対物レンズ、光ピックアップ光学系、光ヘッド及び光ディスク装置
【課題】
温度変化による性能劣化を確実に抑える形状を持つ対物レンズの提供を目的とする。
【解決手段】
本発明に係る対物レンズは、入射する光束を光媒体上に収束させる単レンズから構成された対物レンズであって、単レンズの少なくとも一方のレンズ面に設けられ、光軸を含む中央領域と、当該中央領域の周囲に位置した周辺領域と、中央領域と周辺領域との境界に少なくとも一段設けられ、中央領域と周辺領域とを区分する段差とを備え、当該段差は、光軸方向に延在し、前記中央領域から前記周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成され、０．６０＜ｈｘ／ｈｍａｘ＜０．９７（ｈｘ：境界位置の半径、ｈｍａｘ：段差をもつ面のＮＡを決定する有効径）を満たすものである。
温度変化による性能劣化を確実に抑える形状を持つ対物レンズの提供を目的とする。
【解決手段】
本発明に係る対物レンズは、入射する光束を光媒体上に収束させる単レンズから構成された対物レンズであって、単レンズの少なくとも一方のレンズ面に設けられ、光軸を含む中央領域と、当該中央領域の周囲に位置した周辺領域と、中央領域と周辺領域との境界に少なくとも一段設けられ、中央領域と周辺領域とを区分する段差とを備え、当該段差は、光軸方向に延在し、前記中央領域から前記周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成され、０．６０＜ｈｘ／ｈｍａｘ＜０．９７（ｈｘ：境界位置の半径、ｈｍａｘ：段差をもつ面のＮＡを決定する有効径）を満たすものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズ、光ピックアップ光学系、光ヘッド及び光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク用対物レンズは、使用環境の温度変化により、光源である半導体レーザーの発振波長変化、レンズ材料の屈折率変化および線膨張が生じ、性能が劣化する。記録密度の低い光ディスク用の低ＮＡ（ＮＡ：開口数）の対物レンズにおいては、温度変化による性能劣化も許容範囲に収めることが可能である。これに対して、記録密度の高いＤＶＤのような光ディスク用の高ＮＡの対物レンズにおいては、性能の劣化が許容範囲に収まらず、何らかの補正手段が必要となる。
【０００３】
性能劣化に対する補正手段の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、レンズ表面に段差を設けることによって、温度変化による性能劣化を補正している。
【０００４】
しかしながら、このようなレンズ表面の段差形状は、温度変化による性能の劣化を助長させ、性能劣化の補正効果を持たないことがある。例えば、０．８０以上といった非常に高いＮＡの対物レンズを必要とするブルーレイディスクのような光ディスクの場合には、性能劣化を補正することができない。
【特許文献１】特開２００４−７０２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来の対物レンズにおいては、光ディスクの記録密度が高い場合には、温度変化による性能劣化を抑えることができないという問題があった。
本発明は、上述した背景技術の問題点を考慮したものであり、温度変化による性能劣化を確実に抑える形状を持つ対物レンズ、このような対物レンズを備えた光ピックアップ光学系、光ヘッド、及び光ディスク装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る対物レンズは、上記の目的を達成させるため、入射する光束を光媒体上に収束させる単レンズから構成された対物レンズであって、前記単レンズの少なくとも一方のレンズ面に設けられ、光軸を含む中央領域と、当該中央領域の周囲に位置した周辺領域と、前記中央領域と前記周辺領域との境界に少なくとも一段設けられ、前記中央領域と前記周辺領域とを区分する段差とを備え、当該段差は、光軸方向に延在し、前記中央領域から前記周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成され、以下の条件（１）を満たすように構成されている。
０．６０＜ｈｘ／ｈｍａｘ＜０．９７ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ただし、
ｈｘ： 境界位置の半径、
ｈｍａｘ：段差をもつ面のＮＡを決定する有効半径である。
【０００７】
このような構成において、前記段差によって、位相がシフトされ、温度変化時の波面収差を確実に低く抑えることができる。これにより、本発明に係る対物レンズを、ブルーレイディスクのような高ＮＡの光ディスク用の光ヘッド対物レンズとして利用することが可能となる。
【０００８】
さらに、前記光軸方向の段差は、条件（２）を満たすように形成されることがより望ましく、条件（３）を満たすように形成されることがより望ましい。
０＜Ｎ×λ＜５［μｍ］ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
０＜Ｎ×λ＜３［μｍ］ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
ただし、
Ｎ：中央領域を透過する光線を基準にした周辺領域を透過する光線の光路長差（単位：波長）
λ：設計波長［μｍ］である。
【０００９】
好適には、前記光媒体は、ブルーレイディスクとすることができる。
【００１０】
さらに、前記段差は、前記中央領域から前記周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成されている。
このような構成により、温度変化による波面収差劣化を抑制することができ、ブルーレイディスクのような記録密度の高い光ディスクに対しても、波面収差を許容範囲内に収めて良好なビームスポットをディスク上に形成することができる。
【００１１】
本発明に係る光ピックアップ光学系は、上記のような対物レンズを備えたものである。
このような構成により、温度変化による波面収差劣化を確実に抑制することができる。これによって、ブルーレイディスクのような記録密度の高い光ディスクに対しても、波面収差を許容範囲内に収めて良好なビームスポットをディスク上に形成することができる。従って、記録密度の高い光ディスクに対応した良好な光ピックアップ光学系を得ることができる。
【００１２】
本発明に係る光ヘッドは、このような光ピックアップ光学系を備えたものである。
このような構成により、記録密度の高い光ディスクに対応した良好な光ヘッドを得ることができる。
【００１３】
本発明に係る光ディスク装置は、このような光ヘッドを備えたものである。
