(57)【要約】【課題】スポット形状や、スポット部の光強度の劣化を可能な限り除去する、高密度な記録または再生が可能な、記録再生用光学系を提供する。【解決手段】光源と、前記光源からの発散光を平行光に変換するコリメートレンズと、前記平行光を集光させて光ディスク５の情報記録面６上に結像させる対物レンズにより、記録再生光学系を構成する。対物レンズを単レンズとし、前記対物レンズの開口数は０．８２以上として、前記対物レンズの反射防止膜を、使用波長において４０度から７０度入射のいずれかに対して最小の反射率となるように設定する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体への情報の記録及び／又は前記光情報記録媒体からの情報の再生に用いられる記録再生用光学系であって、光源と、前記光源からの発散光を平行光に変換するコリメート手段と、前記平行光を集光させて前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズとを備え、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であって、前記対物レンズには反射防止コートがなされており、前記反射防止コートは使用波長において４０度から７０度入射のいずれかに対して最小の反射率となることを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
光情報記録媒体への情報の記録及び／又は前記光情報記録媒体からの情報の再生に用いられる記録再生用光学系であって、光源と、前記光源からの発散光を平行光に変換するコリメート手段と、前記平行光を集光させて前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズとを備え、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であって、前記対物レンズには反射防止コートがなされており、前記反射防止コートは単層であって、０度入射に対して最小の反射率になる膜厚の２０％以上厚いことを特徴とする対物レンズ。
【請求項３】
光情報記録媒体への情報の記録及び／又は前記光情報記録媒体からの情報の再生に用いられる記録再生用光学系であって、光源と、前記光源からの発散光を平行光に変換するコリメート手段と、前記平行光を集光させて前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズとを備え、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であって、前記対物レンズには反射防止コートがなされており、前記反射防止コートは単層であって、使用波長に対して光路長が０．３０波長〜０．３５波長分の厚みを持つことを特徴とする対物レンズ。
【請求項４】
前記対物レンズは単レンズであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の対物レンズ。
【請求項５】
光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光する集光手段と、前記情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置であって、前記集光手段が請求項１〜４のいずれかに記載の記録再生用光学系であることを特徴とする光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＶＤ、コンピュータ用の光記録装置などの光ヘッドに用いられる記録再生用光学系及びそれを用いた光ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光ディスク等の光情報記録媒体は、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤで知られているように、音楽情報、映像情報の蓄積又はコンピュータデータの保存といった、デジタルデータの保存に広く用いられている。
【０００３】
近年、情報化社会の到来に伴い、これら光情報記録媒体の大容量化が強く求められている。
【０００４】
光情報記録媒体において単位面積当たりの記録容量（記録密度）を向上させるためには、光ヘッドから得られるスポット径を小さくすればよい。このスポットの最小径は、光の回折のために、一般にはλ／ＮＡ（但し、λは使用波長、ＮＡは光学系の開口数）に比例する。従って、記録密度を上げ、大容量化を達成するためには、使用する光源の波長を短くするか、又は光ヘッドの光学系の開口数を大きくすればよい。実際に、ＣＤからＤＶＤへの大容量化を達成する際には、使用波長が短波長化され、レンズの開口数も０．４５から０．６に高開口数化された。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在、波長４０５ｎｍ、開口数（ＮＡ）０．８５程度の光学系で高密度化を狙った開発が進められているが、光源からのビームは一般にガウシアン分布であるため、リム強度（対物レンズの光軸付近を通過する光の強度に対する周辺部を通過する光の強度）が小さくなり、スポットがぼやける、集光強度が落ちるなどの問題がある。
