(57)【要約】【課題】本発明は、コントラストと透過全光量のバランスのとれた光信号を得ることのできる対物レンズを提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の対物レンズは、光源側に面する第１の光学面３と、この第１の光学面３の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜４と、光情報記録媒体に面する第２の光学面５と、この第２の光学面５の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜６とを備え、前記第１の反射防止膜４は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ１を波長領域λ〜λ＋２０％の範囲内に有し、かつ前記第２の反射防止膜６は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ２を波長領域λ〜λ＋２０％の範囲内に有し、さらに前記λ１とλ２とは、λ＜λ２＜λ１＜λ＋２０％の関係を満足するように構成したものである。【選択図】図１
2009193609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体へ情報を記録および／または再生する情報記録再生装置において光源から出射された波長λのレーザー光を前記光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、前記光源側に面する第１の光学面と、この第１の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜と、前記光情報記録媒体に面する第２の光学面と、この第２の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記第１の反射防止膜は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ１を波長領域λ〜λ＋２０％の範囲内に有し、かつ前記第２の反射防止膜は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ２を波長領域λ〜λ＋２０％の範囲内に有し、さらに前記λ１とλ２とは、λ＜λ２＜λ１＜λ＋２０％の関係を満足するように構成した対物レンズ。
【請求項２】
光情報記録媒体へ情報を記録および／または再生する情報記録再生装置において光源から出射された波長λのレーザー光を前記光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、前記光源側に面する第１の光学面と、この第１の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜と、前記光情報記録媒体に面する第２の光学面と、この第２の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、光軸上において前記第１の反射防止膜の反射率が極小となる入射角度をθ１、光軸上において前記第２の反射防止膜の反射率が極小となる入射角度をθ２としたとき、θ２＜θ１の関係を満足するように構成した対物レンズ。
【請求項３】
入射するレーザー光の最大入射角度をθＭとしたとき、θＭ／２＜θ２＜θ１＜θＭの関係を満足するように構成した請求項２記載の対物レンズ。
【請求項４】
光情報記録媒体へ情報を記録および／または再生する情報記録再生装置において光源から出射された波長λのレーザー光を前記光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、前記光源側に面する第１の光学面と、この第１の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜と、前記光情報記録媒体に面する第２の光学面と、この第２の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記第１の反射防止膜は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ３を波長領域λ＋４０％〜λ＋８０％の範囲内に有し、かつ前記第２の反射防止膜は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ４を波長領域λ＋４０％〜λ＋８０％の範囲内に有し、さらに前記λ３とλ４とは、λ４＜λ３の関係を満足するように構成した対物レンズ。
【請求項５】
光情報記録媒体へ情報を記録および／または再生する情報記録再生装置において光源から出射されたレーザー光を前記光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、屈折率が１．５以上のレンズ素体と、前記光源側に面する第１の光学面と、この第１の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜と、前記光情報記録媒体に面する第２の光学面と、この第２の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記第１の反射防止膜における前記レンズ素体に最も近く位置する第１の層は酸化ケイ素を主成分とし、この第１層の上に位置する第２の層は酸化アルミニウムを主成分とし、この第２の層の上に位置する第３の層は弗化マグネシウムを主成分とし、かつ前記第２の反射防止膜における前記レンズ素体にもっとも近く位置する第４の層は酸化アルミニウムを主成分とし、この第４の層の上に位置する第５の層はチタン酸ランタンを主成分とし、この第５の層の上に位置する第６の層は弗化マグネシウムを主成分とした対物レンズ。
【請求項６】
第１の層の光学膜厚ｄ１と、第２の層の光学膜厚ｄ２と、第３の層の光学膜厚ｄ３との比を、ｄ１：ｄ２：ｄ３＝２．１±０．２：１．７±０．２：１±０．２とし、かつ第４の層の光学膜厚ｄ４と、第５の層の光学膜厚ｄ５と、第６の層の光学膜厚ｄ６との比を、ｄ４：ｄ５：ｄ６＝２．６±０．２：１．７±０．２：１±０．２とした請求項５記載の対物レンズ。
【請求項７】
第１の層の光学膜厚ｄ１と、第２の層の光学膜厚ｄ２と、第３の層の光学膜厚ｄ３との比を、ｄ１：ｄ２：ｄ３＝２．１±０．２：１．７±０．２：１±０．２とし、かつ第４の層の光学膜厚ｄ４と、第５の層の光学膜厚ｄ５と、第６の層の光学膜厚ｄ６との比を、ｄ４：ｄ５：ｄ６＝２±０．２：２±０．２：１±０．２とした請求項５記載の対物レンズ。
【請求項８】
使用するレーザー光として、３５０〜４５０ｎｍの波長領域に最大強度を有する青紫色レーザーを用いた請求項１〜７のいずれかに記載の対物レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録装置や光情報再生装置等の光ピックアップに使用する対物レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＣＤやＤＶＤなどの光情報記録媒体に情報を記録および再生する情報記録再生装置はデジタルデータの保存に広く用いられている。