このような構成により、記録密度の高い光ディスクに対応した良好な光ディスク装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、温度変化による性能劣化を確実に抑える形状を持つ対物レンズ、このような対物レンズを備えた光ピックアップ光学系、光ヘッド及び光ディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る対物レンズは、レンズ面に階段状の段差を設けた対物レンズである。好適には、本発明は、ブルーレイディスクを記録媒体として用いる光ディスク装置に組み込まれる光ヘッド用の対物レンズに適用することができる。本明細書において、ブルーレイディスクとは、２００２年６月発行の規格書「ＢＤ−ＲＥ Ｖｅｒ．１．０」に記載されている、光源の標準発振波長が４０５ｎｍ、記録膜を覆うカバー層の厚さが０．１ｍｍ、対物レンズの開口数が０．８５である光ディスクを示している。
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照して説明する。本実施形態においては、ブルーレイディスク用の光ヘッドに用いられる対物レンズ（以下、これを光ヘッド対物レンズと略す）を用いて説明するが、本発明は、ブルーレイディスクに限らず、それ以外の光ディスクに適用可能である。
【００１７】
まず、図１を用いて、本発明に係る光ヘッド対物レンズについて説明する。図１は、本実施形態における光ヘッド対物レンズを示す断面模式図である。この光ヘッド対物レンズは、半導体レーザーから発せられ平行光として入射するレーザー光をブルーレイディスクに収束させてスポットを形成する機能を有する。
【００１８】
図１に示すように、光ヘッド対物レンズ１は、第１面２、第２面３、段差４を備えた単レンズである。第１面２は半導体レーザから出射したレーザー光の入射面、第２面３は同出射面である。
【００１９】
第１面２は、非球面であり、回転対称非球面である。この第１面２は、中央領域２ａ、周辺領域２ｂに区分されている。中央領域２ａは光軸Ａｘを含む領域であり、その周辺に周辺領域２ｂが位置している。また、中央領域２ａは、周辺領域２ｂよりも入射面側に突出している。これらの領域２ａ，２ｂは、互いに異なる非球面形状を有し、光軸Ａｘからの半径ｈｘの位置にある境界を境に区分されている。なお、半径ｈｍａｘは、後述するように、光ヘッド対物レンズ１の有効半径である。
【００２０】
第２面３は球面、もしくは非球面であり、第１面２のようには段差を有しない。また、第２面３が非球面である場合には、第１の面２と同様に、回転対称非球面とすることができる。
段差４は、第１面２の中央領域２ａと周辺領域２ｂとの境界部分に設けられ、光軸方向に延在している。具体的には、この光軸方向の段差４は、中央領域２ａから周辺領域２ｂへ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に設けられている。ここで、光軸方向とは、光軸Ａｘに略平行な方向を示す。このような段差４に加え、上述の中央領域２ａ、周辺領域２ｂによって、第１面２は構成されている。なお、図１においては、段差４を説明するために、この段差を実際より誇張して表示している。
【００２１】
図２の模式図に、本発明に係る光ヘッド用対物レンズ１とブルーレイディスクとが示されている。図２においては、ブルーレイディスクの保護層Ｄが示され、この保護層Ｄに対する光ヘッド対物レンズ１の位置関係が示されている。なお、図２においては、段差４を実際の縮尺で示しているため、図面上では視認することができない。
【００２２】
次に、実施例１により、光ヘッド対物レンズ１の温度が４０℃変化した場合における、波面収差とレンズ面の段差形状（段差高さ）の関係について具体的に説明する。
【実施例】
【００２３】
実施例１．
実施例１における光ヘッド対物レンズは、光路長差Ｎが６となるような段差高さを持つブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。このレンズを用いて、レンズ面の段差が波面収差へ及ぼす影響を詳細に説明する。
【００２４】
まず、表１，２を用いて、実施例１における光ヘッド対物レンズ１の具体的な形状について説明する。
表１に、実施例１における光ヘッド対物レンズ１の焦点距離（ｆ）、開口数（ＮＡ）、設計波長（λ）、温度が４０℃変化した後の波長（λ’）、面の曲率半径（ｒ：ｍｍ）、面間の光軸Ａｘ上の距離（ｄ：ｍｍ）、設計波長λにおける屈折率（ｎ）および温度が＋４０℃変化した後の屈折率（ｎ’）が示されている。また、表１中の面番号１は、図２において光ヘッド対物レンズ１の第１面２を示す。また、面番号１は第２面３を示す。面番号３はブルーレイディスクの保護層Ｄの、光ヘッド対物レンズ１側の面を示す。面番号４はブルーレイディスクの保護層Ｄの、面番号３とは反対側の面を示している。また、表１において、曲率半径ｒは、第１面２における中央領域２ａの近軸曲率半径を示している。
【表１】
【００２５】
回転対称非球面である第１面２、第２面３のサグ量Ｘ（ｈ）は、下記式（４）によって求められる。ここで、サグ量Ｘ（ｈ）とは、光軸Ａｘからの距離がｈとなる非球面上の座標点から非球面の光軸Ａｘ上での接平面までの長さのことである。
【数１】
上記式（４）において、Ｃは非球面の光軸Ａｘ上での曲率（１／ｒ）、κは円錐係数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２は４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数、Δは光軸Ａｘ上で１波長分の光路長差を与えるレンズ面の光路における段差高さ（Δ＝λ／（ｎ−１））、Ｎは上述したように中央領域２ａに対する周辺領域２ｂの光路長差（単位：λ）である。
【００２６】
表２に、実施例１における光ヘッド対物レンズ１の有効半径ｈｍａｘ、境界位置ｈｘ、中央領域２ａ、周辺領域２ｂの近軸曲率半径ｒ、円錐係数κ、非球面係数Ａ４〜Ａ１２、光軸Ａｘ上での１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮ、光路長差Ｎを示す。なお、ΔＮはレンズ面の段差高さを表す値である。
【表２】
表２に示されるように、非球面形状を表す値である光軸Ａｘ上での曲率ｒ、円錐係数κおよび４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２は中央領域２ａと周辺領域２ｂで異なる。また、これらの非球面形状を表す値は、周辺領域２ｂにおいて光路長差Ｎによって変化する。
【００２７】
続いて、図３及び図４を用いて、実施例１における光ヘッド対物レンズに対する温度変化が波面収差に与える影響について説明する。ここで、この波面収差の影響について、段差４がない光ヘッド対物レンズ（比較例１）と比較しながら説明する。この比較例１の光ヘッド対物レンズは、光ヘッド対物レンズ１の第１面２から段差４をなくしたレンズであり、その詳細については後述する。
図３は、実施例１の光ヘッド対物レンズ１が基準温度から＋４０℃変化した場合の光軸Ａｘ上の波面収差を示し、図４は、比較例１における同様の波面収差を示すグラフである。図３、図４において横軸は光軸Ａｘからの距離、縦軸は波面収差を示す。
