JP2003279851A - 高開口数単レンズおよびそれを用いた光ヘッド装置、光学情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスクで高記録密度を達成するためにＮ
Ａ０．８から０．９２のような非常に高い開口数のレン
ズが必要であるが、従来２枚構成であった。そのため組
立に困難をともなった。またこれを単レンズで構成する
と軸上、軸外、さらに第１面と第２面の横ずれ時の収差
を良好に補正することが困難であった。 【解決手段】 第１面の曲率を、レンズの焦点距離、屈
折率、バックフォーカスで厳密に規定することにより、
軸上、軸外及びディセンター公差を抑えた単レンズを構
成する。またこのような高開口数のレンズにおいて軸外
１度で２０ｍλから５０ｍλ程度の３次コマ収差を付加
することにより、ディスクの傾きなどにより生じるコマ
収差を補正する際のレンズの傾き角を小さく抑えられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルビデオデ
ィスク、デジタルオーディオディスク、コンピュータ用
の光メモリディスクなどの対物レンズおよび光ヘッドに
関し、特に短波長、高ＮＡに適した対物レンズおよび光
ヘッド装置、光学情報記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクの高密度記録化のためには、
一般に光源の波長を短くするかあるいは対物レンズのＮ
Ａを上げる必要がある。ＤＶＤの光ディスクでは波長６
５０ｎｍ、ＮＡ０．６が用いられているが、さらなる高
密度化を目指して波長４００ｎｍの青色光源を用い、対
物レンズのＮＡを０．８５まで上げることが考えられ
る。このような対物レンズとしては例えば特開平１０−
１２３４１０には２枚構成の対物レンズが開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の光
学系では２枚のレンズを高精度で組み立てる必要があ
り、また環境特性に対しても弱いなどの問題があった。

【０００４】本発明は、従来の問題点を解決するために
なされたものであり、単レンズで高ＮＡレンズを構成す
ることで、組立の必要が無く信頼性に優れた対物レンズ
および光ヘッド装置、光学情報記録再生装置を提供する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の高開口数単レンズは、少なくとも片面が非
球面である単レンズであって、下記の条件を満足する。

【０００６】 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （１） Ｓ−０．０３＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０３ （２） ただし ＮＡ：レンズの開口数 ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基材までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
ｂ＋ｐ９ また上記（２）の条件式は Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （３） の範囲であることが望ましい。

【０００７】また上記（２）の条件式においてＣ１×ｆ
がＳと略等しいことが望ましい。

【０００８】さらに本発明の別の高開口数単レンズは、
少なくとも片面が非球面である単レンズであって、下記
の条件を満足する。

【０００９】 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （１） Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （４） Ｔ−０．０８＜Ｃ２×ｆ＜Ｔ＋０．０８ （５） ただし ＮＡ：レンズの開口数 ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基材までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 Ｃ２：第２面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
ｂ＋ｐ９ ｑ１＝−１８．３６７ ｑ２＝２８．９７３ ｑ３＝−１５．２４８ ｑ４＝７１．３５７ ｑ５＝−１１４．９ ｑ６＝６２．１８４ ｑ７＝−７２．１６９ ｑ８＝１１８．０７４ ｑ９＝−６４．３９１ Ｔ＝（ｑ１・ｆｂ²＋ｑ２・ｆｂ＋ｑ３）ｎ²＋（ｑ４・
ｆｂ²＋ｑ５・ｆｂ＋ｑ６）ｎ＋ｑ７・ｆｂ²＋ｑ８・ｆ
ｂ＋ｑ９ また高開口数単レンズの使用波長は３９０ｎｍから４２
０ｎｍの範囲であることが望ましい。

【００１０】また前記透明基板の厚みは０．１ｍｍであ
ることが望ましい。

【００１１】また、前記単レンズは非晶質ポリオレフィ
ンを材料とすることが望ましい。

【００１２】さらに光ヘッド装置は、光源と、前記光源
から出射した光線を透明基板を通して情報媒体面上に集
光する集光手段と、前記情報媒体で変調された光束を分
離するための光束分離手段と、前記情報媒体で変調され
た光を受光する受光手段を具備し、前記集光手段には上
記した高開口数単レンズを用いる。

【００１３】また少なくとも片面が非球面である単レン
ズであって、下記の条件を満足する高開口数単レンズ。

【００１４】 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （６） ２０＜ＣＦ＜５０ （７） ただし ＮＡ：レンズの開口数 ＣＦ：画角１度の入射光線に対する波面収差の３次のコ
マ収差成分の最小二乗誤差（単位：ｍλ） また上記単レンズは、少なくとも片面が非球面である単
レンズであって、下記の条件を満足することが望まし
い。

【００１５】 Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （８） ただし ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基板までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
ｂ＋ｐ９ また光ヘッド装置は、光源と、前記光源から出射した光
線を透明基板を通して情報媒体面上に集光する集光手段
と、前記情報媒体で変調された光束を分離するための光
束分離手段と、前記情報媒体で変調された光を受光する
受光手段を具備し、前記透明基板が傾いた時に生じるコ
マ収差を前記集光手段を傾けることによって低減するよ
う構成され、前記集光手段は上記したレンズを用いる。

【００１６】また少なくとも片面が非球面である単レン
ズであって、下記の条件を満足することを特徴とする高
開口数単レンズ。

【００１７】 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （９） １．１＜ＣＬ／ＣＤ＜１．５ （１０） ただし ＣＤ：透明基板が傾いたときに単位角度あたりに発生す
る波面収差の３次のコマ収差成分の最小二乗誤差（単位
はｍλ） ＣＬ：単レンズが傾いたときに単位角度あたりに発生す
る波面収差の３次のコマ収差成分の最小二乗誤差（単
位：ｍλ） また上記単レンズは、少なくとも片面が非球面である単
レンズであって、下記の条件を満足することが望まし
い。

【００１８】 Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （１１） ただし ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基板までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
ｂ＋ｐ９ また光ヘッド装置は、光源と、前記光源から出射した光
線を透明基板を通して情報媒体面上に集光する集光手段
と、前記情報媒体で変調された光束を分離するための光
束分離手段と、前記情報媒体で変調された光を受光する
受光手段を具備し、前記透明基板が傾いた時に生じるコ
マ収差を前記集光手段を傾けることによって低減するよ
うに構成され、前記集光手段は上記した単レンズを用い
る。

