光ピックアップ装置に搭載されるＢＤ用対物レンズ
【課題】光スポット径を確保しつつ、レンズ面全体の透過率が高く、レンズ中央部とレンズ外周部の両方の透過率を確保する事で、ジッターや信号振幅が十分に確保されたＢＤ用対物レンズを提供する。
【解決手段】ＢＤ用対物レンズのレーザー入射側レンズ面には６０度以上の接線角が存在し、レーザー入射側レンズ面には反射防止膜が設けられ、反射防止膜は、レーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射するときに、波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長において光の反射率の第一の極小値を示し、更に、波長４２０ｎｍよりも長波長側の波長５５６〜７１２ｎｍの範囲内において光の反射率の第二の極小値を示す。
【解決手段】ＢＤ用対物レンズのレーザー入射側レンズ面には６０度以上の接線角が存在し、レーザー入射側レンズ面には反射防止膜が設けられ、反射防止膜は、レーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射するときに、波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長において光の反射率の第一の極小値を示し、更に、波長４２０ｎｍよりも長波長側の波長５５６〜７１２ｎｍの範囲内において光の反射率の第二の極小値を示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体への情報の記録と、光記録媒体に記録された情報の記録と再生との少なくとも一方を行える適切な反射防止膜が施された光ピックアップ用対物レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光記録媒体への情報の記録や、光記録媒体に記録された情報の再生を行う光ピックアップ装置が知られている。光ピックアップ装置においては半導体レーザーから出た光を対物レンズにより集光することで、光記録媒体に対する情報の記録・再生を行う。
【０００３】
近年では情報の記録容量の増大の為に、青紫色レーザーを使った記録容量２５ＧＢの高密度光ディスク、いわゆるブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ ｄｉｓｃ：登録商標）が開発されている。また、コスト削減のためにプラスチック材料によるＢＤ用対物レンズの開発が行われている。
【０００４】
光記録媒体に対する情報の記録・再生を行う場合にはＢＤ用対物レンズの波面収差の他に、透過率、光利用効率の問題がある。特に情報の記録を行う場合にはハイパワーの光検出が重要になっており、信号レベルを確保する事が重要な課題の一つとなっている。
【０００５】
これら、透過率、光利用効率、信号レベルの問題を解決する為の手段として、ＢＤ用対物レンズ面に反射防止膜を施している事が多い。
【０００６】
開口数ＮＡ０．８４のような高ＮＡレンズで反射防止膜を設けない場合には、透過率は８７％程度になる。また、一般的にＢＤ用対物レンズは中央部から周辺部へ行くほど、光の入射角が大きくなる。例えばＮＡ０．８５のＢＤ用対物レンズでは周辺部の接線角は６０度以上になる場合もある。その為、レンズの中央部に比べ外周部での透過率は低くなる。
また、高いＮＡレンズを集光するために、ＢＤ用対物レンズには高い屈折率を持つ材料が使用されている。
【０００７】
光が面に垂直に入射した場合の光の反射率は（式１）で示される通りであり、高い屈折率を持った材料では光の反射率が大きくなる為、更に透過率の条件が厳しくなる。
【数１】
【０００８】
以上の事から、近年の高ＮＡレンズではＢＤ用対物レンズを透過する光が減る傾向にあり、さらに接線角が大きい為、レンズの中央部に比べ、外周部で著しく透過率が低いレンズとなる。透過率の低いレンズでは、光利用効率が低くなり、必要な光強度を得る事が出来ない。また、外周部の透過率が低いレンズではスポット径が大きくなり、情報記録層にある記録面の情報が読み取れなくなる原因となる。
【０００９】
以上のような問題を解決するため、特許文献１では、ＢＤ用対物レンズの周辺部が高くなるように厚さを設定した反射防止膜が提案されている。これはレンズの中央部の透過率を犠牲にする事により外周部の透過率を上げて、スポットサイズを良好にするというものである。
【００１０】
すなわち、特許文献１では、低屈折率材料と高屈折率材料の２層の構成とし、同文献の図５に示すように、高屈折率材料として酸化セリウム（１層目）、低屈折率材料として酸化シリコン（２層目）のそれぞれの膜厚を変化させることにより、垂直（角度０度）で入射・出射する光の反射率を極小とする波長λを変化させている。（同文献の図５、明細書［０１６１］の記載参照。）
【００１１】
したがって、特許文献１においては、反射防止膜の反射率の極小値は、たとえば波長３５０〜８００ｎｍの範囲の帯域においていずれか一つの波長において存在することができるに過ぎず、極小値を２つ以上持つことはありえない。したがって、特許文献１においては極小値を一つしかとり得ないために、極小値を中央部でなく外周部にシフトさせて外周部の透過率を上げるようにするのであるが、そのため、中央部の透過率は下がるので、スポットのパワー強度にばらつきが起こり、ジッターや信号レベルの低下を招き、情報の記録・再生に影響が起こっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５-１１４９４号公報
【特許文献２】特開２００１−１００００８号公報
【特許文献３】特開２０００−１４７２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、光スポット径を確保しつつ、レンズ面全体の透過率が高く、レンズ中央部とレンズ外周部の両方の透過率を確保する事で、ジッターや信号振幅が十分に確保されたＢＤ用対物レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以上の課題を解決するため、本発明のＢＤ用対物レンズは、波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長のレーザー光源から出た単色のレーザー光を、光記録媒体上に集光することにより、前記光記録媒体への情報の記録、または、前記光記録媒体からの情報の再生を行う光ピックアップ装置に搭載されるＢＤ用対物レンズであって、前記ＢＤ用対物レンズのレーザー入射側レンズ面には６０度以上の接線角が存在し、前記レーザー入射側レンズ面には反射防止膜が設けられ、前記反射防止膜は、前記レーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射するときに、波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長において光の反射率の第一の極小値を示し、更に、波長４２０ｎｍよりも長波長側の波長において光の反射率の第二の極小値を示すことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、レーザー入射側レンズ面において、レンズ面の中心部に光が垂直に入射する光と平行な光線と、レーザー入射側レンズ面のなす角度（接線角）が、レンズ面の非球面の存在する範囲の中で、６０度以上となる角度が存在するＢＤ用対物レンズに適用すると、発明の効果が特に有効に発揮される。０．８４以上の高ＮＡレンズにおいて透過率の確保が難しくなる理由として、レーザー入射側レンズ面において、レンズ面の中心部に光が垂直に入射する光と平行な光線と、レーザー入射側レンズ面のなす角度が大きくなる事が原因としてあげられるからである。
