WO2012032758A1

WO2012032758A1 - 対物レンズ、対物レンズ作製方法、対物レンズ作製装置、対物レンズ作製用金型、光ヘッド装置、光情報装置及び情報処理装置

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Publication number: WO2012032758A1
Application number: PCT/JP2011/004958
Authority: WO
Inventors: 金馬　慶明; 林　克彦
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2012-03-15
Also published as: JP2013242337A

Abstract

　１組の金型の相対的な位置関係を修正することができ、収差の少ない対物レンズを効率的に作製することができる対物レンズ、対物レンズ作製方法、対物レンズ作製装置、対物レンズ作製用金型、光ヘッド装置、光情報装置及び情報処理装置を提供する。対物レンズ（３０）は、対物レンズ（３０）の一方の光学面である第１面（３０ａ）の中心軸と、第１面（３０ａ）に対向する対物レンズ（３０）の他方の光学面である第２面（３０ｂ）の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中でＮ（Ｎは３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、第１面（３０ａ）の中心軸と第２面（３０ｂ）の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中でＭ（ＭはＮとは異なる３以上の奇数）次のコマ収差が最大である。

Description

対物レンズ、対物レンズ作製方法、対物レンズ作製装置、対物レンズ作製用金型、光ヘッド装置、光情報装置及び情報処理装置

　本発明は、光ビームを例えば光ディスクなどの光情報媒体に集光する対物レンズ、当該対物レンズを作製する対物レンズ作製方法、当該対物レンズを作製する対物レンズ作製装置、光情報媒体に対して情報を記録、再生又は消去する光ヘッド装置、当該光ヘッド装置を備える光情報装置、及び当該光情報装置を備える情報処理装置に関するものである。

　高密度及び大容量の記憶媒体として、ピット状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、文書ファイルディスク、さらにはデータファイルと用途を拡張しつつ、実用化されてきている。回折限界の微小スポットを形成する集光機能、光学系の焦点制御（フォーカスサーボ）機能、トラッキング制御機能、及びピット信号（情報信号）検出機能に大別される機能が、高い信頼性の元に首尾よく遂行されることが望まれる。

　近年、光学系設計技術の進歩と、光源である半導体レーザの短波長化とにより、従来以上の高密度の記憶容量を持つ光ディスクの開発が進んでいる。高密度化のアプローチとしては、光ディスク上へ光ビームを微小に絞る集光光学系の光ディスク側開口数（ＮＡ）を大きくする方法がある。その際、問題となるのが光軸の傾き（いわゆるチルト）による収差の発生量の増大である。ＮＡを大きくすると、チルトに対して発生する収差量が大きくなる。これを防ぐためには、光ディスクの透明基板の厚み（基材厚）を薄くすれば良い。

　光ディスクの第１世代といえるコンパクトディスク（ＣＤ）では、波長λ３を有する赤外光（波長λ３は７８０ｎｍ～８２０ｎｍの範囲）と、ＮＡが０．４５の対物レンズとが使用され、光ディスクの基材厚は１．２ｍｍである。第２世代のＤＶＤでは、波長λ２を有する赤色光（波長λ２は６３０ｎｍ～６８０ｎｍの範囲であり、標準的な波長λ２は６５０ｎｍ）と、ＮＡが０．６の対物レンズとが使用され、光ディスクの基材厚は０．６ｍｍである。そしてさらに、第３世代の光ディスクでは、波長λ１を有する青色光（波長λ１は３９０ｎｍ～４１５ｎｍの範囲であり、標準的な波長λ１は４０５ｎｍ）と、ＮＡが０．８５の対物レンズとが使用され、光ディスクの基材厚は０．１ｍｍである。

　なお、本明細書中では、基板の厚み（基材厚）とは、光ディスク（又は光情報媒体）に光ビームの入射する面から、情報が記録されている記録層までの厚みを指す。このように、高密度光ディスクの基板の厚みは、従来の光ディスクと比して薄くされている。

　第３世代の光ディスクに対して、青色又は青紫色の光ビームを高いＮＡによって収束させる対物レンズは、そのＮＡの高さ故に、第１世代及び第２世代の光ディスクに用いられていた対物レンズよりも、収差に対してより高度な配慮が求められる。

　図１８は、従来の対物レンズを示す模式図である。対物レンズ３６は、約０．１ｍｍの厚さの透明基材１２０を通して青色光６１０を集光させ、収束スポット６１１を形成する。開口数ＮＡは、光を絞り込む角度θを用いて、ＮＡ＝ｓｉｎθと定義されている。また、角度θは空気中において測定されたものである。第１の従来例である特許文献１に記載された対物レンズは、レンズの厚みを抑えながら、球面収差及びコマ収差等の諸収差を小さく抑えることを目的としている。第１の従来例の対物レンズの外周の正弦条件違反量は、有効光束半径の０％～９０％未満の範囲における正弦条件違反量よりも小さくなるように構成している。

　また、第２の従来例である特許文献２に記載された対物レンズは、２つのレーザ光源を用い複数の光情報記録媒体に光ビームを収束する際、コマ収差性能を良好に保つことを目的としている。そのため、第２の従来例の対物レンズは、最大開口数で正弦条件を満足するとともに、最大開口数で所定範囲の５次コマ収差を位置基準部に対して特定方向に有している。

　第１の従来例及び第２の従来例のいずれにしても、設計通りに寸分の狂いもなく対物レンズを製造できた場合に得られる性能を改善することを目的としている。すなわち、第１の従来例及び第２の従来例は、理想的な条件で対物レンズが作成されていることが前提となっている。

　しかしながら、実際に対物レンズを製造する場合には、対物レンズを製造する工程で理想条件とは異なる誤差が生じる。特に、ＮＡが０．７５を超える高ＮＡの対物レンズにおいては、製造時の誤差による性能劣化が無視できない。製造コストを低減するためには、製造上の誤差に対して集光性能の劣化を小さくする必要がある。

　しかしながら、従来、製造上の誤差による高ＮＡ対物レンズの集光性能の劣化を課題として対物レンズ又は光ヘッド装置などの性能を改善することについては取り組まれていない。そのため、第１の従来例及び第２の従来例のいずれにも、製造上の誤差による対物レンズの集光性能の劣化を改善するための構成については開示されていない。

特開２０１０－１１３７４５号公報特開２００１－２４９２７２号公報

　本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、１組の金型の相対的な位置関係を修正することができ、収差の少ない対物レンズを効率的に作製することができる対物レンズ、対物レンズ作製方法、対物レンズ作製装置、対物レンズ作製用金型、光ヘッド装置、光情報装置及び情報処理装置を提供することを目的とするものである。

　本発明の一局面に係る対物レンズは、青色光を収束させ、０．７５よりも大きい開口数を有する対物レンズであって、前記対物レンズの一方の光学面である第１面の中心軸と、前記第１面に対向する前記対物レンズの他方の光学面である第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中でＮ（Ｎは３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中でＭ（ＭはＮとは異なる３以上の奇数）次のコマ収差が最大である。

　本発明によれば、対物レンズの一方の光学面である第１面の中心軸と、第１面に対向する対物レンズの他方の光学面である第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中で最大となるコマ収差の次数と、第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中で最大となるコマ収差の次数とは、互いに異なるので、作製した対物レンズのコマ収差を測定し、測定したコマ収差に基づいて、１組の金型の中心軸の相対的な位置ずれ及び相対的な傾きのいずれを修正すべきであるかをより効率的に認識することができる。その結果、１組の金型の相対的な位置関係を修正することができ、収差の少ない対物レンズを効率的に作製することができる。

　本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の実施の形態１における対物レンズについて説明するための図である。本発明の実施の形態１における対物レンズを成型する際に用いる金型の一例を示す図である。本発明の実施の形態１における上型と下型との中心位置ずれを説明するための図である。本発明の実施の形態１における上型と下型との傾きを説明するための図である。（Ａ）は、第１面の内周部分に形成した回折構造の断面形状を示す図であり、（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す断面形状によって生じる青色光に対する位相変調量を示す図であり、（Ｃ）は、図５（Ａ）に示す断面形状によって生じる赤色光に対する位相変調量を示す図である。第１の実施例において、ＢＤに対して青色光が収束する様子を示す図である。第１の実施例において、ＤＶＤに対して赤色光が収束する様子を示す図である。本発明の実施の形態１における対物レンズ作製装置の構成を示す図である。第２の実施例において、ＢＤに対して青色光が収束する様子を示す図である。第２の実施例において、ＤＶＤに対して赤色光が収束する様子を示す図である。本発明の実施の形態２における光ヘッド装置の概略構成を示す図である。本発明の実施の形態３における光ヘッド装置の概略構成を示す図である。本発明の実施の形態４における光情報装置の一例である光ディスクドライブの全体構成を示す図である。本発明の実施の形態５におけるコンピュータの全体構成を示す概略斜視図である。本発明の実施の形態６における光ディスクプレーヤの全体構成を示す概略斜視図である。本発明の実施の形態７における光ディスクレコーダの全体構成を示す概略斜視図である。本発明の実施の形態８における光ディスクサーバの全体構成を示す概略斜視図である。従来例の対物レンズを示す模式図である。

　対物レンズを成型によって製造する場合に、対物レンズの一方の面を形作る金型を上型、他方の面を形作る金型を下型と名付ける。このとき、上型と下型とが相対的な傾き（チルト）を有する状態で製造された対物レンズ及び上型と下型とが相対的な中心位置ずれ（ディセンタ）を有する状態で製造された対物レンズは、それぞれ独立な異なる次数のコマ収差が最も大きく発生するように設計される。例えば、チルトが生じた場合には３次コマ収差が５次コマ収差よりも大きく、中心位置ずれが発生した場合には５次コマ収差が３次コマ収差よりも大きく発生するように対物レンズが設計される。あるいは、チルトが生じた場合には５次コマ収差が３次コマ収差よりも大きく、中心位置ずれが発生した場合には３次コマ収差が５次コマ収差よりも大きく発生するように対物レンズが設計される。

　この構成により、金型のチルト及び中心位置ずれを修正する場合に、３次コマ収差及び５次コマ収差のどちらの収差量に基づいて金型の位置を修正すれば、効率よく対物レンズの収差を低減することが出来るかがわかる。そのため、金型の位置調整が容易になるというという特有の効果を奏する。

　以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１における対物レンズについて説明するための図である。対物レンズ３０は、透明基材を通して光ビーム１０を収束させ、微小スポット１１を形成する。ＢＤ（Ｂｌｕ－ｒａｙ　Ｄｉｓｃ）と呼ばれ、ＣＤ及びＤＶＤに続く第３世代の光ディスクシステムでは、光ビーム１０の波長λ１は３９０ｎｍ～４１５ｎｍの範囲であり、光ビーム１０は青色光である。波長λ１は標準的には約４０５ｎｍ程度であり、本明細書では３９０ｎｍ～４１５ｎｍの波長を総称して約４０５ｎｍと呼ぶ。また、３９０ｎｍ～４１５ｎｍの波長域の光を青色光と呼ぶ。

