【課題を解決するための手段】
【0010】
請求項1に記載の対物レンズは、第1波長λ1(390nm≦λ1≦420nm)の第1光束を射出する第1光源と、第2波長λ2(630nm≦λ2≦670nm)の第2光束を射出する第2光源と、第3波長λ3(760nm≦λ3≦820nm)の第3光束を射出する第3光源とを有し、前記第1光束を用いて厚さがt1の保護基板を有するBDの情報の記録及び/又は再生を行い、前記第2光束を用いて厚さがt2(t1<t2)の保護基板を有するDVDの情報の記録及び/又は再生を行い、前記第3光束を用いて厚さがt3(t2<t3)の保護基板を有するCDの情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる対物レンズであって、
前記対物レンズは単玉であり、前記対物レンズの光学面は、中央領域と、前記中央領域の周りの中間領域と、前記中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有し、
前記対物レンズは、前記中央領域を通過する前記第1光束を、前記BDの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第2光束を、前記DVDの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第3光束を、前記CDの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、
前記対物レンズは、前記中間領域を通過する前記第1光束を、前記BDの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第2光束を、前記DVDの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第3光束を、前記CDの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光せず、
前記対物レンズは、前記周辺領域を通過する前記第1光束を、前記BDの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第2光束を、前記DVDの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光せず、前記周辺領域を通過する前記第3光束を、前記CDの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光せず、
以下の式を満たすことを特徴とする。
2.0≦φ≦3.2 (1)
0.70<NA1<0.95 (2)
0.55<NA2<0.70 (3)
0.40<NA3<0.55 (4)
0.04<t1<0.12 (5)
0.55<t2<0.65 (6)
0.85<t3<1.25 (7)
0.2<WD3 (8)
−0.01<m1<0.01 (9)
−0.01<m2<0.01 (10)
−0.01<m3<0.01 (11)
1.9≦LTCM3(λ1)/LTCM3(λ2)≦10.0 (12)
但し、
φ:前記第1光束における有効径(mm)
NA1:前記第1光束使用時の開口数
NA2:前記第2光束使用時の開口数
NA3:前記第3光束使用時の開口数
t1:BDの保護基板厚さ(mm)
t2:DVDの保護基板厚さ(mm)
t3:CDの保護基板厚さ(mm)
WD3:前記CDの情報の記録及び/又は再生を行う際のワーキングディスタンス(mm)
m1:前記第1光束が前記対物レンズに入射する時の対物レンズの結像倍率
m2:前記第2光束が前記対物レンズに入射する時の対物レンズの結像倍率
m3:前記第3光束が前記対物レンズに入射する時の対物レンズの結像倍率
LTCM3(λ1):前記第1光束使用時に単位角だけチルトした前記対物レンズのレンズチルト3次コマ収差(λrms/deg.)
LTCM3(λ2):前記第2光束使用時に単位角だけチルトした前記対物レンズのレンズチルト3次コマ収差(λrms/deg.)
【0011】
(1)式を満たすような小径の単玉対物レンズであって、(2)〜(7)を満たすように、BD、DVD、CDに対して互換可能に情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置に用いられ、(9)〜(11)を満たす光学系倍率条件下で使用される対物レンズにおいては、光学面が2つしかないため設計的な自由度小さく、BD側の正弦条件を満たすように設計すると、DVD側の正弦条件が大きく崩れてしまうため、結果としてDVD使用時のレンズチルト感度が小さくなるために、スキュー調整がしづらくなる。この点を詳細に説明すると、ここでBDスキュー調整とはBDのコマ収差に対して例えばレンズを傾けることで収差の補正を行なっている。しかしBDに対して上述のようにDVDのレンズチルト感度が小さいということは、レンズを傾けても大きなコマ収差は発生しないことを意味している。そうするとBDスキュー調整後であってもDVD使用時には十分な補正をすることができず大きな残留コマ収差が発生することになる。よってスキュー調整を行いにくくなる。また、(1)式を満たすような小径の単玉対物レンズにおいては、CD使用時のワーキングディスタンスを確保する為、CD使用時の回折パワーを強くする必要があるが、この事によってもDVD使用時のレンズチルト感度が小さくなるために、やはりスキュー調整がしづらくなる。そこで、本発明においては、(12)式を満たすように、BD側とDVD側の正弦条件をバランスさせる設計とすることで、BD使用時のレンズチルト感度と、DVD使用時のレンズチルト感度のバランスを良好なものとし、小径の対物レンズであってもDVDにおけるスキュー調整を可能としているのである。
【0012】
レンズチルト時のコマ収差は、BD/DVDともに同じ方向に発生するため、スキュー調整という観点では、成形による残留コマ収差は、BD/DVDで同じ方向を向いていることが好ましいが、実際に成形した対物レンズにおいて、必ずしも成形による残留コマ収差が同じ方向を向いているとは限らない。
【0013】
詳細は後述するが、(12)式を満たしていれば、BDスキュー調整後のDVD残留コマ収差を、0.03λrmsより小さくできる。(12)式の値が下限より小さくなると、スキュー調整後のDVD残留コマ収差が、0.03λrmsより大きくなる恐れがあるため好ましくない。また、(12)の式の値が下限より小さくなると、(1)式を満たす小径の対物レンズにおいて性能を確保することが困難となる。一方、(12)式の値が上限より大きくなると、LTCM3(λ2)が小さくなりすぎてしまい、前記DVDの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生時のチルト補正が効かなくなってしまうため、例えばディスクを傾けることにより調整を行うといった方法も行いにくくなり、光ピックアップ装置において取り扱いが困難となってしまう。
【0014】
尚、LTCM3(λ2)を十分に確保すると言う意味においては、以下の式を満たすのがより好ましい。特に以下の(12’’’)式のように上限を4.0とすることでLTCM3(λ2)を十分に確保することができる。
1.9≦LTCM3(λ1)/LTCM3(λ2)≦5.5 (12’)
更に好ましくは、以下の式を満たすことである。
1.9≦LTCM3(λ1)/LTCM3(λ2)≦5.0 (12’’)
1.9≦LTCM3(λ1)/LTCM3(λ2)≦4.0 (12’’’)
【0015】
請求項2に記載の対物レンズは、請求項1に記載の発明において、以下の式を満たすことを特徴とする。
0.002≦CM(λ2)≦0.03 (30)
但し、
CM(λ2):DVDの残留コマ収差(λrms)
【0016】
前記(30)式の範囲内であることで、DVD使用時において例えばディスクチルトによる補正を行う場合であっても、過度な傾斜による調整を行わなくても補正をすることができる。(30)式の上限以上であると収差が大きくなるため補正が困難になり、下限以下であるとBDのコマ収差が大きくなってしまう。
【0017】
請求項3に記載の対物レンズは、請求項1又は2に記載の発明において、前記中央領域は第1光路差付与構造を有し、前記第1光路差付与構造は、互いに逆向きのブレーズ型である第1基礎構造と第2基礎構造とを少なくとも重ね合わせた構造であり、
前記中間領域は第2光路差付与構造を有し、
前記第2光路差付与構造は、互いに逆向きのブレーズ型である第3基礎構造と第4基礎構造とを少なくとも重ね合わせた構造であることを特徴とする。
【0018】
前記第1光路差付与構造と前記第2光路差付与構造とを、このような構成とすることで、局所的に高段差が生じることを抑制でき、全体的に段差が低くなることから、光路差付与構造の輪帯数が多くなりがちな3互換用対物レンズを成形する金型の加工や、成形性の観点からも有利である。
【0019】
請求項4に記載の対物レンズは、請求項3に記載の発明において、前記第1基礎構造は、前記第1基礎構造を通過した第1光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第1基礎構造を通過した第2光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第1基礎構造を通過した第3光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第2基礎構造は、前記第2基礎構造を通過した第1光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第2基礎構造を通過した第2光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第2基礎構造を通過した第3光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第3基礎構造は、前記第3基礎構造を通過した第1光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第3基礎構造を通過した第2光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、
前記第4基礎構造は、前記第4基礎構造を通過した第1光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第4基礎構造を通過した第2光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすることを特徴とする。
【0020】
これにより光路差付与構造の段差を低くできるので、波長変化や温度変化が生じたときの回折効率の変動を小さく抑えることができ、金型の加工や成形性の観点からはさらに有利となる。
【0021】
請求項5に記載の対物レンズは、請求項3又は4に記載の発明において、前記第2光路差付与構造は、少なくとも第3基礎構造と第4基礎構造と第5基礎構造を重ね合わせた構造であり、前記第5基礎構造は、前記第5基礎構造を通過した第1光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第5基礎構造を通過した第2光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、前記第5基礎構造を通過した第3光束の±1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすることを特徴とする。
【0022】
これにより光路差付与構造の段差を低くできるので、波長変化や温度変化が生じたときの回折効率の変動を小さく抑えることができ、金型の加工や成形性の観点からはさらに有利となる。また、CDのフレアをより簡易に、メインの光より遠くへ離すことが可能となる。
【0023】
請求項6に記載の対物レンズは、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、以下の式を満たすことを特徴とする。
0.8≦d/f≦1.5 (13)
但し、
d:前記対物レンズの光軸上の厚さ(mm)
f:前記第1光束における前記対物レンズの焦点距離(mm)
【0024】
BDのような短波長、高NAの光ディスクに対応させる場合、前記対物レンズにおいて、非点収差が発生しやすくなり、偏心コマ収差も発生しやすくなるという課題が生じるが、条件式(13)を満たすことにより非点収差や偏心コマ収差の発生を抑制することが可能となる。
【0025】
請求項7に記載の対物レンズは、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、
0≦CM3(λ1)≦0.030、および、
−0.0150≦CM3(λ2)≦0.0150の場合、以下の式を満たすことを特徴とする。
0.10≦LCAM(BD)≦0.29 (31)
−0.09≦DCAM(DVD)≦0.31 (32)
但し、
CM3(λ1):BDの残留3次コマ収差(λrms)
CM3(λ2):DVDの残留3次コマ収差(λrms)
LCAM(BD):BDのレンズチルト補正量(deg.)