【００２８】
図３に示すように、実施例１では、波面収差に段差ができて周辺部の波面収差が小さくなる。そのため、デフォーカスが０となる合焦時の場合の波面収差ｒｍｓ（root-mean-square）値を０．０５９１７λに抑えることができる。これに対して、図４に示すように、実施例１の光ヘッド対物レンズ１の第１面２から段差４をなくした比較例１では、合焦部分における周辺部での波面収差が大きくなる。そのため、合焦時の波面収差ｒｍｓ値は、０・０５９２４λとなる。このように、第１面２に段差４を形成することにより、波面収差ｒｍｓ値を削減することができる。
なお、実施例１の光ヘッド対物レンズ１では、段差４が設けられる境界位置ｈｘを１．１２ｍｍ（Ｈｘ＝ｈｘ／ｈｍａｘ＝０．７５）としている。
【００２９】
図５のグラフに、この境界位置の違いにより温度変化後の合焦時の波面収差ｒｍｓ値がどのように変化するかが示されている。このグラフの縦軸は波面収差ｒｍｓ値の相対値を、横軸は正規化された境界位置Ｈｘを示している。以下では、この正規化された境界位置Ｈｘを単に境界位置Ｈｘと呼ぶ。
上記のように、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における第１面２の中央領域２ａが周辺領域２ｂよりも入射面側に突出している。この場合には、図５に示されたグラフから、上述した条件（１）０．６＜ｈｘ／ｈｍａｘ＜０．９７の範囲が適していることがわかる。この条件（１）は、光ヘッド対物レンズ１の設計が変化した場合にも有効である。
【００３０】
次に、波面収差ｒｍｓ値を最小にする段差４が形成される境界位置Ｈｘを計算によって求める。球面収差がある場合、光軸Ａｘからの高さＨの位置を通った光線から軸上の光線までの光路差ＯＰＤ（Ｈ）はＣＨ４（Ｃは定数）で表される。ここでの半径Ｈ、Ｈｘは、有効半径ｈｍａｘを１として正規化した値である。
【００３１】
具体的には、波面収差のｒｍｓ値は、以下に示す下記式（５）を用いて求められる。
【数２】
ただし、Ａ，Ｂは定数、ｒは入射瞳半径である。
上記式（５）において、任意の境界位置Ｈｘを境に周辺領域２ｂの波面収差を中央領域２ａに対してσだけシフトさせると、波面収差のｒｍｓ値は、ｒ＝１として、
【数３】
となり、上記式（６）においてＢとＡとσとＨｘが最小値になるように最適化すると最小になる。
【００３２】
最適化後の上記式（６）をＨｘおよびσについて整理すると、
【数４】
となる。すなわち、段差４は、境界位置Ｈｘ≒０．８９、または、Ｈｘ≒０．４６の位置に形成された際に波面収差ｒｍｓ値が最小になる。条件（１）は、境界０．８９を含む範囲を規定しており、この条件を満たすことで、波面収差ｒｍｓ値を小さく抑えることができる。
【００３３】
続いて、具体的な実施例２〜５を用いて、４０℃温度変化時の波面収差とレンズ面の段差形状（段差高さ）の関係について説明する。ここで、これら実施例２〜５に対する比較例１〜６を例示し、これらを参照しながら説明する。
実施例２〜５は、実施例１に基づき、段差の高さをそれぞれ変化させたブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズであり、中央部が突出する形状を持つレンズである。ここでは、実施例１における光ヘッド対物レンズと同様であるから、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
実施例２．
実施例２における光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが２、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが０．０００９６５であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
実施例３．
実施例３における光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが４、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが０．００１９３１であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
実施例４．
実施例４における光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが８、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが０．００３８６２であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズ。
実施例５．
実施例５における光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが１２、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが０．００５７９３であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
【００３５】
比較例１〜６は、実施例２〜５同様、実施例１に基づき、段差の高さをそれぞれ変化させたブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズであり、中央部が落ち込んだ形状を持つレンズである。また、比較例１は、段差のないレンズであり、比較例２〜６は、同じ境界位置で同じ高さの段差分、光軸方向の段差が中央領域から周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が大きくなる方向へ段差を設けたレンズである。
比較例１．
比較例１の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１に段差４が設けられていないブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズであり、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが０である。
比較例２．
比較例２の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが−２、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが−０．０００９６５であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
比較例３．
比較例３の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが−４、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが−０．００１９３０であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