　光ディスク１２は、約０．１ｍｍ（以下、０．０５ｍｍ～０．１１ｍｍの基材厚みを約０．１ｍｍと呼ぶ）あるいは０．１ｍｍより薄い基材厚みｔ１を有し、波長λ１の光ビームによって情報が記録及び／又は再生される第３世代の光ディスクである。図１の光ディスク１２は、光の入射面から情報記録面までの透明基材のみを図示している。対物レンズ３０によって絞り込まれる光ビーム１０の最外周部分の透明基材への入射角度θを用いて、開口数ＮＡはＮＡ＝ｓｉｎθと表すことができる。ここで、ｓｉｎは正弦関数を表す。

　図２は、本発明の実施の形態１における対物レンズを成型する際に用いる金型の一例を示す図である。下型３２は、対物レンズを成型するために用いる金型３５の一部であり、対物レンズの光源側のレンズ面（第１面３０ａ）を成形する。上型３１も同じく金型３５の一部であり、対物レンズの光ディスク側のレンズ面（第２面３０ｂ）を成形する。上型３１と下型３２との間に対物レンズを構成する材料３３が入れられ、金型３５の形が転写されることによって対物レンズが作製される。本実施の形態の対物レンズは、軸３４を中心とした軸回転対称の形状に構成される。材料３３としては、ガラス又は樹脂が使われることが多いが、本実施の形態ではガラス及び樹脂を総称してレンズ材と呼ぶ。なお、この金型３５を用いて作製される対物レンズは、複数の部材を組み合わせて構成された組レンズではなく、単一の部材で構成される対物レンズ（単玉対物レンズ）である。

　図３は、本発明の実施の形態１における上型と下型との中心位置ずれを説明するための図であり、図４は、本発明の実施の形態１における上型と下型との傾きを説明するための図である。上型３１の中心軸３１ａと下型３２の中心軸３２ａとが軸３４上で一致することが、対物レンズを設計する上での前提である。しかしながら、製造時において、図３に示すように上型３１の中心軸３１ａと下型３２の中心軸３２ａとの位置ずれｄ（ディセンタ）が生じる場合がある。この場合、製造された対物レンズは、光軸に対して非対称な収差を発生させる。その収差は、主にコマ収差である。

　また、上型３１の中心軸３１ａと下型３２の中心軸３２ａとは互いに平行であることも、対物レンズを設計する上での前提である。しかしながら、製造時において、図４に示すように上型３１の中心軸３１ａと下型３２の中心軸３２ａとが角度αだけ傾く（チルトする）場合がある。この場合、製造された対物レンズは、光軸に対して非対称な収差を発生させる。その収差もやはり主にコマ収差である。すなわち、金型の中心位置ずれｄによって発生する収差と、金型のチルトによって発生する収差とは、いずれも主にコマ収差である。

　次に、上型３１と下型３２との間隔及びレンズ材の屈折率には、設計上の中心値があり、中心値からのずれは対物レンズの収差となる。これらの中心値からのずれは、軸３４に対する対称性を損なわないので、軸対象な収差、すなわちデフォーカス又は球面収差が発生する。従って、上型３１と下型３２との間隔は、上型３１と下型３２との中心位置ずれ及び上型３１と下型３２との傾き（チルト）とは明確に切り分けて誤差を推し量り、上型３１と下型３２との間隔を調整することによって、上型３１と下型３２との間隔の誤差を補正することが可能である。

　しかし、前述したように、対物レンズの製造時に発生する誤差のうち、上型３１と下型３２との中心位置ずれｄ及び上型３１と下型３２との傾きは、いずれもコマ収差を生じさせる。すなわち、成形した対物レンズに大きなコマ収差があって、対物レンズとして使えない場合において、コマ収差が、上型３１と下型３２との中心位置ずれに起因するものなのか、上型３１と下型３２との傾きに起因するものなのかを効率よく判断することができなかった。そのため、上型３１と下型３２との中心の位置関係又は上型３１と下型３２との互いの傾きを変えながら、すなわち試行錯誤しながら対物レンズを試作し、試作した対物レンズの性能を評価することが繰り返し行われることによって、上型３１と下型３２との相対的な中心位置ずれ及び上型３１と下型３２との相対的な傾きを調整せざるを得なかった。そのため、製造途中に経時変化又は温度変化によってずれが生じると再調整に時間がかかり、製造の効率低下の原因となっていた。

　そこで、本実施の形態では、コマ収差にも複数の次数があり、異なる次数の収差は互いに独立であってそれぞれ分離して測定可能なことに着目し、試作した対物レンズの収差が、上型３１と下型３２との中心位置ずれに起因するものなのか、上型３１と下型３２との傾きに起因するものなのかをより効率よく判別するとともに、上型３１と下型３２との中心位置ずれのずれ量及び上型３１と下型３２との傾き量を推定することに取り組んだ。本実施の形態では、上型３１と下型３２との位置又は上型３１と下型３２との角度をより効率よく調整し、その結果、収差性能の良好な対物レンズの実現を図る。

　対物レンズ３０は、光ヘッド装置に用いられ、青色光を収束させ、０．７５よりも大きい開口数を有する。そして、対物レンズ３０は、対物レンズ３０の一方の光学面である第１面３０ａの中心軸と、第１面３０ａに対向する対物レンズ３０の他方の光学面である第２面３０ｂの中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中でＮ（Ｎは３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、第１面３０ａの中心軸と第２面３０ｂの中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中でＭ（ＭはＮとは異なる３以上の奇数）次のコマ収差が最大である。

　また、上記の対物レンズ３０を作製するための対物レンズ作製用金型３５は、対物レンズ３０の第１面３０ａを転写成形する下型（第１の金型）３２と、対物レンズ３０の第２面３０ｂを転写成形する上型（第２の金型）３１とを備え、下型３２及び上型３１のそれぞれは非球面形状又は回折面形状を有している。

　本実施の形態の高ＮＡ（開口数）の対物レンズの設計においては、上型と下型との２つの金型間のチルト及び２つの金型間の中心位置ずれによって大きく発生するコマ収差の次数を互いに異なるものとする。例えば、対物レンズは、上型と下型とにチルトが生じた場合には、３次コマ収差が５次コマ収差よりも大きく発生し、逆に、中心位置ずれが生じた場合には、５次コマ収差が３次コマ収差よりも大きく発生するように設計される。あるいは、別の一例としては、対物レンズは、上型と下型とにチルトが生じた場合には、５次コマ収差が３次コマ収差よりも大きく発生し、逆に、上型と下型とに中心位置ずれが生じた場合には、３次コマ収差が５次コマ収差よりも大きく発生するように設計される。

　すなわち、第１面３０ａの中心軸と第２面３０ｂの中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中で５次のコマ収差が最大であり、第１面３０ａの中心軸と第２面３０ｂの中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中で３次のコマ収差が最大である。

　この構成により、金型の傾きと金型の中心位置ずれとを修正しようとする場合に、試作した対物レンズの収差を測定し、金型の相対的傾き（チルト）と金型の中心位置ずれ（ディセンタ）とのいずれを修正すべきであるかをより効率的に認識することが可能になる。すなわち、対物レンズの収差を測定することにより、金型の調整指針を得ることができるので、より効率的に金型の位置調整が可能になる。

　ところで、ＮＡが０．７５以下の対物レンズにおいては、上型と下型との中心位置ずれにより発生するコマ収差の発生量は大きく、上型と下型との相対的な傾きにより発生するコマ収差の発生量は比較的小さい。したがって、上型と下型との相対的な傾きは、そもそも考慮する必要性が少なかった。このため、金型間の傾きに着目した研究例がこれまでなかった。

　そこで、発明者らは、金型の中心位置ずれ又は金型の相対傾きの指標として、収差に着目した。そして、発明者らは、上型と下型との中心位置ずれ及び上型と下型とのチルトのそれぞれによって発生するコマ収差の最大次数を異ならせることを考えた。更に、発明者らは、複数の高ＮＡの対物レンズを設計した結果、ＮＡが０．７５程度よりも大きな単レンズでは、上型と下型との傾きにより３次コマ収差が５次コマ収差よりも大きく発生する設計とすれば、対物レンズが光軸に対して傾いた場合の非点収差発生量を小さく抑えることができるというさらなる効果も発見した。そこで、具体的な実施例を次に述べる。

　上型と下型との中心位置ずれによって発生する収差と、上型と下型との傾きによって発生する収差とを異ならせるため、対物レンズは５次コマ収差が３次コマ収差より大きく発生する設計とする。このような設計により、成型した対物レンズの収差を測定した結果から得られる５次コマ収差の大きさ及び方向に基づいて、金型の上型と下型との中心位置ずれを軽減することが出来る大きさ及び方向を計算し、上型と下型との中心位置ずれを修正することができる。そして、３次コマ収差の大きさ及び方向に基づいて、金型の上型と下型との相対傾きを軽減することが出来る大きさ及び方向を計算し、上型と下型との相対傾きを修正することができる。

　なお、上型と下型との中心位置ずれにより発生する収差又は上型と下型との傾きにより発生する収差のうちの小さな方の収差、すなわち、上型と下型との中心位置ずれにより発生する３次コマ収差又は上型と下型との傾きにより発生する５次コマ収差は、小さい方が金型の修正量を正確に算出できるので望ましいが、多少は発生してもかまわない。例えば、金型の中心位置のずれに対して、３次コマ収差の発生量が５次コマ収差の発生量よりも顕著に小さい、言い換えると５次コマ収差が支配的であれば、３次コマ収差はほぼ、金型の傾きによるものと考えることができる。もし、金型の傾きによって無視できない量の５次コマ収差が発生する場合であっても、３次コマ収差に基づいて傾き量を算出し、算出した傾き量によって発生する５次コマ収差を計算し、計算した５次コマ収差を、測定した５次コマ収差から差し引いた上で、残りの５次コマ収差から中心位置ずれの方向及び量を算出すればよい。

　また、対物レンズの収差は、マーシャルクライテリアと呼ばれる収差の限界値７０ｍλｒｍｓ（以下、収差はすべてｒｍｓ値によって表示する。ｒｍｓという表示は省略する）より十分小さな値に抑えるように作製する必要がある。そのため、対物レンズの収差が、３０ｍλ程になったところで最終調整段階であるといえる。一方、収差は１０ｍλ以下になれば、収束スポットに与える悪影響は観測できなくなる。そのため、収差が１０ｍλ以下であれば、全く問題ない量であるといえる。従って、中心位置ずれ又は傾きに対する３次コマ収差及び５次コマ収差の発生量は、一方が他方の１０／３０＝１／３以下であれば、小さい方の収差をほぼ無視して大きい方の収差から修正量を算出して差し支えないと言える。

　すなわち、第１面３０ａの中心軸と第２面３０ｂの中心軸との相対位置ずれによって発生する３次のコマ収差の発生量は、５次のコマ収差の発生量に比べて１／３以下である。また、第１面３０ａの中心軸と第２面３０ｂの中心軸との相対傾きによって発生する５次のコマ収差の発生量は、３次のコマ収差の発生量に比べて１／３以下である。

