０１０９】本発明の光ピックアップ装置は、少なくと
も光源と、該光源から出射される光束を透明基板を有す
る情報記録媒体の記録面に前記透明基板を介して集光す
る集光光学系と、前記情報記録媒体の記録面で反射した
光束を受けその光量に応じた電気信号を出力する光検出
器とを備えた光情報媒体の光ピックアップ装置であっ
て、前記集光光学系は、上記何れかの光情報媒体の記録
再生用光学系であることを特徴とする光情報媒体の光ピ
ックアップ装置、という構成にしたものである。

【０１１０】第１の構成に記載した本発明の光情報媒体
の記録再生用光学系は、対物レンズによる集光状態を少
なくとも２種類の情報記録媒体の透明基板の厚みに応じ
て少なくとも２種類の集光状態する可変手段を設けると
ともに、光源からの光束を収束光に変換するカップリン
グレンズを設けてその収束光を対物レンズに入射するよ
うにして、一つの光情報媒体の記録再生用光学系で、厚
みの異なる少なくとも２種類の情報記録媒体への情報の
記録および／または再生が可能となり、しかも、対物レ
ンズが分担する屈折力を低減することができ、対物レン
ズとして樹脂製の対物レンズを用いた場合にも、温度変
化による波面収差の変化をレンズの許容誤差を確保でき
る程度に抑えることが可能となる。

【０１１１】また、第２の構成に記載した本発明の光情
報媒体の記録再生用光学系は、可変手段を、カップリン
グレンズおよび対物レンズを構成するレンズ面のうちの
少なくとも一面、あるいは、対物レンズの少なくとも１
面、あるいは、カップリングレンズの少なくとも１面に
形成した、光軸を中心とした同心の帯状に形成され隣合
うレンズ面の屈折力が異なる複数の輪帯状レンズ面で構
成したので、光学素子の数を増やすことなく、しかも厚
みの異なる少なくとも２種類の情報記録媒体への情報の
記録および／または再生を行う際に、特別なレンズ移動
機構等を設けることなく、従来より用いられている対物
レンズのフォーカス調整機構の移動範囲内で、厚みの異
なる少なくとも２種類の情報記録媒体の２種類の透明基
板の厚みに対応した少なくとも２種類の集光状態を得る
ことができ、厚みの異なる少なくとも２種類の情報記録
媒体への情報の記録および／または再生を行うことがで
き、さらに、光束は複数の輪帯状レンズ面で少なくとも
２種類の集光状態を得るための光束として分割される構
成であるので、少なくとも２種類の情報記録媒体への情
報の記録および／または再生には全く使用することがで
きない無駄光束を少なくでき、光源からの光を有効に利
用できる。

【０１１２】また、第３の構成に記載した本発明の光情
報媒体の記録再生用光学系は、可変手段を、カップリン
グレンズおよび対物レンズを構成するレンズ面のうちの
少なくとも一つのレンズ面、あるいは、対物レンズの少
なくとも１つのレンズ面、あるいは、カップリングレン
ズの少なくとも１つのレンズ面に形成した、ホログラム
で構成したので、光学素子の数を増やすことなく、しか
も厚みの異なる少なくとも２種類の情報記録媒体への情
報の記録および／または再生を行う際に、特別なレンズ
移動機構等を設けることなく、従来より用いられている
対物レンズのフォーカス調整機構の移動範囲内で、厚み
の異なる少なくとも２種類の情報記録媒体の２種類の透
明基板の厚みに対応した少なくとも２種類の集光状態を
得ることができ、厚みの異なる少なくとも２種類の情報
記録媒体への情報の記録および／または再生を行うこと
ができ、さらにサイドローブによる影響の少ないビーム
スポットを得ることができる。

【０１１３】また、第４の構成に記載した本発明の光情
報媒体の記録再生用光学系は、可変手段を、光源から対
物レンズまでの光路中に設けたホログラム素子で構成し
たので、厚みの異なる少なくとも２種類の情報記録媒体
への情報の記録および／または再生を行う際に、特別な
レンズ移動機構等を設けることなく、従来より用いられ
ている対物レンズのフォーカス調整機構の移動範囲内
で、厚みの異なる少なくとも２種類の情報記録媒体の２
種類の透明基板の厚みに対応した少なくとも２種類の集
光状態を得ることができ、厚みの異なる少なくとも２種
類の情報記録媒体への情報の記録および／または再生を
行うことができ、しかもサイドローブによる影響の少な
いビームスポットを得ることができる。

【０１１４】また、第５の構成に記載した本発明の光情
報媒体の記録再生用光学系は、可変手段を、光源から対
物レンズまでの光路中に設けた光軸を中心とした同心の
帯状に形成され隣合うレンズ面の屈折力が異なる複数の
輪帯状レンズ面で構成したので、厚みの異なる少なくと
も２種類の情報記録媒体への情報の記録および／または
再生を行う際に、特別なレンズ移動機構等を設けること
なく、従来より用いられている対物レンズのフォーカス
調整機構の移動範囲内で、厚みの異なる少なくとも２種
類の情報記録媒体の透明基板の厚みに対応した少なくと
も２種類の集光状態を得ることができ、厚みの異なる少
なくとも２種類の情報記録媒体への情報の記録および／
または再生を行うことができ、しかも、光束は複数の輪
帯状レンズ面で少なくとも２種類の集光状態を得るため
の光束として分割される構成であるので、少なくとも２
種類の情報記録媒体への情報の記録および／または再生
には全く使用することができない無駄光束を少なくで
き、光源からの光を有効に利用できる。

【０１１５】また、第６の構成に記載した本発明の光情
報媒体の記録再生用光学系は、可変手段を、カップリン
グレンズ、または、光源またはカップリングレンズおよ
び光源を透明基板の厚みに応じて光軸上を移動させる手
段で構成し、また第９の構成においては、可変手段を複
数の光源を光情報記録媒体の透明基板の厚みに応じて切
り替える手段で構成したので、該カップリングレンズよ
り出射する光束の収束度合いを収束光を含む少なくとも
２種類選択可能として、前記対物レンズによる集光状態
を少なくとも２種類の情報記録媒体の異なる透明基板の
厚みに応じた少なくとも２種類の集光状態とすることに
より、厚みの異なる透明基板を有する少なくとも２種類
の情報記録媒体への情報の記録および／または再生を行
うようにしたので、一つの光情報媒体の記録再生用光学
系で、厚みの異なる少なくとも２種類の情報記録媒体へ
の情報の記録および／または再生が可能となり、しか
も、対物レンズが分担する屈折力を低減することがで
き、対物レンズとして樹脂製の対物レンズを用いた場合
にも、温度変化による波面収差の変化をレンズの許容誤
差を確保できる程度に抑えることが可能となり、さらに
光量ロスが少なく、厚みの異なる少なくとも２種類の情
報記録媒体への情報の記録および／または再生を行う際
の光量も最適な光量とすることができ、サイドローブに
よる影響の少ないビームスポットを得ることができる。

【０１１６】なお、選択する２種類の収束度合いとし
て、収束光と平行光、または、収束光と発散光を選択す
る場合は、対物レンズの出射側面のＮＡが大となる方に
収束光を使用する。

【０１１７】また、以上に記載した本発明の光情報媒体
の記録再生用光学系は、対物レンズを、波面収差がマレ
シャル限界を満たしかつ最小となる横倍率が正であるも
のとしたので、使用時における対物レンズの像側（光情
報記録媒体側）のＮＡを大ＮＡとしても対物レンズが分
担する屈折力を低減することができ、対物レンズとして
樹脂製の対物レンズを用いた場合にも、温度変化による
波面収差の変化をレンズの許容誤差を確保できる程度に
抑えることが可能となる。

【０１１８】また、対物レンズの１面に輪帯状レンズ面
またはホログラムを形成した本発明の光情報媒体への記
録再生用光学系は、対物レンズを、少なくとも２種類の
集光状態それぞれについて波面収差がマレシャル限界を
満たしかつ最小となる横倍率が正であるものとしたで、
使用時における対物レンズの像側（光情報記録媒体側）
のＮＡを大ＮＡとしても、対物レンズが分担する屈折力
を低減することができ、対物レンズとして樹脂製の対物
レンズを用いた場合にも、温度変化による波面収差の変
化をレンズの許容誤差を確保できる程度に抑えることが
可能となる。

【０１１９】本発明の光情報媒体の光ピックアップ装置
は、一つの光情報媒体の記録再生用光学系で、厚みの異
なる少なくとも２種類の情報記録媒体への情報の記録お
よび／または再生が可能となり、しかも、対物レンズが
分担する屈折力を低減することができ、対物レンズとし
て樹脂製の対物レンズを用いた場合にも、温度変化によ
る波面収差の変化をレンズの許容誤差を確保できる程度
に抑えることが可能となり、コンパクトで信頼性の高い
光ピックアップ装置を得ることができる。