比較例４．
比較例４の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが−６、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが一０．００２８９５であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
比較例５．
比較例５の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが−８、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが−０．００３８６０であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
比較例６．
比較例６の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが−１２、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが−０．００５７９０であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
【００３６】
表３に、実施例１〜５および比較例１〜６の光ヘッド対物レンズの４０℃温度変化後、合焦時の光路長差Ｎ、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮ、波面収差ｒｍｓ値の関係が示されている。なお、表３においては、実施例１〜５は上下に、光路長差Ｎが減少する順に配列されている。
【表３】
【００３７】
図６のグラフに、上記表３の結果が示されている。このグラフの横軸は光路長差Ｎを、縦軸は温度変化後の波面収差ｒｍｓ（λ）を示している。
実施例１〜５については、比較例２〜６それぞれと比較して、波面収差ｒｍｓ値がよく補正されている。
さらに、実施例１〜３の光路長の範囲では、比較例１の段差のない光ヘッド対物レンズの場合より、温度変化後の波面収差ｒｍｓ値が削減されていることがわかる。
実施例４，５の光路長の範囲において、比較例１の光ヘッド対物レンズの場合より、温度変化後の波面収差ｒｍｓ値が削減されていない。これは、温度変化時の中央領域２ａに対する周辺領域２ｂの波面シフト量が大きくなり、波面収差ｒｍｓ値が補正過剰となったためである。
【００３８】
上述した通り、光軸Ａｘ方向の段差４は、中央領域２ａから周辺領域２ｂへ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成されている。すなわち、この段差４は、中央領域２ａが周辺領域２ｂに対して突出する形状となるように形成されている。さらに、中央領域２ａと周辺領域２ｂとの境界位置は、以下の条件（１）を満たし、段差４の高さは、条件（２）より（３）を満たすことが望ましい。
０．６０＜ｈｘ／ｈｍａｘ＜０．９３・・（１）
０＜Ｎ×λ＜５［μｍ］・・（２）
０＜Ｎ×λ＜３［μｍ］・・（３）
ただし、
ｈｘ：境界位置の半径
ｈｍａｘ：段差を持つ面のＮＡを決定する有効半径
Ｎ：中央領域２ａを透過する光を基準にした周辺領域２ｂを透過する光線の光路長差（単位：λ）
λ：設計波長［μｍ］である。
【００３９】
上記構成によって、中央領域２ａを透過した光束の波面に対して周辺領域２ｂを透過した光束の波面を所定量シフトさせることができる。これにより、設計基準温度にある場合の波面収差が低く抑えられる。かつ、それによって、設計基準温度から＋４０℃温度変化し、光源の半導体レーザーの波長変化、レンズ材料の屈折率変化および線膨張が生じた場合であっても、波面収差の劣化を抑えることができる。
【００４０】
なお、ここでは＋４０℃の温度変化がある場合について説明したが、±６０℃程度の範囲では屈折率が波長変動に対してリニアに変化するため、この程度の温度変化に対しては上記同様の段差により波面収差の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明にかかる光ヘッド用対物レンズの断面模式図である。
【図２】本発明に係る光ヘッド対物レンズとブルーレイディスクとの位置関係を示す模式図である。
【図３】実施例１における光ヘッド対物レンズが基準温度から＋４０℃変化した場合の光軸上の波面収差を示すグラフである。
【図４】比較例１における光ヘッド対物レンズが基準温度から＋４０℃変化した場合の光軸上の波面収差を示すグラフである。
【図５】実施例１における光ヘッド対物レンズにおける段差が設けられる境界位置Ｈｘと波面収差ｒｍｓとの関係を示すグラフである。
【図６】実施例１〜５及び比較例１〜６の光ヘッド対物レンズの基準温度から＋４０℃変化した場合の波面収差ｒｍｓと光路長差Ｎとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１…光ヘッド対物レンズ、２…第１面、２ａ…中央領域、２ｂ…周辺領域、
３…第２面、４…段差、Ｄ…ブルーレイディスクの保護層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズ、光ピックアップ光学系、光ヘッド及び光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク用対物レンズは、使用環境の温度変化により、光源である半導体レーザーの発振波長変化、レンズ材料の屈折率変化および線膨張が生じ、性能が劣化する。記録密度の低い光ディスク用の低ＮＡ（ＮＡ：開口数）の対物レンズにおいては、温度変化による性能劣化も許容範囲に収めることが可能である。これに対して、記録密度の高いＤＶＤのような光ディスク用の高ＮＡの対物レンズにおいては、性能の劣化が許容範囲に収まらず、何らかの補正手段が必要となる。
【０００３】
性能劣化に対する補正手段の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、レンズ表面に段差を設けることによって、温度変化による性能劣化を補正している。
【０００４】
しかしながら、このようなレンズ表面の段差形状は、温度変化による性能の劣化を助長させ、性能劣化の補正効果を持たないことがある。例えば、０．８０以上といった非常に高いＮＡの対物レンズを必要とするブルーレイディスクのような光ディスクの場合には、性能劣化を補正することができない。
【特許文献１】特開２００４−７０２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来の対物レンズにおいては、光ディスクの記録密度が高い場合には、温度変化による性能劣化を抑えることができないという問題があった。