DCAM(DVD):DVDのディスクチルト補正量(deg.)
【0026】
請求項8に記載の対物レンズは、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、
−0.03≦CM3(λ1)≦0、および、
−0.0150≦CM3(λ2)≦0.0150の場合、以下の式を満たすことを特徴とする。
−0.28≦LCAM(BD)≦−0.12 (33)
−0.30≦DCAM(DVD)≦0.10 (34)
但し、
CM3(λ1):BDの残留3次コマ収差(λrms)
CM3(λ2):DVDの残留3次コマ収差(λrms)
LCAM(BD):BDのレンズチルト補正量(deg.)
DCAM(DVD):DVDのディスクチルト補正量(deg.)
【0027】
請求項9に記載の光ピックアップ装置は、請求項1〜8のいずれかに記載の対物レンズを有することを特徴とする。
【0028】
請求項10に記載の光情報記録再生装置は、請求項9に記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする。
【0029】
本発明に係る光ピックアップ装置は、第1光源、第2光源、第3光源の少なくとも3つの光源を有する。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第1光束をBDの情報記録面上に集光させ、第2光束をDVDの情報記録面上に集光させ、第3光束をCDの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、本発明の光ピックアップ装置は、BD、DVD又はCDの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。
【0030】
BDは、厚さがt1の保護基板と情報記録面とを有する。DVDは厚さがt2(t1<t2)の保護基板と情報記録面とを有する。CDは、厚さがt3(t2<t3)の保護基板と情報記録面とを有する。なお、BD、DVD又はCDは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。
【0031】
本明細書において、BDとは、波長390〜420nm程度の光束、NA0.8〜0.9程度の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.05〜0.125mm程度であるBD系列光ディスクの総称であり、単一の情報記録層のみ有するBDや、2層又はそれ以上の情報記録層を有するBD等を含むものである。更に、本明細書においては、DVDとは、NA0.60〜0.67程度の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.6mm程度であるDVD系列光ディスクの総称であり、DVD−ROM、DVD−Video、DVD− Audio、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RW等を含む。また、本明細書においては、CDとは、NA0.45〜0.51程度の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが1.2mm 程度であるCD系列光ディスクの総称であり、CD−ROM、CD−Audio、CD−Video、CD−R、CD−RW等を含む。尚、記録密度については、BDの記録密度が最も高く、次いでDVD、CDの順に低くなる。
【0032】
なお、保護基板の厚さt1、t2、t3に関しては、以下の条件式(5)、(6)、(7)を満たすことが好ましいが、これに限られない。尚、ここで言う、保護基板の厚さとは、光ディスク表面に設けられた保護基板の厚さのことである。即ち、光ディスク表面から、表面に最も近い情報記録面までの保護基板の厚さのことをいう。
0.04mm ≦ t1 ≦ 0.12mm (5)
0.55mm ≦ t2 ≦ 0.65mm (6)
0.85mm ≦ t3 ≦ 1.25mm (7)
【0033】
本明細書において、第1光源、第2光源、第3光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。第1光源から出射される第1光束の第1波長λ1、第2光源から出射される第2光束の第2波長λ2(λ2>λ1)、第3光源から出射される第3光束の第3波長λ3(λ3>λ2)は以下の条件式(14)、(15) を満たすことが好ましい。
1.5・λ1 < λ2 < 1.7・λ1 (14)
1.8・λ1 < λ3 < 2.0・λ1 (15)
【0034】
第1光源の第1波長λ1は390nm以上、420nm以下であって、第2光源の第2波長λ2は630nm以上、670nm以下であって、第3光源の第3波長λ3は760nm以上、820nm以下である。
【0035】
また、第1光源、第2光源、第3光源のうち少なくとも2つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第1光源と第2光源とが1パッケージに固定収納されているようなものをいう。もちろん、第1光源、第2光源及び第3光源を全て1パッケージに固定収納するようにしてもよい。また、光源に加えて、後述する受光素子を1パッケージ化してもよい。
【0036】
受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上のスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物レンズを移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に2つのサブの光検出器を設け、当該2つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。
【0037】
集光光学系は、対物レンズを有する。集光光学系は、対物レンズの他にコリメータ等のカップリングレンズを有していることが好ましい。カップリングレンズとは、対物レンズと光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメータは、カップリングレンズの一種で、コリメータに入射した光を平行光にして出射するレンズである。本明細書において、対物レンズとは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。また、本発明の対物レンズは、単玉のプラスチックレンズであることが好ましい。好ましくは、凸レンズである。また、対物レンズは、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物レンズは、光路差付与構造が設けられるベース面が非球面であることが好ましい。
【0038】
また、対物レンズを構成するプラスチック材料として、環状オレフィン系の樹脂材料等の脂環式炭化水素系重合体材料を使用するのが好ましい。また、当該樹脂材料は、波長405nmに対する温度25℃ での屈折率が1.54乃至1.60の範囲内であって、−5℃から70℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長405nmに対する屈折率変化率dN/dT(℃
-1)が−20×10
-5乃至−5×10
-5(より好ましくは、−10×10
-5乃至−8×10
-5)の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物レンズがプラスチックレンズである場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。
【0039】
脂環式炭化水素系重合体の好ましい例を幾つか、以下に示す。
【0040】
第1の好ましい例は、下記式(I)で表される繰り返し単位〔1〕を含有する重合体ブロック〔A〕と、下記式(1)で表される繰り返し単位〔1〕並びに下記式(II)で表される繰り返し単位〔2〕または/および下記式(III)で表される繰り返し単位〔3〕を含有する重合体ブロック〔B〕とを有し、前記ブロック〔A〕中の繰り返し単位〔1〕のモル分率a(モル%)と、前記ブロック〔B〕中の繰り返し単位〔1〕のモル分率b(モル%)との関係がa>bであるブロック共重合体からなる樹脂組成物である。
【0041】
【化1】
【0042】
(式中、R
1は水素原子、または炭素数1〜20のアルキル基を表し、R
2−R
12はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、ヒドロキシル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、またはハロゲン基である。)
【0043】
【化2】
【0044】
(式中、R
13は、水素原子、または炭素数1〜20のアルキル基を表す。)
【0045】
【化3】
【0046】
(式中、R
14およびR
15はそれぞれ独立に、水素原子、または炭素数1〜20のアルキル基を表す。)
【0047】
次に、第2の好ましい例は、少なくとも炭素原子数2〜20のα−オレフィンと下記一般式(IV)で表される環状オレフィンからなる単量体組成物とを付加重合させることにより得られる重合体(A)と、炭素原子数2〜20のα−オレフィンと下記一般式(V)で表される環状オレフィンからなる単量体組成物とを付加重合させることにより得られる重合体(B)とを含む樹脂組成物である。
【0048】
【化4】
【0049】
〔式中、nは0または1であり、mは0または1以上の整数であり、qは0または1であり、R
1〜R
18、R
a及びR
bは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基であり、R
15〜R
18は互いに結合して単環または多環を形成していてもよく、括弧内の単環または多環が二重結合を有していてもよく、またR
15とR
16と、またはR
17とR
18とでアルキリデン基を形成していてもよい。〕
【0050】
【化5】
【0051】
〔式中、R
19〜R
26はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基である。〕
【0052】
樹脂材料に更なる性能を付加するために、以下のような添加剤を添加してもよい。
【0053】
(安定剤)