【０１２０】

【実施例】以下第１の目的を達成するための実施例１か
ら実施例１９を説明する。各実施例については、透明基
板を有する高密度光情報記録媒体の記録再生用光学系を
想定して、開口数ＮＡが０．６以上のものを実施例とし
た。また、透明基板１７の厚みを全て０．６ｍｍとして
いる。

【０１２１】実施例１から実施例５および実施例８さら
に実施例１９は対物レンズ１６のみを示し、実施例６，
７は実施例１の対物レンズ１６とさらにカップリングレ
ンズ１３を用いた光学系の実施例を示す。また、実施例
９から実施例１８は単玉カップリングレンズ１３と、該
カップリングレンズ１３と対物レンズ１６を組み合わせ
た光学系とを示す。このとき実施例９から実施例１６ま
では実施例１の対物レンズを、実施例１７は実施例２の
対物レンズを、実施例１８は実施例３の対物レンズを用
いている。

【０１２２】表中の記号は、対物レンズ１６の焦点距離
をＦ（ｍｍ）、光源側１１から順に第ｉ番目の面の曲率
半径をｒｉ、第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との光軸
上の厚み、間隔をｄｉ、第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の
面との間の媒質の光源波長での屈折率をｎｉ、対物レン
ズ１６の横倍率をＭ、像側開口数をＮＡ、使用波長をλ
で表す。

【０１２３】実施例６，７においてＦｔは光学系全体の
焦点距離、Ｍｔは光学系全体の横倍率、Ｔは第１面から
見たときの光源１１までの距離で、光の進方向を正とし
ている。Ｕは物像間距離を表し、実施例１から５および
実施例８は、対物レンズ１６のみの実施例で入射光が収
束光束であるので、負の値となる。

【０１２４】実施例６，７および実施例９から実施例１
８において、Ｆｔは光学系全体の焦点距離、Ｍｔは光学
系全体の横倍率、Ｕは光学系の物像間距離、Ｔはカップ
リングレンズ１３の第１面から見たときの光源までの距
離を表す。

【０１２５】また、実施例９から実施例１８のカップリ
ングレンズ１３単体において、Ｆｃは単玉カップリング
レンズ単体の焦点距離、Ｍｃはカップリングレンズ単体
の横倍率、Ｕｃはそのときの配置におけるカップリング
レンズ単体の物像間距離、ＮＡｏは光源側の開口数を表
す。

【０１２６】また、温度特性に関しては、対物レンズあ
るいはカップリングレンズが樹脂製の場合は、１℃温度
が上昇すると−１２×１０^-5変化することを想定してい
る。また、対物レンズあるいはカップリングレンズがガ
ラス製の場合、１℃温度が上昇すると３９×１０^-7変化
することを想定している。

【０１２７】温度特性は波面収差ｒｍｓ値で評価してい
る。この波面収差は公知の方法で光線追跡によりｒｍｓ
値を算出している。またマレシャル限界は波面収差ｒｍ
ｓ値が０．０７λであることをいう。また、波面収差に
関しては数値解析のできる干渉計等を用いて測定するこ
とができる。

【０１２８】なお、温度変化による素材の線膨張の波面
収差への影響は、屈折率変化による影響に比べてかなり
小さいので、ここでは計算に入れていない。

【０１２９】レンズ面の非球面形状は、面の頂点を原点
とし、光軸方向をＸ軸とした直交座標系において、κを
円錐係数、Ａｉを非球面係数、Ｐｉ（４≦Ｐｉ）を非球
面のべき数とするとき、

【０１３０】

【数１】

【０１３１】で表される。

【０１３２】実施例１

【０１３３】

【表１】

【０１３４】この実施例は、対物レンズ１６が樹脂製の
場合の例である。この対物レンズ１６の光路図を図１
に、その球面収差および正弦条件の収差図を図２に、温
度特性を図３に示す。

【０１３５】温度特性は３０℃変化で波面収差は０．０
２８λの変化を生じているに過ぎず、無限共役型の対物
レンズに比してかなり温度変化の影響が小さくなってい
る。この実施例においてｘ₂＝−０．０８６０６ Δ₂＝０．０４５６９でありｘ₂・（ｎ−１）／｛Ｆ・（ＮＡ）²｝＝−０．０３１６０ Δ₂・（ｎ−１）³／｛Ｆ・（ＮＡ）⁴｝＝０．０１１５６である。

【０１３６】実施例２

【０１３７】

【表２】

【０１３８】この実施例は、実施例１と同様、対物レン
ズ１６が樹脂製の場合である。この対物レンズ１６の光
路図を図４に、その球面収差および正弦条件の収差図を
図５に、温度特性を図６に示す。実施例２は実施例１に
比べてＭがさらに大きくなるため、効果が大きい。

【０１３９】この実施例においては、ｘ₂＝０．０１３３７ Δ₂＝０．０１８９４でありｘ₂・（ｎ−１）／｛Ｆ・（ＮＡ）²｝＝０．００４０３ Δ₂・（ｎ−１）³／｛Ｆ・（ＮＡ）⁴｝＝０．００３９４である。

【０１４０】実施例３

【０１４１】

【表３】

【０１４２】この実施例の対物レンズ１６も樹脂製であ
り、その光路図を図７に、その球面収差および正弦条件
の収差図を図８（ａ），８（ｂ）に、温度特性を図９に
示す。

【０１４３】この実施例においては、ｘ₂＝−０．０８０７６ Δ₂＝０．０５７３４でありｘ₂・（ｎ−１）／｛Ｆ・（ＮＡ）²｝＝−０．０３０２３ Δ₂・（ｎ−１）³／｛Ｆ・（ＮＡ）⁴｝＝０．０１４７９である。

【０１４４】実施例４

【０１４５】

【表４】

【０１４６】この実施例の対物レンズ１６も樹脂製であ
り、ＮＡ０．７、使用光の波長４５０ｎｍの例である。
その光路図を図１０に、その球面収差および正弦条件の
収差図を図１１（ａ），１１（ｂ）に、温度特性を図１
２に示す。Ｍが０．２倍であると、ＮＡ０．７の樹脂製
レンズであっても、温度３０℃の変化に対して波面収差
の変化は０．０２８λ程度ですんでおり、また、設計に
おいても初期収差が良好に補正されている。

【０１４７】この実施例においては、ｘ₂＝０．０５２４８ Δ₂＝０．０３９６２でありｘ₂・（ｎ−１）／｛Ｆ・（ＮＡ）²｝＝０．０１１８２ Δ₂・（ｎ−１）³／｛Ｆ・（ＮＡ）⁴｝＝０．００４７１である。

【０１４８】実施例５

【０１４９】

【表５】

【０１５０】この実施例の対物レンズ１６はガラス製
で、ＮＡ０．７５、波長４５０ｎｍの例であり、ＮＡ
０．７５でも初期収差が良好に補正されている。その光
路図を図１３に、その球面収差および正弦条件の収差図
を図１４（ａ），１４（ｂ）に、温度特性を図１５に示
す。

【０１５１】この実施例においては、ｘ₂＝０．２５１８８ Δ₂＝０．００６６０でありｘ₂・（ｎ−１）／｛Ｆ・（ＮＡ）²｝＝０．０６８９２ Δ₂・（ｎ−１）³／｛Ｆ・（ＮＡ）⁴｝＝０．００１６２である。

【０１５２】実施例６

【０１５３】

【表６】

【０１５４】この実施例の光学系は、対物レンズ１６は
実施例１のものを使用し、カップリングレンズ１３はガ
ラス製の１群２枚レンズと組合せた例である。その光路
図を図１６に、温度特性を図１７に示す。

【０１５５】温度変化による波面収差変化量は実施例１
とほぼ同等で、対物レンズによるものである。

【０１５６】また、カップリングレンズによる収差を補
正するため、対物レンズの波面収差ベストの倍率が実施
例１の倍率と若干異なっている。

【０１５７】この実施例においてはＤｃｏ＝９．９０で
ある。

【０１５８】実施例７

【０１５９】

【表７】

【０１６０】この実施例の光学系は、対物レンズ１６は
樹脂製で、実施例１のものを使用し、カップリングレン
ズ１３に樹脂製の両面非球面の単レンズを用いた光学系
の例である。その光路図を図１８に、その温度特性を図
１９に示す。

【０１６１】温度変化による波面収差変化は実施例１に
比べて半分以下とさらに小さくなっている。これは、温
度が上昇することにより、各レンズの屈折率が下がり、
カップリングレンズによる収束光の角度が小さくなり、
対物レンズの横倍率が小さくなる影響（この影響だけの
場合、対物レンズの球面収差はアンダー側に動く。）と
対物レンズ自身の屈折率が下がることによる影響（この
場合、球面収差はオーバー側に動く。）がキャンセルし
合っているためである。