　このような方針に基づいて設計した高ＮＡの対物レンズの例を示す。以下の例において、非球面における光軸から外周側にサグ量は、下記の数式（１）に基づいて表される。

　上記の数式（１）の各符号の意味は以下の通りである。

　Ｘ：光軸からの高さｈの非球面上の点の非球面頂点の接平面からの距離
　ｈ：光軸からの高さ
　Ｃ_ｊ：レンズ第ｊ面の非球面頂点の曲率（Ｃ_ｊ＝１／Ｒ_ｊ）
　ｋ_ｊ：レンズ第ｊ面の円錐定数
　Ａ_ｊ，ｎ：レンズ第ｊ面のｎ次の非球面係数
　ただし、ｊ＝１，２，３，４，・・・は、レンズ面又は領域に対応して付与する番号である。

　また、回折面は回折光に与えられる位相変化は、下記の数式（２）の位相関数によって表される。

　上記の数式（２）の各符号の意味は以下の通りである。

　φ（ｈ）：光軸からの高さｈの非球面上の点において回折構造が生じる位相
　ｈ：光軸からの高さ
　Ｐ_ｊ，ｍ：レンズ第ｊ面のｍ次の位相係数
　ただし、ｊ＝１，２，・・・（下記の例では１のみ）は、レンズ面又は領域に対応して付与する番号である。

　下記の表１は、第１の実施例における対物レンズの各種パラメータの数値例を表している。

　表１では、光ディスクがＢＤ又はＤＶＤである場合における対物レンズの各種パラメータ値を表している。波長は、対物レンズに入射する光の波長を表す。口径は、対物レンズを通過する光の直径である。作動距離（ｗｏｒｋｉｎｇ　ｄｉｓｔａｎｃｅ：ＷＤ）は、対物レンズと光ディスクとの間の空間の間隔である。ディスク厚（ＤＴ）は、光ディスク表面から、光を収束させる記録面までの厚さである。物点距離（ＯＰ）は、図１において下方から対物レンズ３０へ入射する光ビームの平行度を表す。光ディスクがＤＶＤである場合、図１の対物レンズの下方１００ｍｍの位置を発光点とする発散光を対物レンズ３０へ入射させている。光ディスクがＢＤである場合、平行光を図１の対物レンズの下方から入射させるので、物点距離は∞と表記している。波長の単位はμｍである。開口数及び回折次数は無単位である。他の長さの単位はすべてｍｍである。

　なお、光ディスクについては、わかりやすいようにＢＤ又はＤＶＤといった表現を用いるが、ディスク厚ＤＴ及び光源波長が同等であれば、本発明を適用でき、光ディスクはＢＤ又はＤＶＤに限られない。

　本実施の形態では、図１の対物レンズ３０において下側（光源側）のレンズ面を第１面３０ａと呼び、上側（光ディスク側）のレンズ面を第２面３０ｂと呼ぶ。第１面３０ａは、非球面形状のレンズ面に回折構造を付加している。第１の実施例における対物レンズ３０は、ＢＤに青色光を収束させるだけではなくＤＶＤに赤色光を収束させる互換レンズである。ＢＤとＤＶＤとの互換を実現するため、第１面３０ａは回折面としている。また、第１面３０ａは、光軸まわりの内周部分（第１領域）と、内周部分を取り囲む外周部分（第２領域）との２つの領域に分割されている。

　図５（Ａ）は、第１面の内周部分に形成した回折構造の断面形状を示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す断面形状によって生じる青色光に対する位相変調量を示す図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示す断面形状によって生じる赤色光に対する位相変調量を示す図である。

　内周部分は、青色光及び赤色光が共に通過する、ＤＶＤとＢＤとの共用領域である。内周部分の回折構造は、図５（Ａ）のように１周期を３段４レベル（ｔｈｒｅｅ　ｓｔｅｐｐｓ　ａｎｄ　ｆｏｕｒ　ｌｅｂｅｌ）の階段形状によって構成している。なお、一周期は４つの段から構成されるので、図５（Ａ）に示す回折構造を４段と呼ぶこともあるが、段差は３カ所、高さのレベルが４つあるということを表すため本明細書では図５（Ａ）に示す回折構造を４レベルの階段と呼ぶ。なお、回折構造については、特開２００４－７１１３４号公報（特許３９９３８７０号公報）に開示されている。

　段差の一単位は、青色光ビームに対して光路長差が約１．２５波長、すなわち位相差が約２π＋π／２になる量とする。単位段差ｄ２は、λ１／（ｎｂ－１）×１．２５に近い値とする。なお、λ１は、青色光の波長を表し、ｎｂは、青色光ビームに対する対物レンズの屈折率を表す。

　回折格子の段差を単位段差ｄ２の整数倍にし、断面形状を４レベルの階段状にすると、この断面形状による青色光に対する位相変調量は２π＋π／２の整数倍となり、実質的に、一段あたりの位相変調量はπ／２になる。

　一方、赤色光ビームに対する対物レンズの屈折率ｎｒは、青色光ビームに対する対物レンズの屈折率ｎｂに近いので、赤色光ビームに対して単位段差ｄ２によって発生する光路長差は、ｄ２×（ｎｒ－１）／λ２≒０．７５である。すなわち、光路長差は、赤色光の波長λ２の約３／４倍となり、一段あたりの位相変調量は約２π－π／２となる。これは、実質的に、一段あたりの位相変調量は－π／２であることになる。

　そこで、図５（Ａ）のように、回折格子の段差を単位段差ｄ２の整数倍にし、断面形状を３段４レベルの階段状にする。この場合、図５（Ｂ）のように、青色光ビームに対しては、段差を重ねていくと、位相変調量が一段あたりπ／２ずつ変化する。すなわち、光路長差は、波長λ１の＋１／４倍ずつ変化する。青色光ビームにおいては、＋１次回折光の回折効率が回折次数の中で、最も強くなる。

　そして、図５（Ｃ）のように、赤色光ビームに対しては、段差を重ねていくと、一段あたりの位相変調量は－π／２ずつ変化する。すなわち、光路長差は、赤色光の波長λ２の－１／４倍ずつ変化する。赤色光ビームにおいては、－１次回折光の回折効率が回折次数の中で、最も強くなる。

　一方、外周部分は、青色光のみが通過する、ＢＤ専用領域である。外周部分の回折構造は、鋸歯形状の断面形状によって構成する。鋸歯の高さが青色光ビームに与える光路長差を波長λ１にすることにより、１次回折光が得られる。

　下記の表２は、第１の実施例における各レンズ面の性能（頂点曲率半径、厚み及び材質）を示している。

　表２において、上下方向の面番号の順番は図１とは逆に示しており、図１では、面番号１（対物レンズの第１面）が最も下方に示され、面番号４（光ディスクの記録面＝光を収束させる面）が最も上方に示されている。表２において、面番号１は、対物レンズの光源側の第１面を表し、面番号２は、対物レンズの光ディスク側の第２面を表し、面番号３は、光ディスクの表面を表し、面番号４は、光ディスクの記録面を表している。

　下記の表３は、表２の中の各材質の各波長における屈折率を示している。

　下記の表４は、第１の実施例における第１面の内周部分（第１領域）の非球面係数と位相関数とを示している。なお、表４において、数式（１）における非球面係数Ａ_ｊ，ｎの添え字ｊは省略した。すなわち、表４のＡ０～Ａ１６は、０次～１６次の非球面係数を表している。表４のＲＤは、数式（１）のＣ_ｊ＝１／Ｒ_ｊにおけるＲ_ｊを表している。また、表４のＣＣは、数式（１）のｋ_ｊを表している。また、表４のＰ２は、数式（２）におけるｍ＝１に対応している。同様に、表４のＰ４及びＰ６は、それぞれ数式（２）におけるｍ＝２及びｍ＝３に対応している。以下の表５、表６、表７、表１２、表１３、表１４及び表１５では、すべてこのような表記を行う。

　下記の表５は、第１の実施例における第１面の外周部分（第２領域）の非球面係数と位相関数とを示している。

　第２面は屈折面であるが、やはり内周部分と外周部分とに分けて設計している。

　下記の表６は、第１の実施例における第１面の内周部分（第１領域）の非球面係数を示している。

　下記の表７は、第１の実施例における第１面の外周部分（第２領域）の非球面係数を示している。

　図６は、第１の実施例において、ＢＤに対して青色光が収束する様子を示す図であり、図７は、第１の実施例において、ＤＶＤに対して赤色光が収束する様子を示す図である。図６に示すように、対物レンズ３０の第１面の内周部分、第１面の外周部分、第２面の内周部分及び第２面の外周部分を通過した青色光が、ＢＤ（光ディスク１２）の記録面に収束される。また、図７に示すように、対物レンズ３０の第１面の内周部分及び第２面の内周部分を通過した赤色光が、ＤＶＤ（光ディスク１３）の記録面に収束される。

　下記の表８は、第１の実施例において、上型と下型とのディセンタ（中心位置ずれ）又は上型と下型とのチルト（傾き）が生じたときの３次コマ収差（ＣＭ３）及び５次コマ収差（ＣＭ５）の発生量を表している。

　表８において、収差の単位は、ｍλｒｍｓである。チルト量は、０．５分（０．５ｍｉｎ）、すなわち１／１２０度である。ディセンタ量は、１．２μｍである。ＢＤに対する収差は、ディセンタが生じた場合には３次コマ収差より５次コマ収差が大きく発生し、チルトが生じた場合には５次コマ収差より３次コマ収差が大きく発生する構成にした。この構成により、対物レンズが発生させる収差のうち、中心位置ずれ及び傾きのどちらを調整することで効率よく所定のコマ収差（５次コマ収差及び３次コマ収差）を減らすことが出来るかを従来よりも容易に認識することが可能になる。

　また、前述したように、本実施の形態１の対物レンズは、収差量が１０ｍλ以下になれば光スポットに対する悪影響を無視することが可能になる。そこで、対物レンズは、金型にチルトが生じた場合の５次コマ収差が１０ｍλ以下、すなわち３次コマ収差に対して１／３以下しか発生しないように設計した。

　これにより、金型にチルトが生じた場合に発生する５次コマ収差を無視することが出来るため、第１の実施例の対物レンズでは、５次コマ収差がほぼディセンタ量を表していると考えることができる。例えば、５次コマ収差が３３ｍλであればディセンタが約１．２μｍ発生していると考えることができる。この時、ディセンタによって発生している３次コマ収差は１７ｍλである。もし、５次コマ収差と同じ方向に３次コマ収差が５３ｍλ発生していれば、５３－１７＝３６であるから、チルトによる３次コマ収差発生量は３６ｍλであるとして、チルト量は０．５分と推量できる。なお、５次コマ収差と３次コマ収差との方向が異なる場合は上記の減算はベクトル計算すればよい。上記の金型位置の誤差の推定には傾きによる５次コマ収差の発生量を無視した分の誤差は小さいので、金型の調整指針を得ることができる。