【０００３】
近年扱うデジタルデータの増大に伴ってこれら光情報記録媒体の大容量化が進められている。これらの光情報記録媒体において記録容量を向上させるためには、使用するレーザー光の波長を短くするとともに対物レンズの開口数を大きくすることによって集光スポット径を小さくし、記録密度を高める必要があり、近年開発されたブルーレイディスクでは、波長４０５ｎｍのレーザー光と開口数０．８５程度の対物レンズを使用することにより記録密度を高めている。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００６−３０２４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した開口数の大きな対物レンズでは、外周に向かうに従って光源側光学面の傾斜角度が大きくなるため、光の入射角度も大きくなるとともに、蒸着により形成される反射防止膜の膜厚も中央部よりも薄くなるために外周部における光の透過量が少なくなってしまう。
【０００６】
一方、光情報記録媒体側光学面は、外周部においても傾斜角度が小さいため、反射防止膜の膜厚も中央部と大きく変わらないが、外周部における光の入射角度は光源側光学面における入射角度の大きさに匹敵するため、その反射特性は中央部と異なる。
【０００７】
例えばブルーレイディスクの対物レンズでは、光情報記録媒体側光学面の外周部の傾斜角度が約５°であるのに対して、光源側光学面の外周部における傾斜角度は約６１°である。そして、光源側光学面の外周部における光の入射角度が約６１°であるのに対して、光情報記録媒体側光学面の外周部における光の入射角度は約５８°である。さらに、光源から出射されるレーザー光の強度分布はガウス分布であるため、対物レンズにおける外周部の光強度はさらに小さくなってしまう。
【０００８】
以上のように、対物レンズの外周部における光信号の強度が小さくなってしまうと、コントラストのよい良好な光信号を得ることが難しくなり、情報の読み取りエラーが発生してしまうという課題を有していた。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、コントラストと透過全光量のバランスのとれた光信号を得ることができる対物レンズを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、光情報記録媒体へ情報を記録および／または再生する情報記録再生装置において光源から出射された波長λのレーザー光を前記光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、前記光源側に面する第１の光学面と、この第１の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜と、前記光情報記録媒体に面する第２の光学面と、この第２の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記第１の反射防止膜は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ１を波長領域λ〜λ＋２０％の範囲内に有し、かつ前記第２の反射防止膜は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ２を波長領域λ〜λ＋２０％の範囲内に有し、さらに前記λ１とλ２とは、λ＜λ２＜λ１＜λ＋２０％の関係を満足するように構成したもので、この構成によれば、入射光の波長λに対してλ〜λ＋２０％の範囲内に、第１の反射防止膜の反射率を極小にする波長λ１と第２の反射防止膜の反射率を極小にする波長λ２を設けるとともに、第２の反射防止膜の反射率を極小にする波長λ２をλよりも大きくし、さらに第１の反射防止膜の反射率を極小にする波長λ１をλ２よりもさらに大きくし、かつλ＋２０％よりも小さくしているため、反射防止膜の中央部における反射率と外周部における反射率とのバランスをとることができ、これにより、透過する光の全量を確保するとともに、外周部における光のコントラストを確保することができる対物レンズが得られるという作用効果を有するものである。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、光情報記録媒体へ情報を記録および／または再生する情報記録再生装置において光源から出射された波長λのレーザー光を前記光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、前記光源側に面する第１の光学面と、この第１の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜と、前記光情報記録媒体に面する第２の光学面と、この第２の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、光軸上において前記第１の反射防止膜の反射率が極小となる入射角度をθ１、光軸上において前記第２の反射防止膜の反射率が極小となる入射角度をθ２としたとき、θ２＜θ１の関係を満足するように構成したもので、この構成によれば、光軸上において第１の反射防止膜の反射率が極小となる入射角度をθ１、光軸上において第２の反射防止膜の反射率が極小となる入射角度をθ２としたとき、θ２＜θ１の関係を満足するように構成しているため、第２の反射防止膜の反射率が極小となる入射角度θ２よりも第１の反射防止膜の反射率が極小となる入射角度θ１を大きくすることにより、第１の光学面と第２の光学面の入射角度に対する反射率のバランスをとることができ、これにより、幅広い入射角度の光に対する透過光量を確保することができる対物レンズが得られるという作用効果を有するものである。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、入射するレーザー光の最大入射角度をθＭとしたとき、θＭ／２＜θ２＜θ１＜θＭの関係を満足するように構成したもので、この構成によれば、第１の反射防止膜の反射率が極小となる入射角度θ１および第２の反射防止膜の反射率が極小となる入射角度θ２を対物レンズへの最大入射角度の１／２よりも大きくするとともに、最大入射角度よりも小さくしているため、特に外周部における透過光量を大きくとることができ、これにより、光信号のコントラストの良好な対物レンズが得られるという作用効果を有するものである。