フェノール系安定剤、ヒンダードアミン系安定剤、リン系安定剤及びイオウ系安定剤から選ばれた少なくとも1種の安定剤を添加することが好ましい。これらの安定剤を適宜選択し添加することで、例えば、405nmといった短波長の光を継続的に照射した場合の白濁や、屈折率の変動等の光学特性変動をより高度に抑制することができる。
【0054】
好ましいフェノール系安定剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジ−t−アミル−6−(1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル)フェニルアクリレートなどの特開昭63−179953号公報や特開平1−168643号公報に記載されるアクリレート系化合物;オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2′−メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス(メチレン−3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシフェニルプロピオネート))メタン[すなわち、ペンタエリスリメチル−テトラキス(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオネート))]、トリエチレングリコールビス(3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート)などのアルキル置換フェノール系化合物;6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−2,4−ビスオクチルチオ−1,3,5−トリアジン、4−ビスオクチルチオ−1,3,5−トリアジン、2−オクチルチオ−4,6−ビス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−オキシアニリノ)−1,3,5−トリアジンなどのトリアジン基含有フェノール系化合物;などが挙げられる。
【0055】
また、好ましいヒンダードアミン系安定剤としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)スクシネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−オクトキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−ベンジルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−ブチルマロネート、ビス(1−アクロイル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)2,2−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−ブチルマロネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)デカンジオエート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート、4−[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]−1−[2−(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ)エチル]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、2−メチル−2−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)プロピオンアミド、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート等が挙げられる。
【0056】
また、好ましいリン系安定剤としては、一般の樹脂工業で通常使用される物であれば格別な限定はなく、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、10−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイドなどのモノホスファイト系化合物;4,4′−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェニル−ジ−トリデシルホスファイト)、4,4′イソプロピリデン−ビス(フェニル−ジ−アルキル(C12〜C15)ホスファイト)などのジホスファイト系化合物などが挙げられる。これらの中でも、モノホスファイト系化合物が好ましく、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトなどが特に好ましい。
【0057】
また、好ましいイオウ系安定剤としては、例えば、ジラウリル3,3−チオジプロピオネート、ジミリスチル3,3′−チオジプロピピオネート、ジステアリル 3,3−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル3,3−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−(β−ラウリル−チオ)−プロピオネート、3,9−ビス(2−ドデシルチオエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなどが挙げられる。
【0058】
これらの各安定剤の配合量は、本発明の目的を損なわれない範囲で適宜選択されるが、脂環式炭化水素系共重合体100質量部に対して通常0.01〜2質量部、好ましくは0.01〜1質量部であることが好ましい。
【0059】
(界面活性剤)
界面活性剤は、同一分子中に親水基と疎水基とを有する化合物である。界面活性剤は樹脂表面への水分の付着や上記表面からの水分の蒸発の速度を調節することで、樹脂組成物の白濁を防止することが可能となる。
【0060】
界面活性剤の親水基としては、具体的には、ヒドロキシ基、炭素数1以上のヒドロキシアルキル基、ヒドロキシル基、カルボニル基、エステル基、アミノ基、アミド基、アンモニウム塩、チオール、スルホン酸塩、リン酸塩、ポリアルキレングリコール基などが挙げられる。ここで、アミノ基は1級、2級、3級のいずれであってもよい。界面活性剤の疎水基としては、具体的に炭素数6以上のアルキル基、炭素数6以上のアルキル基を有するシリル基、炭素数6以上のフルオロアルキル基などが挙げられる。ここで、炭素数6以上のアルキル基は置換基として芳香環を有していてもよい。アルキル基としては、具体的にヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデセニル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ミリスチル、ステアリル、ラウリル、パルミチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。芳香環としてはフェニル基などが挙げられる。この界面活性剤は、上記のような親水基と疎水基とをそれぞれ同一分子中に少なくとも1個ずつ有していればよく、各基を2個以上有していてもよい。
【0061】
このような界面活性剤としては、より具体的には、例えば、ミリスチルジエタノールアミン、2−ヒドロキシエチル−2−ヒドロキシドデシルアミン、2−ヒドロキシエチル−2−ヒドロキシトリデシルアミン、2−ヒドロキシエチル−2−ヒドロキシテトラデシルアミン、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ジ−2−ヒドロキシエチル−2−ヒドロキシドデシルアミン、アルキル(炭素数8〜18)ベンジルジメチルアンモニウムクロライド、エチレンビスアルキル(炭素数8〜18)アミド、ステアリルジエタノールアミド、ラウリルジエタノールアミド、ミリスチルジエタノールアミド、パルミチルジエタノールアミド、などが挙げられる。これらのうちでも、ヒドロキシアルキル基を有するアミン化合物またはアミド化合物が好ましく用いられる。本発明では、これら化合物を2種以上組合わせて用いてもよい。
【0062】
界面活性剤は、温度、湿度の変動に伴なう成形物の白濁を効果的に抑え、成形物の光透過率を高く維持するという観点から、脂環式炭化水素系重合体100質量部に対して0.01〜10質量部添加されることが好ましい。界面活性剤の添加量は脂環式炭化水素系重合体100質量部に対して0.05〜5質量部とすることがより好ましく、0.3〜3質量部とすることが更に好ましい。
【0063】
(可塑剤)
可塑剤は共重合体のメルトインデックスを調節するため、必要に応じて添加される。
【0064】
可塑剤としては、アジピン酸ビス(2−エチルヘキシル)、アジピン酸ビス(2−ブトキシエチル)、アゼライン酸ビス(2−エチルヘキシル)、ジプロピレングリコールジベンゾエート、クエン酸トリ−n−ブチル、クエン酸トリ−n−ブチルアセチル、エポキシ化大豆油、2−エチルヘキシルエポキシ化トール油、塩素化パラフィン、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリクレジル、リン酸−t−ブチルフェニル、リン酸トリ−2−エチルヘキシルジフェニル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソヘキシル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジシクロヘキシル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル、トリメリット酸トリ−2−エチルヘキシル、Santicizer 278、Paraplex G40、Drapex 334F、Plastolein 9720、Mesamoll、DNODP−610、HB−40等の公知のものが適用可能である。可塑剤の選定及び添加量の決定は、共重合体の透過性や環境変化に対する耐性を損なわないことを条件に適宜行なわれる。
【0065】
これらの樹脂としては、シクロオレフィン樹脂が好適に用いられ、具体的には、日本ゼオン社製のZEONEXや、三井化学社製のAPEL、TOPAS ADVANCED POLYMERS社製のTOPAS、JSR社製ARTONなどが好ましい例として挙げられる。
【0066】