　成形した対物レンズの収差が測定され、上述のように対向する２つの金型の相対ディセンタ量と相対チルト量とが計算される。測定される３次コマ収差及び５次コマ収差は、大きさと方向とを含むベクトル値で表される。そのため、収差ごとにベクトル計算されることにより、相対ディセンタ量及び相対チルト量としては、大きさの情報だけではなく方向の情報も得ることができる。得られた相対ディセンタ量及び相対チルト量の大きさだけ、得られた方向と逆方向、すなわちずれが減る方向に金型の位置が調整される。これにより、次に成形する対物レンズの収差を減らすことができる。

　以上の工程が所望の収差レベル以下の対物レンズが作製されるまで繰り返されることによって、金型の位置調整を行うことができる。金型の位置調整が完了すれば、金型の位置調整が完了した状態で対物レンズの成形が繰り返され、例えば間欠的に収差が測定される。測定した結果、再びコマ収差が大きくなれば、再度コマ収差から金型の傾き又は金型の中心位置ずれが計算されて、金型が調整される。

　上記のような金型調整を行うことができる対物レンズ作製装置の一例について図８を用いて説明する。図８は、本発明の実施の形態１における対物レンズ作製装置の構成を示す図である。

　図８において、対物レンズ作製装置は、材料供給部１０１、供給ライン１０２、動力部１０３、傾き調整機構１０４、位置調整機構１０５及び制御部１０６を備える。

　材料供給部１０１は、ガラス又は樹脂などのレンズ材料を供給する。供給ライン１０２は、材料供給部１０１によって供給されるレンズ材料を金型３５へ送る。動力部１０３は、金型３５に圧力をかけてレンズ材料を成形する。材料供給部１０１、供給ライン１０２及び動力部１０３は、第１面３０ａを転写成形する下型（第１の金型）３２と、第２面３０ｂを転写成形する上型（第２の金型）３１との間に材料を注入することによって対物レンズを作製する。

　傾き調整機構１０４は、金型３５の傾き（チルト）を調整する。位置調整機構１０５は、金型３５の中心位置ずれを調整する。制御部１０６は、傾き調整機構１０４及び位置調整機構１０５の少なくとも一方を制御する。

　制御部１０６は、作製された対物レンズのＮ（Ｎは３以上の奇数）次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、Ｎ次のコマ収差を低減するように上型３１と下型３２との中心軸の相対位置ずれを調整するための位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量を決定する。また、制御部１０６は、位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量に応じて上型３１及び下型３２の少なくとも一方が移動された後、Ｍ（ＭはＮとは異なる３以上の奇数）次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、Ｍ次のコマ収差を低減するように上型３１と下型３２との中心軸の相対傾きを調整するための傾き調整方向及び傾き調整量を決定する。

　なお、本実施の形態では、１組の金型３５の中心軸の相対位置ずれを調整した後、１組の金型３５の中心軸の相対傾きを調整しているが、本発明は特にこれに限定されず、１組の金型３５の中心軸の相対傾きを調整した後、１組の金型３５の中心軸の相対傾きを調整してもよい。

　また、制御部１０６は、例えば表８に示すように、３次コマ収差及び５次コマ収差と、光ディスクの種類（例えばＢＤ又はＤＶＤ）とをディセンタ量毎に対応付けたテーブルを予め記憶してもよい。また、制御部１０６は、例えば表８に示すように、３次コマ収差及び５次コマ収差と、光ディスクの種類（例えばＢＤ又はＤＶＤ）とをチルト量毎に対応付けたテーブルを予め記憶してもよい。制御部１０６は、テーブルを参照し、測定された対物レンズの３次コマ収差及び５次コマ収差に対応するディセンタ量及びチルト量を決定する。

　位置調整機構１０５は、制御部１０６によって決定された位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量に応じて上型３１及び下型３２の少なくとも一方を移動させる。また、傾き調整機構１０４は、制御部１０６によって決定された傾き調整方向及び傾き調整量に応じて上型３１及び下型３２の少なくとも一方を移動させる。

　材料供給部１０１において加熱されて流動性を持ったレンズ材料は、供給ライン１０２を通して金型３５の内部に送られる。動力部１０３によって上型３１と下型３２とが押し合わされることによって、レンズ材料が対物レンズの形に成形される。動力部１０３によって上型３１と下型３２とが引き離され、成形した対物レンズが取り出される。こうして成形された対物レンズの収差が測定されることによって、対向する上型３１と下型３２との相対中心位置ずれ量、相対傾き量、相対中心位置ずれ方向及び相対傾き方向が計算される。制御部１０６は、得られた相対中心位置ずれ量だけ、得られた相対中心位置ずれ方向とは逆の方向、すなわちずれが減る方向に上型３１が移動するように、位置調整機構１０５を制御する。また、制御部１０６は、得られた相対傾き量だけ、得られた相対傾き方向とは逆の方向、すなわち傾きが減る方向に上型３１が移動するように、傾き調整機構１０４を制御する。

　なお、本実施の形態では、下型３２が固定され、上型３１の位置のみが傾き調整機構１０４及び位置調整機構１０５により調整されるが、本発明は特にこれに限定されず、上型３１が固定され、下型３２の位置のみを調整してもよく、上型３１及び下型３２の位置を共に調整してもよい。

　また、対物レンズ作製装置は、入力部をさらに備えてもよく、入力部によって調整量又は調整方向が数値入力されることによって金型を調整してもよい。制御部１０６は、傾き調整機構１０４及び位置調整機構１０５の一方だけでも制御することが望ましいが両方を制御することが更に望ましい。

　なお、本実施の形態において、材料供給部１０１、供給ライン１０２及び動力部１０３が対物レンズ作製部の一例に相当し、制御部１０６が決定部の一例に相当し、傾き調整機構１０４及び位置調整機構１０５が移動部の一例に相当する。

　このように、対物レンズ３０は、対物レンズ３０の一方の光学面である第１面３０ａの中心軸と、第１面３０ａに対向する対物レンズ３０の他方の光学面である第２面３０ｂの中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中でＮ（Ｎは３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、第１面３０ａの中心軸と第２面３０ｂの中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中でＭ（ＭはＮとは異なる３以上の奇数）次のコマ収差が最大である。そして、第１面３０ａを転写成形する下型３２と、第２面３０ｂを転写成形する上型３１との間に材料を注入することによって対物レンズ３０が作製される。次に、作製された対物レンズ３０のコマ収差が測定される。次に、測定された対物レンズ３０のＮ次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、Ｎ次のコマ収差を低減するように上型３１と下型３２との中心軸の相対位置ずれを調整するための位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量が決定される。次に、決定された位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量に応じて上型３１及び下型３２の少なくとも一方が移動される。

　また、位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量に応じて上型３１及び下型３２の少なくとも一方が移動された後、Ｍ次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、Ｍ次のコマ収差を低減するように上型３１と下型３２との中心軸の相対傾きを調整するための傾き調整方向及び傾き調整量が決定される。そして、決定された傾き調整方向及び傾き調整量に応じて上型３１及び下型３２の少なくとも一方が移動される。

　さらに、本実施の形態における対物レンズにおいて、厚さ０．６ｍｍの基材を通して赤色光を開口数０．６で収束させるＤＶＤに関しては、レンズ面間の相対チルトではコマ収差がわずかしか発生せず、レンズ面間のディセンタによる３次コマ収差のみが大きく発生する設計にした。

　すなわち、対物レンズの第１面３０ａには、回折構造が形成され、対物レンズ３０は、略０．１ｍｍの厚みを有する第１の光ディスク（例えば、ＢＤ）の基材を通して青色光を第１の光ディスクの情報記録面に収束させ、略０．６ｍｍの厚みを有する第２の光ディスク（例えば、ＤＶＤ）の基材を通して赤色光を第２の光ディスクの情報記録面に収束させる。そして、第１面３０ａの中心軸と第２面３０ｂの中心軸との相対位置ずれによって発生する赤色光の５次のコマ収差の発生量は、赤色光の３次のコマ収差の発生量に比べて小さい。

　これによって、青色光の５次コマ収差を測定することによってディセンタを推定し、さらに赤色光の３次コマ収差を推定することを可能とした。これにより、２波長の光に対応した互換対物レンズでありながら、青色光の収差のみを測定すれば青色光と赤色光との両方の収差性能が判明し、検査時間及び検査設備を省くことができる。

　下記の表９は、第２の実施例における対物レンズの各種パラメータの数値例を表している。

　第１の実施例と同じく、表９では、光ディスクがＢＤ又はＤＶＤである場合における対物レンズの各種パラメータ値を表している。波長は、対物レンズに入射する光の波長を表す。口径は、対物レンズを通過する光の直径である。作動距離（ｗｏｒｋｉｎｇ　ｄｉｓｔａｎｃｅ：ＷＤ）は、対物レンズと光ディスクとの間の空間の間隔である。ディスク厚（ＤＴ）は、光ディスク表面から、光を収束させる記録面までの厚さである。物点距離（ＯＰ）は、図１において下方から対物レンズ３０へ入射する光ビームの平行度を表す。光ディスクがＤＶＤである場合、図１の対物レンズの下方１００ｍｍの位置を発光点とする発散光を対物レンズ３０へ入射させている。光ディスクがＢＤである場合、平行光を図１の対物レンズの下方から入射させるので、物点距離は∞と表記している。波長の単位はμｍである。開口数及び回折次数は無単位である。他の長さの単位はすべてｍｍである。

　本実施の形態では、図１の対物レンズ３０において下側（光源側）のレンズ面を第１面３０ａと呼び、上側（光ディスク側）のレンズ面を第２面３０ｂと呼ぶ。第１面３０ａは、非球面形状のレンズ面に回折構造を付加している。第２の実施例における対物レンズ３０は、ＢＤに青色光を収束させるだけではなくＤＶＤに赤色光を収束させる互換レンズである。

　ＢＤとＤＶＤとの互換を実現するため、第１面３０ａは回折面としている。第１面３０ａは、光軸まわりの内周部分（第１領域）と、内周部分を取り囲む外周部分（第２領域）との２つの領域に分けて設計している。内周部分は、青色光及び赤色光が共に通過する、ＤＶＤとＢＤとの共用領域である。第１の実施例と同様に、内周部分の回折構造は、１周期を３段４レベルの階段形状によって構成し、ＢＤには＋１次回折光が用いられ、ＤＶＤには－１次回折光が用いられる構成としている。

　一方、外周部分は、青色光のみが通過する、ＢＤ専用領域である。外周部分の回折構造は、鋸歯形状の断面形状によって構成される。鋸歯の高さが青色光ビームに与える光路長差を波長λ１の２倍にすることにより、２次回折光が得られる。

　下記の表１０は、第２の実施例における各レンズ面の性能（頂点曲率半径、厚み及び材質）を示している。

　表１０において、上下方向の面番号の順番は図１とは逆に示しており、図１では、面番号１が最も下方に示され、面番号４が最も上方に示されている。表１０において、面番号１は、対物レンズの光源側の第１面を表し、面番号２は、対物レンズの光ディスク側の第２面を表し、面番号３は、光ディスクの表面を表し、面番号４は、光ディスクの記録面を表している。