本発明は、上述した背景技術の問題点を考慮したものであり、温度変化による性能劣化を確実に抑える形状を持つ対物レンズ、このような対物レンズを備えた光ピックアップ光学系、光ヘッド、及び光ディスク装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る対物レンズは、上記の目的を達成させるため、入射する光束を光媒体上に収束させる単レンズから構成された対物レンズであって、前記単レンズの少なくとも一方のレンズ面に設けられ、光軸を含む中央領域と、当該中央領域の周囲に位置した周辺領域と、前記中央領域と前記周辺領域との境界に少なくとも一段設けられ、前記中央領域と前記周辺領域とを区分する段差とを備え、当該段差は、光軸方向に延在し、前記中央領域から前記周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成され、以下の条件（１）を満たすように構成されている。
０．６０＜ｈｘ／ｈｍａｘ＜０．９７ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ただし、
ｈｘ： 境界位置の半径、
ｈｍａｘ：段差をもつ面のＮＡを決定する有効半径である。
【０００７】
このような構成において、前記段差によって、位相がシフトされ、温度変化時の波面収差を確実に低く抑えることができる。これにより、本発明に係る対物レンズを、ブルーレイディスクのような高ＮＡの光ディスク用の光ヘッド対物レンズとして利用することが可能となる。
【０００８】
さらに、前記光軸方向の段差は、条件（２）を満たすように形成されることがより望ましく、条件（３）を満たすように形成されることがより望ましい。
０＜Ｎ×λ＜５［μｍ］ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
０＜Ｎ×λ＜３［μｍ］ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
ただし、
Ｎ：中央領域を透過する光線を基準にした周辺領域を透過する光線の光路長差（単位：波長）
λ：設計波長［μｍ］である。
【０００９】
好適には、前記光媒体は、ブルーレイディスクとすることができる。
【００１０】
さらに、前記段差は、前記中央領域から前記周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成されている。
このような構成により、温度変化による波面収差劣化を抑制することができ、ブルーレイディスクのような記録密度の高い光ディスクに対しても、波面収差を許容範囲内に収めて良好なビームスポットをディスク上に形成することができる。
【００１１】
本発明に係る光ピックアップ光学系は、上記のような対物レンズを備えたものである。
このような構成により、温度変化による波面収差劣化を確実に抑制することができる。これによって、ブルーレイディスクのような記録密度の高い光ディスクに対しても、波面収差を許容範囲内に収めて良好なビームスポットをディスク上に形成することができる。従って、記録密度の高い光ディスクに対応した良好な光ピックアップ光学系を得ることができる。
【００１２】
本発明に係る光ヘッドは、このような光ピックアップ光学系を備えたものである。
このような構成により、記録密度の高い光ディスクに対応した良好な光ヘッドを得ることができる。
【００１３】
本発明に係る光ディスク装置は、このような光ヘッドを備えたものである。
このような構成により、記録密度の高い光ディスクに対応した良好な光ディスク装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、温度変化による性能劣化を確実に抑える形状を持つ対物レンズ、このような対物レンズを備えた光ピックアップ光学系、光ヘッド及び光ディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る対物レンズは、レンズ面に階段状の段差を設けた対物レンズである。好適には、本発明は、ブルーレイディスクを記録媒体として用いる光ディスク装置に組み込まれる光ヘッド用の対物レンズに適用することができる。本明細書において、ブルーレイディスクとは、２００２年６月発行の規格書「ＢＤ−ＲＥ Ｖｅｒ．１．０」に記載されている、光源の標準発振波長が４０５ｎｍ、記録膜を覆うカバー層の厚さが０．１ｍｍ、対物レンズの開口数が０．８５である光ディスクを示している。
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照して説明する。本実施形態においては、ブルーレイディスク用の光ヘッドに用いられる対物レンズ（以下、これを光ヘッド対物レンズと略す）を用いて説明するが、本発明は、ブルーレイディスクに限らず、それ以外の光ディスクに適用可能である。
【００１７】
まず、図１を用いて、本発明に係る光ヘッド対物レンズについて説明する。図１は、本実施形態における光ヘッド対物レンズを示す断面模式図である。この光ヘッド対物レンズは、半導体レーザーから発せられ平行光として入射するレーザー光をブルーレイディスクに収束させてスポットを形成する機能を有する。
【００１８】
図１に示すように、光ヘッド対物レンズ１は、第１面２、第２面３、段差４を備えた単レンズである。第１面２は半導体レーザから出射したレーザー光の入射面、第２面３は同出射面である。
【００１９】
第１面２は、非球面であり、回転対称非球面である。この第１面２は、中央領域２ａ、周辺領域２ｂに区分されている。中央領域２ａは光軸Ａｘを含む領域であり、その周辺に周辺領域２ｂが位置している。また、中央領域２ａは、周辺領域２ｂよりも入射面側に突出している。これらの領域２ａ，２ｂは、互いに異なる非球面形状を有し、光軸Ａｘからの半径ｈｘの位置にある境界を境に区分されている。なお、半径ｈｍａｘは、後述するように、光ヘッド対物レンズ１の有効半径である。
【００２０】
第２面３は球面、もしくは非球面であり、第１面２のようには段差を有しない。また、第２面３が非球面である場合には、第１の面２と同様に、回転対称非球面とすることができる。
段差４は、第１面２の中央領域２ａと周辺領域２ｂとの境界部分に設けられ、光軸方向に延在している。具体的には、この光軸方向の段差４は、中央領域２ａから周辺領域２ｂへ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に設けられている。ここで、光軸方向とは、光軸Ａｘに略平行な方向を示す。このような段差４に加え、上述の中央領域２ａ、周辺領域２ｂによって、第１面２は構成されている。なお、図１においては、段差４を説明するために、この段差を実際より誇張して表示している。
【００２１】
図２の模式図に、本発明に係る光ヘッド用対物レンズ１とブルーレイディスクとが示されている。図２においては、ブルーレイディスクの保護層Ｄが示され、この保護層Ｄに対する光ヘッド対物レンズ１の位置関係が示されている。なお、図２においては、段差４を実際の縮尺で示しているため、図面上では視認することができない。
【００２２】