また、対物レンズを構成する材料のアッベ数は、50以上であることが好ましい。
【0067】
対物レンズについて、以下に記載する。対物レンズの少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの中間領域と、中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有すると好ましい。中央領域は、対物レンズの光軸を含む領域であることが好ましいが、光軸を含む微小な領域を未使用領域や特殊な用途の領域とし、その周りを中心領域(中央領域ともいう)としてもよい。中央領域、中間領域、及び周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。
図3に示されるように、中央領域CN、中間領域MD、周辺領域OTは、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。また、対物レンズの中央領域には第一光路差付与構造が設けられ、中間領域には第二光路差付与構造が設けられている。周辺領域は屈折面であってもよいし、周辺領域に第三光路差付与構造が設けられていてもよい。中央領域、中間領域、周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。
【0068】
対物レンズの中央領域は、BD、DVD及びCDの記録/再生に用いられるBD/DVD/CD共用領域と言える。即ち、対物レンズは、中央領域を通過する第1光束を、BDの情報記録面上に情報の記録/再生ができるように集光し、中央領域を通過する第2光束を、DVDの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光し、中央領域を通過する第3光束を、CDの情報記録面上に情報の記録/再生ができるように集光する。また、中央領域に設けられた第1光路差付与構造は、第1光路差付与構造を通過する第1光束及び第2光束に対して、BDの保護基板の厚さt1とDVDの保護基板の厚さt2の違いにより発生する球面収差/第1光束と第2光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。さらに、第1光路差付与構造は、第1光路差付与構造を通過した第1光束及び第3光束に対して、BDの保護基板の厚さt1とCDの保護基板の厚さt3との違いにより発生する球面収差/第1光束と第3光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。
【0069】
対物レンズの中間領域は、BD、DVDの記録/再生に用いられ、CDの記録/再生に用いられないBD/DVD共用領域と言える。即ち、対物レンズは、中間領域を通過する第1光束を、BDの情報記録面上に情報の記録/再生ができるように集光し、中間領域を通過する第2光束を、DVDの情報記録面上に情報の記録/再生ができるように集光する。その一方で、中間領域を通過する第3光束を、CDの情報記録面上に情報の記録/再生ができるように集光しない。対物レンズの中間領域を通過する第3光束は、CDの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。
図4に示すように、対物レンズを通過した第3光束がCDの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸側(又はスポット中心部)から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部SCN、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部SMD、光量密度がスポット中間部よりも高くスポット中心部よりも低いスポット周辺部SOTを有することが好ましい。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録/再生に用いられ、スポット中間部及びスポット周辺部は、光ディスクの情報の記録/再生には用いられない。上記において、このスポット周辺部をフレアと言っている。但し、スポット中心部の周りにスポット中間部が存在せずスポット周辺部があるタイプ、即ち、集光スポットの周りに薄く光が大きなスポットを形成する場合も、そのスポット周辺部をフレアと呼んでもよい。つまり、対物レンズの中間領域を通過した第3光束は、CDの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましいとも言える。
【0070】
対物レンズの周辺領域は、BDの記録/再生に用いられ、DVD及びCDの記録/再生に用いられないBD専用領域と言える。即ち、対物レンズは、周辺領域を通過する第1光束を、BDの情報記録面上に情報の記録/再生ができるように集光する。その一方で、周辺領域を通過する第2光束を、DVDの情報記録面上に情報の記録/再生ができるように集光せず、周辺領域を通過する第3光束を、CDの情報記録面上に情報の記録/再生ができるように集光しない。対物レンズの周辺領域を通過する第2光束及び第3光束は、DVD及びCDの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。つまり、対物レンズの周辺領域を通過した第2光束及び第3光束は、DVD及びCDの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。
【0071】
第1光路差付与構造は、対物レンズの中央領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、第1光路差付与構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第2光路差付与構造は、対物レンズの中間領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、第2光路差付与構造が、中間領域の全面に設けられていることである。周辺領域が第3光路差付与構造を有する場合、第3光路差付与構造は、対物レンズの周辺領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、第3光路差付与構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。
【0072】
なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。本発明の光路差付与構造は回折構造であることが好ましい。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び/又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。また、光路差付与構造を設けた対物レンズが単玉非球面レンズの場合、光軸からの高さによって光束の対物レンズへの入射角が異なるため、光路差付与構造の段差量は各輪帯毎に若干異なることとなる。例えば、対物レンズが単玉非球面の凸レンズである場合、同じ光路差を付与させる光路差付与構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。
【0073】
また、本明細書でいう回折構造とは、段差を有し、回折によって光束を収束あるいは発散させる作用を持たせる構造の総称である。例えば、単位形状が光軸を中心として複数並ぶことによって構成されており、それぞれの単位形状に光束が入射し、透過した光の波面が、隣り合う輪帯毎にズレを起こし、その結果、新たな波面を形成することによって光を収束あるいは発散させるような構造を含むものである。回折構造は、好ましくは段差を複数有し、段差は光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。また、回折構造を設けた対物レンズが単玉非球面レンズの場合、光軸からの高さによって光束の対物レンズへの入射角が異なるため、回折構造の段差量は各輪帯毎に若干異なることとなる。例えば、対物レンズが単玉非球面の凸レンズである場合、同じ回折次数の回折光を発生させる回折構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。
【0074】
ところで、光路差付与構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、光路差付与構造は、一般に、様々な断面形状(光軸を含む面での断面形状)をとり得、光軸を含む断面形状がブレーズ型構造と階段型構造とに大別される。
【0075】
ブレーズ型構造とは、
図5(a)、(b)に示されるように、光路差付与構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、鋸歯状の形状ということである。尚、
図5の例においては、上方が光源側、下方が光ディスク側であって、母非球面としての平面に光路差付与構造が形成されているものとする。ブレーズ型構造において、1つのブレーズ単位の光軸垂直方向の長さをピッチPという。(
図5(a)、(b)参照)また、ブレーズの光軸に平行方向の段差の長さを段差量Bという。(
図5(a)参照)
【0076】
また、階段型構造とは、
図5(c)、(d)に示されるように、光路差付与構造を有する光学素子の光軸を含む断面形状が、小階段状のもの(階段単位と称する)を複数有するということである。尚、本明細書中、「Vレベル」とは、階段型構造の1つの階段単位において光軸垂直方向に対応する(向いた)輪帯状の面(以下、テラス面と称することもある)が、段差によって区分けされV個の輪帯面毎に分割されていることをいい、特に3レベル以上の階段型構造は、小さい段差と大きい段差を有することになる。例えば、
図5(c)に示す光路差付与構造を、5レベルの階段型構造といい、
図5(d)に示す光路差付与構造を、2レベルの階段型構造(バイナリ構造ともいう)という。2レベルの階段型構造について説明する。光軸を中心とした同心円状の複数の輪帯を含み、対物レンズの光軸を含む複数の輪帯の断面の形状は、光軸に平行に延在する複数の段差面Pa、Pbと、隣接する段差面Pa、Pbの光源側端同士を連結する光源側テラス面Pcと、隣接する段差面Pa、Pbの光ディスク側端同士を連結する光ディスク側テラス面Pdとから形成され、光源側テラス面Pcと光ディスク側テラス面Pdとは、光軸に交差する方向に沿って交互に配置される。また、階段型構造において、1つの階段単位の光軸垂直方向の長さをピッチPという(
