(57)【要約】      （修正有）【課題】青色レーザ光を使用する光情報記録再生光学系において、樹脂製の対物レンズに発生する白濁を防止する。【解決手段】樹脂製の対物レンズを有する光情報記録再生光学系が提供される。樹脂のガラス転移温度Ｔｇ及び経路長３ｍｍ当たりの波長４０６ｎｍにおける光線透過率Ｔ（単位：％）は、それぞれ次の条件式（２）及び（３）に定める範囲内にあり、Ｔｇ≧１１５℃…（２）８５≦Ｔ≦９０…（３）対物レンズの各光学面に酸素透過性の低い所定の構成の反射防止膜を設け、白濁の発生に必要な酸素の基材内へ進入を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの記録層にレーザ光束を当てて該光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録再生光学系における使用に適した対物レンズであって、
前記光束の中心波長λ（単位：ｎｍ）は次の条件式（１）に定める範囲内にあり、
３９０≦λ≦４２０  …（１）
前記対物レンズの基材は樹脂から形成され、該樹脂のガラス転移温度Ｔｇ及び経路長３ｍｍ当たりの波長４０６ｎｍにおける光線透過率Ｔ（単位：％）は、それぞれ次の条件式（２）及び（３）に定める範囲内にあり、
Ｔｇ≧１１５℃  …（２）
８５≦Ｔ≦９０  …（３）
前記対物レンズの各光学面には同一の又は異なる反射防止膜が形成されており、該反射防止膜は光軸近傍においてそれぞれ１００ｎｍ以上の膜厚を有する
ことを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
前記反射防止膜は真空度１０−２Ｐａ以下で真空蒸着された高密度層を含み、該高密度層の光軸近傍における膜厚がそれぞれ４０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
前記高密度層はスパッタリング法により形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
前記反射防止膜を構成する少なくとも一つの層は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、又は、これらの混合物から形成された層であることと特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の光情報記録再生用対物レンズ。
【請求項５】
前記対物レンズのガラス転移温度Ｔｇが次の条件式（４）に定める範囲内にある
Ｔｇ≧１２５℃  …（４）
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項６】
前記反射防止膜は、いずれも単層膜又は４層以下の積層膜であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項７】
前記光源からの光束が入射する前記対物レンズの光学面に形成された前記反射防止膜において、垂直入射光の反射率が最小となる波長λＢ１（単位：ｎｍ）が次の条件式（５）に定める範囲内にある
６００＜λＢ１＜８００  …（５）
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項８】
前記光源からの光束が出射する前記対物レンズの光学面に形成された前記反射防止膜において、垂直入射光の反射率が最小となる波長λＢ２（単位：ｎｍ）が次の条件式（６）に定める範囲内にある
４３０＜λＢ２＜６００  …（６）
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項９】
前記光源からの光束が出射する前記対物レンズの光学面において
前記反射防止膜は、前記基材上に第１層から第３層までが番号順に積層された３層膜であり、
前記第１層〜第３層を形成する材料の波長４０６ｎｍにおける屈折率をそれぞれｎ１〜ｎ３とし、
前記第１層〜第３層の厚さをそれぞれｄ１〜ｄ３（単位：ｎｍ）としたときに、
第１層：              ｎ１≦１．５５，    ５０≦ｄ１≦２００
第２層：    １．５５＜ｎ２≦１．７０，    ４０≦ｄ２≦１５０