【００１６】
本発明では、このようなＢＤ用対物レンズに対して適切な透過率を確保するようになっており、レーザー入射側レンズ面において、レンズ面の中心部に光が垂直に入射する光と平行な光線と、レーザー入射側レンズ面のなす角度が、レンズ面の非球面の存在する範囲の中で、６０度以上、さらには６３度以上、となる角度が存在している場合に有効である。
【００１７】
レーザー入射側レンズ面とは光がレーザーから発した時に、レーザーからの光がＢＤ用対物レンズ面を最初に通るレンズ面の事である。以下、この面を対物レンズ第一面とも呼ぶこととする。
【００１８】
この対物レンズ第一面はレーザーの光がレンズ面に対して垂直になるように取り付けられる。従って、対物レンズ第一面の中心部には光は垂直に通る事になる。このように光とレンズ面が垂直に交わるような光に関しての反射率の波長依存性を表した図をここでは分光特性の反射率と呼ぶ事とする。
【００１９】
従って分光特性の反射率が波長４００〜４２０ｎｍの範囲内に極小値を示した時、ＢＤ用対物レンズの中心部の反射率は極小の値を示し、逆に言えば透過率が高いレンズとする事が可能となる。
【００２０】
更にＢＤ用対物レンズ等に使われる高ＮＡレンズでは、レンズ面の中心部から離れたレンズ形状は、レンズ面に対する光の入射角度が垂直ではなく角度を持つことになる。レンズ面に対し角度を持った光はレンズ面に垂直に入射する光に比べ透過率が下がる。反射防止膜をつけていないＢＤ用対物レンズの透過率と相対瞳座標の関係を図１に示す。
【００２１】
なお、図１は後に出てくる実施の形態１に示したレンズ面形状での透過率である。このように高いＮＡレンズにおいては外周部の透過率が下がりやすい為、レンズ中央部の透過率をいくら高くしても周辺部の透過率を犠牲にした反射防止膜ではレンズ面全体での透過率を上げる事は出来ない。
【００２２】
ところで、反射防止膜においては、入射角が大きい所の反射率は長波長側にシフトされる事が知られている。そこで波長４２０ｎｍよりも長波長側に極小値を示すような反射防止膜構成としておく。
【００２３】
この事により、中央部の透過率を確保した上で、周辺部の透過率も十分に上げる事が出来、レンズ面全体の透過率が上がる事になる。また、レンズ中心部から周辺部にかけての透過率を確保できるので、ジッターや信号振幅も良好に確保する事が出来る。
【００２４】
また、レーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射する時、波長４００〜４２０ｎｍに位置する光の反射率の第一の極小値が、４２０ｎｍよりも長波長側に位置する光の反射率の第二の極小値よりも小さくなるように膜構成と膜厚が設定されていることが望ましい。
【００２５】
レンズ中心部の透過率をコントロールしている波長４００〜４２０ｎｍの透過率が、周辺部をコントロールしている外周部の透過率よりも低くなると、レンズ中心部の透過率が確保しにくくなるからである。
【００２６】
４２０ｎｍよりも長波長側に位置する反射率の第二の極小値は、波長５５６〜７１２ｎｍの範囲内にある事が望ましい。
【００２７】
更に、レーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射する時、光の反射率が波長３５０〜８００ｎｍの範囲内に極小値を２つ以上持つ事ができ、２つのみである必要はない。
【００２８】
波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長と波長５５６〜７１２ｎｍの範囲内の波長に極小値があれば透過率は確保されるのであって、その他の波長に極小値が存在する場合もある。
【００２９】
レーザー入射側レンズ面にある反射防止膜は異なる３種類以下の材料からなっており、３層から成り立っている事がより好ましい。
【００３０】
反射防止膜の層数が多くなると、膜厚が厚くなりがちになり、膜割れを起こしやすくなる。また、膜の層数が多くなると、製造誤差が起こりやすくなり、製造が難しくなる。一方で、分光特性の反射率の極小値は、反射防止膜の層数が多くなると設計がしやすくなるメリットがある。このような状況から、反射防止膜の層数は３層である事がより好ましい。
【００３１】
さらに、本発明は屈折率が１．５３以下のＢＤ用対物レンズに適用する場合により効果が発揮されやすい。
【００３２】
屈折率が低いＢＤ用対物レンズにおいて、レンズ面形状を決めた際には接線角が大きくなる。反射防止膜においては接線角が大きくなると、反射率が高くなる為、設計が困難になる為である。
【００３３】
本発明では、入射側レンズ面の反射防止膜がレーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射するときに、光の反射率が波長４００〜４２０ｎｍの範囲内に第一の極小値を示し、更に、波長４２０nmよりも長波長側に第二の極小値を示すとともに、ＢＤ用対物レンズのレーザー射出側にも、 レンズ面の中心部における光の反射率の唯一の極小値が４００ｎｍ〜５００ｎｍにある 反射防止膜を設ける事により、ＢＤ用対物レンズの光が当たる領域（有効径）での透過率が９１％以上とすることができ、スポット径も０．４μｍ以下とすることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、光スポット径を確保しつつ、透過率が高く、製造が容易なＢＤ用対物レンズを設計する事が出来る。また、スポットの形状が崩れる事がない為、ジッターや、信号レベルを良好にする事が出来、情報の記録・再生が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、実施の形態１に示したレンズ面形状で、反射防止膜がない場合の透過率を示した図である。
【図２】図２は、ブルーレイディスク（ＢＤ）７に対して適切に情報の記録、再生をおこなえる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は、レンズ有効径φ２．４ｍｍの時の光ピックアップ対物レンズの例であり、
【図４】図４は、実施例１にかかる反射防止膜の膜厚を示した図である。各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【図５】図５は、実施例１にかかるレーザー入社側面（レンズ第一面）の分光特性の図である。
【図６】図６は、実施例１にかかるレーザー射出側面（レンズ第二面）の分光特性の図である。
【図７】図７は、実施例１にかかるレンズ面全体の透過率分布に関する図である。
【図８】図８は、図３とはレンズの大きさが異なり、レンズ有効径φ２．０ｍｍの時の光ピックアップ対物レンズの例となっている。
【図９】図９は、実施例２にかかる反射防止膜の膜厚を示した図である。各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【図１０】図１０は、実施例２にかかるレーザー入射側面（レンズ第一面）の分光特性の図である。
【図１１】図１１は、実施例２にかかるレーザー射出側面（レンズ第二面）の分光特性の図である。
【図１２】図１２は、実施例２にかかるレンズ面全体の透過率分布に関する図である。
【図１３】図１３は、例えば、プラスチックレンズで発生しやすい、温度の変化による波面収差の発生を抑制するために設けられた輪帯の段差がある場合の例である。
【図１４】図１４は、プラスチックレンズで発生しやすい、温度の変化による波面収差の発生を抑制するために設けられた輪帯の段差がある場合の実施の形態３のレンズの第一面の輪帯番号ＮＯ１〜５までを分割して示す図である。
【図１５】図１５は、プラスチックレンズで発生しやすい、温度の変化による波面収差の発生を抑制するために設けられた輪帯の段差がある場合の実施の形態３の図１４と同一のレンズの第一面の輪帯番号ＮＯ６〜９までを分割して示す図である。