図5(c)、(d)参照)。また、階段の光軸に平行方向の段差の長さを段差量B1,B2という。3レベル以上の階段型構造の場合、大段差量B1と小段差量B2とが存在することになる(
図5(c)参照)。
【0077】
尚、光路差付与構造は、ある単位形状が周期的に繰り返されている構造であることが好ましい。ここでいう「単位形状が周期的に繰り返されている」とは、同一の形状が同一の周期で繰り返されている形状は当然含む。さらに、周期の1単位となる単位形状が、規則性を持って、周期が徐々に長くなったり、徐々に短くなったりする形状も、「単位形状が周期的に繰り返されている」ものに含まれているとする。
【0078】
光路差付与構造が、ブレーズ型構造を有する場合、単位形状である鋸歯状の形状が繰り返された形状となる。
図5(a)に示されるように、同一の鋸歯状形状が繰り返されてもよいし、
図5(b)に示されるように、光軸から離れる方向に進むに従って、徐々に鋸歯状形状のピッチが長くなっていく形状、又は、ピッチが短くなっていく形状であってもよい。加えて、ある領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸(中心)側とは逆を向いている形状とし、他の領域においては、ブレーズ型構造の段差が光軸(中心)側を向いている形状とし、その間に、ブレーズ型構造の段差の向きを切り替えるために必要な遷移領域が設けられている形状としてもよい。なお、このようにブレーズ型構造の段差の向きを途中で切り替える構造にする場合、輪帯ピッチを広げることが可能となり、光路差付与構造の製造誤差による透過率低下を抑制できる。
【0079】
また、第1光路差付与構造及び第2光路差付与構造は、それぞれ対物レンズの異なる光学面に設けてもよいが、同一の光学面に設けることが好ましい。更に、第3光路差付与構造を設ける場合も、第1光路差付与構造及び第2光路差付与構造と同じ光学面に設けることが好ましい。同一の光学面に設けることにより、製造時の偏芯誤差を少なくすることが可能となるため好ましい。また、第1光路差付与構造、第2光路差付与構造及び第3光路差付与構造は、対物レンズの光ディスク側の面よりも、対物レンズの光源側の面に設けられることが好ましい。別の言い方では、第1光路差付与構造、第2光路差付与構造及び第3光路差付与構造は、対物レンズの曲率半径の絶対値が小さい方の光学面に設けることが好ましい。尚、第1基礎構造と第2基礎構造を重畳せずに、それぞれ異なる光学面に設けることも考えられる。また、第3基礎構造と第4基礎構造、または第3基礎構造と第4基礎構造と第5基礎構造も、同様に重畳せずにそれぞれ異なる光学面に設けることも考えられる。
【0080】
次に、中央領域に設けられると好ましい第1光路差付与構造について説明する。第1光路差付与構造は、少なくとも第1基礎構造と第2基礎構造を重ね合わせた構造であると好ましい。第1光路差付与構造は、第1基礎構造と第2基礎構造のみを重ね合わせた構造であることが好ましい。
【0081】
第1基礎構造は、ブレーズ型構造であると好ましい。また、第1基礎構造は、第1基礎構造を通過した第1光束のX次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第1基礎構造を通過した第2光束のY次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第1基礎構造を通過した第3光束のZ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすると好ましい。Xが奇数であることが好ましい。より好ましくは、X=Y=Z=1を満たすことであり、これを(1/1/1)構造と呼ぶ。特に、低次である1次回折光が発生するようにすると、第1基礎構造の段差量が大きくなり過ぎないため、製造が容易となり、製造誤差に起因する光量ロスを抑えることが出来ると共に、波長変動時の回折効率変動も低減することができるため好ましい。
【0082】
また、少なくとも中央領域の光軸付近に設けられる第1基礎構造は、その段差が光軸とは逆の方向を向いていることが好ましい。「段差が光軸とは逆の方向を向いている」とは、
図6(b)のような状態を言う。また、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第1基礎構造とは、その段差のうち、少なくとも最も光軸に近い段差を言う。好ましくは、少なくとも、光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する第1基礎構造の段差が、光軸とは逆の方向を向いていることである。
【0083】
例えば、中央領域の中間領域付近に設けられる第1基礎構造は、段差が光軸の方向を向いていてもよい。即ち、
図7(b)に示すように、第1基礎構造が光軸付近では段差が光軸とは逆の方向を向いているが、途中で切り替わり、中間領域付近では第1基礎構造の段差が光軸の方を向くような形状としてもよい。但し、好ましくは、中央領域に設けられる第1基礎構造の全ての段差が光軸とは逆の方向を向いていることである。
【0084】
このように、第1基礎構造の段差の向きを光軸と逆方向に向けることにより、BD/DVD/CDの3種類の光ディスクの互換で用いるような軸上厚が厚い厚肉の対物レンズにおいても、CD使用時にワーキングディスタンスを十分確保することが可能となるのである。
【0085】
BD/DVD/CDの3種類の光ディスクの互換で用いるような軸上厚が厚い厚肉の対物レンズにおいても、CD使用時にワーキングディスタンスを十分確保するという観点からは、第1基礎構造が第1光束に対して近軸パワーを持つことが好ましい。ここで、「近軸パワーを持つ」とは、第1基礎構造の光路差関数を後述する数2式で表した場合、B
2が0でないことを意味する。
【0086】
また、第2基礎構造も、ブレーズ型構造であると好ましい。第2基礎構造は、第2基礎構造を通過した第1光束のA次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第1基礎構造を通過した第2光束のB次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第1基礎構造を通過した第3光束のC次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすると好ましい。Aが偶数であることが好ましい。より好ましくは、A=2、B=C=1を満たすことであり、これを(2/1/1)構造と呼ぶ。特に、低次である2次回折光又は1次回折光が発生するようにすると、第2基礎構造の段差量が大きくなり過ぎないため、製造が容易となり、製造誤差に起因する光量ロスを抑えることが出来ると共に、波長変動時の回折効率変動も低減することができるため好ましい。
【0087】
また、少なくとも中央領域の光軸付近に設けられる第2基礎構造は、その段差が光軸の方向を向いていることが好ましい。「段差が光軸の方向を向いている」とは、
図6(a)のような状態を言う。また、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第2基礎構造とは、その段差のうち、少なくとも最も光軸に近い段差を言う。好ましくは、少なくとも光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する第2基礎構造の段差が光軸の方向を向いていることである。
【0088】
例えば、中央領域の中間領域付近に設けられる第2基礎構造は、段差が光軸とは逆の方向を向いていてもよい。即ち、
図7(a)に示すように、第2基礎構造が光軸付近では段差が光軸の方向を向いているが、途中で切り替わり、中間領域付近では第2基礎構造の段差が光軸とは逆の方向を向くような形状としてもよい。但し、好ましくは、中央領域に設けられる第2基礎構造は、全ての段差が光軸の方向を向いていることである。
【0089】
(1/1/1)構造である第1基礎構造と、(2/1/1)構造である第2基礎構造とを重ね合わせた第1光路差付与構造にすると、段差の高さを非常に低くできる。従って、より製造誤差を低減させることが可能となり、光量ロスを更に抑えることが可能となると共に、波長変動時の回折効率の変動をより抑えることが可能となる。
【0090】
さらに、少なくとも中央領域の光軸付近においては段差が光軸とは逆の方向を向いている第1基礎構造と、少なくとも中央領域の光軸付近においては段差が光軸の方向を向いている第2基礎構造を重ね合わせることにより、第1基礎構造と第2基礎構造の段差の向きが同じになるように重ね合わせた場合に比べて、重ね合わせた後の段差の高さが高くなることをより一層抑制でき、それに伴い、製造誤差などに因る光量ロスをより抑えることが可能となると共に、波長変動時の回折効率の変動もより抑えることが可能となる。
【0091】
また、BD/DVD/CDの3種類の光ディスクの互換を可能とするだけでなく、BD/DVD/CDの3種類の何れの光ディスクに対しても、高い光利用効率を維持できる光利用効率のバランスが取れた対物レンズを提供することが好ましい。例えば、波長λ1に対する回折効率を80%以上、波長λ2に対する回折効率を60%以上、波長λ3に対する回折効率を50%以上とする対物レンズを提供することが好ましい。更には、波長λ1に対する回折効率を80%以上、波長λ2に対する回折効率を70%以上、波長λ3に対する回折効率を60%以上とする対物レンズも提供することがより好ましい。加えて、第1基礎構造の段差の向きを光軸と逆方向に向けることにより、波長が長波長側に変動した際に収差をアンダー(補正不足)の方向に変化させることがより容易に行える。尚、
図2にアンダーの球面収差とオーバーの球面収差とを示す。
【0092】
段差が光軸とは逆を向いている第1基礎構造と段差が光軸の方を向いている第2基礎構造とを重ね合わせた後の第1光路差付与構造の形状と段差量という観点から、(1/1/1)構造である第1基礎構造と、(2/1/1)構造である第2基礎構造とを重ね合わせた第1光路差付与構造を以下のように表現することができる。少なくとも中央領域の光軸付近に設けられている第1光路差付与構造は、光軸とは逆の方向を向いている段差と、光軸の方向を向いている段差とを共に有し、光軸とは逆の方向を向いている段差の段差量d11と、光軸の方向を向いている段差の段差量d12とが、以下の条件式(16)、(17)を満たすことが好ましい。より好ましくは、中央領域の全ての領域において、以下の条件式(16)、(17)を満たすことである。尚、光路差付与構造を設けた対物レンズが単玉非球面の凸レンズの場合、光軸からの高さによって光束の対物レンズへの入射角が異なるため、同じ光路差を付与させる光路差付与構造であっても、一般的に光軸から離れる程、段差量が大きくなる傾向となる。下記条件式において上限に1.5を乗じているのは、当該段差量の増加を加味した故である。但し、nは、第1の波長λ1における対物レンズの屈折率を表す。