【０００６】
一方で、ＤＶＤに見られるような単レンズで、開口数が０．８を超えるような高開口数を得ようとすると、単レンズの第１面（光源側の面）の有効径内の接平面と光軸に垂直な平面との角度が大きくなり、具体的には該角度が５０〜６０度を超えるため、周辺部では光がレンズ面に対して大きな入射角度を持って入射するため、反射率が大きくなり、これもリム強度を落とす原因となる。
【０００７】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、リム強度を上げることで、高品質なスポットを得ることが可能な対物レンズ及びそれを用いた光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る記録再生用光学系の第一の構成は、光情報記録媒体への情報の記録及び／又は前記光情報記録媒体からの情報の再生に用いられる記録再生用光学系であって、光源と、前記光源からの発散光を平行光に変換するコリメート手段と、前記平行光を集光させて前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズとを備え、前記対物レンズの開口数は０．８２以上であって、前記対物レンズには反射防止コートがなされており、前記反射防止コートは使用波長において４０度から７０度入射のいずれかに対して最小の反射率となることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、レンズ周辺部では反射率が小さく、中心部では反射率が高くなるので、リム強度があがり、リム強度低下によるスポット劣化を避けることが出来る。
【００１０】
また、前記本発明の記録再生用対物レンズの第１の構成においては、前記反射防止コートは単層であって、０度入射に対して最小の反射率になる膜厚の２０％以上厚いことが好ましい。また、前記反射防止コートは単層であって、使用波長に対して光路長が０．３０波長〜０．３５波長分の厚みであることが好ましい。
【００１１】
かかる好ましい構成によれば、コーティングは単層であるので製造が容易となる。
【００１２】
また、前記本発明の記録再生用対物レンズの第１の構成においては、単レンズであることが好ましい。
【００１３】
かかる好ましい構成によれば、対物レンズが簡素に構成できる。
【００１４】
また、本発明に係る光ヘッド装置の構成は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光する集光手段と、前記情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置であって、前記集光手段が前記本発明の対物レンズであることを特徴とする。
【００１５】
かかる光ヘッド装置の構成によれば、リム強度低下によるスポット劣化の少ない光ヘッド装置を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における対物レンズの概略構成を示す光路図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態における記録再生用光学系は、光情報記録媒体としての光ディスク５への情報の記録及び／又は光ディスク５からの情報の再生に用いられ、図示しない光源（図１では、左側に位置する）と、前記光源からの発散光を平行光に変換するコリメート手段としてのコリメートレンズ（図示せず）と、前記平行光を集光させて光ディスク５の情報記録面６上に結像させる対物レンズとを備えている。
【００１９】
ここで、対物レンズは、単レンズで構成されている。対物レンズ２は、前記光源側の面である第１面３と、光ディスク５側の面である第２面４とを備えている。
【００２０】
前記コリメートレンズを通過した平行光１は、対物レンズの前記光源側の面である第１面３に入射し、光ディスク５側の面である第２面４から出射した光は、光ディスク５の情報記録面６上に集光される。
【００２１】
本対物レンズの第１面３上には、反射防止コートが施されており、前記反射防止コートは使用波長において４０度から７０度入射のいずれかに対して最小の反射率となる。
【００２２】
下記（表１）に、本実施の形態における記録再生用光学系の具体的数値例を示す。対物レンズの第１面は光源側、第２面は光ディスク側とし、光ディスクは平行平板とする。また、設計波長は４０５ｎｍとした。尚、下記（表１）中の記号はそれぞれ次のことを表している。
【００２３】
ｆ：対物レンズの焦点距離
Ｒ１：対物レンズ第１面の曲率半径
Ｒ２：対物レンズ第２面の曲率半径
ｄ：対物レンズの厚み
ｎ：対物レンズの屈折率
ｔ：ディスク基板の厚み
ｎｔ：ディスク基板の屈折率
ＷＤ：対物レンズの作動距離
ＮＡ：対物レンズの開口数
ｎＸ：ＡＲコートの屈折率
ｔＸ：ＡＲコートの厚み
ｋ１：レンズ第１面の円錐定数
ｋ２：レンズ第２面の円錐定数
Ａｙ，ｚ：レンズ第ｙ面のｚ次の非球面係数
（表１）
ｆ＝１．６０（ｍｍ）
Ｒ１＝１．４１７（ｍｍ）
Ｒ２＝−６．００３０２９７
ｄ　＝２．４（ｍｍ）