【図１６】図１６は、例えば、プラスチックレンズで発生しやすい、温度の変化による波面収差の発生を抑制するために設けられた輪帯の段差がある場合の第二面を示す図である。
【図１７】図１７は実施例３にかかる反射防止膜の膜厚を示した図である。各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【図１８】図１８は、実施例３にかかるレーザー入射側面（レンズ第一面）の分光特性の図である。
【図１９】図１９は、実施例３にかかるレーザー射出側面（レンズ第二面）の分光特性の図である。
【図２０】図２０は、実施例３にかかるレンズ面全体の透過率分布に関する図である。
【図２１】図２１は実施例４にかかる反射防止膜の膜厚を示した図である。各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【図２２】図２２は、実施例４にかかるレーザー入射側面（レンズ第一面）の分光特性の図である。
【図２３】図２３は、実施例４にかかるレーザー射出側面（レンズ第二面）の分光特性の図である。
【図２４】図２４は、実施例４にかかるレンズ面全体の透過率分布に関する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の光学レンズは、光情報媒体への記録や、再生に使用されるものであって、光ピックアップ装置（光情報記録再生装置）のＢＤ用対物レンズとして使用されているものである。
【００３７】
図２に、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略図を示す。なお本発明で使用される光ピックアップ装置はこれに限ったものではない。
【００３８】
図２は、ブルーレイディスク（ＢＤ）７に対して適切に情報の記録、再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。
【００３９】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、ブルーレイディスク（ＢＤ）７に対して情報の記録再生を行う場合に使用され３８０ｎｍ以上のレーザー光束を発光する。レーザー光の光路上にビームスプリッタ２が設けられている。ビームスプリッタ２及び１／４波長板３を透過することにより、レーザー光は円偏光に変換される。
【００４０】
１／４波長板３から出射されたレーザー光の光路上にカップリングレンズ４が設けられている。カップリングレンズ４は、プラスチック素材またはガラス素材から形成され、カップリングレンズ４がアクチュエータにより光軸方向を動く事でレーザー光が平行光となり、絞り５を通過した後、光ピックアップ対物レンズ６に入射される。
【００４１】
この光ピックアップ対物レンズ６は、情報の記録や再生に必要な光量を確保するため、少なくとも光入射側面の１面、または光入射側面と光射出側面の両面に反射防止膜が設定されている。
【００４２】
この光ピックアップ対物レンズ６を透過した光は情報記録面に入射する事になる。情報記録面を反射した光は再び光ピックアップ対物レンズ６を介して光検出器８に入射し、検出される。光検出器８は、当該レーザー光を検出し、光電変換して出力信号を出力する。そして、光検出器８の出力信号に基づいて、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号、再生信号などを生成する。また、当該フォーカスエラー信号、トラックエラー信号、再生信号などを用いて、ブルーレイディスク（ＢＤ）７に対する情報の記録及び／又は再生を行う。
【００４３】
ところで、光ピックアップ対物レンズ６は情報記録量を大きくするようスポットサイズは０．３９μｍ程度となっている。これを実現するためにはＮＡが０．８５となるよう設定されているレンズとなっている。これらの光ピックアップ対物レンズ６の一例を図３と図８と図１３に示す。
【００４４】
［実施の形態１］
図３は、レンズ有効径φ２．４ｍｍの時の光ピックアップ対物レンズ６の例であり、中心厚、輪帯９の幅、輪帯９の段差量、非球面係数、曲率を示している。また、Ｚｊは非球面形状、ｈは光軸からの光線の高さ、Ｃは曲率、Ｋはコーニック係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６はそれぞれ、４次から１６次までの非球面係数である。なお、Ｃ＝１／Ｒ（Ｒは曲率半径）である。これらの式は数式(２)で示した式により規定されている。
【数２】
【００４５】
［実施の形態２］
図８は、図３とはレンズの大きさが異なり、レンズ有効径φ２．０ｍｍの時の光ピックアップ対物レンズ６の例となっており、中心厚、輪帯９の幅、輪帯９の段差量、非球面係数、曲率を示している。また、Ｚｊは非球面形状、ｈは光軸からの光線の高さ、Ｃは曲率、Ｋはコーニック係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６はそれぞれ、４次から１６次までの非球面係数である。なお、Ｃ＝１／Ｒ（Ｒは曲率半径）である。これらの式は数式（２）で示した式により規定されている。
【００４６】
［実施の形態３］
図１３〜１６は、例えば、プラスチックレンズで発生しやすい、温度の変化による波面収差の発生を抑制するために設けられた輪帯の段差がある場合の例であり、中心厚、輪帯９の幅、輪帯９の段差量、非球面係数、曲率を示している。また、Ｚｊは非球面形状、ｈは光軸からの光線の高さ、Ｃは曲率、Ｋはコーニック係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６はそれぞれ、４次から１６次までの非球面係数である。なお、Ｃ＝１／Ｒ（Ｒは曲率半径）である。これらの式は数式(２)で示した式により規定されている。図１４は、第一面の輪帯ＮＯ１〜５を示し、図１５は、第一面の輪帯ＮＯ６〜９を示し、図１６は、第二面をしている。
【００４７】
ここで、本発明は、図３、図８、図１３に示されるプラスチックレンズに限定されるものではない。本発明は、例えば近年開発されている多層用ディスク対応の光ピックアップ対物レンズや、２波長対応レンズ、更には３波長対応レンズにも適用可能である。
【００４８】
さらに、反射防止膜は、例えば、真空蒸着法や、スパッタ法、ＣＶＤ法、大気圧プラズマ法（特許文献２、特許文献３等を参照。）などの、従来から周知の反射防止膜の製膜方法により、積層状に製膜することができる。
【００４９】
また、反射防止膜に用いられる高屈折率材料としては、例えば、酸化セリウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニューム、酸化アルミニューム、窒化シリコン、酸素含有窒化シリコンなどが挙げられる。反射防止膜に用いられる低屈折率材料としては、例えば、酸化シリコン、フッ化マグネシュームなどが挙げられる。
【００５０】
本発明の反射防止膜は、上述の高屈折率材料、低屈折率材料のうちの一種類から構成されていても良いし、複数の種類の材料を混合して構成されていても良い。
【実施例１】
【００５１】
図４に、本発明の実施例１の光ピックアップ対物レンズ６の反射防止膜の膜厚を示す。光ピックアップ対物レンズ６の形状は図２で示される物を使用している。反射防止膜の各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【００５２】
図５はレーザー入射側レンズ面の光軸に対する分光特性を表した図である。分光特性の最小の極小値は４１５ｎｍの位置にあり、第二に小さい極小値は５９０ｎｍの位置にある。
【００５３】