【０１６２】この実施例においてはＤｃｏ＝１０．０で
ある。

【０１６３】実施例８

【０１６４】

【表８】

【０１６５】この実施例は対物レンズ１６のみの例で、
対物レンズ１６は樹脂製で光源側の面は非球面、像側の
面は球面の例である。その光路図を図２０に、その球面
収差および正弦条件の収差図を図２１（ａ），２１
（ｂ）に、温度特性を図２２に示す。

【０１６６】この実施例においては、ｘ₂＝−０．０２９６２２ Δ₂＝０．００（球面であるため）でありｘ₂・（ｎ−１）／｛Ｆ・（ＮＡ）²｝＝−０．００９０７ Δ₂・（ｎ−１）³／｛Ｆ・（ＮＡ）⁴｝＝０．００である。

【０１６７】実施例９カップリングレンズ

【０１６８】

【表９】

【０１６９】全光学系

【０１７０】

【表１０】

【０１７１】実施例９はカップリングレンズ１３が樹脂
製で両面非球面の両凸レンズの例であり、その収差図を
図２４（ａ），２４（ｂ）に示す。球面収差、正弦条件
も十分に満足している。これと組み合わせた対物レンズ
は実施例１の樹脂製対物レンズであり、全光学系の光路
図を図２３に、その温度特性を図２５に示す。

【０１７２】この実施例においてＤｃｏ＝３Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ＝−０．０５５６９となる。ここで樹脂カップリングレンズは単玉レンズで
あるのでＦｃ＝Ｆｃｐとなる。

【０１７３】温度変化による波面収差変化は、基準設計
温度より３０℃上昇したとき０．０１３λと実施例１の
対物レンズ単体のそれより約半分と小さくなっている。
これは温度が上昇することにより各レンズの屈折率が下
がり、カップリングレンズによる収束光の角度が小さく
なり、対物レンズ単体の横倍率が小さくなる影響（この
影響だけの場合、対物レンズの球面収差はアンダー側に
動く。）と対物レンズ自身の屈折率が下がることによる
影響（この場合、球面収差はオーバー側に動く。）が相
殺しあっているためである。

【０１７４】実施例１０カップリングレンズ

【０１７５】

【表１１】

【０１７６】全光学系

【０１７７】

【表１２】

【０１７８】実施例１０はカップリングレンズ１３が樹
脂製で両面非球面の両凸レンズの例であり、実施例９と
同じ倍率Ｍｃ＝−２．０であるが、焦点距離Ｆｃが若干
長いときの実施例で、その収差図を図２７（ａ），２７
（ｂ）に示す。球面収差、正弦条件も十分満足してい
る。

【０１７９】また、全光学系は、このカップリングレン
ズと実施例１の樹脂製対物レンズを組み合わせたもので
あり、倍率Ｍ、Ｍｔは実施例７，９と同じ仕様であり、
対物レンズとカップリングレンズの間隔Ｄｃｏも実施例
７と同じである。その光路図を図２６に、温度特性を図
２８に示す。

【０１８０】この実施例においてＤｃｏ＝１０Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ＝−０．０６４２９となる。ここで樹脂カップリングレンズは単玉レンズで
あるのでＦｃ＝Ｆｃｐとなる。

【０１８１】温度変化による波面収差変化は、基準設計
温度より３０℃上昇したとき０．０１１λと実施例７と
ほぼ同等、実施例９より若干小さくなっている。これは
カップリングレンズの焦点距離Ｆｃが実施例９より長く
なり、温度が上昇することによるカップリングレンズに
よる収束光の角度が小さくなる度合いが実施例９よりも
大きくなるためである。

【０１８２】実施例１１カップリングレンズ

【０１８３】

【表１３】

【０１８４】全光学系

【０１８５】

【表１４】

【０１８６】実施例１１はカップリングレンズが樹脂製
で両面非球面、光源側の面が凹面のメニスカスレンズで
ある例であり、実施例９と同じ倍率Ｍｃ＝−２．０であ
り、その収差図を図３０（ａ），３０（ｂ）に示す。正
弦条件は補正過剰となっている。

【０１８７】また、全光学系は、このカップリングレン
ズと実施例１の樹脂製対物レンズを組み合わせたもので
あり、倍率Ｍ、Ｍｔは実施例９と同じ仕様であり、対物
レンズとカップリングレンズの間隔Ｄｃｏも実施例９と
同じである。その光路図を図２９に、温度特性を図３１
に示す。

【０１８８】この実施例においてＤｃｏ＝３Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ＝−０．０５４７６となる。ここで樹脂カップリングレンズは単玉レンズで
あるのでＦｃ＝Ｆｃｐとなる。

【０１８９】温度変化による波面収差変化は、基準設計
温度より３０℃上昇したとき０．０１６λとほぼ同一仕
様の実施例９より若干大きいが、物像間距離は短くなっ
ている。これはカップリングレンズの光源側面が凹面の
メニスカスレンズのため、該レンズの主点位置が、両凸
カップリングレンズである実施例９に比べて対物レンズ
よりとなるためである。

【０１９０】実施例１２カップリングレンズ

【０１９１】

【表１５】

【０１９２】全光学系

【０１９３】

【表１６】

【０１９４】実施例１２はカップリングレンズが樹脂製
で両面非球面、光源側の面が凸面のメニスカスレンズで
ある例であり、実施例９と同じ倍率Ｍｃ＝−２．０であ
り、その収差図を図３３（ａ），３３（ｂ）に示す。正
弦条件は補正不足となっている。

【０１９５】また、全光学系は、このカップリングレン
ズと実施例１の樹脂製対物レンズを組み合わせたもので
あり、倍率Ｍ、Ｍｔは実施例９と同じ仕様であり、対物
レンズとカップリングレンズの間隔Ｄｃｏも実施例９と
同じである。その光路図を図３２に、温度特性を図３４
に示す。

【０１９６】この実施例においてＤｃｏ＝３Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ＝−０．０５７０３となる。ここで樹脂カップリングレンズは単玉レンズで
あるのでＦｃ＝Ｆｃｐとなる。

【０１９７】温度変化による波面収差変化は、基準設計
温度より３０℃上昇したとき０．０１０λとほぼ同一仕
様の実施例９より小さい。これはカップリングレンズの
光源側面が凸面のメニスカスレンズのため、該レンズの
主点位置が、両凸カップリングレンズである実施例９に
比べて光源よりとなるためで、このためカップリングレ
ンズの焦点距離Ｆｃが長くなるためである。

【０１９８】実施例１３カップリングレンズ

【０１９９】

【表１７】

【０２００】全光学系

【０２０１】

【表１８】

【０２０２】実施例１３はカップリングレンズが樹脂製
で光源側の面は球面、像側の面は非球面である両凸レン
ズの例であり、実施例９と同じ倍率Ｍｃ＝−２．０であ
り、その収差図を図３６（ａ），３６（ｂ）に示す。正
弦条件は補正過剰となっている。

【０２０３】また、全光学系は、このカップリングレン
ズと実施例１の樹脂製対物レンズを組み合わせたもので
あり、倍率Ｍ、Ｍｔは実施例９と同じ仕様であり、対物
レンズとカップリングレンズの間隔Ｄｃｏも実施例９と
同じである。その光路図を図３５に、温度特性を図３７
に示す。

【０２０４】この実施例においてＤｃｏ＝３Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ＝−０．０５５１２となる。ここで樹脂カップリングレンズは単玉レンズで
あるのでＦｃ＝Ｆｃｐとなる。

【０２０５】温度変化による波面収差変化は、基準設計
温度より３０℃上昇したとき０．０１５λとなる。

【０２０６】実施例１４カップリングレンズ

【０２０７】

【表１９】

【０２０８】全光学系

【０２０９】

【表２０】

【０２１０】実施例１４はカップリングレンズが樹脂製
で両面非球面の両凸レンズの例であり、その収差図を図
３９（ａ），３９（ｂ）に示す。

【０２１１】また、全光学系は、このカップリングレン
ズと実施例１の樹脂製対物レンズを組み合わせたもので
あり、その光路図を図３８に、温度特性を図４０に示
す。

【０２１２】この実施例においてＤｃｏ＝３Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ＝−０．０６６６６となる。ここで樹脂カップリングレンズは単玉レンズで
あるのでＦｃ＝Ｆｃｐとなる。

【０２１３】温度変化による波面収差変化は、基準設計
温度より３０℃上昇したとき０．００８λと、実施例９
よりも小さい。また物像間距離もかなり短くなってい
る。

【０２１４】実施例１５カップリングレンズ

【０２１５】

【表２１】

【０２１６】全光学系

【０２１７】

【表２２】

【０２１８】実施例１５はカップリングレンズが樹脂製
で両面非球面の両凸レンズの例である。実施例１４と同
じ倍率Ｍｃで焦点距離が長い。その収差図を図４２
（ａ），４２（ｂ）に示す。