第３層：              ｎ３≦１．５５，    ５０≦ｄ３≦２００
であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の対物レンズ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の対物レンズを備えた光情報記録再生装置。
【請求項１１】
光ディスクの記録層にレーザ光束を当て、該光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録再生光学系において、
前記光束を発生する光源と、
前記光源から出射した光束を略平行光に変換する光学素子と、
前記光学素子からの光束を前記光ディスクの記録層に集光する対物レンズと
を有し、
前記光束の中心波長λ（単位：ｎｍ）は次の条件式（１）に定める範囲内にあり、
３９０≦λ≦４２０  …（１）
前記対物レンズの基材は樹脂から形成され、該樹脂のガラス転移温度Ｔｇ及び経路長３ｍｍ当たりの波長４０６ｎｍにおける光線透過率Ｔ（単位：％）は、それぞれ次の条件式（２）及び（３）に定める範囲内にあり、
Ｔｇ≧１１５℃  …（２）
８５≦Ｔ≦９０  …（３）
前記対物レンズの各光学面には同一の又は異なる反射防止膜が形成されており、該反射防止膜は光軸近傍においてそれぞれ１００ｎｍ以上の膜厚を有する
ことを特徴とする光情報記録再生光学系。
【請求項１２】
前記光学素子の各光学面にも前記反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の光情報記録再生光学系。
【請求項１３】
前記光学素子の基材を形成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇ及び経路長３ｍｍ当たりの波長４０６ｎｍにおける光線透過率Ｔ（単位：％）は、それぞれ前記条件式（２）及び（３）に定める範囲内にあることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光情報記録再生光学系。
【請求項１４】
前記反射防止膜に真空度１０−２Ｐａ以下で真空蒸着された高密度層の光軸近傍における膜厚がそれぞれ４０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の光情報記録再生光学系。
【請求項１５】
前記反射防止膜の少なくとも一方はスパッタリング法により形成された層を有することを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一項に記載の光情報記録再生光学系。
【請求項１６】
前記対物レンズのガラス転移温度Ｔｇが次の条件式（４）に定める範囲内にある
Ｔｇ≧１２５℃  …（４）
ことを特徴とする請求項１１から１５のいずれか一項に記載の光情報記録再生光学系。
【請求項１７】
請求項１１から１６のいずれか一項に記載の光情報記録再生光学系を備えた光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の規格の光ディスクの記録層にレーザ光束を照射して情報の記録及び／又は再生を行うための光情報記録再生光学系に関連し、特にＢＤ（Blu-ray Disc）等の高記録密度光ディスクに対する情報の記録及び／又は再生に適した光情報記録再生光学系に関する。また、本発明は上記の光情報記録再生光学系を搭載した光情報記録再生装置、及び上記の光情報記録再生光学系に使用される対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクには、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）といった記録密度や保護層の厚みが異なる複数の規格が存在する。また、近年では、情報記録のさらなる高容量化を実現した、ＤＶＤよりも記録密度が一層高い高記録密度光ディスクが実用化されている。そのような高記録密度光ディスクとして、例えばＢＤが一般に普及している。ここで、光ディスクの記録層にレーザ光束を照射して情報の記録及び／又は再生を行う装置を光情報記録再生装置という。なお、本明細書において、「光情報記録再生装置」とは、「情報の記録専用装置」、「情報の再生専用装置」、「情報の記録および再生兼用装置」の全てを含む。「光情報記録再生光学系」についても同様である。なお、以下の説明において、「光情報記録再生光学系」を「光ピックアップ光学系」とも呼ぶ。