【００１９】また、本発明の光学情報記録再生装置は上
記単レンズならびに光ヘッド装置を用いて、光ディスク
基板の情報媒体面上に情報を記録し、あるいは再生す
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以上のように、本発明の高開口数
単レンズは、単レンズでありながらＮＡ０．８からＮＡ
０．９２のような高い開口数を持ち、光ディスクの対物
レンズとして使えるような回折限界の性能を確保でき
る。したがって軸上収差はもちろんのこと、斜め光線に
対する収差も十分に補正されている。また第１面と第２
面が互いに横ずれした場合のいわゆるディセンター公差
も必要十分に補正されている。

【００２１】さらに光ディスクの傾きによって生じるコ
マ収差を、光ヘッド全体でなく対物レンズのみを傾ける
ことによって補正する場合にも適している。すなわち、
軸外にコマ収差を最適な量だけ付加することによって、
光ディスクが傾くことによって生じるコマ収差を補正す
るためのレンズの傾き量を減らすことができ、コマ収差
補正時のトータルの収差を低減することができる。

【００２２】以下、本発明の高開口数単レンズについ
て、図面を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本発
明の光ディスク用対物レンズの構成を示す構成図であ
る。図１において入射光線１は対物レンズ２に入射し、
光ディスク３の裏面の情報媒体面４に集光する。

【００２３】次に、本発明の高開口数単レンズの具体的
な数値例を示す。なお、以下の各実施例において、以下
に示す符号を共通とする。ただし対物レンズの第１面は
光源側の面、第２面はディスク側の面とする。また光デ
ィスクは平行平板とする。さらに設計波長を４０５ｎｍ
とし、光ディスクの厚みは０．１ｍｍ、屈折率はいずれ
も１．６１７３６とした。

【００２４】ｆ：対物レンズの焦点距離 ＮＡ：対物レンズのＮＡ Ｒ１：対物レンズの第１面の曲率半径 Ｒ２：対物レンズの第２面の曲率半径 ｄ：対物レンズのレンズ厚み ｎ：対物レンズの屈折率 ｆｂ：対物レンズの第１面から光ディスクまでの距離 また、非球面形状は、以下の（数１）で与えられる。

【００２５】

【数１】

【００２６】ただし各符号の意味は以下の通りである。

【００２７】 Ｘ：光軸からの高さが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 Ｃｊ：対物レンズの第ｊ面の非球面頂点の曲率（Ｃｊ＝
１／Ｒｊ） Ｋｊ：対物レンズの第ｊ面の円錐定数 Ａｊ，ｎ：対物レンズの第ｊ面のｎ次の非球面係数 ただし ｊ＝１，２ また、パラメータＳとＴを以下のように定義する。

【００２８】 Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
ｂ＋ｐ９ Ｔ＝（ｑ１・ｆｂ²＋ｑ２・ｆｂ＋ｑ３）ｎ²＋（ｑ４・
ｆｂ²＋ｑ５・ｆｂ＋ｑ６）ｎ＋ｑ７・ｆｂ²＋ｑ８・ｆ
ｂ＋ｑ９ ただし ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ ｑ１＝−１８．３６７ ｑ２＝２８．９７３ ｑ３＝−１５．２４８ ｑ４＝７１．３５７ ｑ５＝−１１４．９ ｑ６＝６２．１８４ ｑ７＝−７２．１６９ ｑ８＝１１８．０７４ ｑ９＝−６４．３９１ ＮＡが０．８を超えるような場合、これを単レンズで実
現するのは非常に困難となる。

【００２９】 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （１） レンズのＮＡが（１）式の下限を超えると高密度記録が
できない。一方上限を超えると単レンズで所望の性能を
出すことが困難となる。とはいえ（１）式のような条件
下においてはレンズのパワー配置すなわち第１面の曲
率、第２面の曲率は非常に厳密に決定しなければ良好な
収差は得られない。

【００３０】 Ｓ−０．０３＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０３ （２） したがって（２）式に示すように、所望のレンズの焦点
距離、バックフォーカス、屈折率が決まると第１面の曲
率は非常に狭い範囲に限定される。（２）式の上限ある
いは下限を超えると軸外性能と第１面および第２面のデ
ィセンター公差の緩和を両立できなくなる。

【００３１】 Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （３） 望ましくは（３）式の範囲であるほうがより軸外性能と
第１面および第２面のディセンター公差の緩和を両立で
きる。さらに望ましくはＳとＣ１×ｆが略等しいことに
より、より軸外性能と第１面および第２面のディセンタ
ー公差の緩和を両立できる。

【００３２】さらに第２面の曲率については Ｔ−０．０８＜Ｃ２×ｆ＜Ｔ＋０．０８ （５） の条件を満足することにより、（３）式の条件とあわせ
て、軸外性能と第１面および第２面のディセンター公差
の緩和を両立できる。

【００３３】また使用波長は３９０ｎｍから４２０ｎｍ
の範囲であることにより下限を超えると透過率の観点か
ら使用できる材料が限定される。また上限を超えると記
録密度を上げることができなくなる。

【００３４】（実施例１）実施例１の対物レンズの具体
的数値を以下に示す。

【００３５】ｆ＝２．００ ＮＡ＝０．８５ Ｒ１＝１．７５１２０１ Ｒ２＝−２．５４２６０８ ｄ＝３．２７６４９１ ｎ＝１．７７８５５６ ｆｂ＝０．３００ Ｋ１＝−０．７６５６６６３ Ａ１，４＝０．００９１４７４２７５ Ａ１，６＝０．０００７８８４８２６４ Ａ１，８＝０．０００２３８６０２２７ Ａ１，１０＝−４．９８４３０６２×１０^-5 Ａ１，１２＝−１．５９９９２８２×１０^-5 Ａ１，１４＝１．９３１２８５６×１０^-5 Ａ１，１６＝−５．６７７４９０５×１０^-6 Ｋ２＝−１７２．９７８４ Ａ２，４＝０．２２２７５２８７ Ａ２，６＝−０．５９４３１７７ Ａ２，８＝−０．５４４７６５７ Ａ２，１０＝２．６４９４１１ Ａ２，１２＝ ６．３７２５８７３ Ａ２，１４＝−２９．３６９６９７ Ａ２，１６＝ ２７．３４４８３６ Ｃ１×ｆ＝１．１４２１ Ｃ２×ｆ＝−０．７８６６ 本実施例での上記に定義したパラメータＳとＴの値はそ
れぞれ以下のようになり、上記したＣ１×ｆ、Ｃ２×ｆ
とそれぞれ良い一致を示している。