　下記の表１１は、表１０の中の各材質の各波長における屈折率を示している。

　下記の表１２は、第２の実施例における第１面の内周部分（第１領域）の非球面係数と位相関数とを示している。

　下記の表１３は、第２の実施例における第１面の外周部分（第２領域）の非球面係数と位相関数とを示している。

　下記の表１４は、第２の実施例における第１面の内周部分（第１領域）の非球面係数を示している。

　下記の表１５は、第２の実施例における第１面の外周部分（第２領域）の非球面係数を示している。

　図９は、第２の実施例において、ＢＤに対して青色光が収束する様子を示す図であり、図１０は、第２の実施例において、ＤＶＤに対して赤色光が収束する様子を示す図である。図９に示すように、対物レンズ３０の第１面の内周部分、第１面の外周部分、第２面の内周部分及び第２面の外周部分を通過した青色光が、ＢＤ（光ディスク１２）の記録面に収束される。また、図１０に示すように、対物レンズ３０の第１面の内周部分及び第２面の内周部分を通過した赤色光が、ＤＶＤ（光ディスク１３）の記録面に収束される。

　下記の表１６は、第２の実施例において、上型と下型とのディセンタ（中心位置ずれ）又は上型と下型とのチルト（傾き）が生じたときの３次コマ収差（ＣＭ３）及び５次コマ収差（ＣＭ５）の発生量を表している。

　表１６において、収差の単位は、ｍλｒｍｓである。チルト量は、０．５分（０．５ｍｉｎ）、すなわち１／１２０度である。ディセンタ量は、１．２μｍである。ＢＤに対する収差は、ディセンタが生じた場合には３次コマ収差が顕著に大きく、チルトが生じた場合には５次コマ収差が顕著に大きく発生する構成にしている。いずれの場合も、発生量の小さな方の次数のコマ収差は、１０ｍλ以下、すなわち発生量が大きい方の次数のコマ収差に対して１／３程度以下である。特に、金型にディセンタが生じた時は、対物レンズに３次コマ収差はほとんど発生しない。

　従って、第２の実施例の対物レンズでは、５次コマ収差がほぼディセンタ量を表し、３次コマ収差がチルト量を表していると考えることができる。例えば、５次コマ収差が３５ｍλであればディセンタが１．２μｍ発生していると考えることができる。そして、３次コマ収差が２８ｍλ発生していれば、チルト量は０．５分であると推量できる。なお、５次コマ収差の方向と３次コマ収差の方向とが、それぞれディセンタの方向とチルトの方向とを表している。こうして、金型位置の誤差の推定が可能になり、調整指針を得ることができる。

　ここで挙げた実施例は、いずれもＢＤとＤＶＤとの２波長の互換レンズであるが、開口数が０．８５～０．９のＢＤ専用の対物レンズ、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤへそれぞれ青色光、赤色光及び赤外光を収束する３波長の互換レンズであっても、本発明は適用可能である。

　なお、実施の形態１では、ディセンタ（第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対位置ずれ）によって発生する最大のコマ収差の次数を５次、チルト（第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対傾き）によって発生する最大のコマ収差の次数を３次としたが、本発明はこの次数に限られない。例えば、ディセンタによって発生する最大のコマ収差の次数が７次、チルトによって発生する最大のコマ収差の次数が３次になるように対物レンズを設計してもよい。また、コマ収差の次数を入れ替えてディセンタによって発生する最大コマ収差の次数が５次、チルトによって発生する最大のコマ収差の次数が７次となるように設計してもよい。この場合、作製した対物レンズの収差から、金型の相対的な傾き（チルト）と金型の相対的な位置ずれ（ディセンタ）とのいずれを修正すべきであるかをより効率的に認識することが出来ることは言うまでもない。

　また、対物レンズのレンズ面の形状を測定し、第１面の中心軸と第２面の中心軸とを相対的に位置ずれさせた場合に、５次コマ収差が最大となり、かつ第１面の中心軸と第２面の中心軸とを相対的に傾けさせた場合に、３次コマ収差が最大となるような形状の対物レンズは本発明の実施品となる。

　（実施の形態２）
　図１１は、本発明の実施の形態２における光ヘッド装置の概略構成を示す図である。図１１において光ヘッド装置は、レーザ光源１、偏光ビームスプリッタ２、コリメートレンズ３、立ち上げミラー４、１／４波長板５、対物レンズ３０、駆動装置６、検出ホログラム７、検出レンズ８及び光検出器９を備える。

　レーザ光源１は、波長λ１のレーザ光（青色光ビーム）を出射する。なお、波長λ１は、３９０ｎｍ～４１５ｎｍの範囲内であり、標準的には約４０５ｎｍ程度である。そのため、３９０ｎｍ～４１５ｎｍの範囲の波長を総称して約４０５ｎｍと呼ぶ。

　偏光ビームスプリッタ２は、レーザ光源１から出射された青色光ビームを反射させると共に、光ディスク１２から反射した青色光ビームを透過させる。コリメートレンズ３は、レーザ光を略平行光に変換する。立ち上げミラー４は、光軸を折り曲げる。１／４波長板５は、レーザ光源１からの直線偏光の光ビームを円偏光の光ビームに変換すると共に、光ディスク１２によって反射された円偏光の光ビームを直線偏光の光ビームに変換する。

　対物レンズ３０は、実施の形態１の対物レンズであり、レーザ光源１から出射される光ビームを光ディスク１２の記録層上へ集光する。

　光ディスク１２は、約０．１ｍｍ（以下、０．０５ｍｍ～０．１１ｍｍの基材厚を約０．１ｍｍと呼ぶ）又は０．１ｍｍより薄い基材厚みｔ１を有し、波長λ１の光ビームによって情報が記録又は再生される第３世代の光ディスクである。図１１に示す光ディスク１２は、光の入射面から記録層までの基材のみを図示している。実際には、機械的強度を補強し、また、外形をＣＤと同じ１．２ｍｍにするため、基材は、保護板（あるいは保護材）と張り合わされる。光ディスク１２は、例えば厚み１．１ｍｍの保護材と張り合わされる。図１１では、簡単のため、保護材は省略している。

　レーザ光源１は、好ましくは半導体レーザ光源とする。これにより、光ヘッド装置、及び光ヘッド装置を用いた光情報装置の小型化、軽量化及び低消費電力化を実現することができる。

　駆動装置６は、対物レンズ３０を光軸方向及び光ディスク１２の半径方向に移動させる。また、駆動装置６は、面ぶれ及び偏心に対して、対物レンズ３０を追従させる。検出ホログラム７は、光ディスク１２の記録層上で反射した青色光ビームを回折させる。検出レンズ８は、光ディスク１２の記録層上で反射した青色光ビームを光検出器９に収束させる。光検出器９は、光ディスク１２の記録層上で反射した青色光ビームを受光し、受光した青色光ビームの光量に応じて電気信号を出力する。

　光ディスク１２に情報を記録又は再生する際には、レーザ光源１から出射した波長λ１の青色光ビーム１０は、偏光ビームスプリッタ２によって反射され、コリメートレンズ３によって略平行光に変換される。略平行光に変換された青色光ビーム１０の光軸は、さらに立ち上げミラー４によって折り曲げられる。立ち上げミラー４を反射した青色光ビーム１０は、１／４波長板５によって円偏光に変換される。円偏光に変換された青色光ビーム１０は、対物レンズ３０によって光ディスク１２の厚さ約０．１ｍｍの基材を通して記録層に集光される。

　記録層で反射した青色光ビーム１０は、もとの光路を逆にたどって、対物レンズ３０を透過する。対物レンズ３０を透過した青色光ビーム１０は、１／４波長板５によって往路の直線偏光とは直角方向の直線偏光に変換され、立ち上げミラー４を反射する。立ち上げミラー４を反射した青色光ビーム１０は、コリメートレンズ３を透過し、偏光ビームスプリッタ２を透過する。検出ホログラム７は、偏光ビームスプリッタ２を透過した青色光ビーム１０の一部の光を回折する。そして、回折された青色光ビーム１０は、回折されない透過光と共に検出レンズ８によって所定の非点収差が与えられて、光検出器９に入射する。光検出器９の出力が演算されることによって、焦点制御及びトラッキング制御に用いるサーボ信号、及び、情報信号が得られる。

　フォーカス誤差信号は、検出レンズ８によって非点収差が与えられた集光スポットを、光検出器９内の４分割受光部で検出する、いわゆる非点収差法を用いて生成される。なお、レーザ光源１と、検出ホログラム７から光検出器９までの信号検出系との位置を入れ替えてもよく、例えば偏光ビームスプリッタ２の透過及び反射の働きを往路と復路とで入れ替えてもよい。

　本発明の光ヘッド装置は、図１１に示す光学系の構成に限られるものではない。検出ホログラム７は必須の構成ではなく、省いてもよい。検出ホログラム７を省く場合は、光検出器９内の４分割受光部で検出した出力を位相差検出法によって演算してトラッキング制御に用いるサーボ信号を得ることも可能である。

　また、光ヘッド装置は、コリメートレンズ３を光軸方向に移動させる移動部をさらに具備してもよい。この場合、移動部によって、光ディスク１２の基材厚みの誤差などに起因する球面収差を補正することができる。

　（実施の形態３）
　図１２は、本発明の実施の形態３における光ヘッド装置の概略構成を示す図である。図１２において光ヘッド装置は、レーザ光源１、コリメートレンズ３、対物レンズ３０、駆動装置６、検出ホログラム７、検出レンズ８、光検出器９、レーザ光源２１、偏光ビームスプリッタ２２、立ち上げミラー２３、１／４波長板２４、回折素子２５及び偏光ビームスプリッタ２６を備える。

　レーザ光源（第１のレーザ光源）１は、波長λ１のレーザ光（青色光ビーム）を出射する。波長λ１は、３９０ｎｍ～４１５ｎｍの範囲内であり、標準的には４０５ｎｍ程度である。そのため、３９０ｎｍ～４１５ｎｍの範囲の波長を総称して約４０５ｎｍと呼ぶ。レーザ光源２１（第２のレーザ光源）は、波長λ１より大きい波長λ２のレーザ光（赤色光ビーム）を出射する。波長λ２は、６３０ｎｍ～６８０ｎｍの範囲内であり、標準的には６６０ｎｍ程度である。そのため、６３０ｎｍ～６８０ｎｍの波長を総称して約６６０ｎｍと呼ぶ。

　偏光ビームスプリッタ２２は、レーザ光源１から出射された青色光ビームを反射させると共に、光ディスク１２から反射した青色光ビームを透過させる。また、偏光ビームスプリッタ２２は、レーザ光源２１から出射された赤色光ビームを透過させると共に、光ディスク１３から反射した赤色光ビーム光を透過させる。コリメートレンズ３は、レーザ光を略平行光に変換する。立ち上げミラー２３は、光軸を折り曲げる。

　１／４波長板２４は、レーザ光源１からの直線偏光の青色光ビームを円偏光の青色光ビームに変換すると共に、光ディスク１２によって反射された円偏光の青色光ビームを直線偏光の青色光ビームに変換する。また、１／４波長板２４は、レーザ光源２１からの直線偏光の赤色光ビームを円偏光の赤色光ビームに変換すると共に、光ディスク１３によって反射された円偏光の赤色光ビームを直線偏光の赤色光ビームに変換する。