【０２１９】また、全光学系は、このカップリングレン
ズと実施例１の樹脂製対物レンズを組み合わせたもので
あり、倍率Ｍ、Ｍｔは実施例１４と同じ仕様である。そ
の光路図を図４１に、温度特性を図４３に示す。

【０２２０】この実施例においてＤｃｏ＝１０Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ＝−０．０７６９７となる。ここで樹脂カップリングレンズは単玉レンズで
あるのでＦｃ＝Ｆｃｐとなる。

【０２２１】温度変化による波面収差変化は、基準設計
温度より３０℃上昇したとき０．００６λと、かなり小
さくなっている。

【０２２２】実施例１６カップリングレンズ

【０２２３】

【表２３】

【０２２４】全光学系

【０２２５】

【表２４】

【０２２６】実施例１６はカップリングレンズが樹脂製
で両面非球面の両凸レンズの例であり、その収差図を図
４５（ａ），４５（ｂ）に示す。

【０２２７】また、全光学系は、このカップリングレン
ズと実施例１の樹脂製対物レンズを組み合わせたもので
あり、その光路図を図４４に、温度特性を図４６に示
す。

【０２２８】この実施例においてＤｃｏ＝３Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ＝−０．０４７８３となる。ここで樹脂カップリングレンズは単玉レンズで
あるのでＦｃ＝Ｆｃｐとなる。

【０２２９】温度変化による波面収差変化は、基準設計
温度より３０℃上昇したとき０．０１６λである。

【０２３０】実施例１７カップリングレンズ

【０２３１】

【表２５】

【０２３２】全光学系

【０２３３】

【表２６】

【０２３４】実施例１７はカップリングレンズが樹脂製
で両面非球面の両凸レンズの例であり、その収差図を図
４８（ａ），４８（ｂ）に示す。

【０２３５】また、全光学系は、このカップリングレン
ズと実施例２の樹脂製対物レンズを組み合わせたもので
あり、その光路図を図４７に、温度特性を図４９に示
す。

【０２３６】この実施例においてＤｃｏ＝３Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ＝−０．０８７６７となる。ここで樹脂カップリングレンズは単玉レンズで
あるのでＦｃ＝Ｆｃｐとなる。

【０２３７】温度変化による波面収差変化は、基準設計
温度より３０℃上昇したとき０．０１４λで、対物レン
ズ単体のそれより若干大きい。これはカップリングレン
ズのパワーが大きくなり、温度変化によるカップリング
レンズ自身の波面収差変化が無視できないくらいの大き
さとなるためである。

【０２３８】実施例１８カップリングレンズ

【０２３９】

【表２７】

【０２４０】全光学系

【０２４１】

【表２８】

【０２４２】実施例１８はカップリングレンズが樹脂製
で両面非球面の両凸レンズの例であり、その収差図を図
５１（ａ），５１（ｂ）に示す。

【０２４３】また、全光学系は、このカップリングレン
ズと実施例３の樹脂製対物レンズを組み合わせたもので
あり、その光路図を図５０に、温度特性を図５２に示
す。

【０２４４】この実施例においてＤｃｏ＝３Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ＝−０．０４７７６となる。ここで樹脂カップリングレンズは単玉レンズで
あるのでＦｃ＝Ｆｃｐとなる。

【０２４５】温度変化による波面収差変化は、基準設計
温度より３０℃上昇したとき０．０１７λである。

【０２４６】以上の実施例９から実施例１８までのカッ
プリングレンズ１３の実施例はすべて樹脂製としたが、
光学系の温度特性を除けば、ガラスの場合でも同様の結
果が得られる。

【０２４７】実施例１９

【０２４８】

【表２９】

【０２４９】この実施例は対物レンズのみの例で、対物
レンズは樹脂性で対物レンズを構成する面は両面ともに
非球面で対物レンズ単体の倍率が＋１／３０倍の例であ
る。この対物レンズの光路図を図５３に、その球面収差
および正弦条件の収差図を図５４（ａ），５４（ｂ）
に、温度特性を図５５に示す。

【０２５０】この実施例においてはｘ₂＝−０．１０７３１ Δ₂＝０．０７０６４でありｘ₂・（ｎ−１）／｛Ｆ・（ＮＡ）²｝＝−０．０４２１ Δ₂・（ｎ−１）³／｛Ｆ・（ＮＡ）⁴｝＝０．０１９１０となる。

【０２５１】温度変化による波面収差変化は他の実施例
に比べて大きいが、同一焦点距離の無限対物レンズより
は小さい。

【０２５２】この実施例はある程度、無限光学系よりも
温度特性をおさえ、光学系全体において光軸方向に垂直
な方向の大きさをある程度小さくしたいときに有効であ
る。

【０２５３】本発明における第２の目的を達成するため
の光情報媒体の記録再生用光学系の実施例２０から実施
例２４について、図５６（ａ），５６（ｂ），図５７，
図５８，図５９，図６０，図６１及び図６２に基づいて
説明する。

【０２５４】実施例の説明に入る前に、図５６（ａ），
５６（ｂ）を用い、光情報媒体の記録再生用光学系の基
本的な構成を説明する図である。

【０２５５】図５６（ａ）において、１３は正の単レン
ズよりなるカップリングレンズ、１６は対物レンズ、１
７は光情報記録媒体の透明基板、１８は光情報記録媒体
の情報記録面である。光源１１より出射した発散光束は
対物レンズ１６に近接して配置したカップリングレンズ
１３で収束光に変換された後、対物レンズ１６に入射
し、透明基板１７を介して情報記録面１８上に集光され
る。

【０２５６】図５６（ｂ）は、図５６（ａ）のカップリ
ングレンズ１３を対物レンズ１６から離して配置し、カ
ップリングレンズ１３と対物レンズ１６との間にミラー
等の光学素子の配置を可能とした例である。

【０２５７】図５７は、対物レンズ１６から出射する光
束が透明基板を介して記録面に集光した状態を説明する
図で、２７は厚み０．６ｍｍの透明基板、２７８は厚み
０．６ｍｍの透明基板を有する光情報記録媒体の記録
面、２８は厚み１．２ｍｍの透明基板、２８８は厚み
１．２ｍｍの透明基板を有する光情報記録媒体の記録面
を示し、対物レンズ１６から出射される実線で示した光
束は、厚み０．６ｍｍの透明基板２７を有する光情報記
録媒体の記録面２７８に集光した状態を、破線で示した
光束は、厚み１．２ｍｍの透明基板２８を有する光情報
記録媒体の記録面２８８に集光した状態を示している。

【０２５８】実施例２０図５８は、本発明に云う可変手段の１例である光軸を中
心とした同心の帯状に形成され隣合うレンズ面の屈折力
が異なる複数の輪帯状レンズ面を、図５６（ａ）や５６
（ｂ）に示した対物レンズ１６の光源側の面に形成した
場合の対物レンズ１６の形状、および対物レンズ１６に
入射した光束が輪帯状レンズ面により分割されて、厚み
０．６ｍｍの透明基板２７を有する光情報記録媒体の記
録面２７８に集光した状態（実線で記載）と、厚み１．
２ｍｍの透明基板２８を有する光情報記録媒体の記録面
２８８に集光した状態（破線で記載）を示している。

【０２５９】このように２つの集光状態での集光位置を
光軸方向に離しているので、１つの透明基板厚みに対応
した対物レンズの集光状態で再生を行っている場合に、
他の透明基板厚みに対応した集光状態の光は記録面上で
はデフォーカス状態となり、再生信号への影響を小さく
することができる。

【０２６０】この例の場合、複数の輪帯状レンズ面は、
最も外側に位置する第１の輪帯状レンズ面３１（このレ
ンズ面は光源からみてドーナツ状である。）と、第１の
輪帯状レンズ面３１の内側に隣接した第２の輪帯状レン
ズ面３２（このレンズ面は光源からみてドーナツ状であ
る。）と、第２の輪帯状レンズ面３２の内側に隣接した
第３の輪帯状レンズ面３３（このレンズ面は光源からみ
てドーナツ状である。）と、第３の輪帯状レンズ面３３
の内側に隣接した第４の輪帯状レンズ面３４（このレン
ズ面は光源からみてドーナツ状である。）と、第４の輪
帯状レンズ面３４の内側に隣接した対物レンズの中央に
位置する第５の輪帯状レンズ面３５（この輪帯状レンズ
面は光軸を含むレンズ面であり、光源からみたレンズ面
の形状は円である。）と、の５つの輪帯状レンズ面によ
り構成されている。