【０００３】
ＢＤに代表される高記録密度光ディスクに対する情報の記録及び再生には、波長が４００ｎｍ程度の青色レーザ光（紫色あるいは青紫色レーザ光とも呼ばれる）が使用される。このように紫外領域に近いレーザ光は、光子エネルギーが高いため、光ピックアップ光学系を構成する樹脂レンズ等の光学素子に化学的な作用を及ぼす場合がある。その一つに、高温下で一定以上の強度の青色レーザを光学素子に長時間照射したときに発生する樹脂基材の白濁現象がある。光学素子の基材に白濁が発生すると、光学素子の透過率が低下し、また強い散乱光が発生するようになるため、光ピックアップ光学系の性能低下を招くことになり問題となる。このような白濁現象は、青色レーザの波長において比較的に吸収の大きい樹脂が使用される場合に多く見られる。
【０００４】
樹脂基材の白濁を防ぐために様々な検討が行われている。例えば、特許文献１では、基材を形成する樹脂材料に軟質重合体やアルコール性化合物等の添加剤を加えることにより、樹脂材料自体を白濁が生じ難くなるように改質する対策が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、新規な樹脂材料への変更は、材料自体の評価の他に、基材の加工条件、基材にコーティングする各種光学膜、基材を固定するための接着剤等、基材樹脂に関係する様々な適合性の再評価が必要となり、高いリスクやコストを伴う。そのため、基材樹脂を変更する以外に基材の白濁を防ぐ手段が望まれる。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、青色レーザ光の吸収の多い材料をレンズ基材に用いた場合でも、高温環境下で青色レーザ光による基材の白濁が発生しにくい対物レンズ、対物レンズを含む光情報記録再生光学系、及び光情報記録再生装置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】
【０００８】
本発明により、光ディスクの記録層に青色レーザ光束を当てて光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録再生光学系における使用に適した対物レンズが提供される。なお、この光情報記録再生用光学系で使用される青色レーザ光束の中心波長λ（単位：ｎｍ）は次の条件式（１）に定める範囲内にある。
３９０≦λ≦４２０  …（１）
また、対物レンズの基材は樹脂から形成され、この樹脂のガラス転移温度Ｔｇ及び経路長３ｍｍ当たりの波長４０６ｎｍにおける光線透過率Ｔ（単位：％）は、それぞれ次の条件式（２）及び（３）に定める範囲内にある。
Ｔｇ≧１１５℃  …（２）
８５≦Ｔ≦９０  …（３）
対物レンズの各光学面には、同一の又は異なる反射防止膜が形成されている。反射防止膜は光軸近傍においてそれぞれ１００ｎｍ以上の膜厚を有している。
【０００９】
白濁の要因は全て解明されているわけではないが、大気中の酸素による樹脂の酸化劣化が大きな要因の一つと考えられている。また、樹脂の分子運動が活発なほど樹脂内に酸素が拡散しやすく、酸化反応も活性化されるため、白濁が発生しやすい。同じ温度においては、ガラス転移温度が高い樹脂ほど分子運動が穏やかなものとなり、白濁等の反応が進み難くなる。例えば９０℃近くの比較的に高い温度において使用される場合には、ガラス転移温度Ｔｇが１１５℃以上の樹脂を基材に用いることによって十分な白濁防止効果が得られる。また、青色レーザ光の吸収の多い材料ほど、また環境温度が高いほど、白濁が発生しやすい。条件式（３）の下限を超える場合、青色レーザ光の透過率が著しく低くなってしまい、所望の光学特性が得られない。上限を超える場合、青色レーザ光の吸収が小さく白濁現象がほとんど発生しない。そのため、白濁対策を行う必要がない。従って、対物レンズを上記のように構成することにより、反射防止膜を介して基材に供給される酸素の量が抑制されるため、高い強度の青色レーザ光を長時間照射したときに対物レンズの基材に発生する白濁が軽減され、あるいは実質的に防止される。