【００３６】Ｓ＝１．１４２０７３ Ｔ＝−０．７１８６２ 本実施例の収差図を図２に示す。図２（ａ）は波面収差
を、図２（ｂ）は正弦条件を表す。また本実施例の軸外
性能を図３に示す。さらに光ディスクが０．７度傾いた
時に対物レンズのみを傾けたときの波面収差の変化すな
わち対物レンズのあおり特性を図４に示す。

【００３７】図２に示すように波面収差と正弦条件はほ
ぼ完全に補正されている。図３に示す軸外性能では、コ
マ収差も良好に補正されている。図４に示すレンズのあ
おり特性ではレンズが約０．６度傾いた時に最も波面収
差が小さくなっており、その時の残存収差、特に非点収
差は１０ｍλ以下に抑制されている。なお本実施例にお
いて第１面と第２面が１μｍディセンターした時の波面
収差は１１．４ｍλである。

【００３８】（実施例２）実施例２の対物レンズの具体
的数値を以下に示す。

【００３９】ｆ＝２．００ ＮＡ＝０．８５ Ｒ１＝１．５９７６１８ Ｒ２＝−２．６５１６４４ ｄ＝２．９８０７４ ｎ＝１．７０１２３１ ｆｂ＝０．４００ Ｋ１＝−０．７６６７０３８ Ａ１，４＝０．０１０２６４０４９ Ａ１，６＝０．００３９７６２９１７ Ａ１，８＝−０．００４７６８３９７７ Ａ１，１０＝０．００５０４２７８７１ Ａ１，１２＝−０．００２７７４７３１１ Ａ１，１４＝０．０００７７９３４４９３ Ａ１，１６＝−８．９９７６０５４×１０^-5 Ｋ２＝−１４．４４７９１ Ａ２，４＝０．７１９２５１４４ Ａ２，６＝−３．１６９９７３１ Ａ２，８＝９．５０８２６３３ Ａ２，１０＝−１９．１０１８６１ Ａ２，１２＝２３．６７０９３３ Ａ２，１４＝−１６．２０９４３７ Ａ２，１６＝４．６７１３８４８ Ｃ１×ｆ＝１．２５１９ Ｃ２×ｆ＝−０．７５４３ 本実施例での上記に定義したパラメータＳとＴの値はそ
れぞれ以下のようになり、上記したＣ１×ｆ、Ｃ２×ｆ
とそれぞれ良い一致を示している。

【００４０】Ｓ＝１．２６２４ Ｔ＝−０．７７９ 本実施例の収差図を図５に示す。図５（ａ）は波面収差
を、図５（ｂ）は正弦条件を表す。また本実施例の軸外
性能を図６に示す。さらに光ディスクが０．７度傾いた
時に対物レンズのみを傾けたときの波面収差の変化すな
わちあおり特性を図７に示す。

【００４１】図５に示すように波面収差と正弦条件はほ
ぼ完全に補正されている。図６に示す軸外性能では、コ
マ収差も良好に補正されている。図７に示すレンズのあ
おり特性ではレンズが約０．５５度傾いた時に最も波面
収差が小さくなっており、その時の残存収差、特に非点
収差も１０ｍλ程度に抑制されている。なお本実施例に
おいて第１面と第２面が１μｍディセンターした時の波
面収差は１３．６ｍλである。

【００４２】（実施例３）実施例３の対物レンズの具体
的数値を以下に示す。

【００４３】ｆ＝２．００ ＮＡ＝０．８５ Ｒ１＝１．２５４５３８ Ｒ２＝−２．５６３３３ ｄ＝２．１６９５３６ ｎ＝１．５２３３１ ｆｂ＝０．７５０ Ｋ１＝−０．６７６２４２８ Ａ１，４＝０．０１１２２０２１１ Ａ１，６＝０．０００３８９２７８９７ Ａ１，８＝０．００３２６８８１３５ Ａ１，１０＝−０．００１２４１９５１６ Ａ１，１２＝７．６００３０９４×１０^-5 Ａ１，１４＝０．０００２２９３２６１ Ａ１，１６＝−５．８８６２１６２×１０^-5 Ｋ２＝−２９．４７３４３ Ａ２，４＝０．０７７４７３７２２ Ａ２，６＝−０．０５０３４８４０２ Ａ２，８＝０．０１５３３９８３２ Ａ２，１０＝−０．００１９０７９２９９ Ｃ１×ｆ＝１．５９４２ Ｃ２×ｆ＝−０．７８０２４ 本実施例での上記に定義したパラメータＳとＴの値はそ
れぞれ以下のようになり、上記したＣ１×ｆ、Ｃ２×ｆ
とそれぞれ良い一致を示している。

【００４４】Ｓ＝１．５９５６ Ｔ＝−０．７６６３ 本実施例の収差図を図８に示す。図８（ａ）は波面収差
を、図８（ｂ）は正弦条件を表す。また本実施例の軸外
性能を図９に示す。さらに光ディスクが０．７度傾いた
時に対物レンズのみを傾けたときの波面収差の変化すな
わちあおり特性を図１０に示す。

【００４５】図８に示すように波面収差と正弦条件はほ
ぼ良好に補正されている。図９に示す軸外性能では、コ
マ収差も良好に補正されている。図１０に示すレンズの
あおり特性ではレンズが約０．５度傾いた時に最も波面
収差が小さくなっており、その時の残存収差は約３０ｍ
λ、非点収差は約２０ｍλに抑制されている。なお本実
施例において第１面と第２面が１μｍディセンターした
時の波面収差は３５．２ｍλである。

【００４６】また本実施例では非晶質ポリオレフィン材
料（商品名ゼオネクス）を用いて設計した。この材料で
は他の樹脂材料と比較して波長４００ｎｍ付近での透過
率が良好でさらに同波長帯域の光線を照射しても材料の
劣化例えば透過率の低減が生じない。より具体的には光
ディスク用の対物レンズとして用いる際には１４ｍＷ／
ｍｍ²のパワー密度を持った波長３９０ｎｍから４２０
ｎｍのレーザ光線を２０００Ｈ以上照射した際に透過率
低下が５％以内でなくてはならずこれらの条件に適合し
た樹脂材料として非晶質ポリオレフィンが必要となる。
またガラス材料に比較して比重が低く軽量のレンズがで
き、射出成形により高精度なレンズを大量に作ることも
可能となる。

【００４７】次に上記した対物レンズを搭載した光ヘッ
ドについて説明する。図１１は光ヘッドの構成図であ
る。半導体レーザ５から出射した光線はホログラム６を
透過しコリメートレンズ７で平行光となる。さらにミラ
ー８で光線の向きを変え対物レンズ９に入射する。対物
レンズ９は光ディスク１０の情報記録媒体面１１に微小
スポットを集光する。情報媒体面１１で変調された光は
対物レンズ９へ戻り、ミラー８で反射され、コリメート
レンズ７を透過しホログラム６で回折されフォトディテ
クター１２に達する。フォトディテクター１２では情報
媒体面の情報を再生する。また書き込み時は半導体レー
ザ５の出射パワーを変調することで情報記録媒体面１１
に情報を書き込むことができる。