　対物レンズ３０は、波長に応じて異なる厚みの基材を通して集光可能な対物レンズ（光学レンズ又は集光光学系）である。対物レンズ３０は、実施の形態１の対物レンズであり、レーザ光源１から出射される青色光ビームを光ディスク１２の記録層上へ集光すると共に、レーザ光源２１から出射される赤色光ビームを光ディスク１３の記録層上へ集光する。

　光ディスク１２は、約０．１ｍｍ（以下、０．０５ｍｍ～０．１１ｍｍの基材厚を約０．１ｍｍと呼ぶ）又は０．１ｍｍより薄い基材厚みｔ１を有し、波長λ１の光ビームによって情報が記録又は再生される第３世代の光ディスクである。光ディスク１３は、約０．６ｍｍ（以下、０．５４ｍｍ～０．６５ｍｍの基材厚を約０．６ｍｍと呼ぶ）の基材厚みｔ２を有し、波長λ２の光ビームによって情報が記録又は再生されるＤＶＤ等の第２世代の光ディスクである。図１２に示す光ディスク１２，１３は、光の入射面から記録層までの基材のみを図示している。実際には、機械的強度を補強し、また、外形をＣＤと同じ１．２ｍｍにするため、基材は、保護板（あるいは保護材）と張り合わされる。光ディスク１３は、厚み０．６ｍｍの保護材と張り合わされる。光ディスク１２は、厚み１．１ｍｍの保護材と張り合わされる。図１２では、簡単のため、保護材は省略している。

　レーザ光源１，２１は、好ましくは半導体レーザ光源とする。これにより、光ヘッド装置、及び光ヘッド装置を用いた光情報装置の小型化、軽量化及び低消費電力化を実現することができる。

　駆動装置６は、対物レンズ３０を光軸方向及び光ディスク１２，１３の半径方向に移動させる。また、駆動装置６は、面ぶれ及び偏心に対して、対物レンズ３０を追従させる。検出ホログラム７は、光ディスク１２の記録層上で反射した青色光ビームを回折させると共に、光ディスク１３の記録層上で反射した赤色光ビームを回折させる。検出レンズ８は、光ディスク１２の記録層上で反射した青色光ビームを光検出器９に収束させると共に、光ディスク１３の記録層上で反射した赤色光ビームを光検出器９に収束させる。光検出器９は、光ディスク１２の記録層上で反射した青色光ビームを受光し、受光した青色光ビームの光量に応じて電気信号を出力する。また、光検出器９は、光ディスク１３の記録層上で反射した赤色光ビームを受光し、受光した赤色光ビームの光量に応じて電気信号を出力する。

　最も記録密度の高い光ディスク１２に情報を記録又は再生する際には、レーザ光源１から出射した波長λ１の青色光ビーム１０は、偏光ビームスプリッタ２２によって反射され、コリメートレンズ３によって略平行光に変換される。略平行光に変換された青色光ビーム１０の光軸は、さらに立ち上げミラー２３によって折り曲げられる。立ち上げミラー２３を反射した青色光ビーム１０は、１／４波長板２４によって円偏光に変換される。１／４波長板２４は、波長λ１及び波長λ２の両方に対して、１／４波長板として作用するように設計する。円偏光に変換された青色光ビーム１０は、対物レンズ３０によって光ディスク１２の厚さ約０．１ｍｍの基材を通して記録層に集光される。

　記録層で反射した青色光ビーム１０は、もとの光路を逆にたどって、対物レンズ３０を透過する。対物レンズ３０を透過した青色光ビーム１０は、１／４波長板２４によって往路の直線偏光とは直角方向の直線偏光に変換され、立ち上げミラー２３を反射する。立ち上げミラー２３を反射した青色光ビーム１０は、コリメートレンズ３、偏光ビームスプリッタ２２及び偏光ビームスプリッタ２６を透過する。検出ホログラム７は、偏光ビームスプリッタ２６を透過した青色光ビーム１０の一部の光を回折する。そして、回折された青色光ビーム１０は、回折されない透過光と共に検出レンズ８によって所定の非点収差が与えられて、光検出器９に入射する。光検出器９の出力が演算されることによって、焦点制御及びトラッキング制御に用いるサーボ信号、及び、情報信号が得られる。

　次に、光ディスク１３に情報を記録又は再生する際には、レーザ光源２１から出射した略直線偏光で波長λ２の赤色光ビームは、偏光ビームスプリッタ２６によって反射され、偏光ビームスプリッタ２２を透過し、コリメートレンズ３によって略平行光に変換される。略平行光に変換された赤色光ビームの光軸は、さらに立ち上げミラー２３によって折り曲げられる。立ち上げミラー２３を反射した赤色光ビームは、１／４波長板２４によって円偏光に変換される。円偏光に変換された赤色光ビームは、対物レンズ３０によって光ディスク１３の厚さ約０．６ｍｍの基材を通して記録層に集光される。

　記録層で反射した赤色光ビームは、もとの光路を逆にたどって、対物レンズ３０を透過する。対物レンズ３０を透過した赤色光ビームは、１／４波長板２４によって往路の直線偏光とは直角方向の直線偏光に変換され、立ち上げミラー２３を反射する。立ち上げミラー２３を反射した赤色光ビームは、コリメートレンズ３、偏光ビームスプリッタ２２、偏光ビームスプリッタ２６及び検出ホログラム７を透過する。検出ホログラム７を透過した赤色光ビームは、検出レンズ８によって非点収差が与えられて、光検出器９に入射する。光検出器９の出力が演算されることによって、焦点制御及びトラッキング制御に用いるサーボ信号、及び、情報信号が得られる。

　このように、共通の光検出器９から、光ディスク１２及び光ディスク１３のサーボ信号を得るためには、レーザ光源１及びレーザ光源２１は、それぞれの発光点が対物レンズ３０に対して結像関係を有するように配置する。こうすることにより、光検出器の数及び配線数を減らすことができるという効果がある。フォーカス誤差信号は、検出レンズ８によって非点収差が与えられた集光スポットを光検出器９内の４分割受光部で検出する、いわゆる非点収差法を用いて生成される。

　また、光ディスク１２のトラッキング誤差信号は、検出ホログラム７によって生成された回折光を光検出器９で受光して光電変換した信号を用いて生成される。また、光ディスク１２が再生専用ディスクであれば、トラッキング誤差信号は、検出ホログラム７を透過した０次回折光を、光検出器９内の４分割受光部で検出する、いわゆる位相差検出法を用いて生成される。

　光ディスク１３のトラッキング誤差信号も、光ディスク１２の場合と同じ方法によって生成しても良い。他の構成としては、光ヘッド装置が、レーザ光源２１から出射する赤色光ビームを０次光であるメインビームと±１次回折光であるサブビームとに分離する回折素子２５をさらに具備し、いわゆる３ビーム方式を用いてトラッキング誤差信号を生成しても良い。また、光ディスク１３のトラッキング誤差信号は、検出ホログラム７を透過した０次回折光を、光検出器９内の４分割受光部で検出する、いわゆる位相差検出法を用いて生成してもよい。

　さらに、レーザ光源２１は、赤色光ビームだけでなく、赤外光ビームも出射する２波長レーザ光源としてもよい。この場合、ＣＤなどの第１世代の光ディスク１４も再生可能な光ヘッド装置を構成できる。さらに、これまでの説明では、光ヘッド装置は、１つの対物レンズ３０を備える構成を例示しているが、光ヘッド装置は、２つの対物レンズを備える構成も可能である。例えば、２つの対物レンズのうちの一方の対物レンズ３０によって青色光を光ディスク１２へ収束させ、他方の対物レンズによって赤色光及び赤外光を光ディスク１２，１３へ収束させる。このような光ヘッド装置が２つの対物レンズを搭載した構成であっても、一方の対物レンズを実施の形態１の対物レンズ３０とすることが可能である。その結果、最も作製の困難な高ＮＡの対物レンズを効率よく作製でき、高ＮＡの対物レンズを大量生産することが可能であり、高ＮＡの対物レンズを作製するコストも低く抑えることができるという効果を得ることができる。

　（実施の形態４）
　さらに、本発明の光ヘッド装置を用いた光情報装置を図１３に示す。図１３は、本発明の実施の形態４における光情報装置の一例である光ディスクドライブの全体構成を示す図である。

　光ディスクドライブ２００は、光ヘッド装置２０１、モータ（回転系）２０５、トラバース（移送系）２０６及び制御回路２０７を備える。光ディスク１２（あるいは光ディスク１３，１４、以下同じ）は、ターンテーブル２０３とクランパー２０４とで挟んで固定され、モータ２０５によって回転される。

　実施の形態２又は３に記載した光ヘッド装置２０１はトラバース２０６上に乗っている。トラバース２０６は、光ヘッド装置２０１を光ディスク１２の半径方向に移動させる。これにより、光ヘッド装置２０１によって照射される光が光ディスク１２の内周から外周まで移動できるようにしている。

　制御回路２０７は、光ヘッド装置２０１から受けた信号に基づいて、フォーカス制御、トラッキング制御、トラバース制御及びモータ２０５の回転制御等を行う。また、制御回路２０７は、再生信号から情報の再生、及び記録信号の光ヘッド装置２０１への送出を行う。

　図１３において光ディスク１２は、ターンテーブル２０３に載置され、モータ２０５によって回転される。実施の形態２又は３に示した光ヘッド装置２０１は、光ディスク１２の所望の情報の存在するトラックの位置まで、トラバース２０６によって粗動される。

　また、光ヘッド装置２０１は、光ディスク１２との位置関係に対応して、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号を制御回路２０７へ送る。制御回路２０７は、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号に対応して、光ヘッド装置２０１へ、対物レンズを微動させるための信号を送る。この信号によって、光ヘッド装置２０１は、光ディスク１２に対してフォーカス制御とトラッキング制御とを行い、情報の読み出し（記録）、書き込み（記録）又は消去を行う。

　本実施の形態４例の光情報装置は、光ヘッド装置として、上述した実施の形態２又は３の光ヘッド装置を用いるので、高ＮＡの対物レンズを効率よく作製でき、高ＮＡの対物レンズを大量生産することが可能であり、高ＮＡの対物レンズを作製するコストも低く抑えることができるという効果を有する。

　（実施の形態５）
　実施の形態４の光ディスクドライブ（光情報装置）２００を具備したコンピュータを図１４に示す。図１４は、本発明の実施の形態５におけるコンピュータの全体構成を示す概略斜視図である。上述の実施の形態４の光ディスクドライブ（光情報装置）２００を具備した、又は上述の記録方法又は再生方法を採用したコンピュータ、光ディスクプレーヤ及び光ディスクレコーダは、光情報システムと総称することもできる。