【０２６１】そして、最外周に位置する第１の輪帯状レ
ンズ面３１、第３の輪帯状レンズ面３３および第５の輪
帯状レンズ面３５を通過した光束が、厚み０．６ｍｍの
透明基板２７を有する光情報記録媒体の記録面２７８に
集光し、第２の輪帯状レンズ面３２および第４の輪帯状
レンズ面３４を通過した光束が厚み１．２ｍｍの透明基
板２８を有する光情報記録媒体の記録面２８８に集光す
るように構成している。

【０２６２】これは、厚み０．６ｍｍの透明基板を介し
て集光する場合は、高密度に対応させるためのスポット
を得る必要があるので、最外周の輪帯状レンズ面（この
例の場合は第１の輪帯状レンズ面３１）を使用して大Ｎ
Ａの対物レンズとしての微小スポットを得、厚み１．２
ｍｍの透明基板を介して集光する場合は、最外周に輪帯
状レンズ面の内側に隣接する輪帯状レンズ面（この例の
場合は第２の輪帯状レンズ面３２）を使用して基板厚み
に応じた小さなＮＡの対物レンズとしての微小スポット
を得ている。

【０２６３】また、この例の場合は、高密度に対応させ
るためのスポットを得るために使用される輪帯状レンズ
面として第１の輪帯状レンズ面３１、第３の輪帯状レン
ズ面３３および第５の輪帯状レンズ面３５の３つの輪帯
状レンズ面を使用しているが、これは、最外周に位置す
る輪帯状レンズ面１つで高密度に対応させるためのスポ
ットを得た場合には、サイドローブの強度が大きくなっ
てノイズの増大を招いてしまい、良好な情報記録や再生
に支障をきたす場合があるからである。このようなサイ
ドローブの影響を少なくするため、最外周に位置する輪
帯状レンズ面の内側に隣接する、厚み１．２ｍｍの透明
基板に対応する輪帯状レンズ面の内側に隣接してさらに
厚み０．６ｍｍの透明基板に対応する屈折力を有する第
３の輪帯状レンズ面を、その内側に厚み１．２ｍｍの透
明基板に対応する第４の輪帯状レンズ面をさらにその内
側に厚み０．６ｍｍの透明基板に対応する屈折力を有す
る第５の輪帯状レンズ面を形成する事により、基板厚み
０．６ｍｍ対応時に不要光を出射する第２の輪帯状レン
ズ面の面積を減少させ、サイドローブを減少させること
が出来る。さらにこれを繰り返し、すなわちレンズ面に
設ける屈折力の異なる輪帯状レンズ面を外周から一つお
きに複数構成することにより、基板厚みの異なる光情報
記録媒体の記録再生を行うに適した二つの光スポットを
得ることが可能となる。

【０２６４】しかし、輪帯状レンズ面の数を過度に増や
すと、最外周に位置する輪帯状レンズ面よりも内側に位
置する各輪帯状レンズ面の幅が小さくなり過ぎ、加工性
が悪くなるので、サイドローブを実用上問題ないレベル
にまで低減し、なおかつ加工性を良好に保つためには、
輪帯状レンズ面の数は最外周に位置する輪帯状レンズ面
を含めて３以上１０以下、さらに望ましくは上限を６以
下とするすることが好ましい。

【０２６５】また、同一の透明基板に対応する輪帯状レ
ンズ面を複数設ける場合は、それら複数の各輪帯状レン
ズ面をそれぞれの輪帯状レンズ面を表す式（例えば、各
輪帯状レンズ面を同一形式の非球面の式として表す）に
従って光軸まで延長した際に、光軸上におけるレンズ厚
みを等しくすることが望ましい。

【０２６６】これは、レンズ厚みが等しくない場合に、
同一の透明基板に対応する各輪帯状レンズ面を通過する
光束に光路長差が生じてしまい、光路長差を有する波面
が重なりあって干渉が発生し、各輪帯状レンズ面を通過
する光束により得られる光の強度が干渉により小さくな
ってしまうおそれがあるからである。

【０２６７】このような場合は、隣接する輪帯状レンズ
面間に段差３７が生じるが、少なくとも１か所の隣接す
る輪帯状レンズ面は段差なく（３６）形成することも可
能であるので、１か所は隣接する輪帯状レンズ面は段差
なく形成することが加工上望ましい。

【０２６８】なお、同一の透明基板に対応する各輪帯状
レンズ面を光軸まで延長した際に、光軸上におけるレン
ズ厚みが等しくないものとして構成する場合には、光路
差長Δと波長λの間にΔ＝ｍλ（ｍは整数）の関係がみ
たすように構成し、かつｍを−１０から１０までの整数
とすることで、多少光源の波長λが変動しても本来の強
度の５０％以上の強度を維持することができる。

【０２６９】なお、図５８の例においては、対物レンズ
１６の光源側の面に光軸を中心とした同心の帯状に形成
され隣合うレンズ面の屈折力が異なる複数の輪帯状レン
ズ面を設けているが、この例に限らず、本発明に云う可
変手段の１例であるこの複数の輪帯状レンズ面は、対物
レンズ１６の像側の面や、カップリングレンズ１３の何
れか１面に形成することもできる。また、複数の輪帯状
レンズ面を対物レンズ１６およびカップリングレンズ１
３を構成するレンズ面の何れか２箇所以上に設けること
も可能である。

【０２７０】実施例２１図５９は、本発明に云う可変手段の１例であるホログラ
ムを、図５６（ａ），５６（ｂ）に示した対物レンズ１
６の光源側の面に形成した場合の対物レンズ１６の形
状、および対物レンズ１６に入射した光束がホログラム
４１を透過する透過光４３と回折光４４に分けられて、
厚み０．６ｍｍの透明基板２７を有する光情報記録媒体
の記録面２７８に集光した状態（実線で記載）と、厚み
１．２ｍｍの透明基板２８を有する光情報記録媒体の記
録面２８８に集光した状態（破線で記載）を示してい
る。

【０２７１】このように２つの集光状態での集光位置を
光軸方向に離しているので、１つの透明基板厚みに対応
した対物レンズの集光状態で再生を行っている場合に、
他の透明基板厚みに対応した集光状態の光は記録面上で
はデフォーカス状態となり、再生信号への影響を小さく
することができる。

【０２７２】この例の場合は、ホログラムをレンズ面の
端部付近には形成せず、厚み１．２ｍｍの透明基板２８
を有する光情報記録媒体の記録面２８８に集光するのに
必要なＮＡが得られるレンズ面部分にのみホログラムを
形成し、ホログラムによる回折光を厚み１．２ｍｍの透
明基板２８を有する光情報記録媒体の記録面２８８に集
光するように構成し、ホログラム４１を透過した光束お
よびホログラムが形成されていないレンズ面４２を透過
した光束を厚み０．６ｍｍの透明基板２７を有する光情
報記録媒体の記録面２７８に集光するようにしている。

【０２７３】このように構成することで、高密度に対応
させるためのビームスポットを得る必要がある厚み０．
６ｍｍの透明基板２７を有する光情報記録媒体の記録面
２７８への記録および／または再生に必要なＮＡを得る
ことができ、しかも十分な光量を有するビームスポット
を得ることができる。

【０２７４】なお、図５９の例においては、対物レンズ
１６の光源側の面にホログラムを設けているが、この例
に限らず、本発明に云う可変手段の１例であるこのホロ
グラムは、対物レンズ１６の像側の面や、カップリング
レンズ１３の何れか１面に形成することもできる。ま
た、ホログラムを対物レンズ１６およびカップリングレ
ンズ１３を構成するレンズ面の何れか２箇所以上に設け
ることも可能である。

【０２７５】実施例２２図６０は、本発明に云う可変手段の１例である光軸を中
心とした同心の帯状に形成され隣合うレンズ面の屈折力
が異なる複数の輪帯状レンズ面を有する光学素子を、図
５６（ａ），５６（ｂ）に示した対物レンズ１６とカッ
プリングレンズ１３の間に配置した例で、光学素子５０
の周囲部分に形成した第１の輪帯状レンズ面である平行
平面板部分５１を透過して対物レンズ１６に入射した光
束が、厚み０．６ｍｍの透明基板２７を有する光情報記
録媒体の記録面２７８に集光した状態（実線で記載）
と、光学素子５０の中央部分に形成した第２の輪帯状レ
ンズ面である凹レンズ部分５２を透過した光束が、厚み
１．２ｍｍの透明基板２８を有する光情報記録媒体の記
録面２８８に集光した状態（破線で記載）を示してい
る。

【０２７６】このように２つの集光状態での集光位置を
光軸方向に離しているので、１つの透明基板厚みに対応
した対物レンズの集光状態で再生を行っている場合に、
他の透明基板厚みに対応した集光状態の光は記録面上で
はデフォーカス状態となり、再生信号への影響を小さく
することができる。