【００４８】ここで光ディスク１０がディスクのそりな
どによって対物レンズの光軸に対して傾くとコマ収差が
発生し、記録再生特性が劣化する。そこで上記した対物
レンズでは図１１（ｂ）に示すように光ヘッド全体をデ
ィスクの傾きに合わせて傾けることが望ましい。

【００４９】また上記した対物レンズを図１２に示すよ
うなアクチュエータに搭載することも可能である。アク
チュエータは固定部１３、可動部１４、サスペンション
ワイヤー１５からなり、可動部１４には対物レンズ１６
が固定されている。本図面にはマグネットと磁気ヨーク
の磁気回路は図示していないが対物レンズをトラッキン
グ方向とフォーカシング方向と傾き方向に移動させるこ
とができる。図１３（ａ）に示すように、このようなア
クチュエータに対物レンズを搭載した場合は、光ヘッド
全体を傾ける必要が無く図１３（ｂ）に示すように可動
部１７にホールドした対物レンズ１８のみをディスク１
９の傾きに応じて傾けてやればよい。

【００５０】次に本発明の別の実施の形態について述べ
る。本発明の対物レンズは ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （６） ２０＜ＣＦ＜５０ （７） の条件を満足する。ここでＣＦは画角１度の入射光線に
対する波面収差の３次のコマ収差成分の最小二乗誤差
（単位：ｍλ）である。

【００５１】レンズのＮＡが（６）式の下限を超えると
高密度記録ができない。一方上限を超えると単レンズで
所望の性能を出すことが困難となる。一方軸外性能の一
つである軸外コマ収差は従来できるだけ少ない方が良い
とされていた。しかし（６）式に示すような高ＮＡの単
レンズにおいては従来のよりＮＡの低いレンズのように
余裕を持った軸外性能を達成することが困難である。図
１３（ｂ）に示すようにディスクの傾きに応じて対物レ
ンズを傾けると対物レンズには軸外の光線が入射するこ
とになる。したがってディスクの傾き量が増加するほど
レンズの傾き量も増加して、軸外性能による収差性能の
劣化が生じる。そこで（７）式に示すように軸外性能に
おいてコマ収差をわざと発生させることによりディスク
の傾きに対するレンズの傾き量を減らすことが可能とな
り軸外性能による収差性能劣化を抑えることができる。
（７）式の下限を超えるとレンズの傾き量を抑える効果
が薄いため、軸外性能による収差劣化が生じる。一方上
限を超えると軸外でのコマ収差発生量が増加するため、
例えば通常のフォーカシングやトラッキング時にレンズ
が移動した時わずかでも傾きが発生するとコマ収差が発
生してしまう。

【００５２】また Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （８） ただし ｆ：レンズの焦点距離 ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基板までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
ｂ＋ｐ９ の条件を満足することにより軸外性能と第１面および第
２面のディセンター公差の緩和を両立できる。

【００５３】また使用波長は３９０ｎｍから４２０ｎｍ
の範囲であることにより下限を超えると透過率の観点か
ら使用できる材料が限定される。また上限を超えると記
録密度を上げることができなくなる。

【００５４】また、本実施例は １．１＜ＣＬ／ＣＤ＜１．５ （１０） ただし、 ＣＤ：透明基板が傾いたときに単位角度あたりに発生す
る波面収差の３次のコマ収差成分の最小二乗誤差（単位
はｍλ） ＣＬ：単レンズが傾いたときに単位角度あたりに発生す
る波面収差の３次のコマ収差成分の最小二乗誤差（単
位：ｍλ） を満足する。ここでＣＤは対物レンズのＮＡ、波長、透
明基板の厚みなどによって決まるパラメータである。Ｃ
Ｌはレンズの設計によって変化させることができる。
（１０）式の下限を超えるとレンズの傾き量を抑える効
果が薄いため、軸外性能による収差劣化が生じる。一方
上限を超えると軸外でのコマ収差発生量が増加するた
め、例えば通常のフォーカシングやトラッキング時にレ
ンズが移動した時わずかでも傾きが発生するとコマ収差
が発生してしまう。

【００５５】また Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （１１） ただし ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基板までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
ｂ＋ｐ９ の条件を満足することにより軸外性能と第１面および第
２面のディセンター公差の緩和を両立できる。

【００５６】また使用波長は３９０ｎｍから４２０ｎｍ
の範囲であることにより下限を超えると透過率の観点か
ら使用できる材料が限定される。また上限を超えると記
録密度を上げることができなくなる。

【００５７】（実施例４）実施例４の対物レンズの具体
的数値を以下に示す。

【００５８】ｆ＝２．００ ＮＡ＝０．８５ Ｒ１＝１．５３２０１２ Ｒ２＝３６．６５７６ ｄ＝２．１５ ｎ＝１．７７８５５６ ｆｂ＝０．７０９５ Ｋ１＝−０．４４４７００８ Ａ１，４＝０．０００７１０４６８９ Ａ１，６＝０．００２３５２０４５５ Ａ１，８＝−０．００４２５４７４３５ Ａ１，１０＝０．００４７０１７９１ Ａ１，１２＝−０．００２７８１５０３ Ａ１，１４＝０．０００８３３６１２２６ Ａ１，１６＝−０．０００１０６５４７３８ Ｋ２＝０．０ Ａ２，４＝０．０５７３３０１１４ Ａ２，６＝０．０４０８６２７４４ Ａ２，８＝−０．２７８１４９８ Ａ２，１０＝０．４４５９８８３８ Ａ２，１２＝−０．３８０５６３８１ Ａ２，１４＝０．１７１６１２９ Ａ２，１６＝−０．０３１９７６７０６ Ｃ１×ｆ＝１．３０５４７ 本実施例での上記に定義したパラメータＳの値は以下の
ようになり、上記したＣ１×ｆと良い一致を示してい
る。

【００５９】Ｓ＝１．３０５６９ 本実施例での上記に定義したパラメータＣＦ、ＣＬ、Ｃ
Ｄの値はそれぞれ以下のようになる。

【００６０】ＣＦ＝３１．２ ＣＬ＝１２８．７ ＣＤ＝９８．７ ＣＬ／ＣＤ＝１．３０３ 本実施例の収差図を図１４に示す。図１４（ａ）は波球
面収差を、図１４（ｂ）は正弦条件を表す。また本実施
例の軸外性能を図１５に示す。さらに光ディスクが０．
７度傾いた時に対物レンズのみを傾けたときの波面収差
の変化すなわちあおり特性を図１６に示す。