また、図６はレーザー射出側レンズ面の光軸に対する分光特性を表した図となっている。極小値は４４３ｎｍの位置にあり極小値は１つしか存在していない。
【００５４】
この時のスポット径は０．３８１６μｍであり、レンズの光が当たる領域（有効径）での透過率は９１．６４％である。レンズ面全体の透過率は図６に示すとおりであり、レンズ中央部の透過率は９８.１９％となっており、レンズ中心部の透過率を犠牲にすることなく、スポット径を確保したレンズとなっている事が分かる。よって、中心部の透過率を犠牲とすることなく周辺部の透過率も確保されているので、適切なスポット径を確保し、良好なジッターと信号レベルを得る事が出来る。
【実施例２】
【００５５】
図９に、本発明の実施例２の光ピックアップ対物レンズ６の反射防止膜の膜厚を示す。光ピックアップ対物レンズ６の形状は図８で示される物を使用している。反射防止膜の各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【００５６】
図１０は、レーザー入射側レンズ面の光軸の対する分光特性を表した図である。分光特性の最小の極小値は４１３ｎｍの位置にあり、第二に小さい極小値は５７９ｎｍの位置にある。
【００５７】
また、図１１はレーザー射出側レンズ面の光軸に対する分光特性を表した図となっている。極小値は４０１ｎｍの位置にあり極小値は１つしか存在していない。
【００５８】
この時のスポット径は０．３９７４μｍであり、光ピックアップ対物レンズ６の光が当たる領域（有効径）での透過率は９１．９６％である。レンズ面全体の透過率は図１２に示すとおりであり、レンズ中央部の透過率は９８.８８％となっており、レンズ中心部の透過率を犠牲にすることなく、スポット径を確保したレンズとなっている事が分かる。よって、中心部の透過率を犠牲とすることなく周辺部の透過率も確保されているので、適切なスポット径を確保し、良好なジッターと信号レベルを得る事が出来る。
【実施例３】
【００５９】
図１７に、本発明の実施例３の光ピックアップ対物レンズ６の反射防止膜の膜厚を示す。光ピックアップ対物レンズ６の形状は図１３で示される物を使用している。反射防止膜の各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【００６０】
図１８はレーザー入射側レンズ面の光軸の対する分光特性を表した図である。分光特性の最小の極小値は４１４ｎｍの位置にあり、第二に小さい極小値は５５６nmの位置にある。また、図１９はレーザー射出側レンズ面の光軸に対する分光特性を表した図となっている。極小値は４１６ｎｍの位置にあり極小値は１つしか存在していない。
【００６１】
この時のスポット径は０．３９４４８μｍであり、光ピックアップ対物レンズ６の光が当たる領域（有効径）での透過率は９２．０７％である。レンズ面全体の透過率は図２０に示すとおりであり、レンズ中央部の透過率は９８.５６％となっており、レンズ中心部の透過率を犠牲にすることなく、スポット径を確保したレンズとなっている事が分かる。よって、中心部の透過率を犠牲とすることなく周辺部の透過率も確保されているので、適切なスポット径を確保し、良好なジッターと信号レベルを得る事が出来る。
【実施例４】
【００６２】
図２１に、本発明の実施例４の光ピックアップ対物レンズ６の反射防止膜の膜厚を示す。光ピックアップ対物レンズ６の形状は図３で示される物を使用している。反射防止膜の各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【００６３】
図２２は、レーザー入射側レンズ面の光軸の対する分光特性を表した図である。分光特性の最小の極小値は４０５ｎｍの位置にあり、第二に小さい極小値は７１２ｎｍの位置にある。
【００６４】
また、図２３は、レーザー射出側レンズ面の光軸に対する分光特性を表した図となっている。極小値は４４０ｎｍの位置にあり極小値は１つしか存在していない。
【００６５】
この時のスポット径は０．３９６２４μｍであり、光ピックアップ対物レンズ６の光が当たる領域（有効径）での透過率は９１．４１％である。レンズ面全体の透過率は図２４に示すとおりであり、レンズ中央部の透過率は９７．８０％となっており、レンズ中心部の透過率を犠牲にすることなく、スポット径を確保したレンズとなっている事が分かる。よって、中心部の透過率を犠牲とすることなく周辺部の透過率も確保されているので、適切なスポット径を確保し、良好なジッターと信号レベルを得る事が出来る。
【符号の説明】
【００６６】
１ 光ピックアップ装置ＰＵ
２ ビームスプリッタ
３ １／４波長板
４ カップリングレンズ
５ 絞り
６ 光ピックアップ対物レンズ
７ ブルーレイディスク（ＢＤ）
８ 光検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体への情報の記録と、光記録媒体に記録された情報の記録と再生との少なくとも一方を行える適切な反射防止膜が施された光ピックアップ用対物レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光記録媒体への情報の記録や、光記録媒体に記録された情報の再生を行う光ピックアップ装置が知られている。光ピックアップ装置においては半導体レーザーから出た光を対物レンズにより集光することで、光記録媒体に対する情報の記録・再生を行う。
【０００３】
近年では情報の記録容量の増大の為に、青紫色レーザーを使った記録容量２５ＧＢの高密度光ディスク、いわゆるブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ ｄｉｓｃ：登録商標）が開発されている。また、コスト削減のためにプラスチック材料によるＢＤ用対物レンズの開発が行われている。
【０００４】
光記録媒体に対する情報の記録・再生を行う場合にはＢＤ用対物レンズの波面収差の他に、透過率、光利用効率の問題がある。特に情報の記録を行う場合にはハイパワーの光検出が重要になっており、信号レベルを確保する事が重要な課題の一つとなっている。
【０００５】
これら、透過率、光利用効率、信号レベルの問題を解決する為の手段として、ＢＤ用対物レンズ面に反射防止膜を施している事が多い。
【０００６】
開口数ＮＡ０．８４のような高ＮＡレンズで反射防止膜を設けない場合には、透過率は８７％程度になる。また、一般的にＢＤ用対物レンズは中央部から周辺部へ行くほど、光の入射角が大きくなる。例えばＮＡ０．８５のＢＤ用対物レンズでは周辺部の接線角は６０度以上になる場合もある。その為、レンズの中央部に比べ外周部での透過率は低くなる。
また、高いＮＡレンズを集光するために、ＢＤ用対物レンズには高い屈折率を持つ材料が使用されている。
【０００７】
光が面に垂直に入射した場合の光の反射率は（式１）で示される通りであり、高い屈折率を持った材料では光の反射率が大きくなる為、更に透過率の条件が厳しくなる。
【数１】
【０００８】
以上の事から、近年の高ＮＡレンズではＢＤ用対物レンズを透過する光が減る傾向にあり、さらに接線角が大きい為、レンズの中央部に比べ、外周部で著しく透過率が低いレンズとなる。透過率の低いレンズでは、光利用効率が低くなり、必要な光強度を得る事が出来ない。また、外周部の透過率が低いレンズではスポット径が大きくなり、情報記録層にある記録面の情報が読み取れなくなる原因となる。
【０００９】
以上のような問題を解決するため、特許文献１では、ＢＤ用対物レンズの周辺部が高くなるように厚さを設定した反射防止膜が提案されている。これはレンズの中央部の透過率を犠牲にする事により外周部の透過率を上げて、スポットサイズを良好にするというものである。
【００１０】