【０２７７】この例においても図５８の例に示したと同
様、サイドローブの影響を少なくするため、最外周に位
置する輪帯状レンズ面（この場合平行平面板）の内側に
隣接する、厚み１．２ｍｍの透明基板に対応する輪帯状
レンズ面の内側に隣接してさらに厚み０．６ｍｍの透明
基板に対応する第３の輪帯状レンズ面（この場合平行平
面板）を、その内側に厚み１．２ｍｍの透明基板に対応
する第４の輪帯状レンズ面をさらにその内側に厚み０．
６ｍｍの透明基板に対応する屈折力を有する第５の輪帯
状レンズ面（この場合平行平面板）を形成する事によ
り、基板厚み０．６ｍｍ対応時に不要光を出射する第２
の輪帯状レンズ面の面積を減少させ、サイドローブを減
少させることが出来る。さらにこれを繰り返し、すなわ
ちレンズ面に設ける屈折力の異なる輪帯状レンズ面を外
周から一つおきに複数構成することにより、基板厚みの
異なる光情報記録媒体の記録再生を行うに適した二つの
光スポットを得ることが可能となる。

【０２７８】この輪帯状レンズ面の数は最外周に位置す
る輪帯状レンズ面を含めて２以上１０以下、さらに望ま
しくは３以上６以下とするすることが好ましい。

【０２７９】また、同一の透明基板に対応する輪帯状レ
ンズ面を複数設ける場合は、それら複数の各輪帯状レン
ズ面をそれぞれの輪帯状レンズ面を表す式（例えば、各
輪帯状レンズ面を同一形式の非球面の式として表す）に
従って光軸まで延長した際に、光軸上におけるレンズ厚
みを等しくすることが望ましい。

【０２８０】実施例２３また、本発明に云う可変手段の１例であるホログラム素
子は、図６０の光学素子５０を平行平面板で構成し、凹
レンズ部分５２に替えて、光源側または像側の凹レンズ
部分５２に対応する部分にホログラムを形成することで
構成することができ、その場合は、ホログラムによる回
折光を厚み１．２ｍｍの透明基板２８を有する光情報記
録媒体の記録面２８８に集光するように構成し、ホログ
ラム４１を透過した光束およびホログラムが形成されて
いないレンズ面４２を透過した光束を厚み０．６ｍｍの
透明基板２７を有する光情報記録媒体の記録面２７８に
集光するようにする。

【０２８１】この場合も２つの集光状態での集光位置を
光軸方向に離しているので、１つの透明基板厚みに対応
した対物レンズの集光状態で再生を行っている場合に、
他の透明基板厚みに対応した集光状態の光は記録面上で
はデフォーカス状態となり、再生信号への影響を小さく
することができる。

【０２８２】実施例２４図６１，６２は、図５６（ａ），５６（ｂ）におけるカ
ップリングレンズ１３を光軸方向に移動させることで、
厚み０．６ｍｍの透明基板２７を有する光情報記録媒体
の記録面２７８に集光した状態（図６１）と、厚み１．
２ｍｍの透明基板２８を有する光情報記録媒体の記録面
２８８に集光した状態（図６２）に切り換える光情報の
光ピックアップ装置の構成を示している。

【０２８３】図６１において、１１は半導体レーザ等の
光源、１２はビームスプリッタ、１３はカップリングレ
ンズ、１４は第２の絞り、１５は第１の絞り、１６は対
物レンズ、１７は厚み０．６ｍｍの透明基板、１８は厚
み０．６ｍｍの透明基板を有する光情報記録媒体の情報
記録面、１９は光検出器、２０はカップリングレンズ１
３を保持する枠、２１は枠２０を光軸方向に移動させる
ためのレンズ移動手段、２２は第２の絞り１４を光路中
に挿入するために絞り手段である。

【０２８４】半導体レーザ等の光源１１から出射した光
束はビームスプリッタ１２を通ってカップリングレンズ
１３に入射し、収束光束となって絞り１５で所定の光束
に制限されて対物レンズ１６に入射する。この対物レン
ズ１６は、収束光束が入射すると、所定の厚みの透明基
板１７を通してほぼ無収差の光スポットを情報記録面１
８上に結像する。

【０２８５】この情報記録面１８で情報ピットによって
変調されて反射した光束は、対物レンズ１６、カップリ
ングレンズ１３を介してビームスプリッタ１２に戻り、
ここでレーザ光源１１の光路から分離され、光検出器１
９へ入射する。この光検出器１９は多分割されたＰＩＮ
フォトダイオードであり、各素子から入射光束の温度に
比例した電流を出力し、この電流を図には示さない検出
回路に送り、ここで情報信号、フォーカスエラー信号、
トラックエラー信号に基づき、磁気回路とコイル等で構
成される２次元アクチュエータで対物レンズ１６を制御
し、常に情報トラック上に光スポット位置を合わせる。

【０２８６】図６２は、カップリングレンズ１３をレン
ズ移動手段２１より対物レンズ１６から離れた、厚み
１．２ｍｍの透明基板の記録または／再生を行う位置に
移動し、第２の絞り１４を絞り手段により光路中に挿入
した図である。

【０２８７】この例のように、カップリングレンズを光
軸方向に移動するように構成するように構成すれば、厚
み０．６ｍｍから１．２ｍｍの透明基板を有する全ての
光情報記録媒体について記録および／または再生を行う
ことが可能となる。また、この例においては、カップリ
ングレンズを光軸方向に移動するようにしているが、カ
ップリングレンズは固定位置として光源を光軸方向に移
動する、あるいは、カップリングレンズと光源の両者を
光軸方向に移動するようにしても良い。また、カップリ
ングレンズは固定として、カップリングレンズとの光学
的距離が異なる２つの光源を用い、この２つの光源を選
択的に切りかえて用いるようにしても良い。

【０２８８】また、図６２の例においては、カップリン
グレンズ１３から出射する光束は、収束光としている
が、厚み１．２ｍｍの透明基板を有する光情報媒体の場
合は、発散光または平行光を対物レンズ１６に入射する
ことで、情報の再生が可能な場合は、厚み１．２ｍｍの
透明基板を有する光情報記録媒体の場合はにおいては、
対物レンズ１６に発散光または平行光を入射するように
しても良い。しかし収束光のほうが望ましことは言うま
でもない。

【０２８９】

【発明の効果】本発明により、各実施例でも見られるよ
うに、高ＮＡ化の下で、樹脂製の対物レンズを用いた場
合でも、温度変化による波面収差の変化をレンズの許容
誤差を確保できる程度に抑えた光学系が得られた。

【０２９０】その上、今後さらに記録を高密度化される
予想に対しても、波長４５０ｎｍまでの使用光の短波長
化、ＮＡ０．７５程度までのレンズの高ＮＡ化が可能で
あることが明らかとなった。

【０２９１】さらに、本発明によれば、一つの光ピック
アップ装置で異なる基板厚を有する光ディスクの記録再
生を可能とし、相互に互換性を有し、しかも大ＮＡ化の
下で、樹脂製の対物レンズを用いた場合でも、温度変化
による波面収差の変化をレンズの許容誤差を確保できる
程度に抑えた、構造が簡単でコンパクトな光情報媒体の
記録再生用光学系、及び、光情報記録再生用対物レンズ
が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系に
おける対物レンズの実施例１の光路図である。

【図２】上記実施例１の対物レンズの球面収差および正
弦条件の収差図である。

【図３】上記実施例１の対物レンズの温度特性図であ
る。

【図４】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系に
おける対物レンズの実施例２の光路図である。

【図５】上記実施例２の対物レンズの球面収差および正
弦条件の収差図である。

【図６】上記実施例２の対物レンズの温度特性図であ
る。

【図７】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系に
おける対物レンズの実施例３の光路図である。

【図８】上記実施例３の対物レンズの球面収差および正
弦条件の収差図である。

【図９】上記実施例３の対物レンズの温度特性図であ
る。

【図１０】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
における対物レンズの実施例４の光路図である。

【図１１】上記実施例４の対物レンズの球面収差および
正弦条件の収差図である。

【図１２】上記実施例４の対物レンズの温度特性図であ
る。

【図１３】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
における対物レンズの実施例５の光路図である。

【図１４】上記実施例５の対物レンズの球面収差および
正弦条件の収差図である。

【図１５】上記実施例５の対物レンズの温度特性図であ
る。

【図１６】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
の実施例６の光路図である。

【図１７】上記実施例６の光学系の温度特性図である。

【図１８】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
の実施例７の光路図である。

【図１９】上記実施例７の光学系の温度特性図である。

【図２０】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
における対物レンズの実施例８の光路図である。