0.6・(λ1/(n−1))<d11<1.5・(λ1/(n−1)) (16)0.6・(λ1/(n−1))<d12<1.5・(2λ1/(n−1)) (17)
【0093】
尚、「少なくとも中央領域の光軸付近」に設けられる第1光路差付与構造とは、少なくとも光軸に最も近い光軸とは逆の方向を向いている段差と、光軸に最も近い光軸の方向を向いている段差とを共に有する光路差付与構造をいう。好ましくは、少なくとも、光軸から中央領域と中間領域の境界までの光軸直交方向の半分の位置と、光軸との間に存在する段差を有する光路差付与構造である。
【0094】
また、例えば、λ1が390〜415nm(0.390〜0.415μm)であって、nが1.54〜1.60である場合、上記条件式は以下のように表すことが可能となる。
【0095】
0.39μm<d11<1.15μm (18)
0.39μm<d12<2.31μm (19)
【0096】
更に、第1基礎構造と第2基礎構造の重ね合わせ方としては、第2基礎構造の全ての段差の位置と、第1基礎構造の段差の位置を合わせるように基礎構造の形状を微調整するか、第1基礎構造の全ての段差の位置と、第2基礎構造の段差の位置を合わせるように基礎構造の形状を微調整することが好ましい。
【0097】
上述のように第2基礎構造の全ての段差の位置と、第1基礎構造の段差の位置を合わせた場合、第1光路差付与構造のd11、d12は以下の条件式(20)、(21)を満たすことが好ましい。より好ましくは、中央領域の全ての領域において、以下の条件式(20)、(21)を満たすことである。
0.6・(λ1/(n−1))<d11<1.5・(λ1/(n−1)) (20)0.6・(λ1/(n−1))<d12<1.5・(λ1/(n−1)) (21)
【0098】
また、例えば、λ1が390〜415nm(0.390〜0.415μm)であって、nが1.54〜1.60である場合、上記条件式は以下のように表すことが可能となる。
【0099】
0.39μm<d11<1.15μm (22)
0.39μm<d12<1.15μm (23)
【0100】
更に好ましくは、以下の条件式(24)、(25)を満たすことが好ましい。より好ましくは、中央領域の全ての領域において、以下の条件式(24)、(25)を満たすことである。
0.9・(λ1/(n−1))<d11<1.5・(λ1/(n−1)) (24)0.9・(λ1/(n−1))<d12<1.5・(λ1/(n−1)) (25)
【0101】
また、例えば、λ1が390〜415nm(0.390〜0.415μm)であって、nが1.54〜1.60である場合、上記条件式は以下のように表すことが可能となる。
【0102】
0.59μm<d11<1.15μm (26)
0.59μm<d12<1.15μm (27)
【0103】
また、(1/1/1)構造である第1基礎構造において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には、球面収差が補正不足方向(アンダー)に変化し、(2/1/1)構造である第2基礎構造において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には、球面収差が補正不足方向(アンダー)に変化すると好ましい。このような構成により、光ピックアップ装置の温度の上昇により対物レンズの屈折率が変化したような場合には、同じく環境温度の上昇により光源の波長が上昇することを利用して、対物レンズの屈折率の変化による球面収差の変化を補正して、適切な集光スポットを各光ディスクの情報記録面に形成できる。これにより、対物レンズがプラスチック製であっても、温度変化時においても安定した性能を維持できる対物レンズを提供することができる。
【0104】
第2基礎構造に比べて、第1基礎構造の近軸パワーが大きいことが好ましい。つまりは、第1基礎構造の平均ピッチが、第2基礎構造の平均ピッチに比べて小さいことが好ましい。これにより、BD/DVD/CD互換用対物レンズという軸上厚が厚い対物レンズにおいてもCDにおけるワーキングディスタンスを確保できる。更に、色収差を小さくし、光源が高周波重畳を起こしていても、良好な光スポットを形成させ、しかも、光ディスクが複数の情報記録面を有する場合の、迷光の問題を低減させるためには、第1光路差付与構造において、第2基礎構造の光軸に最も近い輪帯1つ分に、第1基礎構造の輪帯が2〜6個(特に好ましくは2〜3個)含まれていることが好ましい。尚、この場合、第2基礎構造の光軸に最も近い「輪帯」と記載しているが、実際は、光軸を含む「円」であることが通常である。従って、ここで言う「光軸に最も近い輪帯」には、円状の形状も含まれる。又、中間領域に最も近い第2基礎構造の1つの輪帯において、第2基礎構造の輪帯1つ分に、第1基礎構造の輪帯が1〜5個(特に好ましくは2〜3個)含まれていることである。
【0105】
尚、
図8(d)に示すように、第1基礎構造と第2基礎構造とをそのまま重畳すると、点線で示すように一部が突出する場合があるが、突出部分の幅が5μm以下と狭ければ、突出した部分を光軸に沿って平行にシフトして、突出部分をなくしても大きな影響がなく、これにより第2基礎構造の1つの輪帯に、第1基礎構造の複数の輪帯が丁度のるようになる(実線参照)。よって、
図8(d)の例では、第2基礎構造の1つの輪帯上に、3つの第1基礎構造の輪帯がのっているものとして扱う。第1基礎構造と第2基礎構造をそのまま重畳した場合に、幅が5μm以下と狭い凹みが発生する場合も同様にして凹みをなくしてもよい。
【0106】
ここで、Δλ(nm)は第1波長の変化量、ΔWD(μm)は第1波長の変化Δλに起因して発生する対物レンズの色収差とすると、以下の式を満たす。
0.3(μm/nm)≦ΔWD/Δλ≦0.6(μm/nm) (28)
【0107】
このような構成とするためには、上述したように、第1光路差付与構造において、第2基礎構造の光軸に最も近い輪帯1つ分に、第1基礎構造の輪帯N1が2〜6個(特に好ましくは2〜3個)含まれるようにすることが好ましい。色収差を上述の範囲にすることによって、BD/DVD/CD互換用対物レンズという軸上厚が厚い対物レンズにおいてもCDにおけるワーキングディスタンスを確保しながら、光ディスクが複数の情報記録面を有する場合の、迷光の問題を低減させることができ、さらにDVD使用時の温度特性及び波長特性を良好にできるため好ましい。又、第2基礎構造における中間領域に最も近い1つの輪帯上に重畳された第1基礎構造の輪帯の数N2は、N1と等しいかN1より小さいことが望ましく、例えば1〜5個重畳されていることがよい。
【0108】
第1基礎構造は正の回折パワーを持つことが好ましく、それによりBD/DVD/CD用の対物レンズといった軸上厚が厚い対物レンズにおいてもCD使用時のワーキングディスタンスを確保できる。また、第2基礎構造は負の回折パワーを持つことが好ましい。このように第1基礎構造と第2基礎構造が共に回折パワーを持つことにより、複数の情報記録面を有する光ディスクを使用した際に、記録再生対象でない情報記録面で反射した不要光を必要光からより遠ざけることが可能となるため好ましい。
【0109】
第1光路差付与構造を通過した第3光束によって、第3光束が形成するスポットの光強度が最も強い第1ベストフォーカス位置と、第3光束が形成するスポットの光強度が次に強い第2ベストフォーカス位置とが、以下の条件式(29)を満たすことが好ましい。なお、ここでいうベストフォーカス位置とは、ビームウェストが、或るデフォーカスの範囲でビームウェストが極小となる位置を指すものである。第1ベストフォーカス位置がCDの記録/再生に用いられる必要光のベストフォーカス位置であり、第2ベストフォーカス位置がCDの記録/再生に用いられない不要光のうち、最も光量が多い光束のベストフォーカス位置である。
0.35≦L/f≦0.70 (29)
但し、f[mm]は、対物レンズの第1光束における焦点距離、L[mm]は、第3光束入射時における第1ベストフォーカスと第2ベストフォーカスの間の距離を指す。
【0110】
以上述べた第1光路差付与構造の好ましい例をいくつか
図8(a)、(b)、(c)として示す。尚、
図8は、便宜上、第1光路差付与構造ODS1が平板状に設けられたものとして示されているが、単玉非球面の凸レンズ上に設けられていてもよい。(2/1/1)回折構造である第2基礎構造BS2に、(1/1/1)回折構造である第1基礎構造BS1が重ねあわされている。
図8(a)においては、第2基礎構造BS2の段差は光軸OAの方向を向いており、第1基礎構造BS1の段差は光軸OAとは逆の方向を向いている。更に、第2基礎構造BS2の全ての段差の位置と、第1基礎構造BS1の段差の位置が合っていることがわかる。次に、
図8(b)においては、第2基礎構造BS2の段差は光軸OAの方向を向いており、第1基礎構造BS1の段差も光軸OAの方向を向いている。更に、第2基礎構造BS2の全ての段差の位置と、第1基礎構造BS1の段差の位置が合っていることがわかる。次に、
図8(c)においては、第1基礎構造BS1の段差は光軸OAと逆の方向を向いており、第2基礎構造BS2の段差も光軸OAと逆の方向を向いている。更に、第2基礎構造BS2の全ての段差の位置と、第1基礎構造BS1の段差の位置が合っていることがわかる。
【0111】
次に、中間領域に設けられると好ましい第2光路差付与構造について説明する。第2光路差付与構造は、少なくとも第3基礎構造と第4基礎構造の2つの基礎構造を重ね合わせた構造であることが好ましい。
【0112】