【００１０】
青色レーザ光の吸収の大きく白濁の発生しやすい材料に上記対策を行うことで十分な耐光性を得ることができ、材料選択の幅が広がることで設計自由度が大幅に増す。
【００１１】
反射防止膜には真空度１０−２Ｐａ以下で真空蒸着された高密度層が含まれることが望ましい。なお、真空度１０−２Ｐａ以下とは、気圧が１０−２Ｐａ以下の高真空を意味する。さらに、高密度層の光軸近傍における膜厚は、それぞれ４０ｎｍ以上であることが望ましい。高密度層の膜厚は、より好ましくは７０ｎｍ以上、さらに好ましくは１００ｎｍ以上であることが望ましい。また、高密度層を蒸着する場合の真空度は、より好ましくは真空度１０−３Ｐａ以下、さらに好ましくは真空度１０−４Ｐａ以下であることが望ましい。
【００１２】
このような高真空下で形成した高密度層は膜密度が高いため酸素透過性が低い。このように酸素透過性の低い高密度層を４０ｎｍ以上の厚さで形成することにより、反射防止膜を介した対物レンズの雰囲気（空気）から基材への酸素の移動を抑制することができる。また、高密度層の膜厚をより厚く形成するか、より高い真空度において高密度層を形成することにより、反射防止膜を介した基材中への酸素の移動を更に効果的に阻害することができる。
【００１３】
また高密度層は、スパッタリング法により形成された層であっても良い。スパッタリング法によって形成された薄膜は膜密度が高く、酸素ガスの透過性が低いため、白濁発生を抑制する効果が高い。
【００１４】
上記反射防止膜を構成する少なくとも一つの層は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、又はこれらの混合物から形成された層であることが望ましい。これらの層は真空度を高く設定しやすいという特徴がある。
【００１５】
また、対物レンズのガラス転移温度Ｔｇは、次の条件式（４）に定める範囲内にあることがより望ましい。
Ｔｇ≧１２５℃  …（４）
使用条件によっては、光情報記録再生光学系の温度は使用中に９０℃近くに及ぶ場合があり、このような高温下で対物レンズに十分な耐光性を与えるためには、１２５℃以上のガラス転移温度を有する基材を使用する必要がある。
【００１６】
反射防止膜は、いずれも単層膜又は４層以下の積層膜であることが望ましい。５層膜以上の多層の積層膜は波長特性が複雑な波形になるため、このような対物レンズを使用して光情報記録再生光学系を構成するとジッターが増える場合がある。
【００１７】
光源からの光束が入射する対物レンズの光学面に形成された反射防止膜において、垂直入射光の反射率が最小となる波長λＢ１が次の条件式（５）に定める範囲内にあることが望ましい。
６００＜λＢ１＜８００  …（５）
【００１８】
対物レンズ等の光学素子の光学面に蒸着やスパッタにより反射防止膜を形成する際、光学面の光軸を蒸着源やスパッタ源に向けた状態で膜が形成される。このとき、光軸に対する傾斜角度（光軸と光学面の法線が成す角度）が大きくなるにつれて光学面上に形成される反射防止膜の膜厚は減少することが分かっている。光源からの光束が入射する対物レンズの光学面では光軸から離れた周辺部の膜厚を確保するため、条件式（５）で示すような厚い反射防止膜が必要となる。条件式（５）を満たすような反射防止膜とすることで，周辺部においても十分な白濁防止効果が得られる。また、入射側（光源側）の反射防止膜にこのような波長特性を与えると、中心部の反射率を上げ周辺部での反射率を下げることができ、リム強度の低下が抑制される。そのため、光ディスクＤの記録面において細いビームウエストが形成され、より良好なジッター特性が得られる。条件式（５）の上限を超えた場合、反射率が大きくなりすぎて所望の光学特性が得られない。
【００１９】
また、光源からの光束が出射する対物レンズの光学面に形成された反射防止膜において、垂直入射光の反射率が最小となる波長λＢ２が次の条件式（６）に定める範囲内にあることが望ましい。