すなわち、特許文献１では、低屈折率材料と高屈折率材料の２層の構成とし、同文献の図５に示すように、高屈折率材料として酸化セリウム（１層目）、低屈折率材料として酸化シリコン（２層目）のそれぞれの膜厚を変化させることにより、垂直（角度０度）で入射・出射する光の反射率を極小とする波長λを変化させている。（同文献の図５、明細書［０１６１］の記載参照。）
【００１１】
したがって、特許文献１においては、反射防止膜の反射率の極小値は、たとえば波長３５０〜８００ｎｍの範囲の帯域においていずれか一つの波長において存在することができるに過ぎず、極小値を２つ以上持つことはありえない。したがって、特許文献１においては極小値を一つしかとり得ないために、極小値を中央部でなく外周部にシフトさせて外周部の透過率を上げるようにするのであるが、そのため、中央部の透過率は下がるので、スポットのパワー強度にばらつきが起こり、ジッターや信号レベルの低下を招き、情報の記録・再生に影響が起こっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５-１１４９４号公報
【特許文献２】特開２００１−１００００８号公報
【特許文献３】特開２０００−１４７２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、光スポット径を確保しつつ、レンズ面全体の透過率が高く、レンズ中央部とレンズ外周部の両方の透過率を確保する事で、ジッターや信号振幅が十分に確保されたＢＤ用対物レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以上の課題を解決するため、本発明のＢＤ用対物レンズは、波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長のレーザー光源から出た単色のレーザー光を、光記録媒体上に集光することにより、前記光記録媒体への情報の記録、または、前記光記録媒体からの情報の再生を行う光ピックアップ装置に搭載されるＢＤ用対物レンズであって、前記ＢＤ用対物レンズのレーザー入射側レンズ面には６０度以上の接線角が存在し、前記レーザー入射側レンズ面には反射防止膜が設けられ、前記反射防止膜は、前記レーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射するときに、波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長において光の反射率の第一の極小値を示し、更に、波長４２０ｎｍよりも長波長側の波長において光の反射率の第二の極小値を示すことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、レーザー入射側レンズ面において、レンズ面の中心部に光が垂直に入射する光と平行な光線と、レーザー入射側レンズ面のなす角度（接線角）が、レンズ面の非球面の存在する範囲の中で、６０度以上となる角度が存在するＢＤ用対物レンズに適用すると、発明の効果が特に有効に発揮される。０．８４以上の高ＮＡレンズにおいて透過率の確保が難しくなる理由として、レーザー入射側レンズ面において、レンズ面の中心部に光が垂直に入射する光と平行な光線と、レーザー入射側レンズ面のなす角度が大きくなる事が原因としてあげられるからである。
【００１６】
本発明では、このようなＢＤ用対物レンズに対して適切な透過率を確保するようになっており、レーザー入射側レンズ面において、レンズ面の中心部に光が垂直に入射する光と平行な光線と、レーザー入射側レンズ面のなす角度が、レンズ面の非球面の存在する範囲の中で、６０度以上、さらには６３度以上、となる角度が存在している場合に有効である。
【００１７】
レーザー入射側レンズ面とは光がレーザーから発した時に、レーザーからの光がＢＤ用対物レンズ面を最初に通るレンズ面の事である。以下、この面を対物レンズ第一面とも呼ぶこととする。
【００１８】
この対物レンズ第一面はレーザーの光がレンズ面に対して垂直になるように取り付けられる。従って、対物レンズ第一面の中心部には光は垂直に通る事になる。このように光とレンズ面が垂直に交わるような光に関しての反射率の波長依存性を表した図をここでは分光特性の反射率と呼ぶ事とする。
【００１９】
従って分光特性の反射率が波長４００〜４２０ｎｍの範囲内に極小値を示した時、ＢＤ用対物レンズの中心部の反射率は極小の値を示し、逆に言えば透過率が高いレンズとする事が可能となる。
【００２０】
更にＢＤ用対物レンズ等に使われる高ＮＡレンズでは、レンズ面の中心部から離れたレンズ形状は、レンズ面に対する光の入射角度が垂直ではなく角度を持つことになる。レンズ面に対し角度を持った光はレンズ面に垂直に入射する光に比べ透過率が下がる。反射防止膜をつけていないＢＤ用対物レンズの透過率と相対瞳座標の関係を図１に示す。
【００２１】
なお、図１は後に出てくる実施の形態１に示したレンズ面形状での透過率である。このように高いＮＡレンズにおいては外周部の透過率が下がりやすい為、レンズ中央部の透過率をいくら高くしても周辺部の透過率を犠牲にした反射防止膜ではレンズ面全体での透過率を上げる事は出来ない。
【００２２】
ところで、反射防止膜においては、入射角が大きい所の反射率は長波長側にシフトされる事が知られている。そこで波長４２０ｎｍよりも長波長側に極小値を示すような反射防止膜構成としておく。
【００２３】
この事により、中央部の透過率を確保した上で、周辺部の透過率も十分に上げる事が出来、レンズ面全体の透過率が上がる事になる。また、レンズ中心部から周辺部にかけての透過率を確保できるので、ジッターや信号振幅も良好に確保する事が出来る。
【００２４】
また、レーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射する時、波長４００〜４２０ｎｍに位置する光の反射率の第一の極小値が、４２０ｎｍよりも長波長側に位置する光の反射率の第二の極小値よりも小さくなるように膜構成と膜厚が設定されていることが望ましい。
【００２５】
レンズ中心部の透過率をコントロールしている波長４００〜４２０ｎｍの透過率が、周辺部をコントロールしている外周部の透過率よりも低くなると、レンズ中心部の透過率が確保しにくくなるからである。
【００２６】
４２０ｎｍよりも長波長側に位置する反射率の第二の極小値は、波長５５６〜７１２ｎｍの範囲内にある事が望ましい。
【００２７】
更に、レーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射する時、光の反射率が波長３５０〜８００ｎｍの範囲内に極小値を２つ以上持つ事ができ、２つのみである必要はない。
【００２８】
波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長と波長５５６〜７１２ｎｍの範囲内の波長に極小値があれば透過率は確保されるのであって、その他の波長に極小値が存在する場合もある。
【００２９】
レーザー入射側レンズ面にある反射防止膜は異なる３種類以下の材料からなっており、３層から成り立っている事がより好ましい。
【００３０】
反射防止膜の層数が多くなると、膜厚が厚くなりがちになり、膜割れを起こしやすくなる。また、膜の層数が多くなると、製造誤差が起こりやすくなり、製造が難しくなる。一方で、分光特性の反射率の極小値は、反射防止膜の層数が多くなると設計がしやすくなるメリットがある。このような状況から、反射防止膜の層数は３層である事がより好ましい。
【００３１】
さらに、本発明は屈折率が１．５３以下のＢＤ用対物レンズに適用する場合により効果が発揮されやすい。
【００３２】
屈折率が低いＢＤ用対物レンズにおいて、レンズ面形状を決めた際には接線角が大きくなる。反射防止膜においては接線角が大きくなると、反射率が高くなる為、設計が困難になる為である。