　図１４において、コンピュータ３００は、実施の形態４の光ディスクドライブ２００と、情報を入力するためのキーボード、マウス又はタッチパネルなどの入力装置３０１と、入力装置３０１から入力された情報及び光ディスクドライブ２００から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置３０２と、演算装置３０２によって演算された結果などの情報を表示するブラウン管又は液晶表示装置、あるいは演算装置２１２によって演算された結果などの情報を印刷するプリンタなどの出力装置３０３とを備える。

　なお、本実施の形態５において、コンピュータ３００が情報処理装置の一例に相当し、演算装置３０２が情報処理部の一例に相当する。

　コンピュータ３００は、光ヘッド装置として、上述した実施の形態２又は３の光ヘッド装置を用いるので、高ＮＡの対物レンズを効率よく作製でき、高ＮＡの対物レンズを大量生産することが可能であり、高ＮＡの対物レンズを作製するコストも低く抑えることができるという効果を有する。

　（実施の形態６）
　実施の形態４の光ディスクドライブ（光情報装置）２００を具備した光ディスクプレーヤを図１５に示す。図１５は、本発明の実施の形態６における光ディスクプレーヤの全体構成を示す概略斜視図である。

　図１５において、光ディスクプレーヤ４００は、実施の形態４の光ディスクドライブ２００と、光ディスクドライブ２００から得られる情報信号を画像信号に変換するデコーダ４０１とを備える。また、光ディスクプレーヤ４００は、ＧＰＳ等の位置センサを加えることによりカーナビゲーションシステムとしても利用できる。また、光ディスクプレーヤ４００は、液晶モニタなどの表示装置４０２を備えてもよい。

　また、本実施の形態６において、光ディスクプレーヤ４００が情報処理装置の一例に相当し、デコーダ４０１が情報処理部の一例に相当する。

　上述の実施の形態４の光ディスクドライブ（光情報装置）２００を具備した光ディスクプレーヤ４００は、高ＮＡの対物レンズを効率よく作製でき、高ＮＡの対物レンズを大量生産することが可能であり、高ＮＡの対物レンズを作製するコストも低く抑えることができるという効果を有する。

　（実施の形態７）
　実施の形態４の光ディスクドライブ（光情報装置）２００を具備した光ディスクレコーダを図１６に示す。図１６を用いて実施形態７を説明する。図１６は、本発明の実施の形態７における光ディスクレコーダの全体構成を示す概略斜視図である。

　図１６において、光ディスクレコーダ５００は、実施の形態４の光ディスクドライブ２００と、光ディスクドライブ２００によって光ディスクへ記録する情報信号に画像情報を変換するエンコーダ５０１とを備える。光ディスクレコーダ５００は、望ましくは、光ディスクドライブ２００から得られる情報信号を画像信号に変換するデコーダ５０２も備えることにより、既に記録した情報を再生することも可能となる。なお、光ディスクレコーダ５００は、情報を表示するブラウン管又は液晶表示装置あるいは情報を印刷するプリンタなどの出力装置５０３を備えてもよい。

　なお、本実施の形態７において、光ディスクレコーダ５００が情報処理装置の一例に相当し、エンコーダ５０１が情報処理部の一例に相当する。

　上述の実施の形態４の光ディスクドライブ（光情報装置）２００を具備した光ディスクレコーダ５００は、高ＮＡの対物レンズを効率よく作製でき、高ＮＡの対物レンズを大量生産することが可能であり、高ＮＡの対物レンズを作製するコストも低く抑えることができるという効果を有する。

　（実施の形態８）
　実施の形態４の光ディスクドライブ（光情報装置）２００を具備した光ディスクサーバを図１７に示す。図１７を用いて実施の形態８を説明する。図１７は、本発明の実施の形態８における光ディスクサーバの全体構成を示す概略斜視図である。

　図１７において、光ディスクサーバ６００は、実施の形態４の光ディスクドライブ２００と、情報を入力するためのキーボード、マウス又はタッチパネルなどの入力装置６０１と、光ディスクドライブ２００によって記録又は再生される情報の入出力を外部と行う入出力部６０３とを備える。入出力部６０３は、例えばインターネットなどのネットワーク２４４と接続されている。

　光ディスクドライブ２００は、その大容量性を生かして、ネットワーク６０４からの要求に応じ、光ディスクに記録されている情報（例えば、画像、音声、映像、ＨＴＭＬ文書及びテキスト文書等）を送出する。また、光ディスクドライブ２００は、ネットワーク６０４から送られてくる情報をその要求された場所に記録する。

　入出力部６０３は、有線又は無線により、光ディスクドライブ２００によって記録する情報を取り込んだり、光ディスクドライブ２００によって読み出した情報を外部に出力したりする。これによって、光ディスクサーバ６００は、ネットワーク６０４を介して複数の機器、例えば、コンピュータ、電話又はテレビチューナーなどと情報をやり取りし、これら複数の機器に共有の情報サーバとして利用することが可能となる。なお、光ディスクサーバ６００は、異なる種類の光ディスクに情報を安定に記録又は再生できるので、広い用途に使用できるという効果を有する。また、光ディスクサーバ６００は、情報を表示するブラウン管又は液晶表示装置あるいは情報を印刷するプリンタなどの出力装置６０２を備えてもよい。

　さらに、光ディスクサーバ６００は、複数の光ディスクドライブ２００を備えると共に、複数の光ディスクを複数の光ディスクドライブ２００に出し入れするチェンジャーを具備することにより、多くの情報を記録することができる。

　なお、本実施の形態８において、光ディスクサーバ６００が情報処理装置の一例に相当し、入出力部６０３が情報処理部の一例に相当する。

　上述の実施の形態４の光ディスクドライブ（光情報装置）２００を具備した光ディスクサーバ６００は、高ＮＡの対物レンズを効率よく作製でき、高ＮＡの対物レンズを大量生産することが可能であり、高ＮＡの対物レンズを作製するコストも低く抑えることができるという効果を有する。

　なお、上述の実施の形態５～８において図１４～図１７には出力装置３０３，５０３，６０２及び表示装置４０２を示したが、各装置は、出力端子を備えて、出力装置３０３，５０３，６０２及び表示装置４０２を備えず、別売りとする商品形態があり得ることはいうまでもない。また、図１５及び図１６には入力装置は図示していないが、光ディスクプレーヤ４００及び光ディスクレコーダ５００は、キーボード、タッチパネル、マウス及びリモートコントロール装置などの入力装置を具備してもよい。逆に、上述の実施の形態５～８において、入力装置は別売りとして、各装置は、入力端子のみを備える形態も可能である。

　なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

　この構成によれば、対物レンズの一方の光学面である第１面の中心軸と、第１面に対向する対物レンズの他方の光学面である第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中で最大となるコマ収差の次数と、第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中で最大となるコマ収差の次数とは、互いに異なるので、作製した対物レンズのコマ収差を測定し、測定したコマ収差に基づいて、１組の金型の中心軸の相対的な位置ずれ及び相対的な傾きのいずれを修正すべきであるかをより効率的に認識することができる。その結果、１組の金型の相対的な位置関係を修正することができ、収差の少ない対物レンズを効率的に作製することができる。

　また、上記の対物レンズにおいて、前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中で５次のコマ収差が最大であり、前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中で３次のコマ収差が最大であることが好ましい。

　この構成によれば、第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中で５次のコマ収差が最大であり、第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中で３次のコマ収差が最大であるので、作製した対物レンズのコマ収差を測定し、測定したコマ収差に含まれる５次のコマ収差の発生量に基づいて、１組の金型の中心軸の相対位置ずれを修正することができ、測定したコマ収差に含まれる３次のコマ収差の発生量に基づいて、１組の金型の中心軸の相対傾きを修正することができる。

　また、上記の対物レンズにおいて、前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生する３次のコマ収差の発生量は、５次のコマ収差の発生量に比べて１／３以下であることが好ましい。

　この構成によれば、第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生する３次のコマ収差の発生量が、５次のコマ収差の発生量に比べて１／３以下になると、３次のコマ収差が収束スポットに与える影響がほぼなくなるので、３次のコマ収差をほぼ無視して５次のコマ収差に基づいて１組の金型の中心軸の位置ずれに対する修正量を算出することができる。

　また、上記の対物レンズにおいて、前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対傾きによって発生する５次のコマ収差の発生量は、３次のコマ収差の発生量に比べて１／３以下であることが好ましい。

　この構成によれば、第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対傾きによって発生する５次のコマ収差の発生量が、３次のコマ収差の発生量に比べて１／３以下になると、５次のコマ収差が収束スポットに与える影響がほぼなくなるので、５次のコマ収差をほぼ無視して３次のコマ収差に基づいて１組の金型の相対傾きに対する修正量を算出することができる。

　また、上記の対物レンズにおいて、前記第１面には、回折構造が形成され、前記対物レンズは、略０．１ｍｍの厚みを有する第１の光ディスクの基材を通して青色光を前記第１の光ディスクの情報記録面に収束させ、略０．６ｍｍの厚みを有する第２の光ディスクの基材を通して赤色光を前記第２の光ディスクの情報記録面に収束させ、前記赤色光の５次のコマ収差の発生量は、前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生する前記赤色光の３次のコマ収差の発生量に比べて小さいことが好ましい。

　この構成によれば、第１面には、回折構造が形成されている。対物レンズは、略０．１ｍｍの厚みを有する第１の光ディスクの基材を通して青色光を第１の光ディスクの情報記録面に収束させ、略０．６ｍｍの厚みを有する第２の光ディスクの基材を通して赤色光を第２の光ディスクの情報記録面に収束させる。第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生する赤色光の５次のコマ収差の発生量は、赤色光の３次のコマ収差の発生量に比べて小さい。

　したがって、第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対位置ずれ量と、青色光の５次のコマ収差、青色光の３次のコマ収差、赤色光の５次のコマ収差及び赤色光の３次のコマ収差とを予め対応付けることにより、青色光の５次のコマ収差を測定することによって第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対位置ずれ量を推定し、さらに赤色光の３次のコマ収差を推定することができる。その結果、２波長の光に対応した互換対物レンズでありながら、青色光の収差のみを測定すれば青色光と赤色光との両方の収差性能が判明し、検査時間及び検査設備を省くことができる。

　本発明の他の局面に係る対物レンズ作製方法は、青色光を収束させ、０．７５よりも大きい開口数を有する対物レンズを作製する対物レンズ作製方法であって、前記対物レンズは、前記対物レンズの一方の光学面である第１面の中心軸と、前記第１面に対向する前記対物レンズの他方の光学面である第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中でＮ（Ｎは３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中でＭ（ＭはＮとは異なる３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、前記第１面を転写成形する第１の金型と、前記第２面を転写成形する第２の金型との間に材料を注入することによって前記対物レンズを作製するステップと、作製された前記対物レンズのコマ収差を測定するステップと、測定された前記対物レンズの前記Ｎ次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、前記Ｎ次のコマ収差を低減するように前記第１の金型と前記第２の金型との中心軸の相対位置ずれを調整するための位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量を決定するステップと、決定された前記位置ずれ調整方向及び前記位置ずれ調整量に応じて前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくとも一方を移動させるステップとを含む。