４３０＜λＢ２＜６００  …（６）
対物レンズの出射側の面においても反射防止膜の膜厚を確保するために、条件式（６）を満たすことが望ましい。波長λＢ２が条件式（６）の上限を超えた場合には、光軸が光学面に対して垂直となるレンズの中心部での透過率の落ち込みが大きくなり、全体の透過率が下がりすぎてしまう。
【００２０】
光源からの光束が出射する対物レンズの光学面において、反射防止膜は基材上に第１層から第３層までが番号順に積層された３層膜であってもよい。この場合、第１層〜第３層を形成する材料の波長４０６ｎｍにおける屈折率をそれぞれｎ１〜ｎ３とし、第１層〜第３層の厚さをそれぞれｄ１〜ｄ３（単位：ｎｍ）としたときに、次の条件を満たすように構成されてもよい。
第１層：              ｎ１≦１．５５，    ５０≦ｄ１≦２００
第２層：    １．５５＜ｎ２≦１．７０，    ４０≦ｄ２≦１５０
第３層：              ｎ３≦１．５５，    ５０≦ｄ３≦２００
【００２１】
また、本発明により、光ディスクの記録層に中心波長λのレーザ光束を当てて光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録再生光学系が提供される。本発明に係る光情報記録再生光学系は、レーザ光束を発生する光源と、光源から出射した光束を略平行光に変換する光学素子と、光学素子からの光束を光ディスクの記録層に集光する対物レンズとを有している。対物レンズには上記構成のものが使用される。
【００２２】
光学素子の各光学面にも上記の反射防止膜が形成されてもよい。この場合、光学素子の基材を形成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇ及び経路長３ｍｍ当たりの波長４０６ｎｍにおける光線透過率Ｔ（単位：％）は、それぞれ上記の条件式（２）及び（３）に定める範囲内にあることが望ましい。
【００２３】
対物レンズ以外の樹脂基材が使用される光学素子では、白濁の発生が問題となる程の強い強度の青色レーザ光に晒されることが少ないため、従来の一般的な反射防止膜を使用できる場合が多い。しかし、特に高い温度環境で使用される場合や、高い信頼性が要求される場合には、対物レンズと同様の反射防止膜や基材樹脂を使用することで、十分な耐光性を達成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の構成によれば、青色レーザ光の照射による対物レンズ等の光学素子の基材に発生する白濁が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る光ピックアップ光学系の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る対物レンズ、光ピックアップ光学系、及び光情報記録再生装置について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る光情報記録再生装置に搭載される光ピックアップ光学系１００の概略構成を表す模式図である。本実施形態の光情報記録再生装置は、ＢＤ規格に準拠した高記録密度光ディスクＤ（以下「光ディスクＤ」という。）に対する情報の記録や再生を行う装置である。
【００２８】
図１に示されるように、光ピックアップ光学系１００は、光源１、ハーフミラー２、コリメートレンズ３、受光部５、および対物レンズ４を有している。なお、図１に示される一点鎖線は、光ピックアップ光学系１００の基準軸ＡＸを示す。また、実線は光ディスクＤへの入射光束またはその戻り光を示している。また、以下の説明において、光源１からのレーザ光束がコリメートレンズ３に入射する光学面（光源側の光学面）をＡ面３１、コリメートレンズ３から出射する光学面（対物レンズ側の光学面）をＢ面３２、Ｂ面３２から出射したレーザ光束が対物レンズ４に入射する光学面（光ディスクとは反対側の光学面）をＣ面４１、対物レンズ４から出射する光学面（光ディスク側の光学面）をＤ面４２と呼ぶ。
【００２９】