【００３３】
本発明では、入射側レンズ面の反射防止膜がレーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射するときに、光の反射率が波長４００〜４２０ｎｍの範囲内に第一の極小値を示し、更に、波長４２０nmよりも長波長側に第二の極小値を示すとともに、ＢＤ用対物レンズのレーザー射出側にも、 レンズ面の中心部における光の反射率の唯一の極小値が４００ｎｍ〜５００ｎｍにある 反射防止膜を設ける事により、ＢＤ用対物レンズの光が当たる領域（有効径）での透過率が９１％以上とすることができ、スポット径も０．４μｍ以下とすることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、光スポット径を確保しつつ、透過率が高く、製造が容易なＢＤ用対物レンズを設計する事が出来る。また、スポットの形状が崩れる事がない為、ジッターや、信号レベルを良好にする事が出来、情報の記録・再生が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、実施の形態１に示したレンズ面形状で、反射防止膜がない場合の透過率を示した図である。
【図２】図２は、ブルーレイディスク（ＢＤ）７に対して適切に情報の記録、再生をおこなえる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は、レンズ有効径φ２．４ｍｍの時の光ピックアップ対物レンズの例であり、
【図４】図４は、実施例１にかかる反射防止膜の膜厚を示した図である。各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【図５】図５は、実施例１にかかるレーザー入社側面（レンズ第一面）の分光特性の図である。
【図６】図６は、実施例１にかかるレーザー射出側面（レンズ第二面）の分光特性の図である。
【図７】図７は、実施例１にかかるレンズ面全体の透過率分布に関する図である。
【図８】図８は、図３とはレンズの大きさが異なり、レンズ有効径φ２．０ｍｍの時の光ピックアップ対物レンズの例となっている。
【図９】図９は、実施例２にかかる反射防止膜の膜厚を示した図である。各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【図１０】図１０は、実施例２にかかるレーザー入射側面（レンズ第一面）の分光特性の図である。
【図１１】図１１は、実施例２にかかるレーザー射出側面（レンズ第二面）の分光特性の図である。
【図１２】図１２は、実施例２にかかるレンズ面全体の透過率分布に関する図である。
【図１３】図１３は、例えば、プラスチックレンズで発生しやすい、温度の変化による波面収差の発生を抑制するために設けられた輪帯の段差がある場合の例である。
【図１４】図１４は、プラスチックレンズで発生しやすい、温度の変化による波面収差の発生を抑制するために設けられた輪帯の段差がある場合の実施の形態３のレンズの第一面の輪帯番号ＮＯ１〜５までを分割して示す図である。
【図１５】図１５は、プラスチックレンズで発生しやすい、温度の変化による波面収差の発生を抑制するために設けられた輪帯の段差がある場合の実施の形態３の図１４と同一のレンズの第一面の輪帯番号ＮＯ６〜９までを分割して示す図である。
【図１６】図１６は、例えば、プラスチックレンズで発生しやすい、温度の変化による波面収差の発生を抑制するために設けられた輪帯の段差がある場合の第二面を示す図である。
【図１７】図１７は実施例３にかかる反射防止膜の膜厚を示した図である。各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【図１８】図１８は、実施例３にかかるレーザー入射側面（レンズ第一面）の分光特性の図である。
【図１９】図１９は、実施例３にかかるレーザー射出側面（レンズ第二面）の分光特性の図である。
【図２０】図２０は、実施例３にかかるレンズ面全体の透過率分布に関する図である。
【図２１】図２１は実施例４にかかる反射防止膜の膜厚を示した図である。各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【図２２】図２２は、実施例４にかかるレーザー入射側面（レンズ第一面）の分光特性の図である。
【図２３】図２３は、実施例４にかかるレーザー射出側面（レンズ第二面）の分光特性の図である。
【図２４】図２４は、実施例４にかかるレンズ面全体の透過率分布に関する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の光学レンズは、光情報媒体への記録や、再生に使用されるものであって、光ピックアップ装置（光情報記録再生装置）のＢＤ用対物レンズとして使用されているものである。
【００３７】
図２に、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の概略図を示す。なお本発明で使用される光ピックアップ装置はこれに限ったものではない。
【００３８】
図２は、ブルーレイディスク（ＢＤ）７に対して適切に情報の記録、再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。
【００３９】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、ブルーレイディスク（ＢＤ）７に対して情報の記録再生を行う場合に使用され３８０ｎｍ以上のレーザー光束を発光する。レーザー光の光路上にビームスプリッタ２が設けられている。ビームスプリッタ２及び１／４波長板３を透過することにより、レーザー光は円偏光に変換される。
【００４０】
１／４波長板３から出射されたレーザー光の光路上にカップリングレンズ４が設けられている。カップリングレンズ４は、プラスチック素材またはガラス素材から形成され、カップリングレンズ４がアクチュエータにより光軸方向を動く事でレーザー光が平行光となり、絞り５を通過した後、光ピックアップ対物レンズ６に入射される。
【００４１】
この光ピックアップ対物レンズ６は、情報の記録や再生に必要な光量を確保するため、少なくとも光入射側面の１面、または光入射側面と光射出側面の両面に反射防止膜が設定されている。
【００４２】
この光ピックアップ対物レンズ６を透過した光は情報記録面に入射する事になる。情報記録面を反射した光は再び光ピックアップ対物レンズ６を介して光検出器８に入射し、検出される。光検出器８は、当該レーザー光を検出し、光電変換して出力信号を出力する。そして、光検出器８の出力信号に基づいて、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号、再生信号などを生成する。また、当該フォーカスエラー信号、トラックエラー信号、再生信号などを用いて、ブルーレイディスク（ＢＤ）７に対する情報の記録及び／又は再生を行う。
【００４３】
ところで、光ピックアップ対物レンズ６は情報記録量を大きくするようスポットサイズは０．３９μｍ程度となっている。これを実現するためにはＮＡが０．８５となるよう設定されているレンズとなっている。これらの光ピックアップ対物レンズ６の一例を図３と図８と図１３に示す。
【００４４】
［実施の形態１］
図３は、レンズ有効径φ２．４ｍｍの時の光ピックアップ対物レンズ６の例であり、中心厚、輪帯９の幅、輪帯９の段差量、非球面係数、曲率を示している。また、Ｚｊは非球面形状、ｈは光軸からの光線の高さ、Ｃは曲率、Ｋはコーニック係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６はそれぞれ、４次から１６次までの非球面係数である。なお、Ｃ＝１／Ｒ（Ｒは曲率半径）である。これらの式は数式(２)で示した式により規定されている。