次に、実施例１により、光ヘッド対物レンズ１の温度が４０℃変化した場合における、波面収差とレンズ面の段差形状（段差高さ）の関係について具体的に説明する。
【実施例】
【００２３】
実施例１．
実施例１における光ヘッド対物レンズは、光路長差Ｎが６となるような段差高さを持つブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。このレンズを用いて、レンズ面の段差が波面収差へ及ぼす影響を詳細に説明する。
【００２４】
まず、表１，２を用いて、実施例１における光ヘッド対物レンズ１の具体的な形状について説明する。
表１に、実施例１における光ヘッド対物レンズ１の焦点距離（ｆ）、開口数（ＮＡ）、設計波長（λ）、温度が４０℃変化した後の波長（λ’）、面の曲率半径（ｒ：ｍｍ）、面間の光軸Ａｘ上の距離（ｄ：ｍｍ）、設計波長λにおける屈折率（ｎ）および温度が＋４０℃変化した後の屈折率（ｎ’）が示されている。また、表１中の面番号１は、図２において光ヘッド対物レンズ１の第１面２を示す。また、面番号１は第２面３を示す。面番号３はブルーレイディスクの保護層Ｄの、光ヘッド対物レンズ１側の面を示す。面番号４はブルーレイディスクの保護層Ｄの、面番号３とは反対側の面を示している。また、表１において、曲率半径ｒは、第１面２における中央領域２ａの近軸曲率半径を示している。
【表１】
【００２５】
回転対称非球面である第１面２、第２面３のサグ量Ｘ（ｈ）は、下記式（４）によって求められる。ここで、サグ量Ｘ（ｈ）とは、光軸Ａｘからの距離がｈとなる非球面上の座標点から非球面の光軸Ａｘ上での接平面までの長さのことである。
【数１】
上記式（４）において、Ｃは非球面の光軸Ａｘ上での曲率（１／ｒ）、κは円錐係数、Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２は４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数、Δは光軸Ａｘ上で１波長分の光路長差を与えるレンズ面の光路における段差高さ（Δ＝λ／（ｎ−１））、Ｎは上述したように中央領域２ａに対する周辺領域２ｂの光路長差（単位：λ）である。
【００２６】
表２に、実施例１における光ヘッド対物レンズ１の有効半径ｈｍａｘ、境界位置ｈｘ、中央領域２ａ、周辺領域２ｂの近軸曲率半径ｒ、円錐係数κ、非球面係数Ａ４〜Ａ１２、光軸Ａｘ上での１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮ、光路長差Ｎを示す。なお、ΔＮはレンズ面の段差高さを表す値である。
【表２】
表２に示されるように、非球面形状を表す値である光軸Ａｘ上での曲率ｒ、円錐係数κおよび４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２は中央領域２ａと周辺領域２ｂで異なる。また、これらの非球面形状を表す値は、周辺領域２ｂにおいて光路長差Ｎによって変化する。
【００２７】
続いて、図３及び図４を用いて、実施例１における光ヘッド対物レンズに対する温度変化が波面収差に与える影響について説明する。ここで、この波面収差の影響について、段差４がない光ヘッド対物レンズ（比較例１）と比較しながら説明する。この比較例１の光ヘッド対物レンズは、光ヘッド対物レンズ１の第１面２から段差４をなくしたレンズであり、その詳細については後述する。
図３は、実施例１の光ヘッド対物レンズ１が基準温度から＋４０℃変化した場合の光軸Ａｘ上の波面収差を示し、図４は、比較例１における同様の波面収差を示すグラフである。図３、図４において横軸は光軸Ａｘからの距離、縦軸は波面収差を示す。
【００２８】
図３に示すように、実施例１では、波面収差に段差ができて周辺部の波面収差が小さくなる。そのため、デフォーカスが０となる合焦時の場合の波面収差ｒｍｓ（root-mean-square）値を０．０５９１７λに抑えることができる。これに対して、図４に示すように、実施例１の光ヘッド対物レンズ１の第１面２から段差４をなくした比較例１では、合焦部分における周辺部での波面収差が大きくなる。そのため、合焦時の波面収差ｒｍｓ値は、０・０５９２４λとなる。このように、第１面２に段差４を形成することにより、波面収差ｒｍｓ値を削減することができる。
なお、実施例１の光ヘッド対物レンズ１では、段差４が設けられる境界位置ｈｘを１．１２ｍｍ（Ｈｘ＝ｈｘ／ｈｍａｘ＝０．７５）としている。
【００２９】
図５のグラフに、この境界位置の違いにより温度変化後の合焦時の波面収差ｒｍｓ値がどのように変化するかが示されている。このグラフの縦軸は波面収差ｒｍｓ値の相対値を、横軸は正規化された境界位置Ｈｘを示している。以下では、この正規化された境界位置Ｈｘを単に境界位置Ｈｘと呼ぶ。
上記のように、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における第１面２の中央領域２ａが周辺領域２ｂよりも入射面側に突出している。この場合には、図５に示されたグラフから、上述した条件（１）０．６＜ｈｘ／ｈｍａｘ＜０．９７の範囲が適していることがわかる。この条件（１）は、光ヘッド対物レンズ１の設計が変化した場合にも有効である。
【００３０】
次に、波面収差ｒｍｓ値を最小にする段差４が形成される境界位置Ｈｘを計算によって求める。球面収差がある場合、光軸Ａｘからの高さＨの位置を通った光線から軸上の光線までの光路差ＯＰＤ（Ｈ）はＣＨ４（Ｃは定数）で表される。ここでの半径Ｈ、Ｈｘは、有効半径ｈｍａｘを１として正規化した値である。
【００３１】
具体的には、波面収差のｒｍｓ値は、以下に示す下記式（５）を用いて求められる。
【数２】
ただし、Ａ，Ｂは定数、ｒは入射瞳半径である。
上記式（５）において、任意の境界位置Ｈｘを境に周辺領域２ｂの波面収差を中央領域２ａに対してσだけシフトさせると、波面収差のｒｍｓ値は、ｒ＝１として、
【数３】
となり、上記式（６）においてＢとＡとσとＨｘが最小値になるように最適化すると最小になる。
【００３２】
最適化後の上記式（６）をＨｘおよびσについて整理すると、
【数４】
となる。すなわち、段差４は、境界位置Ｈｘ≒０．８９、または、Ｈｘ≒０．４６の位置に形成された際に波面収差ｒｍｓ値が最小になる。条件（１）は、境界０．８９を含む範囲を規定しており、この条件を満たすことで、波面収差ｒｍｓ値を小さく抑えることができる。
【００３３】
続いて、具体的な実施例２〜５を用いて、４０℃温度変化時の波面収差とレンズ面の段差形状（段差高さ）の関係について説明する。ここで、これら実施例２〜５に対する比較例１〜６を例示し、これらを参照しながら説明する。
実施例２〜５は、実施例１に基づき、段差の高さをそれぞれ変化させたブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズであり、中央部が突出する形状を持つレンズである。ここでは、実施例１における光ヘッド対物レンズと同様であるから、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