【００６１】図１４に示すように波面収差はほぼ完全に
補正されている。正弦条件は軸外性能にコマ収差が出る
ためやや補正不足である。図１５に示す軸外性能では、
画角１度においてコマ収差が約３０ｍλ発生している。
図１６に示すレンズのあおり特性ではレンズが約０．４
５度傾いた時に最も波面収差が小さくなっており、その
時の残存収差、特に非点収差は２０ｍλ以下に抑制され
ている。なお本実施例において第１面と第２面が１μｍ
ディセンターした時の波面収差は１９．１ｍλである。

【００６２】（実施例５）実施例５の対物レンズの具体
的数値を以下に示す。

【００６３】ｆ＝２．００ ＮＡ＝０．８５ Ｒ１＝１．５９８０６３ Ｒ２＝５．８６９１６５ ｄ＝１．９１４０９７ ｎ＝１．９０５２４３ ｆｂ＝０．８００ Ｋ１＝−０．４１７３８５８ Ａ１，４＝０．００１１６４８９９６ Ａ１，６＝０．００３１４２１００３ Ａ１，８＝−０．００４６９４４６８２ Ａ１，１０＝０．００４７６６９５６１ Ａ１，１２＝−０．００２７７７１１８４ Ａ１，１４＝０．０００８４１３４９６８ Ａ１，１６＝−０．０００１０５７５２５１ Ｋ２＝０．０ Ａ２，４＝０．０２１６９７５９１ Ａ２，６＝０．０５２８４７６１６ Ａ２，８＝−０．２６８６５４ Ａ２，１０＝０．４７３９０５５２ Ａ２，１２＝−０．４３８７０９６４ Ａ２，１４＝０．２０６６４１１５ Ａ２，１６＝−０．０３９０８６８９４ Ｃ１×ｆ＝１．２５１５ 本実施例での上記に定義したパラメータＳの値は以下の
ようになり、上記したＣ１×ｆと良い一致を示してい
る。

【００６４】Ｓ＝１．２４９２ 本実施例での上記に定義したパラメータＣＦ、ＣＬ、Ｃ
Ｄの値はそれぞれ以下のようになる。

【００６５】ＣＦ＝３２．３ ＣＬ＝１３８．９ ＣＤ＝１０６．７ ＣＬ／ＣＤ＝１．３０２ 本実施例の収差図を図１７に示す。図１７（ａ）は波面
収差を、図１７（ｂ）は正弦条件を表す。また本実施例
の軸外性能を図１８に示す。さらに光ディスクが０．７
度傾いた時に対物レンズのみを傾けたときの波面収差の
変化すなわちあおり特性を図１９に示す。

【００６６】図１７に示すように波面収差はほぼ完全に
補正されている。正弦条件は軸外性能にコマ収差が出る
ため補正不足となっている。図１８に示す軸外性能で
は、画角１度においてコマ収差が約３０ｍλ発生してい
る。図１９に示すレンズのあおり特性ではレンズが約
０．４５度傾いた時に最も波面収差が小さくなってお
り、その時の残存収差、特に非点収差は２０ｍλ以下に
抑制されている。なお本実施例において第１面と第２面
が１μｍディセンターした時の波面収差は２２．７ｍλ
である。

【００６７】（実施例６）実施例６の対物レンズの具体
的数値を以下に示す。

【００６８】ｆ＝２．００ ＮＡ＝０．８５ Ｒ１＝１．３７０６２７ Ｒ２＝−１．６５９９９ ｄ＝２．７７５２２３ ｎ＝１．５５８８２６５７ ｆｂ＝０．４８６４３２７ Ｋ１＝−０．７０３１２３３ Ａ１，４＝０．０１１１０３８９６ Ａ１，６＝０．０００４３１５５１７１ Ａ１，８＝０．００２４３０８４８６ Ａ１，１０＝−０．０００３６２０２０６２ Ａ１，１２＝−０．０００６０９２４６６６ Ａ１，１４＝０．０００４０７８７８９ Ａ１，１６＝７．６０９１５３９×１０^-5 Ｋ２＝−１２．５８４９５ Ａ２，４＝０．５１６２０５７８ Ａ２，６＝−１．５３４９１４９ Ａ２，８＝３．１０４２８８ Ａ２，１０＝−４．２９０３０５２ Ａ２，１２＝３．７２３１９２５ Ａ２，１４＝−１．８０３８１５６ Ａ２，１６＝０．３６９９６６５９ Ｃ１×ｆ＝１．４５９１９ 本実施例での上記に定義したパラメータＳの値は以下の
ようになり、上記したＣ１×ｆと良い一致を示してい
る。

【００６９】Ｓ＝１．４６３７９ 本実施例での上記に定義したパラメータＣＦ、ＣＬ、Ｃ
Ｄの値はそれぞれ以下のようになる。

【００７０】ＣＦ＝２６．４ ＣＬ＝１３０．０ ＣＤ＝１０８．４ ＣＬ／ＣＤ＝１．１９９ 本実施例の収差図を図２０に示す。図２０（ａ）は波面
収差を、図２０（ｂ）は正弦条件を表す。また本実施例
の軸外性能を図２１に示す。さらに光ディスクが０．７
度傾いた時に対物レンズのみを傾けたときの波面収差の
変化すなわちあおり特性を図２２に示す。

【００７１】図２０に示すように波面収差はほぼ完全に
補正されている。正弦条件は軸外性能にコマ収差が出る
ため完全には補正されていない。図２１に示す軸外性能
では、画角１度においてコマ収差が約２５ｍλ発生して
いる。図２２に示すレンズのあおり特性ではレンズが約
０．５度傾いた時に最も波面収差が小さくなっており、
その時の残存収差、特に非点収差は１０ｍλ程度に抑制
されている。なお本実施例において第１面と第２面が１
μｍディセンターした時の波面収差は２４．１ｍλであ
る。