ｎ　＝１．８４０６９
ｔ＝０．１（ｍｍ）
ｎｔ＝１．６１７３６
ＷＤ＝０．３００５（ｍｍ）
ＮＡ＝０．８５
ｋ１　＝−８．１０６２２３ｅ−００１
Ａ１，４　＝１．９１９１２６ｅ−００２
Ａ１，６　＝４．１９０３８９ｅ−００３
Ａ１，８　＝−２．１５５５９５ｅ−００３
Ａ１，１０＝２．３９９４１４ｅ−００３
Ａ１，１２＝−９．５７４８５４ｅ−００４
ｋ２　＝−１．００４０８４ｅ＋００３
Ａ２，４　＝３．８１５８５３ｅ−００１
Ａ２，６　＝−２．１２８９２３ｅ＋０００
Ａ２，８　＝４．８３１０３２ｅ＋０００
Ａ２，１０＝−４．２３８８０１ｅ＋０００
ｎＸ＝１．３８
ｔＸ＝０．３２波長（使用波長４０５ｎｍに対して）
レンズ周辺部では、光軸に対する面の傾きが約６０度程度ある。
【００２４】
通常の反射防止膜は０度の入射光に対して最適に設計されるため、反射防止膜の厚みは０．２５波長である。この場合、反射率は、０度に対しては０．０３％、６０度に対しては４．２８％となる。従ってその差の４．２５％程度がリム強度の劣化となる。
【００２５】
本実施の形態の反射防止膜厚０．３２波長は、入射角度６０度に対して反射率が最小になる。反射率は、０度に対しては１．７３％、６０度に対しては２．５１％である。これらの差は０．７８％であるので、リム強度の劣化は小さくなる。
【００２６】
また、本実施の形態では単層であり、０度入射に対して最小の反射率を持つ膜厚０．２５波長に対して２０％以上厚い、０．３波長以上であるため、中心と周辺の反射率の差が小さくなり、簡単な構成でかつリム強度の劣化が少なくなる。
【００２７】
また、本実施の形態では対物レンズとして単レンズを用いているため、レンズ周辺の光軸に対するレンズ面の傾き角度が大きくなるので、リム強度の改善効果が大きくなる。
【００２８】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における記録再生用光学系の概略構成を示す光路図である。
【００２９】
図２に示すように、本実施の形態の記録再生用光学系は、光情報記録媒体としての光ディスク１６への情報の記録及び／又は光ディスク１６からの情報の再生に用いられ、光源を含む半導体レーザモジュール１１と、半導体レーザモジュール１１の光源から出射された発散光束１２を略平行光１４に変換するコリメートレンズ１３と、略平行光１４を集光させて光ディスク１６の情報記録面１７上に結像させる集光手段としての対物レンズ１５とを備えている。
【００３０】
ここで、対物レンズ１５としては、上記実施の形態１と同じ構成の対物レンズが用いられている。
【００３１】
そして、半導体レーザモジュール１１の光源から出射した発散光束１２は、コリメートレンズ１３によって略平行光１４となり、対物レンズ１５を透過し、光ディスク１６の裏面または内部の面である情報記録面１７上に集光されて、光スポットを形成する。
【００３２】
情報記録面１７上に形成された反射率の異なる信号により、集光スポットの反射光強度は変調を受ける。情報記録面１７で反射されたレーザ光は、もとの光路を辿って半導体レーザモジュール１１に戻り、この半導体レーザモジュール１１に含まれる光束分離手段によって往路の光束と分離された後、同じく半導体レーザモジュール１１に含まれる受光手段としての受光素子によって受光される。
【００３３】
このように、記録再生用光学系と、復路の光束を往路の光束と分離する光束分離手段と、受光手段とにより光ヘッド装置が構成されている。
【００３４】
尚、本実施の形態においては、対物レンズ１５として、上記実施の形態１と同じ構成の対物レンズが用いられているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。
【００３５】
また、本実施の形態においては、光源と光束分離手段と受光素子とが一体化された半導体モジュール１１が用いられているが、レーザ光源と光束分離手段と受光素子とを分離した構成としてもよい。さらに、光束分離手段は、コリメートレンズの後に置いてもよい。
【００３６】
また、本実施の形態においては、光ディスクに対して直接記録再生する光ヘッド装置を例に挙げて説明したが、例えばＤＶＤなどの原盤を記録するための、レーザビームレコーダーとして用いてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、対物レンズ周辺部では反射率が小さく、中心部では反射率が高くなるので、リム強度があがり、リム強度低下によるスポット劣化を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における記録再生用光学系の概略構成を示す光路図
【図２】本発明の実施の形態２における記録再生用光学系の概略構成を示す光路図
【符号の説明】
１、１４　平行光
２、１５　対物レンズ
５、１６　光ディスク
３　第１面
４　第２面
６、１７　情報記録面
１１　半導体レーザモジュール
１２　発散光束
１３　コリメートレンズ
【図１】
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【図２】
2004039161.tif 000004