実施例２．
実施例２における光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが２、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが０．０００９６５であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
実施例３．
実施例３における光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが４、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが０．００１９３１であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
実施例４．
実施例４における光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが８、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが０．００３８６２であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズ。
実施例５．
実施例５における光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが１２、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが０．００５７９３であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
【００３５】
比較例１〜６は、実施例２〜５同様、実施例１に基づき、段差の高さをそれぞれ変化させたブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズであり、中央部が落ち込んだ形状を持つレンズである。また、比較例１は、段差のないレンズであり、比較例２〜６は、同じ境界位置で同じ高さの段差分、光軸方向の段差が中央領域から周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が大きくなる方向へ段差を設けたレンズである。
比較例１．
比較例１の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１に段差４が設けられていないブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズであり、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが０である。
比較例２．
比較例２の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが−２、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが−０．０００９６５であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
比較例３．
比較例３の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが−４、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが−０．００１９３０であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
比較例４．
比較例４の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが−６、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが一０．００２８９５であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
比較例５．
比較例５の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが−８、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが−０．００３８６０であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
比較例６．
比較例６の光ヘッド対物レンズは、実施例１の光ヘッド対物レンズ１における光路長差Ｎが−１２、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮが−０．００５７９０であるブルーレイディスク用の光ヘッド対物レンズである。
【００３６】
表３に、実施例１〜５および比較例１〜６の光ヘッド対物レンズの４０℃温度変化後、合焦時の光路長差Ｎ、１波長分の段差Δと光路長差Ｎとの積ΔＮ、波面収差ｒｍｓ値の関係が示されている。なお、表３においては、実施例１〜５は上下に、光路長差Ｎが減少する順に配列されている。
【表３】
【００３７】
図６のグラフに、上記表３の結果が示されている。このグラフの横軸は光路長差Ｎを、縦軸は温度変化後の波面収差ｒｍｓ（λ）を示している。
実施例１〜５については、比較例２〜６それぞれと比較して、波面収差ｒｍｓ値がよく補正されている。
さらに、実施例１〜３の光路長の範囲では、比較例１の段差のない光ヘッド対物レンズの場合より、温度変化後の波面収差ｒｍｓ値が削減されていることがわかる。
実施例４，５の光路長の範囲において、比較例１の光ヘッド対物レンズの場合より、温度変化後の波面収差ｒｍｓ値が削減されていない。これは、温度変化時の中央領域２ａに対する周辺領域２ｂの波面シフト量が大きくなり、波面収差ｒｍｓ値が補正過剰となったためである。
【００３８】
上述した通り、光軸Ａｘ方向の段差４は、中央領域２ａから周辺領域２ｂへ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成されている。すなわち、この段差４は、中央領域２ａが周辺領域２ｂに対して突出する形状となるように形成されている。さらに、中央領域２ａと周辺領域２ｂとの境界位置は、以下の条件（１）を満たし、段差４の高さは、条件（２）より（３）を満たすことが望ましい。
０．６０＜ｈｘ／ｈｍａｘ＜０．９３・・（１）
０＜Ｎ×λ＜５［μｍ］・・（２）
０＜Ｎ×λ＜３［μｍ］・・（３）
ただし、
ｈｘ：境界位置の半径
ｈｍａｘ：段差を持つ面のＮＡを決定する有効半径
Ｎ：中央領域２ａを透過する光を基準にした周辺領域２ｂを透過する光線の光路長差（単位：λ）
λ：設計波長［μｍ］である。
【００３９】