【図２１】上記実施例８の対物レンズの球面収差および
正弦条件の収差図である。

【図２２】上記実施例８の対物レンズの温度特性図であ
る。

【図２３】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
における実施例９の光路図である。

【図２４】上記実施例９のカップリングレンズの球面収
差および正弦条件の収差図である。

【図２５】上記実施例９の光学系の温度特性図である。

【図２６】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
における実施例１０の光路図である。

【図２７】上記実施例１０のカップリングレンズの球面
収差および正弦条件の収差図である。

【図２８】上記実施例１０の光学系の温度特性図であ
る。

【図２９】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
における実施例１１の光路図である。

【図３０】上記実施例１１のカップリングレンズの球面
収差および正弦条件の収差図である。

【図３１】上記実施例１１の光学系の温度特性図であ
る。

【図３２】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
における実施例１２の光路図である。

【図３３】上記実施例１２のカップリングレンズの球面
収差および正弦条件の収差図である。

【図３４】上記実施例１２の光学系の温度特性図であ
る。

【図３５】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
における実施例１３の光路図である。

【図３６】上記実施例１３のカップリングレンズの球面
収差および正弦条件の収差図である。

【図３７】上記実施例１３の光学系の温度特性図であ
る。

【図３８】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
の実施例１４の光路図である。

【図３９】上記実施例１４のカップリングレンズの球面
収差および正弦条件の収差図である。

【図４０】上記実施例１４の光学系の温度特性図であ
る。

【図４１】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
の実施例１５の光路図である。

【図４２】上記実施例１５のカップリングレンズの球面
収差および正弦条件の収差図である。

【図４３】上記実施例１５の光学系の温度特性図であ
る。

【図４４】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
における実施例１６の光路図である。

【図４５】上記実施例１６のカップリングレンズの球面
収差および正弦条件の収差図である。

【図４６】上記実施例１６の光学系の温度特性図であ
る。

【図４７】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
の実施例１７の光路図である。

【図４８】上記実施例１７のカップリングレンズの球面
収差および正弦条件の収差図である。

【図４９】上記実施例１７の光学系の温度特性図であ
る。

【図５０】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
における実施例１８の光路図である。

【図５１】上記実施例１８のカップリングレンズの球面
収差および正弦条件の収差図である。

【図５２】上記実施例１８の光学系の温度特性図であ
る。

【図５３】本発明の光情報記録媒体の記録再生用光学系
の実施例１９の光路図である。

【図５４】上記実施例１９の対物レンズの球面収差およ
び正弦条件の収差図を示す。

【図５５】上記実施例１９の対物レンズの温度特性を示
す。

【図５６】本発明の光情報媒体の記録再生用光学系の基
本的な構成図である。

【図５７】対物レンズから出射する光束の集光状態を示
す図である。

【図５８】本発明の対物レンズの１例を示す図である。

【図５９】本発明の対物レンズの１例を示す図である。

【図６０】本発明の光学素子を使用した例を示す図であ
る。

【図６１】本発明の光情報の光ピックアップ装置の説明
図である。

【図６２】本発明の光情報の光ピックアップ装置の説明
図である。

【図６３】従来例の説明図である。

【図６４】対物レンズの波面収差の変化を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１レーザ光源（光源）１２ビームスプリッタ１３カップリングレンズ１５絞り（第１絞り）１６対物レンズ１７透明基板１８情報記録面１９光検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木林宏至東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光情報記録媒体への情報の記録および／
または情報の再生を行う記録再生用光学系において、光
源と、前記光源からの発散光を収束光に変換するための
カップリング手段と、前記収束光をさらに収束させて前
記光情報記録媒体の情報記録面上に結像するための対物
レンズとを有し、前記対物レンズはマレシャル限界内で
の波面収差が最小となる場合における前記対物レンズ単
体の横倍率Ｍが以下の範囲にあることを特徴とする光情
報記録媒体の記録再生用光学系。０＜Ｍ＜１
【請求項２】請求項１に記載の記録再生用光学系にお
いて、前記対物レンズ単体の横倍率Ｍが以下の範囲にあ
ることを特徴とする光情報記録媒体の記録再生用光学
系。０．０５≦Ｍ＜１
【請求項３】上記対物レンズは、少なくとも光軸方向
に可動であることを特徴とする請求項１または２に記載
の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項４】上記カップリング手段の像側の面と上記
対物レンズの光源側面の間隔をＤｃｏとすると、以下の
条件を満足することを特徴とする請求項１，２，３のい
ずれか１項に記載の光情報記録媒体の記録再生用光学
系。０．１≦Ｄｃｏ／Ｆ≦５．０ただしＦ：対物レンズの焦点距離
【請求項５】上記カップリング手段の像側の面と上記
対物レンズの光源側面の間隔をＤｃｏとすると、以下の
条件を満足することを特徴とする請求項１，２，３のい
ずれか１項に記載の光情報記録媒体の記録再生用光学
系。１．０≦Ｄｃｏ／Ｆ≦５．０
【請求項６】上記カップリング手段の像側の面と上記
対物レンズの光源側面の間隔をＤｃｏとすると、以下の
条件を満足することを特徴とする請求項１，２，３のい
ずれか１項に記載の光情報記録媒体の記録再生用光学
系。１．０≦Ｄｃｏ／Ｆ≦３．０
【請求項７】以下の条件を満足することを特徴とする
請求項１，３，４，５，６のいずれか１項に記載の光情
報記録媒体の記録再生用光学系。０．０５≦Ｍ≦０．２３ＮＡ・（１−Ｍ）≦０．６５０．４８≦ＮＡただしＮＡ：光学系の像側の開口数
【請求項８】以下の条件を満足することを特徴とする
請求項１から７のいずれか１項に記載の光情報記録媒体
の記録再生用光学系。０．０５≦Ｍ≦０．１２５
【請求項９】上記対物レンズは樹脂製であり、以下の
条件を満足することを特徴とする請求項８に記載の光情
報記録媒体の記録再生用光学系。ＮＡ・（１−Ｍ）≦０．６５ただしＮＡ：光学系の像側の開口数
【請求項１０】以下の条件を満足することを特徴とす
る請求項１または請求項７に記載の光情報記録媒体の記
録再生用光学系。０．６５≦ＮＡ≦０．８０．１２５≦Ｍ≦０．２３ただしＮＡ：光学系の像側の開口数
【請求項１１】上記対物レンズは樹脂製であることを
特徴とする請求項１０に記載の光情報記録媒体の記録再
生用光学系。
【請求項１２】以下の条件を満足することを特徴とす
る請求項１から１１のいずれか１項に記載の光情報記録
媒体の記録再生用光学系。（１−Ｍ）・Ｆ≦６．０ｍｍ
【請求項１３】カップリング手段は屈折光学系である
カップリングレンズであることを特徴とする請求項１か
ら１２のいずれか１項に記載の光情報記録媒体の記録再
生用光学系。
【請求項１４】上記カップリングレンズは１枚ないし
複数枚の球面レンズからなることを特徴とする請求項１
３に記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項１５】上記カップリングレンズは少なくとも
１面は非球面であることを特徴とする請求項１３に記載
の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項１６】上記対物レンズが樹脂製であり、かつ
カップリングレンズも少なくとも１枚は正の屈折力を持
つ樹脂製レンズであることを特徴とする請求項１３に記
載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項１７】上記カップリングレンズは少なくとも
１面は非球面であることを特徴とする請求項１６に記載
の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項１８】上記カップリングレンズは樹脂製単玉
レンズであることを特徴とする請求項１７に記載の光情
報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項１９】上記カップリングレンズは以下の条件
を満足することを特徴とする請求項１６または請求項１