【数２】
【００４５】
［実施の形態２］
図８は、図３とはレンズの大きさが異なり、レンズ有効径φ２．０ｍｍの時の光ピックアップ対物レンズ６の例となっており、中心厚、輪帯９の幅、輪帯９の段差量、非球面係数、曲率を示している。また、Ｚｊは非球面形状、ｈは光軸からの光線の高さ、Ｃは曲率、Ｋはコーニック係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６はそれぞれ、４次から１６次までの非球面係数である。なお、Ｃ＝１／Ｒ（Ｒは曲率半径）である。これらの式は数式（２）で示した式により規定されている。
【００４６】
［実施の形態３］
図１３〜１６は、例えば、プラスチックレンズで発生しやすい、温度の変化による波面収差の発生を抑制するために設けられた輪帯の段差がある場合の例であり、中心厚、輪帯９の幅、輪帯９の段差量、非球面係数、曲率を示している。また、Ｚｊは非球面形状、ｈは光軸からの光線の高さ、Ｃは曲率、Ｋはコーニック係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６はそれぞれ、４次から１６次までの非球面係数である。なお、Ｃ＝１／Ｒ（Ｒは曲率半径）である。これらの式は数式(２)で示した式により規定されている。図１４は、第一面の輪帯ＮＯ１〜５を示し、図１５は、第一面の輪帯ＮＯ６〜９を示し、図１６は、第二面をしている。
【００４７】
ここで、本発明は、図３、図８、図１３に示されるプラスチックレンズに限定されるものではない。本発明は、例えば近年開発されている多層用ディスク対応の光ピックアップ対物レンズや、２波長対応レンズ、更には３波長対応レンズにも適用可能である。
【００４８】
さらに、反射防止膜は、例えば、真空蒸着法や、スパッタ法、ＣＶＤ法、大気圧プラズマ法（特許文献２、特許文献３等を参照。）などの、従来から周知の反射防止膜の製膜方法により、積層状に製膜することができる。
【００４９】
また、反射防止膜に用いられる高屈折率材料としては、例えば、酸化セリウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニューム、酸化アルミニューム、窒化シリコン、酸素含有窒化シリコンなどが挙げられる。反射防止膜に用いられる低屈折率材料としては、例えば、酸化シリコン、フッ化マグネシュームなどが挙げられる。
【００５０】
本発明の反射防止膜は、上述の高屈折率材料、低屈折率材料のうちの一種類から構成されていても良いし、複数の種類の材料を混合して構成されていても良い。
【実施例１】
【００５１】
図４に、本発明の実施例１の光ピックアップ対物レンズ６の反射防止膜の膜厚を示す。光ピックアップ対物レンズ６の形状は図２で示される物を使用している。反射防止膜の各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【００５２】
図５はレーザー入射側レンズ面の光軸に対する分光特性を表した図である。分光特性の最小の極小値は４１５ｎｍの位置にあり、第二に小さい極小値は５９０ｎｍの位置にある。
【００５３】
また、図６はレーザー射出側レンズ面の光軸に対する分光特性を表した図となっている。極小値は４４３ｎｍの位置にあり極小値は１つしか存在していない。
【００５４】
この時のスポット径は０．３８１６μｍであり、レンズの光が当たる領域（有効径）での透過率は９１．６４％である。レンズ面全体の透過率は図６に示すとおりであり、レンズ中央部の透過率は９８.１９％となっており、レンズ中心部の透過率を犠牲にすることなく、スポット径を確保したレンズとなっている事が分かる。よって、中心部の透過率を犠牲とすることなく周辺部の透過率も確保されているので、適切なスポット径を確保し、良好なジッターと信号レベルを得る事が出来る。
【実施例２】
【００５５】
図９に、本発明の実施例２の光ピックアップ対物レンズ６の反射防止膜の膜厚を示す。光ピックアップ対物レンズ６の形状は図８で示される物を使用している。反射防止膜の各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【００５６】
図１０は、レーザー入射側レンズ面の光軸の対する分光特性を表した図である。分光特性の最小の極小値は４１３ｎｍの位置にあり、第二に小さい極小値は５７９ｎｍの位置にある。
【００５７】
また、図１１はレーザー射出側レンズ面の光軸に対する分光特性を表した図となっている。極小値は４０１ｎｍの位置にあり極小値は１つしか存在していない。
【００５８】
この時のスポット径は０．３９７４μｍであり、光ピックアップ対物レンズ６の光が当たる領域（有効径）での透過率は９１．９６％である。レンズ面全体の透過率は図１２に示すとおりであり、レンズ中央部の透過率は９８.８８％となっており、レンズ中心部の透過率を犠牲にすることなく、スポット径を確保したレンズとなっている事が分かる。よって、中心部の透過率を犠牲とすることなく周辺部の透過率も確保されているので、適切なスポット径を確保し、良好なジッターと信号レベルを得る事が出来る。
【実施例３】
【００５９】
図１７に、本発明の実施例３の光ピックアップ対物レンズ６の反射防止膜の膜厚を示す。光ピックアップ対物レンズ６の形状は図１３で示される物を使用している。反射防止膜の各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【００６０】
図１８はレーザー入射側レンズ面の光軸の対する分光特性を表した図である。分光特性の最小の極小値は４１４ｎｍの位置にあり、第二に小さい極小値は５５６nmの位置にある。また、図１９はレーザー射出側レンズ面の光軸に対する分光特性を表した図となっている。極小値は４１６ｎｍの位置にあり極小値は１つしか存在していない。
【００６１】
この時のスポット径は０．３９４４８μｍであり、光ピックアップ対物レンズ６の光が当たる領域（有効径）での透過率は９２．０７％である。レンズ面全体の透過率は図２０に示すとおりであり、レンズ中央部の透過率は９８.５６％となっており、レンズ中心部の透過率を犠牲にすることなく、スポット径を確保したレンズとなっている事が分かる。よって、中心部の透過率を犠牲とすることなく周辺部の透過率も確保されているので、適切なスポット径を確保し、良好なジッターと信号レベルを得る事が出来る。
【実施例４】
【００６２】
図２１に、本発明の実施例４の光ピックアップ対物レンズ６の反射防止膜の膜厚を示す。光ピックアップ対物レンズ６の形状は図３で示される物を使用している。反射防止膜の各層の膜厚は物理膜厚であり、レンズ面に対して、光軸方向に一定となるように設定されている。
【００６３】
図２２は、レーザー入射側レンズ面の光軸の対する分光特性を表した図である。分光特性の最小の極小値は４０５ｎｍの位置にあり、第二に小さい極小値は７１２ｎｍの位置にある。
【００６４】
また、図２３は、レーザー射出側レンズ面の光軸に対する分光特性を表した図となっている。極小値は４４０ｎｍの位置にあり極小値は１つしか存在していない。
【００６５】
この時のスポット径は０．３９６２４μｍであり、光ピックアップ対物レンズ６の光が当たる領域（有効径）での透過率は９１．４１％である。レンズ面全体の透過率は図２４に示すとおりであり、レンズ中央部の透過率は９７．８０％となっており、レンズ中心部の透過率を犠牲にすることなく、スポット径を確保したレンズとなっている事が分かる。よって、中心部の透過率を犠牲とすることなく周辺部の透過率も確保されているので、適切なスポット径を確保し、良好なジッターと信号レベルを得る事が出来る。
【符号の説明】
【００６６】
１ 光ピックアップ装置ＰＵ