光ディスクＤは、図示省略された保護層及び記録面を有している。なお、実際の光ディスクＤにおいては、記録面は保護層と基板層（あるいはレーベル層）によって挟持されている。また、光ディスクＤは、図示省略されたターンテーブル上にセットされ、回転された状態で記録面に光源１が発生するレーザ光束が当てられて情報の記録又は再生が行われる。
【００３０】
光源１は、設計基準波長４０６ｎｍの青色レーザ光を発振する半導体レーザである。一般に光ピックアップ光学系に使用されるファブリー・ペロー型半導体レーザの中心波長λ（単位：ｎｍ）は、使用環境や製品個体差により数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の範囲（例えば３９０〜４２０ｎｍ）で変動する。
【００３１】
図１に示されるように、光源１から照射されたレーザ光束は、ハーフミラー２により偏向されてコリメートレンズ３のＡ面３１に入射する。Ａ面３１からコリメートレンズ３に入射したレーザ光束は、平行光束に変換された後、Ｂ面３２にてコリメートレンズ３から出射し、対物レンズ４のＣ面４１に入射する。Ｃ面４１に入射したレーザ光束は、対物レンズ４のＤ面４２から射出して、情報の記録または再生の対象となる光ディスクＤの記録面近傍に収束する。収束したレーザ光束は、光ディスクＤの記録面上で収差の少ない良好なスポットを形成する。そして、レーザ光束は、光ディスクＤの記録面で反射して、入射時と同一の光路を戻り、ハーフミラー２を透過して受光部５により受光される。
【００３２】
受光部５は、受光したレーザ光束を光電変換してアナログ信号を生成し、図示省略された信号処理回路に出力する。信号処理回路は、入力されたアナログ信号をビットストリームに変換して所定の誤り訂正処理を行う。次いで、誤り訂正されたビットストリームをオーディオストリームやビデオストリーム等の各ストリームに分離してデコードする。信号処理回路は、デコードして得られたオーディオ信号やビデオ信号等をアナログ信号に変換してスピーカやディスプレイ（何れも不図示）に出力する。これにより、光ディスクＤに記録された音声や映像等がスピーカやディスプレイを通じて再生される。
【００３３】
対物レンズ４は、光ディスクＤに対する情報の記録や再生が適切に行われるように、使用波長λにおける光ディスクＤ側の開口数ＮＡが例えば０．８〜０．８７の範囲に収まるように構成されている。
【００３４】
コリメートレンズ３及び対物レンズ４は、合成樹脂等から成形された樹脂製レンズである。樹脂製レンズはガラス製レンズに比べて軽量であるため、対物レンズ４に樹脂レンズを採用することにより、レンズ駆動用アクチュエータ（不図示）に加える負担を軽くすることができる。また、樹脂は、ガラスと比べてガラス転移温度Ｔｇが格段に低く、低い温度で成形することができる。このため樹脂製レンズはガラス製レンズと比べて、製造が容易であり、製造に必要なエネルギー消費量も少ない。更に、樹脂製レンズは割れ難く取扱いが容易であり、量産による低コスト化に適している。コリメートレンズ３及び対物レンズ４の材料には、使用波長λにおける屈折率ｎが例えば１．４〜１．７の範囲に収まる樹脂が選択される。コリメートレンズ３と対物レンズ４の基材に使用される樹脂は、同一種類の樹脂であっても、異なる種類の樹脂であってもよい。
【００３５】
また、対物レンズ４の基材は、青色レーザの発光波長域に比較的に強い吸収をもち、設計基準波長における光線透過率（経路長３ｍｍ当たりの値。以下同じ。）が８５〜９０％の樹脂から形成される。白濁現象は、このように青色レーザ光の波長域に比較的に強い吸収をもつ樹脂基材に、一定以上の強度の青色レーザ光を長時間照射した場合に発生する。従って、光線透過率が８５〜９０％の樹脂を使用する場合には、白濁現象を防止するための何らかの対策が必要となる。なお、光線透過率が８５％未満の樹脂の使用は、過剰なパワー損失を与え、白濁の抑制も困難となるため、実用に適さない。
【００３６】