第3基礎構造も第4基礎構造も、ブレーズ型構造であることが好ましい。また、第3基礎構造は、第3基礎構造を通過した第1光束のL次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3基礎構造を通過した第2光束のM次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすると好ましい。又、第3基礎構造を通過した第3光束のN次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすると好ましい。Lは奇数であることが好ましい。また、L=M=N=1である(1/1/1)構造とすることが好ましい。また、第4基礎構造は、第4基礎構造を通過した第1光束のD次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第4基礎構造を通過した第2光束のE次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくすると好ましい。又、第4基礎構造を通過した第3光束のF次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。Dは偶数であることが好ましい。また、D=2、E=F=1である(2/1/1)構造とすることが好ましい。これにより、少なくとも第3基礎構造と第4基礎構造とを重ね合わせた第2光路差付与構造において、光軸方向の段差量を低減でき、それにより波長変動時の回折効率の低下を抑制できる。また、第1基礎構造と第3基礎構造における最も光強度が高い回折光の次数を一致させ、且つ第2基礎構造と第4基礎構造における最も光強度が高い回折光の次数を一致させると、中央領域と中間領域を通過する光束について、温度や波長変化時においても球面収差を連続と出来、その結果、高次収差の発生を抑えることができるため好ましい。
【0113】
第2光路差付与構造は第3、第4基礎構造に加えて、第5基礎構造を重ね合わせた構造としてもよいが、構造を単純にし、製造誤差による光利用効率の低下を抑えるためにも、第2光路差付与構造は、第3基礎構造及び第4基礎構造のみからなることが好ましい。
【0114】
尚、この時、第5基礎構造は、第5基礎構造を通過した第1光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第5基礎構造を通過した第2光束の0次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第5基礎構造を通過した第3光束のG次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする構造であることが好ましい。この様な第5基礎構造を重ね合わせることにより、対物レンズの中間領域を通過する第1光束、第2光束に悪影響を与えることなく、且つ、中央領域と中間領域との間で位相ずれを生じさせることなく、第3光束のみに、CDの情報記録面上でフレアを光スポットから遠い位置に形成させる作用を容易に与えることが可能となる。
【0115】
好ましくは、Gが±1である。Gが±1である場合に、第5基礎構造は、
図5(d)に示すような2レベルの階段型構造(バイナリ構造とも言う)であることが好ましい。
【0116】
また、第3基礎構造を通過した第1光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3基礎構造を通過した第2光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし((3/2)構造とも言う)、第4基礎構造を通過した第1光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第4基礎構造を通過した第2光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする((2/1)構造とも言う)ようにしてもよい。このような構成であると、BDにおける回折効率をより高めることができる。
【0117】
尚、第3基礎構造と第4基礎構造が、(1/1)構造と(2/1)構造の組み合わせである場合も、(3/2)構造と(2/1)構造の組み合わせである場合も、少なくとも中間領域の、中央領域に最も近い位置に設けられる第3基礎構造は、その段差が光軸とは逆の方向を向いており、少なくとも中間領域の、中央領域に最も近い位置に設けられる第4基礎構造は、その段差が光軸の方向を向いていることが好ましい。より好ましくは、中間領域におけるすべての第3基礎構造の段差が光軸とは逆の方向を向いており、中間領域におけるすべての第4基礎構造の段差が光軸の方向を向いていることである。
【0118】
第3基礎構造において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には球面収差が補正不足(アンダー)方向に変化し、第4基礎構造において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には球面収差が補正不足(アンダー)方向に変化するようにしてもよい。
【0119】
このような構成とすると、第2光路差付与構造においても、光ピックアップ装置の温度上昇により対物レンズの屈折率が変化したような場合には、同じく環境温度の上昇により光源の波長が上昇することを利用して、対物レンズの屈折率の変化による球面収差の劣化を補正するため、環境温度の変化時に、より適切な集光スポットを各光ディスクの情報記録面に形成できる。
【0120】
一方で、第3基礎構造と第4基礎構造のうち一方において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には球面収差が補正不足(アンダー)方向に変化し、その他方において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には球面収差が補正過剰(オーバー)方向に変化するようにしてもよい。
【0121】
第3基礎構造と第4基礎構造のうち一方において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には球面収差が補正不足(アンダー)方向に変化し、その他方において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には球面収差が補正過剰(オーバー)方向に変化するようにすると、対物レンズ全体として、第1光束をBDの情報記録面上に集光する際に、第1光束の波長が+5nm変化した場合の3次球面収差の変化量を、−30mλrms以上、+50mλrms以下にすることができるため好ましい。尚、対物レンズ全体として、第1光束をBDの情報記録面上に集光する際に、第1光束の波長が+5nm変化した場合の3次球面収差の変化量を、−10mλrms以上、+10mλrms以下にすることがより好ましい。尚、対物レンズ全体として、第1光束をBDの情報記録面上に集光する際に、第1光束の波長が+5nm変化した場合の5次球面収差の変化量は、−20mλrms以上、20mλrms以下であることが好ましい。より好ましくは、−10mλrms以上、+10mλrms以下である。
【0122】
このような構成とすると、第3基礎構造と第4基礎構造のうち何れか一方において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には球面収差が補正過剰方向に変化するので、第2光路差付与構造が、第3基礎構造と第4基礎構造のみからなっていても、CD使用時のフレア出しを容易に行うことが出来る。従って、CD使用時のフレア出しを、単純な形状の第2光路差付与構造で行えるため、影の効果による光利用効率の低下を抑制し、更に、製造誤差による光利用効率の低下も抑制し、結果として光利用効率を向上させることが可能となる。尚、これにより中間領域においてはBD使用時の温度特性補正効果が小さくなるが、
図1に示すように、中央領域の第1基礎構造と第2基礎構造が共に長波長において補正不足であるため、温度特性が悪くなりすぎることを防止でき、またBD使用時の波長特性補正効果を大きくすることができる。加えて、DVD使用時においては、DVDの温度特性及び波長特性を共に良好にすることができる。
【0123】
なお、第4基礎構造において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には球面収差が補正不足(アンダー)方向に変化し、第3基礎構造において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には球面収差が補正過剰(オーバー)方向に変化すると、CD使用時にフレアをより遠くに飛ばしやすくできるため、好ましい。
【0124】
更にDVD使用時の波長特性を良好にするために、第2光路差付与構造において、第4基礎構造の中央領域に最も近い輪帯1つ分に、第3基礎構造の輪帯が1〜3個(特に好ましくは2〜3個)含まれていることが好ましい。より好ましくは、第2光路差付与構造において、第4基礎構造の周辺領域に最も近い輪帯1つ分に、第3基礎構造の輪帯が1〜5個(特に好ましくは2〜3個)含まれていることである。
【0125】
周辺構造に第3光路差付与構造を設ける場合、任意の光路差付与構造を設けることが可能である。第3光路差付与構造は、第6基礎構造を有することが好ましい。第6基礎構造は、第6基礎構造を通過した第1光束のP次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第6基礎構造を通過した第2光束のQ次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第6基礎構造を通過した第3光束のR次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする。尚、波長変動時の回折効率の変動を抑えるためにも、Pが5以下であることが好ましい。
【0126】
ここで、
図9に好ましい対物レンズの模式図を示す。光軸OAを含む対物レンズの断面のうち、光軸よりも上半分を示した図である。尚、
図9は、あくまでも模式図であり、実施例に基づいた正確な長さの比率などを表した図面ではない。
【0127】
図9の対物レンズは、中央領域CN、中間領域MD、周辺領域OTを有している。中央領域には第1光路差付与構造ODS1が設けられており、中間領域には第2光路差付与構造ODS2が設けられており、周辺領域には第3光路差付与構造が設けられている。
【0128】
図9の第1光路差付与構造ODS1は、(2/1/1)のブレーズ構造であって段差が光軸の方を向いている第2基礎構造BS2と、(1/1/1)のブレーズ構造であって段差が光軸と逆の方を向いている第1基礎構造BS1とが重畳した構造となっている。