【００７２】また本実施例では非晶質ポリオレフィン材
料（商品名アペル）を用いて設計した。この材料では他
の樹脂材料と比較して波長４００ｎｍ付近での透過率が
良好でさらに同波長帯域の光線を照射しても材料の劣化
例えば透過率の低減が生じない。より具体的には光ディ
スク用の対物レンズとして用いる際には１４ｍＷ／ｍｍ
²のパワー密度を持った波長３９０ｎｍから４２０ｎｍ
のレーザ光線を２０００Ｈ以上照射した際に透過率低下
が５％以内でなくてはならず、これらの条件に適合した
樹脂材料として非晶質ポリオレフィンが必要となる。ま
たガラス材料に比較して比重が低く軽量のレンズがで
き、射出成形により高精度なレンズを大量に作ることも
可能となる。

【００７３】次に上記した実施例４乃至６の対物レンズ
を搭載した光ヘッドについて説明する。図１１は光ヘッ
ドの構成図である。半導体レーザ５から出射した光線は
ホログラム６を透過しコリメートレンズ７で平行光とな
る。さらにミラー８で光線の向きを変え対物レンズ９に
入射する。対物レンズ９は光ディスク１０の情報記録媒
体面１１に微小スポットを集光する。情報媒体面１１で
変調された光は対物レンズ９へ戻り、ミラー８で反射さ
れ、コリメートレンズ７を透過しホログラム６で回折さ
れフォトディテクター１２に達する。フォトディテクタ
ー１２では情報媒体面の情報を再生する。また書き込み
時は半導体レーザ５の出射パワーを変調することで情報
記録媒体面１１に情報を書き込むことができる。

【００７４】次に上記した対物レンズを搭載した光ヘッ
ドの基本的な構成は図１１で説明したとおりであり、図
１１（ｂ）に示すように光ヘッド全体を傾けて光ディス
クの傾きを補正することも可能である。一方対物レンズ
を図１２に示すようなアクチュエータに搭載した場合
は、光ヘッド全体を傾ける必要が無く図１３（ｃ）に示
すように可動部１７にホールドした対物レンズ１８のみ
をディスク１９の傾きに応じて傾けてやればよい。ただ
し上記した実施例においては対物レンズの軸外性能でコ
マ収差を発生させているため、ディスクの傾きに対して
対物レンズを傾ける量は少なくてすむ。したがってレン
ズに斜め光線が入射した時の波面収差の劣化も低く抑え
ることが可能となる。

【００７５】なお上記に示した実施例において、基材厚
みを０．１ｍｍとしたがさらに厚くとも薄くともあるい
は基材厚みが０であっても良い。また実施例においては
対物レンズにはすべて平行光が入射するとしたが、収束
光、あるいは発散光が入射しても良い。

【００７６】

【発明の効果】以上のように、本発明の高開口数単レン
ズは、少なくとも片面が非球面である単レンズであっ
て、 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （１） Ｓ−０．０３＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０３ （２） ただし ＮＡ：レンズの開口数 ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基材までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
ｂ＋ｐ９ の条件を満足するように構成されているので、高ＮＡで
ありながら単レンズで構成でき、しかも軸外性能および
第１面と第２面がディセンターした時の収差劣化を抑え
ることができる。

【００７７】また上記（２）の条件式を Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （３） の範囲であるよう構成することでより軸外性能が良好で
かつ第１面と第２面がディセンターした時の収差劣化を
抑えることができる。

【００７８】また上記（２）の条件式においてＣ１×ｆ
がＳと略等しく構成することでさらに軸外性能が良好で
かつ第１面と第２面がディセンターした時の収差劣化を
抑えることができる。

【００７９】また少なくとも片面が非球面である単レン
ズであって、 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （１） Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （４） Ｔ−０．０８＜Ｃ２×ｆ＜Ｔ＋０．０８ （５） ただし ＮＡ：レンズの開口数 ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基材までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 Ｃ２：第２面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
ｂ＋ｐ９ ｑ１＝−１８．３６７ ｑ２＝２８．９７３ ｑ３＝−１５．２４８ ｑ４＝７１．３５７ ｑ５＝−１１４．９ ｑ６＝６２．１８４ ｑ７＝−７２．１６９ ｑ８＝１１８．０７４ ｑ９＝−６４．３９１ Ｔ＝（ｑ１・ｆｂ²＋ｑ２・ｆｂ＋ｑ３）ｎ²＋（ｑ４・
ｆｂ²＋ｑ５・ｆｂ＋ｑ６）ｎ＋ｑ７・ｆｂ²＋ｑ８・ｆ
ｂ＋ｑ９ の条件を満足するよう構成することでさらに軸外性能が
良好でかつ第１面と第２面がディセンターした時の収差
劣化を抑えることができる。

【００８０】また単レンズを非晶質ポリオレフィンを材
料とすることで、他の樹脂材料と比較して波長４００ｎ
ｍ付近での透過率が良好でさらに同波長帯域の光線を照
射しても材料の劣化例えば透過率の低減が生じない。ま
たガラス材料に比較して比重が低く軽量のレンズがで
き、射出成形により高精度なレンズを大量に作ることも
可能となる。

【００８１】また光源と、前記光源から出射した光線を
透明基板を通して情報媒体面上に集光する集光手段と、
前記情報媒体で変調された光束を分離するための光束分
離手段と、前記情報媒体で変調された光を受光する受光
手段を具備し、前記集光手段に上記した対物レンズを用
いるよう光ヘッド装置を構成することで、書き込み再生
特性が良好でかつ軽量の光ヘッドが実現できる。

【００８２】また少なくとも片面が非球面である単レン
ズであって、 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （６） ２０＜ＣＦ＜５０ （７） ただし ＮＡ：レンズの開口数 ＣＦ：画角１度の入射光線に対する波面収差の３次のコ
マ収差成分の最小二乗誤差（単位：ｍλ） の条件を満足するよう構成することで、光ディスクが傾
いた時に発生するコマ収差を対物レンズを傾けることで
補正する際に、対物レンズの傾き量を減らすことが可能
となり軸外性能による収差性能劣化を抑えることができ
る。

【００８３】また上記単レンズを少なくとも片面が非球
面である単レンズであって、 Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （８） ただし ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基板までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
ｂ＋ｐ９ の条件を満足するよう構成することで、ディスクの傾き
に対するレンズの傾き量を減らすことが可能となり軸外
性能による収差性能劣化を抑えることができるとともに
単レンズにより高開口数のレンズを構成でき、軸上及び
軸外の収差性能を良好に保つだけでなく第１面と第２面
のディセンター公差も緩和することができる。

【００８４】また前記単レンズを非晶質ポリオレフィン
を材料とすることで、他の樹脂材料と比較して波長４０
０ｎｍ付近での透過率が良好でさらに同波長帯域の光線
を照射しても材料の劣化例えば透過率の低減が生じな
い。またガラス材料に比較して比重が低く軽量のレンズ
ができ、射出成形により高精度なレンズを大量に作るこ
とも可能となる。