８に記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。 −０．１０≦Ｍｔ・Ｍ・Ｆｃｐ／Ｆ≦−０．０４ただしＭｔ：光学系全体の横倍率Ｆｃｐ：カップリングレンズにおける樹脂レンズの焦点
距離
【請求項２０】上記光学系は以下の条件を満足するこ
とを特徴とする請求項１３に記載の光情報記録媒体の記
録再生用光学系。０．０６≦｜Ｍｔ｜・ＮＡ≦０．２１
【請求項２１】上記光学系は以下の条件を満足するこ
とを特徴とする請求項１３に記載の光情報記録媒体の記
録再生用光学系。０．０６≦｜Ｍｔ｜・ＮＡ≦０．１２
【請求項２２】上記光学系は以下の条件を満足するこ
とを特徴とする請求項１３に記載の光情報記録媒体の記
録再生用光学系。０．１２≦｜Ｍｔ｜・ＮＡ≦０．２１
【請求項２３】請求項１３に記載の光情報媒体の記録
再生用光学系において、さらに前記対物レンズによる前
記収束光の収束状態を、前記光情報記録媒体の透明基板
の厚みに応じて可変する可変手段を備えたことを特徴と
する光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項２４】前記可変手段は、前記カップリングレ
ンズまたは前記対物レンズの少なくとも１面に形成され
た、光軸を中心とした同心の帯状に形成され隣り合うレ
ンズ面の屈折力が異なる複数の輪帯状レンズ面であるこ
とを特徴とする請求項２３に記載の光情報記録媒体の記
録再生用光学系。
【請求項２５】前記可変手段は、前記カップリングレ
ンズ又は前記対物レンズの少なくとも１面に形成された
ホログラムであることを特徴とする請求項２３に記載の
光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項２６】前記可変手段は、前記光源と前記対物
レンズとの間に設けられ、通過する光束を透過光と回折
光に分光するホログラム素子であることを特徴とする請
求項２３に記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項２７】前記可変手段は、前記光源と前記対物
レンズとの間に設けられ、光軸を中心として同心の帯状
に形成され隣り合うレンズ面の屈折力が異なる複数の輪
帯状レンズ面を有する光学素子であることを特徴とする
請求項２３に記載の光情報記録媒体の記録再生用光学
系。
【請求項２８】前記可変手段は、前記カップリングレ
ンズを前記光情報記録媒体の透明基板の厚みに応じて光
軸上を移動させる手段であることを特徴とする請求項２
３に記載の光情報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項２９】前記可変手段は、前記光源を前記光情
報記録媒体の透明基板の厚みに応じて光軸上を移動させ
る手段であることを特徴とする請求項２３に記載の光情
報記録媒体の記録再生用光学系。
【請求項３０】前記可変手段は、前記カップリングレ
ンズ及び前記光源を前記光情報記録媒体の透明基板の厚
みに応じて光軸上を移動させる手段であることを特徴と
する請求項２３に記載の光情報記録媒体の記録再生用光
学系。
【請求項３１】前記可変手段は、複数の光源を前記光
情報記録媒体の透明基板の厚みに応じて切り替える手段
であることを特徴とする請求項２３に記載の光情報記録
媒体の記録再生用光学系。
【請求項３２】光情報記録媒体への情報の記録および
／または情報の再生を行う記録再生用光学系に用いら
れ、入射した収束光を前記光記録媒体の情報記録面上に
結像する対物レンズであって、マレシャル限界内での波
面収差が最小となる場合における前記対物レンズ単体の
横倍率Ｍが以下の範囲を満足し、開口数ＮＡが以下の範
囲を満足し、前記対物レンズの光源側の面が非球面の単
レンズであることを特徴とする記録再生用対物レンズ。０＜Ｍ＜１０．３≦ＮＡ
【請求項３３】請求項３２に記載の記録再生用対物レ
ンズであって、マレシャル限界内での波面収差が最小と
なる場合における前記対物レンズ単体の横倍率Ｍが以下
の範囲にあることを特徴とする記録再生用対物レンズ。０．０５≦Ｍ＜１
【請求項３４】収束光束が入射したとき、波面収差が
最小となり、かつマレシャルの限界内である横倍率Ｍお
よび開口数ＮＡが以下の範囲にあり、少なくとも光源側
の面が非球面である単レンズであることを特徴とする対
物レンズ。０．０５≦Ｍ０．３≦ＮＡ
【請求項３５】上記収束光束は、上記対物レンズがな
いとき、回折限界スポットで一点に集光することを特徴
とする請求項３２，３３，３４のいずれか１項に記載の
対物レンズ。
【請求項３６】両面非球面単レンズであることを特徴
とする請求項３２，３３，３４，３４，３５のいずれか
１項に記載の対物レンズ。
【請求項３７】以下の条件を満足することを特徴とす
る請求項３２から３６のいずれか１項に記載の対物レン
ズ。 −０．２５≦Ｆ・（ｎ−１）／ｒ₂≦０．７ただしｎ：レンズを形成する素材の屈折率Ｆ：対物レンズの焦点距離ｒ₂：レンズの像側の面の頂点曲率半径
【請求項３８】以下の条件を満足することを特徴とす
る請求項３２から３７のいずれか１項に記載の対物レン
ズ。 −０．０４５≦ｘ₂・（ｎ−１）／｛Ｆ・（ＮＡ）²｝≦
０．１ただしＮＡ：対物レンズの像側の開口数ｘ₂：レンズの像側の面の軸上光線の有効径最周辺（上
記ＮＡの周辺光線が入射する像側の面上の位置）と該面
の頂点との光軸方向の差で、光軸から遠ざかるほど像側
に変位している方向を正とする
【請求項３９】以下の条件を満足することを特徴とす
る請求項３２，３３，３４，３７又は３８に記載の対物
レンズ。 −０．００５≦Δ₂・（ｎ−１）³／｛Ｆ・（ＮＡ）⁴｝
≦０．０１８ただしΔ₂：レンズの像側の面の軸上光線の有効径最周
辺（上記ＮＡの周辺光線が入射する像側の面上の位置）
における非球面と該面の頂点曲率半径ｒ₂を有する基準
球面との光軸方向の差で、光軸から遠ざかるほど像側に
変位している方向を正とする
【請求項４０】以下の条件を満足することを特徴とす
る請求項３２から３９のいずれか１項に記載の光情報記
録媒体の記録再生用対物レンズ。（１−Ｍ）・Ｆ≦６．０ｍｍ
【請求項４１】以下の条件を満足することを特徴とす
る請求項３４から４０のいずれか１項に記載の光情報記
録媒体の記録再生用対物レンズ。０．０５≦Ｍ≦０．２３ＮＡ・（１−Ｍ）≦０．６５０．４８≦ＮＡ
【請求項４２】以下の条件を満足することを特徴とす
る請求項３２から４１のいずれか１項に記載の光情報記
録媒体の記録再生用対物レンズ。０．０５≦Ｍ≦０．１２５
【請求項４３】樹脂製であり、以下の条件を満足する
ことを特徴とする請求項４２に記載の光情報記録媒体の
記録再生用対物レンズ。ＮＡ・（１−Ｍ）≦０．６５０．４８≦ＮＡ
【請求項４４】以下の条件を満足することを特徴とす
る請求項４２に記載の光情報記録媒体の記録再生用対物
レンズ。０．６５≦ＮＡ≦０．８０．１２５≦Ｍ≦０．２３
【請求項４５】樹脂製であることを特徴とする請求項
４４に記載の光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ。
【請求項４６】光情報記録媒体への情報の記録および
／または情報の再生を行う記録再生用光学系に用いられ
るカップリングレンズであって、光源と対物レンズの間
に配置され、前記光源よりの発散光を収束光に変換して
前記対物レンズに前記収束光を導き、像側の前記光源側
に対する横倍率Ｍｃが以下の範囲を満足し、前記光源側
の開口数ＮＡｏが以下の範囲を満足することを特徴とす
る光情報記録媒体の記録再生用カップリングレンズ。 −７．０≦Ｍｃ≦−０．５０．０６≦ＮＡｏ≦０．２１
【請求項４７】上記対物レンズは以下の条件を満足す
ることを特徴とする請求項４６に記載の光情報記録媒体
の記録再生用カップリングレンズ。０．０５≦Ｍ０．３≦ＮＡ
【請求項４８】１枚ないし複数枚の球面系からなるこ
とを特徴とする請求項４６に記載の光情報記録媒体の記
録再生用カップリングレンズ。
【請求項４９】少なくとも１面は非球面を持つ１枚の
レンズからなることを特徴とする請求項４６に記載の光
情報記録媒体の記録再生用カップリングレンズ。
【請求項５０】ガラス製であることを特徴とする請求
項４９に記載の光情報記録媒体の記録再生用カップリン
グレンズ。
【請求項５１】樹脂製であることを特徴とする請求項
４９に記載の光情報記録媒体の記録再生用カップリング
レンズ。
【請求項５２】両面が非球面であることを特徴とする
請求項４９に記載の光情報記録媒体の記録再生用カップ
リングレンズ。
【請求項５３】両面が凸面であることを特徴とする請
求項４９に記載の光情報記録媒体の記録再生用カップリ
ングレンズ。
【請求項５４】光源側の面が凸面であるメニスカスレ
ンズであることを特徴とする請求項４９または請求項５
１に記載の光情報記録媒体の記録再生用カップリングレ
ンズ。
【請求項５５】光源側の面が凹面であるメニスカスレ
ンズであることを特徴とする請求項４９に記載の光情報
記録媒体の記録再生用カップリングレンズ。
【請求項５６】少なくとも光源と、該光源から出射さ
れる光束を透明基板を有する情報記録媒体の記録面に前
記透明基板を介して集光する集光光学系と、前記情報記
録媒体の記録面で反射した光束を受けその光量に応じた
電気信号を出力する光検出器とを備えた光情報媒体の光
ピックアップ装置であって、前記集光光学系は、請求項
１から３１のいずれか１項に記載の光情報媒体の記録再
生用光学系であることを特徴とする光情報記録媒体の光
ピックアップ装置。