図9においては、第2基礎構造BS2は3輪帯であり、第2基礎構造BS2における光軸に最も近い輪帯(円状)上に、第1基礎構造BS1の輪帯が4個含まれている。また、第2基礎構造BS2における中間領域に最も近い1つの輪帯に、第1基礎構造BS1の輪帯が2個含まれている。
【0129】
図9の第2光路差付与構造ODS2は、(2/1/1)のブレーズ構造であって段差が光軸の方を向いている第4基礎構造BS4と、(1/1/1)のブレーズ構造であって段差が光軸と逆の方を向いている第3基礎構造BS3とが重畳した構造となっている。
図9においては、第4基礎構造BS4は3輪帯であり、第4基礎構造BS4における中央領域に最も近い輪帯上に、第3基礎構造BS3の輪帯が3個含まれている。また、第4基礎構造BS4における周辺領域に最も近い1つの輪帯に、第3基礎構造BS3の輪帯が1個含まれている。
【0130】
図9の第3光路差付与構造ODS3は、(2/1/1)のブレーズ構造であって段差が光軸の方を向いている第6基礎構造BS6のみからなっている。
【0131】
BDに対して情報を再生/記録するために必要な対物レンズの像側開口数をNA1とし、DVDに対して情報を再生/記録するために必要な対物レンズの像側開口数をNA2(NA1>NA2)とし、CDに対して情報を再生/記録するために必要な対物レンズの像側開口数をNA3(NA2>NA3)とする。NA1は、0.70より大きく、0.95より小さいことが好ましく、より好ましくは、0.8以上、0.9以下である。特にNA1は0.85であることが好ましい。NA2は、0.55より大きく、0.7より小さいことが好ましい。特にNA2は0.60又は0.65であることが好ましい。また、NA3は、0.4より大きく、0.55より小さいことが好ましい。特にNA3は0.45又は0.53であることが好ましい。
【0132】
対物レンズの中央領域と中間領域の境界は、第3光束の使用時において、0.9・NA3以上、1.2・NA3以下(より好ましくは、0.95・NA3以上、1.15・NA3以下)の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの中央領域と中間領域の境界が、NA3に相当する部分に形成されていることである。また、対物レンズの中間領域と周辺領域の境界は、第2光束の使用時において、0.9・NA2以上、1.2・NA2以下(より好ましくは、0.95・NA2以上、1.15・NA2以下)の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの中間領域と周辺領域の境界が、NA2に相当する部分に形成されていることである。
【0133】
対物レンズを通過した第3光束をCDの情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも1箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第3光束の使用時において、0.9・NA3以上、1.2・NA3以下(より好ましくは、0.95・NA3以上、1.15・NA3以下)の範囲に存在することが好ましい。
【0134】
また、対物レンズは、以下の条件式(13)を満たすことが好ましい。
0.8≦d/f≦1.5 (13)
但し、dは、対物レンズの光軸上の厚さ(mm)を表し、fは、第1光束における対物レンズの焦点距離(mm)を表す。
【0135】
BDのような短波長、高NAの光ディスクに対応させる場合、対物レンズにおいて、非点収差が発生しやすくなり、偏心コマ収差も発生しやすくなるという課題が生じるが、条件式(13)を満たすことにより非点収差や偏心コマ収差の発生を抑制することが可能となる。
【0136】
また、対物レンズの軸上厚が厚めの厚肉対物レンズになるため、CDの記録/再生時におけるワーキングディスタンスが短くなりがちになるため、条件式(13)の上限の値を超えないことが好ましい。
【0137】
薄型の光ピックアップ装置に適した対物レンズとする為に、対物レンズのBD使用時の有効径φ(mm)が以下の条件式(1)を満たすことが好ましい。
2.0≦φ≦3.2 (1)
より好ましくは、条件式(1’)を満たすことである。
2.0≦φ≦3.0 (1’)
【0138】
条件式(1)や(1’)を満たすような小径の対物レンズは、以下条件式(12)を満たすことが好ましい。
1.9≦LTCM3(λ1)/LTCM3(λ2)≦10.0 (12)
尚、LTCM3(λ1)は、第1光束使用時に単位角だけチルトした対物レンズのレンズチルト3次コマ収差(λrms/deg.)を示し、LTCM3(λ2)は、第2光束使用時に単位角だけチルトした対物レンズのレンズチルト3次コマ収差(λrms/deg.)を示す。
【0139】
尚、LTCM3(λ2)を十分に確保すると言う意味においては、以下の式を満たすのがより好ましい。
1.9≦LTCM3(λ1)/LTCM3(λ2)≦5.5 (12’)
更に好ましくは、以下の式を満たすことである。
1.9≦LTCM3(λ1)/LTCM3(λ2)≦5.0 (12’’)
【0140】
対物レンズの残留コマ収差を補正する為にスキュー調整を行う場合、第1光束に基づいてスキュー調整を行う事と、第2光束に基づいてスキュー調整を行うことが考えられる。仮に、第2光束に基づいてスキュー調整を行った場合、第2光束に対する対物レンズのレンズチルト感度が、第1光束に対するレンズチルト感度より小さい為、大きなレンズチルト量が必要となり、スキュー調整後に、第1光束におけるコマ収差が大きくなりがちとなる、と言った課題が生じる恐れがある。この課題を解決するためには、対物レンズの残留コマ収差自体を非常に小さくすることが考えられるが、BD/DVD/CDの3互換用対物レンズは、偏心誤差感度が大きくなりがちであるため、残留コマ収差を非常に小さくしようとすると、歩留まりが悪過ぎて量産として成立しない恐れが高くなってしまう。したがって、ピックアップ装置の組み立て時には第1光束に基づいてスキュー調整を行い、第2光束に対しては情報の記録及び/又は再生時にチルト補正を行うことが好ましい。
【0141】
第1光束、第2光束及び第3光束は、平行光又は略平行光として対物レンズに入射させることが望ましい。それにより、トラッキング時においても、コマ収差が発生することを防止するが可能となる。第1光束が平行光又は略平行光になる場合、第1光束が対物レンズに入射する時の対物レンズの結像倍率m1が、下記の式(9)を満たすことが好ましい。
−0.01<m1<0.01 (9)
【0142】
また、第2光束を平行光又は略平行光として対物レンズに入射させる場合、第2光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率m2が、下記の式(10)を満たすことが好ましい。
−0.01<m2<0.01 (10)
【0143】
また、第3光束を平行光束又は略平行光束として対物レンズに入射させる場合、第3光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの結像倍率m3が、下記の式(11)を満たすことが好ましい。
−0.01<m3<0.01 (11)
【0144】
また、第3光ディスクを用いる際の対物光学素子のワーキングディスタンス(WD)は、0.20mmより大きく、1.5mm以下であることが好ましい。好ましくは、0.2mmより大きく、0.5mm以下である。次に、第2光ディスクを用いる際の対物光学素子のWDは、0.2mm以上、1.3mm以下であることが好ましい。さらに、第1光ディスクを用いる際の対物光学素子のWDは、0.25mm以上、1.0mm以下であることが好ましい。
【0145】
光ピックアップ装置は、カップリングレンズが、少なくとも第1光束と第2光束が通過するものであって、カップリングレンズを光軸方向に移動させるアクチュエータ―を有するようにしてもよい。特に、BDが2層や3層以上など複数の情報記録面を持っている場合には、或る層の記録/再生から他の層の記録/再生を行う際には、透明基板厚に差が生じるため、当該厚みの差に起因して発生する球面収差を補正しなければならない。カップリングレンズを光軸方向に移動させ、対物レンズの倍率を変えることによって、当該発生する球面収差を補正することが考えられる。また、温度変化や波長変化の際に発生する球面収差も、カップリングレンズを光軸方向に移動させ、対物レンズの倍率を変えることによって補正することができる。
【0146】
しかしながら、例え、BD使用時にカップリングレンズを光軸方向に移動させて各種球面収差を補正する光ピックアップ装置であっても、DVD使用時においては、カップリングレンズの光軸方向の位置が固定されていることが好ましい。
【0147】
その理由としては、BD使用時には、フレアが発生しないが、DVD使用時には、フレアが発生するため、カップリングレンズを変異させることにより、そのフレアの収差が変化し、結果としてそのフレアが記録/再生に悪影響を与える可能性が生じるという理由や、ドライブでのカップリングレンズの変位の制御を単純化したいという理由などが挙げられる。
【0148】
DVD使用時にカップリングレンズの光軸方向の位置を固定させるためには、対物レンズの第2光路差付与構造を構成する第3基礎構造と第4基礎構造のうち一方において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には球面収差が補正不足方向に変化し、その他方において、入射する光束の波長がより長くなるよう変化した場合には球面収差が補正過剰方向に変化させるようにすることで、DVD使用時の温度特性と波長特性を共に良好にすることができ、結果として、DVD使用時に、第2光束が通過するときにカップリングレンズを光軸方向の位置を固定した状態でも、DVDの情報記録面に対して情報の記録/再生を行うことができるようになるため好ましい。
【0149】
本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。
【0150】
ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体ごと、外部に取り出される方式とがある。
【0151】
上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。
【0152】
前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。