　この構成によれば、対物レンズは、対物レンズの一方の光学面である第１面の中心軸と、第１面に対向する対物レンズの他方の光学面である第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中でＮ（Ｎは３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中でＭ（ＭはＮとは異なる３以上の奇数）次のコマ収差が最大である。そして、第１面を転写成形する第１の金型と、第２面を転写成形する第２の金型との間に材料を注入することによって対物レンズが作製される。次に、作製された対物レンズのコマ収差が測定される。次に、測定された対物レンズのＮ次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、Ｎ次のコマ収差を低減するように第１の金型と第２の金型との中心軸の相対位置ずれを調整するための位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量が決定される。次に、決定された位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量に応じて第１の金型及び第２の金型の少なくとも一方が移動される。

　したがって、対物レンズの一方の光学面である第１面の中心軸と、第１面に対向する対物レンズの他方の光学面である第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中で最大となるコマ収差の次数と、第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中で最大となるコマ収差の次数とは、互いに異なるので、作製した対物レンズのコマ収差を測定し、測定したコマ収差に基づいて、１組の金型の中心軸の相対的な位置ずれ及び相対的な傾きのいずれを修正すべきであるかをより効率的に認識することができる。その結果、１組の金型の中心軸の相対位置ずれを修正することができ、収差の少ない対物レンズを効率的に作製することができる。

　また、上記の対物レンズ作製方法において、前記位置ずれ調整方向及び前記位置ずれ調整量に応じて前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくとも一方が移動された後、前記Ｍ次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、前記Ｍ次のコマ収差を低減するように前記第１の金型と前記第２の金型との中心軸の相対傾きを調整するための傾き調整方向及び傾き調整量を決定し、決定された前記傾き調整方向及び前記傾き調整量に応じて前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくとも一方を移動させることが好ましい。

　この構成によれば、位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量に応じて第１の金型及び第２の金型の少なくとも一方が移動された後、Ｍ次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、Ｍ次のコマ収差を低減するように第１の金型と第２の金型との中心軸の相対傾きを調整するための傾き調整方向及び傾き調整量が決定される。そして、決定された傾き調整方向及び傾き調整量に応じて第１の金型及び第２の金型の少なくとも一方が移動される。

　したがって、１組の金型の中心軸の相対傾きを修正することができ、収差の少ない対物レンズを効率的に作製することができる。

　本発明の他の局面に係る対物レンズ作製装置は、青色光を収束させ、０．７５よりも大きい開口数を有する対物レンズを作製する対物レンズ作製装置であって、前記対物レンズは、前記対物レンズの一方の光学面である第１面の中心軸と、前記第１面に対向する前記対物レンズの他方の光学面である第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中でＮ（Ｎは３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中でＭ（ＭはＮとは異なる３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、前記第１面を転写成形する第１の金型と、前記第２面を転写成形する第２の金型との間に材料を注入することによって前記対物レンズを作製する対物レンズ作製部と、前記対物レンズ作製部によって作製された前記対物レンズの前記Ｎ次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、前記Ｎ次のコマ収差を低減するように前記第１の金型と前記第２の金型との中心軸の相対位置ずれを調整するための位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量を決定する決定部と、前記決定部によって決定された前記位置ずれ調整方向及び前記位置ずれ調整量に応じて前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくとも一方を移動させる移動部とを備える。

　本発明の他の局面に係る対物レンズ作製用金型は、上記のいずれかに記載の対物レンズを作製するための対物レンズ作製用金型であって、前記対物レンズの第１面を転写成形する第１の金型と、前記対物レンズの第２面を転写成形する第２の金型とを備え、前記第１の金型及び前記第２の金型のそれぞれは非球面形状又は回折面形状を有している。

　この構成によれば、対物レンズの一方の光学面である第１面の中心軸と、第１面に対向する対物レンズの他方の光学面である第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中で最大となるコマ収差の次数と、第１面の中心軸と第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中で最大となるコマ収差の次数とは、互いに異なるので、作製した対物レンズのコマ収差を測定し、測定したコマ収差に基づいて、第１の金型及び第２の金型の中心軸の相対的な位置ずれ及び相対的な傾きのいずれを修正すべきであるかをより効率的に認識することができる。その結果、第１の金型及び第２の金型の相対的な位置関係を修正することができ、収差の少ない対物レンズを効率的に作製することができる。

　本発明の他の局面に係る光ヘッド装置は、光ビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射される前記光ビームを光情報媒体の記録層上へ集光する、上記のいずれかに記載の対物レンズと、前記光情報媒体の記録層上で反射した前記光ビームを受光し、受光した前記光ビームの光量に応じて電気信号を出力する光検出器とを備える。この構成によれば、上記の対物レンズを光ヘッド装置に適用することができる。

　本発明の他の局面に係る光情報装置は、上記の光ヘッド装置と、光情報媒体を回転させるモータと、前記光ヘッド装置から得られる電気信号に基づいて前記光ヘッド装置と前記モータとを制御する制御回路とを備える。この構成によれば、上記の光ヘッド装置を光情報装置に適用することができる。

　本発明の他の局面に係る情報処理装置は、上記の光情報装置と、前記光情報装置に記録する情報及び／又は前記光情報装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備える。この構成によれば、上記の光情報装置を情報処理装置に適用することができる。

　なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。

　本発明に係る対物レンズ、対物レンズ作製方法、対物レンズ作製装置、対物レンズ作製用金型、光ヘッド装置、光情報装置及び情報処理装置は、例えば光ディスク、光テープ又は光カードなどの光情報媒体に対して情報を記憶、再生又は消去する光ヘッド装置、当該光ヘッド装置に搭載される対物レンズ、当該対物レンズを作製する対物レンズ作製方法、当該対物レンズを作製する対物レンズ作製装置、当該光ヘッド装置を備える光情報装置、及び当該光情報装置を備える情報処理装置に利用することが出来る。また、本発明に係る対物レンズは、光通信、光配線及び顕微鏡などにも、高い開口数（ＮＡ）のレンズとして使用可能である。

Claims

　青色光を収束させ、０．７５よりも大きい開口数を有する対物レンズであって、
　前記対物レンズの一方の光学面である第１面の中心軸と、前記第１面に対向する前記対物レンズの他方の光学面である第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中でＮ（Ｎは３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、
　前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中でＭ（ＭはＮとは異なる３以上の奇数）次のコマ収差が最大であることを特徴とする対物レンズ。
　前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中で５次のコマ収差が最大であり、
　前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中で３次のコマ収差が最大であることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
　前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生する３次のコマ収差の発生量は、５次のコマ収差の発生量に比べて１／３以下であることを特徴とする請求項２記載の対物レンズ。
　前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対傾きによって発生する５次のコマ収差の発生量は、３次のコマ収差の発生量に比べて１／３以下であることを特徴とする請求項２記載の対物レンズ。
　前記第１面には、回折構造が形成され、
　前記対物レンズは、略０．１ｍｍの厚みを有する第１の光ディスクの基材を通して青色光を前記第１の光ディスクの情報記録面に収束させ、略０．６ｍｍの厚みを有する第２の光ディスクの基材を通して赤色光を前記第２の光ディスクの情報記録面に収束させ、
　前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生する前記赤色光の５次のコマ収差の発生量は、前記赤色光の３次のコマ収差の発生量に比べて小さいことを特徴とする請求項１～４記載のいずれかに記載の対物レンズ。
　青色光を収束させ、０．７５よりも大きい開口数を有する対物レンズを作製する対物レンズ作製方法であって、
　前記対物レンズは、前記対物レンズの一方の光学面である第１面の中心軸と、前記第１面に対向する前記対物レンズの他方の光学面である第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中でＮ（Ｎは３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中でＭ（ＭはＮとは異なる３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、
　前記第１面を転写成形する第１の金型と、前記第２面を転写成形する第２の金型との間に材料を注入することによって前記対物レンズを作製するステップと、
　作製された前記対物レンズのコマ収差を測定するステップと、
　測定された前記対物レンズの前記Ｎ次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、前記Ｎ次のコマ収差を低減するように前記第１の金型と前記第２の金型との中心軸の相対位置ずれを調整するための位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量を決定するステップと、
　決定された前記位置ずれ調整方向及び前記位置ずれ調整量に応じて前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくとも一方を移動させるステップとを含むことを特徴とする対物レンズ作製方法。
　前記位置ずれ調整方向及び前記位置ずれ調整量に応じて前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくとも一方が移動された後、前記Ｍ次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、前記Ｍ次のコマ収差を低減するように前記第１の金型と前記第２の金型との中心軸の相対傾きを調整するための傾き調整方向及び傾き調整量を決定し、
　決定された前記傾き調整方向及び前記傾き調整量に応じて前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくとも一方を移動させることを特徴とする請求項６に記載の対物レンズ作製方法。
　青色光を収束させ、０．７５よりも大きい開口数を有する対物レンズを作製する対物レンズ作製装置であって、
　前記対物レンズは、前記対物レンズの一方の光学面である第１面の中心軸と、前記第１面に対向する前記対物レンズの他方の光学面である第２面の中心軸との相対位置ずれによって発生するコマ収差の中でＮ（Ｎは３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、前記第１面の中心軸と前記第２面の中心軸との相対傾きによって発生するコマ収差の中でＭ（ＭはＮとは異なる３以上の奇数）次のコマ収差が最大であり、
　前記第１面を転写成形する第１の金型と、前記第２面を転写成形する第２の金型との間に材料を注入することによって前記対物レンズを作製する対物レンズ作製部と、
　前記対物レンズ作製部によって作製された前記対物レンズの前記Ｎ次のコマ収差の方向と大きさとに基づいて、前記Ｎ次のコマ収差を低減するように前記第１の金型と前記第２の金型との中心軸の相対位置ずれを調整するための位置ずれ調整方向及び位置ずれ調整量を決定する決定部と、
　前記決定部によって決定された前記位置ずれ調整方向及び前記位置ずれ調整量に応じて前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくとも一方を移動させる移動部とを備えることを特徴とする対物レンズ作製装置。
　請求項１～５記載のいずれかに記載の対物レンズを作製するための対物レンズ作製用金型であって、
　前記対物レンズの第１面を転写成形する第１の金型と、
　前記対物レンズの第２面を転写成形する第２の金型とを備え、
　前記第１の金型及び前記第２の金型のそれぞれは非球面形状又は回折面形状を有していることを特徴とする対物レンズ作製用金型。
　光ビームを出射するレーザ光源と、
　前記レーザ光源から出射される前記光ビームを光情報媒体の記録層上へ集光する、請求項１～５のいずれかに記載の対物レンズと、
　前記光情報媒体の記録層上で反射した前記光ビームを受光し、受光した前記光ビームの光量に応じて電気信号を出力する光検出器とを備えることを特徴とする光ヘッド装置。
　請求項１０記載の光ヘッド装置と、
　光情報媒体を回転させるモータと、
　前記光ヘッド装置から得られる電気信号に基づいて前記光ヘッド装置と前記モータとを制御する制御回路とを備えることを特徴とする光情報装置。
　請求項１１記載の光情報装置と、
　前記光情報装置に記録する情報及び／又は前記光情報装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備えることを特徴とする情報処理装置。