上記構成によって、中央領域２ａを透過した光束の波面に対して周辺領域２ｂを透過した光束の波面を所定量シフトさせることができる。これにより、設計基準温度にある場合の波面収差が低く抑えられる。かつ、それによって、設計基準温度から＋４０℃温度変化し、光源の半導体レーザーの波長変化、レンズ材料の屈折率変化および線膨張が生じた場合であっても、波面収差の劣化を抑えることができる。
【００４０】
なお、ここでは＋４０℃の温度変化がある場合について説明したが、±６０℃程度の範囲では屈折率が波長変動に対してリニアに変化するため、この程度の温度変化に対しては上記同様の段差により波面収差の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明にかかる光ヘッド用対物レンズの断面模式図である。
【図２】本発明に係る光ヘッド対物レンズとブルーレイディスクとの位置関係を示す模式図である。
【図３】実施例１における光ヘッド対物レンズが基準温度から＋４０℃変化した場合の光軸上の波面収差を示すグラフである。
【図４】比較例１における光ヘッド対物レンズが基準温度から＋４０℃変化した場合の光軸上の波面収差を示すグラフである。
【図５】実施例１における光ヘッド対物レンズにおける段差が設けられる境界位置Ｈｘと波面収差ｒｍｓとの関係を示すグラフである。
【図６】実施例１〜５及び比較例１〜６の光ヘッド対物レンズの基準温度から＋４０℃変化した場合の波面収差ｒｍｓと光路長差Ｎとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１…光ヘッド対物レンズ、２…第１面、２ａ…中央領域、２ｂ…周辺領域、
３…第２面、４…段差、Ｄ…ブルーレイディスクの保護層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光束を光媒体上に収束させる単レンズから構成された対物レンズであって、
前記単レンズの少なくとも一方のレンズ面に設けられ、光軸を含む中央領域と、
当該中央領域の周囲に位置した周辺領域と、
前記中央領域と前記周辺領域との境界に少なくとも一段設けられ、前記中央領域と前記周辺領域とを区分する段差とを備え、
当該段差は、光軸方向に延在し、前記中央領域から前記周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成され、以下の条件（１）を満たす対物レンズ。
０．６０＜ｈｘ／ｈｍａｘ＜０．９７ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ｈｘ：境界位置の半径
ｈｍａｘ：段差をもつ面のＮＡを決定する有効径
【請求項２】
前記光軸方向の段差は、以下の条件（２）を満たすよう形成されることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
０＜Ｎ×λ＜５［μｍ］ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
Ｎ：中央領域を透過する光線を基準にした周辺領域を透過する光線の光路長差（単位：波長）
λ：設計波長［μｍ］
【請求項３】
前記光軸方向の段差は、以下の条件（３）を満たすように形成されることを特徴とする請求項２記載の対物レンズ。
０＜Ｎ×λ＜３［μｍ］ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
【請求項４】
前記光媒体は、ブルーレイディスクであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項５】
開口数が０．８以上の光ディスク上に、入射する光束を収束させる単レンズから構成された対物
前記段差は、前記中央領域から前記周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の対物レンズを備えた光ピックアップ光学系。
【請求項７】
請求項６記載の光ピックアップ光学系を備えた光ヘッド。
【請求項８】
請求項７記載の光ヘッドを備えた光ディスク装置。
【請求項１】
入射する光束を光媒体上に収束させる単レンズから構成された対物レンズであって、
前記単レンズの少なくとも一方のレンズ面に設けられ、光軸を含む中央領域と、
当該中央領域の周囲に位置した周辺領域と、
前記中央領域と前記周辺領域との境界に少なくとも一段設けられ、前記中央領域と前記周辺領域とを区分する段差とを備え、
当該段差は、光軸方向に延在し、前記中央領域から前記周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成され、以下の条件（１）を満たす対物レンズ。
０．６０＜ｈｘ／ｈｍａｘ＜０．９７ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ｈｘ：境界位置の半径
ｈｍａｘ：段差をもつ面のＮＡを決定する有効径
【請求項２】
前記光軸方向の段差は、以下の条件（２）を満たすよう形成されることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
０＜Ｎ×λ＜５［μｍ］ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
Ｎ：中央領域を透過する光線を基準にした周辺領域を透過する光線の光路長差（単位：波長）
λ：設計波長［μｍ］
【請求項３】
前記光軸方向の段差は、以下の条件（３）を満たすように形成されることを特徴とする請求項２記載の対物レンズ。
０＜Ｎ×λ＜３［μｍ］ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
【請求項４】
前記光媒体は、ブルーレイディスクであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項５】
開口数が０．８以上の光ディスク上に、入射する光束を収束させる単レンズから構成された対物
前記段差は、前記中央領域から前記周辺領域へ移行する際に、レンズ厚が小さくなる方向に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の対物レンズを備えた光ピックアップ光学系。
【請求項７】
請求項６記載の光ピックアップ光学系を備えた光ヘッド。
【請求項８】
請求項７記載の光ヘッドを備えた光ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１１９２６６（Ｐ２００６−１１９２６６Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０５５７６（Ｐ２００４−３０５５７６）
【出願日】平成１６年１０月２０日（２００４．１０．２０）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２０日（２００４．１０．２０）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
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