【００８５】また光源と、前記光源から出射した光線を
透明基板を通して情報媒体面上に集光する集光手段と、
前記情報媒体で変調された光束を分離するための光束分
離手段と、前記情報媒体で変調された光を受光する受光
手段を具備し、前記透明基板が傾いた時に生じるコマ収
差を前記集光手段を傾けることによって低減する光ヘッ
ド装置であって、前記集光手段を上記対物レンズで構成
することで、ＮＡが０．８を超えるレンズであってもレ
ンズのみを傾けてコマ収差を補正でき、さらに対物レン
ズの傾き量が従来より小さいため収差性能の劣化が抑え
られる。

【００８６】また少なくとも片面が非球面である単レン
ズであって、 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （９） １．１＜ＣＬ／ＣＤ＜１．５ （１０） ただし、 ＣＤ：透明基板が傾いたときに単位角度あたりに発生す
る波面収差の３次のコマ収差成分の最小二乗誤差（単位
はｍλ） ＣＬ：単レンズが傾いたときに単位角度あたりに発生す
る波面収差の３次のコマ収差成分の最小二乗誤差（単
位：ｍλ） の条件を満足するよう構成することで、光ディスクが傾
いた時に発生するコマ収差を対物レンズを傾けることで
補正する際に、対物レンズの傾き量を減らすことが可能
となり軸外性能による収差性能劣化を抑えることができ
る。

【００８７】また上記単レンズは、少なくとも片面が非
球面である単レンズであって、 Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （１１） ただし ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基板までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
ｂ＋ｐ９ の条件を満足するよう構成することで、ディスクの傾き
に対するレンズの傾き量を減らすことが可能となり軸外
性能による収差性能劣化を抑えることができるとともに
単レンズにより高開口数のレンズを構成でき、軸上及び
軸外の収差性能を良好に保つだけでなく第１面と第２面
のディセンター公差も緩和することができる。

【００８８】また単レンズは非晶質ポリオレフィンを材
料とすることで、他の樹脂材料と比較して波長４００ｎ
ｍ付近での透過率が良好でさらに同波長帯域の光線を照
射しても材料の劣化例えば透過率の低減が生じない。ま
たガラス材料に比較して比重が低く軽量のレンズがで
き、射出成形により高精度なレンズを大量に作ることも
可能となる。

【００８９】また光源と、前記光源から出射した光線を
透明基板を通して情報媒体面上に集光する集光手段と、
前記情報媒体で変調された光束を分離するための光束分
離手段と、前記情報媒体で変調された光を受光する受光
手段を具備し、前記透明基板が傾いた時に生じるコマ収
差を前記集光手段を傾けることによって低減する光ヘッ
ド装置であって、前記集光手段は上記単レンズとするこ
とでＮＡが０．８を超えるレンズであってもレンズのみ
を傾けてコマ収差を補正でき、さらに対物レンズの傾き
量が従来より小さいため収差性能の劣化が抑えられる。

【００９０】また、上記と同等な効果を持った光学情報
記録再生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高開口数単レンズの一構成例を示す光
路図

【図２】本発明の高開口数単レンズの実施例１における
収差図

【図３】本発明の高開口数単レンズの実施例１における
軸外収差の特性図

【図４】本発明の高開口数単レンズの実施例１における
レンズのあおり特性図

【図５】本発明の高開口数単レンズの実施例２における
収差図

【図６】本発明の高開口数単レンズの実施例２における
軸外収差の特性図

【図７】本発明の高開口数単レンズの実施例２における
レンズのあおり特性図

【図８】本発明の高開口数単レンズの実施例３における
収差図

【図９】本発明の高開口数単レンズの実施例３における
軸外収差の特性図

【図１０】本発明の高開口数単レンズの実施例３におけ
るレンズのあおり特性図

【図１１】本発明の光ヘッド装置および情報記録再生装
置の構成図

【図１２】本発明の光ヘッド装置のアクチュエータの構
成図

【図１３】本発明の光ヘッド装置におけるアクチュエー
タによるレンズあおりの構成図

【図１４】本発明の高開口数単レンズの実施例４におけ
る収差図

【図１５】本発明の高開口数単レンズの実施例４におけ
る軸外収差の特性図

【図１６】本発明の高開口数単レンズの実施例４におけ
るレンズのあおり特性図

【図１７】本発明の高開口数単レンズの実施例５におけ
る収差図

【図１８】本発明の高開口数単レンズの実施例５におけ
る軸外収差の特性図

【図１９】本発明の高開口数単レンズの実施例５におけ
るレンズのあおり特性図

【図２０】本発明の高開口数単レンズの実施例６におけ
る収差図

【図２１】本発明の高開口数単レンズの実施例６におけ
る軸外収差の特性図

【図２２】本発明の高開口数単レンズの実施例６におけ
るレンズのあおり特性図

【符号の説明】

１ 入射光線 ２ 対物レンズ ３ 光ディスク ４ 情報媒体面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金馬 慶明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山形 道弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 笹埜 智彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H087 KA13 PA01 PA17 PB01 QA02 QA06 QA07 QA12 QA14 QA32 QA34 RA05 RA12 RA13 RA42 UA01 5D118 AA16 BA01 CD04 DC03 EA01 FA29 5D119 AA11 AA22 AA38 AA40 BA01 EB02 EC01 EC02 EC04 EC16 EC27 FA05 JA44 JB01 JB02 JB03 JB06 5D789 AA11 AA22 AA38 AA40 BA01 EB02 EC01 EC02 EC04 EC16 EC27 FA05 JA44 JB01 JB02 JB03 JB06