２ ビームスプリッタ
３ １／４波長板
４ カップリングレンズ
５ 絞り
６ 光ピックアップ対物レンズ
７ ブルーレイディスク（ＢＤ）
８ 光検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長のレーザー光源から出た単色のレーザー光を、光記録媒体上に集光することにより、前記光記録媒体への情報の記録、または、前記光記録媒体からの情報の再生を行う光ピックアップ装置に搭載されるＢＤ用対物レンズであって、
前記ＢＤ用対物レンズのレーザー入射側レンズ面には６０度以上の接線角が存在し、前記レーザー入射側レンズ面には反射防止膜が設けられ、
前記反射防止膜は、前記レーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射するときに、波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長において光の反射率の第一の極小値を示し、更に、波長４２０ｎｍよりも長波長側の波長において光の反射率の第二の極小値を示すことを特徴とするＢＤ用対物レンズ。
【請求項２】
前記波長４２０ｎｍよりも長波長側に位置する光の反射率の前記第二の極小値を示す波長が、波長５５６〜７１２ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項３】
前記波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の光の反射率の前記第一の極小値が、前記４２０ｎｍよりも長波長側に位置する光の反射率の前記第二の極小値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項４】
波長３５０〜８００ｎｍの範囲内の波長において光の反射率の極小値を２つ以上持つことを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項５】
前記レーザー入射側レンズ面に設けられた反射防止膜は、層毎に異なる３種類以下の材料からなっており、３層の積層体から成り立っていることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項６】
前記ＢＤ用対物レンズの屈折率が使用するレーザー光源に対して１．５３以下であることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項７】
前記ＢＤ用対物レンズのレーザー射出側レンズ面に、 前記レーザー射出側レンズ面の中心部における光の反射率の唯一の極小値が４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の波長にある反射防止膜が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項８】
前記レーザー光のスポット径が０．４μｍ以下であり、かつ、前記ＢＤ用対物レンズの前記レーザー光が当たる領域である有効径における光の透過率が９１％以上であることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項９】
前記接線角が６３度以上であることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項１】
波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長のレーザー光源から出た単色のレーザー光を、光記録媒体上に集光することにより、前記光記録媒体への情報の記録、または、前記光記録媒体からの情報の再生を行う光ピックアップ装置に搭載されるＢＤ用対物レンズであって、
前記ＢＤ用対物レンズのレーザー入射側レンズ面には６０度以上の接線角が存在し、前記レーザー入射側レンズ面には反射防止膜が設けられ、
前記反射防止膜は、前記レーザー入射側レンズ面の中心部に光が垂直に入射するときに、波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の波長において光の反射率の第一の極小値を示し、更に、波長４２０ｎｍよりも長波長側の波長において光の反射率の第二の極小値を示すことを特徴とするＢＤ用対物レンズ。
【請求項２】
前記波長４２０ｎｍよりも長波長側に位置する光の反射率の前記第二の極小値を示す波長が、波長５５６〜７１２ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項３】
前記波長４００〜４２０ｎｍの範囲内の光の反射率の前記第一の極小値が、前記４２０ｎｍよりも長波長側に位置する光の反射率の前記第二の極小値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項４】
波長３５０〜８００ｎｍの範囲内の波長において光の反射率の極小値を２つ以上持つことを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項５】
前記レーザー入射側レンズ面に設けられた反射防止膜は、層毎に異なる３種類以下の材料からなっており、３層の積層体から成り立っていることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項６】
前記ＢＤ用対物レンズの屈折率が使用するレーザー光源に対して１．５３以下であることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項７】
前記ＢＤ用対物レンズのレーザー射出側レンズ面に、 前記レーザー射出側レンズ面の中心部における光の反射率の唯一の極小値が４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の波長にある反射防止膜が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項８】
前記レーザー光のスポット径が０．４μｍ以下であり、かつ、前記ＢＤ用対物レンズの前記レーザー光が当たる領域である有効径における光の透過率が９１％以上であることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【請求項９】
前記接線角が６３度以上であることを特徴とする請求項１に記載のＢＤ用対物レンズ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
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【図１４】
【図１５】
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【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１３−４１３７（Ｐ２０１３−４１３７Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３３４２４（Ｐ２０１１−１３３４２４）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【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２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【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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