ところで、本発明者らは、様々な文献報告例や独自の実験結果の分析を通じて、青色レーザ光による光学素子の白濁現象は樹脂基材の酸化に起因するとの見解に至った。本発明者らの見解によれば、基材内に酸素が供給され難い光学素子の構成にすることにより、白濁現象の発生を防止し、又は白濁現象の進行を抑制して光学素子に十分な耐光性を与えることができる。そのため、本発明の実施形態に係る対物レンズ４の基材には、ガラス転移温度Ｔｇが１１５℃以上（望ましくは１２５℃以上、より望ましくは１３０℃以上）の樹脂が使用される。白濁現象は、高温環境下で速く進行するが、ガラス転移温度Ｔｇが低い樹脂ほど進行が速い。これは、樹脂中の酸素分子の拡散係数がガラス転移温度Ｔｇ付近で急激に上昇することによると考えられる。すなわち、動作中の基材温度よりも基材樹脂のガラス転移温度Ｔｇが十分に高ければ、基材中の酸素の拡散速度が小さく、白濁現象が進行し難いと考えられる。なお、光線透過率が８５〜９０％の範囲にあり、１１５℃以上のガラス転移温度Ｔｇを有する市販の光学樹脂としては、例えば三井化学社製ＡＰＬ５０１４ＤＰ等がある。
【００３７】
また、本実施形態では、真空度の高い環境下で真空蒸着された、もしくはスパッタリング法によって形成された高密度層が含まれる反射防止膜が対物レンズ４の両面に形成されている。酸素分子の拡散係数が低い高密度層を含む反射防止膜が対物レンズ４の両面に形成されている。この構成により、基材内への酸素の供給が抑制され、白濁現象が軽減される。具体的には、対物レンズ４の各光学面には、酸化シリコン、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム、又はこれらの混合物から形成された低屈折率層、酸化タンタルを含む高屈折率層のいずれかが真空度１０−２（単位：Ｐａ）以下で真空蒸着された、もしくはスパッタリングによって形成された高密度層を含む反射防止膜が形成されていることが望ましい。酸素分子が反射防止膜を透過する速度を十分に低く抑えるために、反射防止膜は少なくとも光軸近傍における膜厚が１００ｎｍ以上（望ましくは１５０ｎｍ以上、更に望ましくは２００ｎｍ以上）となるように形成されている。また、本実施形態では酸化シリコンを含む膜を真空度の高い環境下での真空蒸着、もしくはスパッタリング法により形成して高密度層とした。高密度層は光軸近傍において４０ｎｍ以上（望ましくは８０ｎｍ以上、更に望ましくは１５０ｎｍ）の膜厚を有している。光軸近傍においてはレーザ光のパワー密度が高く、白濁が速く進行する。このため、光軸近傍の基材への酸素の進入を妨げるために、一定以上の厚さの膜が設けられる。また、反射防止膜は真空蒸着やスパッタリング法等の様々な製膜方法によって成膜することができるが、特にスパッタリング法によって形成された薄膜は膜密度が高く、酸素透過性が低いため、白濁防止の効果が高い。
【００３８】
ところで、光源１からのレーザ光束が入射する対物レンズ４のＣ面４１は曲率が大きいため、Ｃ面４１の周縁部におけるレンズ面の角度（光軸とレンズ面法線のなす角度）が大きくなる。通常の成膜を行う場合、レンズ面の角度が大きくなるにつれて成膜される膜厚は薄くなり、反射率が最低となる波長が目標値よりも短波長側に大幅にシフトし、反射率が極めて大きくなる。また、従来、反射防止膜は垂直入射光（すなわち光軸近傍の光束）に対する反射率が低くなるように形成されていたため、入射角が大きいレーザ光束の周縁部の光線に対する反射率は非常に大きなものとなった。そのため、光束がＣ面４１を透過することにより、リム強度の低下（光軸の近傍に対する周縁部の強度の低下）が発生していた。リム強度が低下すると、レーザ光束の強度分布がガウス曲線から乖離するため、光ディスクＤの記録面においてビームウエストが細く絞られず、ジッターが増大するという問題が生じる。そこで、本実施形態においては、対物レンズ４のＣ面４１（光源からのレーザ光束が入射する面）に形成される反射防止膜は、光軸近傍において反射率が最小となるバレー波長λｍｉｎ（Ｃ）が６００ｎｍから８００ｎｍの範囲に入るように通常よりも厚めに形成されている。これにより、周縁部でも十分な膜厚を確保できるため十分な白濁防止効果が得られる。また、レーザ光束の光軸近傍の光線と周縁部の光線のＣ面４１における反射率の差が軽減されるため、細いビームウエストが形成され、ジッター特性が改善する。また、光源１からのレーザ光束が出射する対物レンズ４のＤ面４２に形成される反射防止膜は、反射率が最小となるバレー波長λｍｉｎ（Ｄ）が４３０ｎｍから６００ｎｍの範囲に入るように厚めに形成されている。これにより、対物レンズの出射側の反射防止膜の酸素透過の抑制に必要な膜厚を十分に確保できる。そのため、上記範囲の下限を超えた場合には、十分な白濁防止効果が得られない。上限を超えた場合には、レンズ面が光軸と垂直となるレンズの中心部での透過率の落ち込みが大きくなり、全体の透過率が下がりすぎてしまう。