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも片面が非球面である単レンズ
   であって、下記の条件を満足する高開口数単レンズ。 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （１） Ｓ−０．０３＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０３ （２） ただし ＮＡ：レンズの開口数 ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基材までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
   ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
   ｂ＋ｐ９
2. 【請求項２】 上記（２）の条件式が Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （３） の範囲であることを特徴とする請求項１記載の高開口数
   単レンズ。
3. 【請求項３】 上記（２）の条件式においてＣ１×ｆが
   Ｓと略等しいことを特徴とする請求項１記載の高開口数
   単レンズ。
4. 【請求項４】 少なくとも片面が非球面である単レンズ
   であって、下記の条件を満足する高開口数単レンズ。 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （１） Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （４） Ｔ−０．０８＜Ｃ２×ｆ＜Ｔ＋０．０８ （５） ただし ＮＡ：レンズの開口数 ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基材までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 Ｃ２：第２面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
   ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
   ｂ＋ｐ９ ｑ１＝−１８．３６７ ｑ２＝２８．９７３ ｑ３＝−１５．２４８ ｑ４＝７１．３５７ ｑ５＝−１１４．９ ｑ６＝６２．１８４ ｑ７＝−７２．１６９ ｑ８＝１１８．０７４ ｑ９＝−６４．３９１ Ｔ＝（ｑ１・ｆｂ²＋ｑ２・ｆｂ＋ｑ３）ｎ²＋（ｑ４・
   ｆｂ²＋ｑ５・ｆｂ＋ｑ６）ｎ＋ｑ７・ｆｂ²＋ｑ８・ｆ
   ｂ＋ｑ９
5. 【請求項５】 前記少なくとも片面が非球面であるレン
   ズの使用波長は３９０ｎｍから４２０ｎｍの範囲である
   ことを特徴とする請求項１乃至４記載の高開口数単レン
   ズ。
6. 【請求項６】 前記透明基板の厚みが０．１ｍｍである
   ことを特徴とする請求項１乃至４記載の高開口数単レン
   ズ。
7. 【請求項７】 前記単レンズは非晶質ポリオレフィンを
   材料とすることを特徴とする請求項１乃至６記載の高開
   口数単レンズ。
8. 【請求項８】 光源と、前記光源から出射した光線を透
   明基板を通して情報媒体面上に集光する集光手段と、前
   記情報媒体で変調された光束を分離するための光束分離
   手段と、前記情報媒体で変調された光を受光する受光手
   段を具備し、前記集光手段に請求項１乃至７記載の高開
   口数単レンズを用いたことを特徴とする光ヘッド装置。
9. 【請求項９】 少なくとも片面が非球面である単レンズ
   であって、下記の条件を満足する高開口数単レンズ。 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （６） ２０＜ＣＦ＜５０ （７） ただし ＮＡ：レンズの開口数 ＣＦ：画角１度の入射光線に対する波面収差の３次のコ
   マ収差成分の最小二乗誤差（単位：ｍλ）
10. 【請求項１０】 上記単レンズは、少なくとも片面が非
    球面である単レンズであって、下記の条件を満足するこ
    とを特徴とする請求項９記載の高開口数単レンズ。 Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （８） ただし ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基板までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
    ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
    ｂ＋ｐ９
11. 【請求項１１】 前記少なくとも片面が非球面であるレ
    ンズの使用波長は３９０ｎｍから４２０ｎｍの範囲であ
    ることを特徴とする請求項９乃至１０記載の高開口数単
    レンズ。
12. 【請求項１２】 前記透明基板の厚みが０．１ｍｍであ
    ることを特徴とする請求項９乃至１０記載の高開口数単
    レンズ。
13. 【請求項１３】 前記単レンズは非晶質ポリオレフィン
    を材料とすることを特徴とする請求項９乃至１０記載の
    高開口数単レンズ。
14. 【請求項１４】 光源と、前記光源から出射した光線を
    透明基板を通して情報媒体面上に集光する集光手段と、
    前記情報媒体で変調された光束を分離するための光束分
    離手段と、前記情報媒体で変調された光を受光する受光
    手段を具備し、前記透明基板が傾いた時に生じるコマ収
    差を前記集光手段を傾けることによって低減する光ヘッ
    ド装置であって、前記集光手段は請求項９乃至１３記載
    の単レンズであることを特徴とする光ヘッド装置。
15. 【請求項１５】 少なくとも片面が非球面である単レン
    ズであって、下記の条件を満足することを特徴とする高
    開口数単レンズ。 ０．８０＜ＮＡ＜０．９２ （９） １．１＜ＣＬ／ＣＤ＜１．５ （１０） ただし ＣＤ：透明基板が傾いたときに単位角度あたりに発生す
    る波面収差の３次のコマ収差成分の最小二乗誤差（単位
    はｍλ） ＣＬ：単レンズが傾いたときに単位角度あたりに発生す
    る波面収差の３次のコマ収差成分の最小二乗誤差（単
    位：ｍλ）
16. 【請求項１６】 上記単レンズは、少なくとも片面が非
    球面である単レンズであって、下記の条件を満足するこ
    とを特徴とする請求項１５記載の高開口数単レンズ。 Ｓ−０．０１＜Ｃ１×ｆ＜Ｓ＋０．０１ （１１） ただし ｆ：レンズの焦点距離 ｄ：レンズ厚み ｎ：レンズの屈折率 光源側の面を第１面、反対側の面を第２面とし ｆｂ：第２面側から透明基板までの距離 Ｃ１：第１面の曲率 ｐ１＝−３．３１６ ｐ２＝３．７６６ ｐ３＝０．１５７ ｐ４＝１１．２６９ ｐ５＝−１２．６６７ ｐ６＝−１．６０９ ｐ７＝−９．６９６ ｐ８＝１１．１４７ ｐ９＝３．３６６ Ｓ＝（ｐ１・ｆｂ²＋ｐ２・ｆｂ＋ｐ３）ｎ²＋（ｐ４・
    ｆｂ²＋ｐ５・ｆｂ＋ｐ６）ｎ＋ｐ７・ｆｂ²＋ｐ８・ｆ
    ｂ＋ｐ９
17. 【請求項１７】 前記少なくとも片面が非球面であるレ
    ンズの使用波長は３９０ｎｍから４２０ｎｍの範囲であ
    ることを特徴とする請求項１５乃至１６記載の高開口数
    単レンズ。
18. 【請求項１８】 前記透明基板の厚みが０．１ｍｍであ
    ることを特徴とする請求項１５乃至１６記載の高開口数
    単レンズ。
19. 【請求項１９】 前記単レンズは非晶質ポリオレフィン
    を材料とすることを特徴とする請求項１５乃至１６記載
    の高開口数単レンズ。
20. 【請求項２０】 光源と、前記光源から出射した光線を
    透明基板を通して情報媒体面上に集光する集光手段と、
    前記情報媒体で変調された光束を分離するための光束分
    離手段と、前記情報媒体で変調された光を受光する受光
    手段を具備し、前記透明基板が傾いた時に生じるコマ収
    差を前記集光手段を傾けることによって低減する光ヘッ
    ド装置であって、前記集光手段は請求項１５乃至１９記
    載の単レンズであることを特徴とする光ヘッド装置。
21. 【請求項２１】 請求項１乃至２０の単レンズならびに
    光ヘッド装置を用いて、光ディスク基板の情報媒体面上
    に情報を記録し、あるいは再生する光学情報記録再生装
    置。