【００３９】
なお、コリメートレンズ３の基材樹脂は、設計基準波長における光線透過率が８５〜９０％の範囲にあるものでも、９０％以上の光線透過率を有するものでもよい。また、コリメートレンズ３における青色レーザ光束の最大パワー密度は、対物レンズ４における最大パワー密度の２０％〜２５％程度と低い。そのため、コリメートレンズ３に白濁現象が発生し易い樹脂（光線透過率が８５〜９０％の樹脂）が使用される場合であっても、対物レンズ４において採用されるような白濁防止効果を有する反射防止膜を設けることは必ずしも必要ではなく、コリメートレンズ３の各光学面には一般的な反射防止膜を設けても良い。また、コリメートレンズ３に白濁防止効果を有する反射防止膜を設ける場合は、反射防止膜の光学特性は特に限定されない。典型的には、コリメートレンズ３の光学面に設けられる反射防止膜は、設計基準波長の垂直入射光に対する反射率を最小化するように設定される。また、コリメートレンズ３の全ての光学面に反射防止膜を設けることが望ましい。コリメートレンズ３各光学面に設けられる反射防止膜は、互いに同一の構成であっても、異なる構成であってもよい。なお、コリメートレンズ以外の光学素子を用いて光源から出射された光束を略平行光に変換することでも、本発明の効果を得ることができる。
【実施例】
【００４０】
上記に説明した本発明の実施形態に係る対物レンズについて、以下に幾つかの実施例を示す。表１に、各実施例の構成を示す。実施例１〜１０は、対物レンズ４の各光学面（Ｃ面４１及びＤ面４２）の実施例である。
【表１】
2011119011.tif 000003
【００４１】
いずれの実施例も、基準設計波長４０６ｎｍにおける光線透過率Ｔが９０％以下（８７．５％）と低く、白濁現象を誘起する青色レーザ光の吸収が比較的に大きい樹脂から基材が形成されている。しかしながら、基材樹脂は１３０℃以上（１３５℃）のガラス転移温度Ｔｇを有しているため、白濁の原因である酸化反応が急速に進むことがない。
【００４２】
また、いずれの実施例の反射防止膜も、少なくとも１層の酸化シリコン層を含む多層膜として形成されており、１００ｎｍ以上の膜厚を有している。特に、実施例１〜６及び９においては１５０ｎｍ以上の膜厚が確保され、更に実施例３〜６においては２００ｎｍ以上と非常に厚い反射防止膜が形成されているため、基材への酸素の進入が極めて良好に防がれる。酸化シリコンから形成される高密度層の厚さの合計も、いずれも８０ｎｍ以上が確保されている。特に、実施例２では、酸化シリコン層の厚さの合計が１５０ｎｍ以上あり、基材への酸素の進入が極めて良好に防がれる。  
【００４３】
対物レンズのＣ面４１には、いずれの実施例の光学面も適用することができる。特に、実施例４〜６及び９は、バレー波長λｍｉｎが６００〜８００ｎｍの範囲内にあるため、十分な白濁防止効果が得られると共にリム強度の低下が有効に抑制される。
【００４４】
対物レンズのＤ面４２には、実施例１〜３、７〜８及び１０を適用することができる。これらの光学面は、バレー波長λｍｉｎが４３０〜６００ｎｍ（４４０〜５１０ｎｍ）の範囲内にあるため、透過率の落ち込みをある程度抑えながら反射防止膜の必要な膜厚が確保され、十分な白濁防止効果が得られる。
【符号の説明】
【００４５】
１    光源
２    ハーフミラー
３    コリメートレンズ
３１  Ａ面
３２  Ｂ面
４    対物レンズ
４１  第一面、Ｃ面
４２  第二面、Ｄ面
５    受光部
１００  光ピックアップ光学系（光情報記録再生光学系）
ＡＸ  基準軸
Ｄ    光ディスク
【図１】
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