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の発明は、光情報記録媒体へ情報を記録および／または再生する情報記録再生装置において光源から出射された波長λのレーザー光を前記光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、前記光源側に面する第１の光学面と、この第１の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜と、前記光情報記録媒体に面する第２の光学面と、この第２の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記第１の反射防止膜は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ３を波長領域λ＋４０％〜λ＋８０％の範囲内に有し、かつ前記第２の反射防止膜は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ４を波長領域λ＋４０％〜λ＋８０％の範囲内に有し、さらに前記λ３とλ４とは、λ４＜λ３の関係を満足するように構成したもので、この構成によれば、入射光の波長λに対してλ＋４０％〜λ＋８０％の範囲内に第１の反射防止膜の反射率を極小にする波長λ３と第２の反射防止膜の反射率を極小にする波長λ４を設けるとともに、第２の反射防止膜の反射率を極小にする波長λ４をλ＋４０％よりも大きくするとともに、第１の反射防止膜の反射率を極小にする波長λ３をλ４よりもさらに大きくし、かつλ＋８０％よりも小さくしているため、特に開口数が大きく傾斜角度の大きな対物レンズの外周部において、光の透過量を確保することができる対物レンズが得られるという作用効果を有するものである。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の発明は、光情報記録媒体へ情報を記録および／または再生する情報記録再生装置において光源から出射されたレーザー光を前記光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、屈折率が１．５以上のレンズ素体と、前記光源側に面する第１の光学面と、この第１の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜と、前記光情報記録媒体に面する第２の光学面と、この第２の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記第１の反射防止膜における前記レンズ素体に最も近く位置する第１の層は酸化ケイ素を主成分とし、この第１層の上に位置する第２の層は酸化アルミニウムを主成分とし、この第２の層の上に位置する第３の層は弗化マグネシウムを主成分とし、かつ前記第２の反射防止膜における前記レンズ素体にもっとも近く位置する第４の層は酸化アルミニウムを主成分とし、この第４の層の上に位置する第５の層はチタン酸ランタンを主成分とし、この第５の層の上に位置する第６の層は弗化マグネシウムを主成分としたもので、この構成によれば、入射角度の小さな中央部の透過光量と入射角度の大きな外周部の透過光量とをバランスよく確保することができる層構成の反射防止膜を備えた対物レンズが得られるという作用効果を有するものである。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、第１の層の光学膜厚ｄ１と、第２の層の光学膜厚ｄ２と、第３の層の光学膜厚ｄ３との比を、ｄ１：ｄ２：ｄ３＝２．１±０．２：１．７±０．２：１±０．２とし、かつ第４の層の光学膜厚ｄ４と、第５の層の光学膜厚ｄ５と、第６の層の光学膜厚ｄ６との比を、ｄ４：ｄ５：ｄ６＝２．６±０．２：１．７±０．２：１±０．２としたもので、この構成によれば、入射角度の小さな中央部の透過光量と入射角度の大きな外周部の透過光量とをバランスよく確保することができる膜厚比を有する反射防止膜を備えた対物レンズが得られるという作用効果を有するものである。
【００１７】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、第１の層の光学膜厚ｄ１と、第２の層の光学膜厚ｄ２と、第３の層の光学膜厚ｄ３との比を、ｄ１：ｄ２：ｄ３＝２．１±０．２：１．７±０．２：１±０．２とし、かつ第４の層の光学膜厚ｄ４と、第５の層の光学膜厚ｄ５と、第６の層の光学膜厚ｄ６との比を、ｄ４：ｄ５：ｄ６＝２±０．２：２±０．２：１±０．２としたもので、この構成によれば、入射角度の小さな中央部の透過光量と入射角度の大きな外周部の透過光量とをバランスよく確保することができる膜厚比を有する反射防止膜を備えた対物レンズが得られるという作用効果を有するものである。
【００１８】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、使用するレーザー光として、３５０〜４５０ｎｍの波長領域に最大強度を有する青紫色レーザーを用いたもので、この構成によれば、使用するレーザー光として、３５０〜４５０ｎｍの波長領域に最大強度を有する青紫色レーザーを用いているため、第１の光学面の外周部における傾斜角度が６１°程度の大きさであっても良好な集光特性が得られるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明の対物レンズは、光情報記録媒体へ情報を記録および／または再生する情報記録再生装置において光源から出射された波長λのレーザー光を前記光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、前記光源側に面する第１の光学面と、この第１の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜と、前記光情報記録媒体に面する第２の光学面と、この第２の光学面の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記第１の反射防止膜は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ１を波長領域λ〜λ＋２０％の範囲内に有し、かつ前記第２の反射防止膜は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ２を波長領域λ〜λ＋２０％の範囲内に有し、さらに前記λ１とλ２とは、λ＜λ２＜λ１＜λ＋２０％の関係を満足するように構成しているため、反射防止膜の中央部における反射率と外周部における反射率とのバランスをとることができ、これにより、透過する光の全量を確保するとともに、外周部における光のコントラストを確保することができる対物レンズが得られるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜６および請求項８に記載の発明について説明する。
【００２１】
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１における対物レンズの側面図および要部拡大断面図、図２は同対物レンズの使用状態を示す側面図である。
【００２２】
図１（ａ）〜（ｃ）において、１は対物レンズで、この対物レンズ１は、波長４０５ｎｍの青紫色レーザーを使用するブルーレイディスク記録再生装置の光ピックアップで使用する開口数０．８５の対物レンズであって、光学ガラスからなるレンズ素体２と、このレンズ素体２の光源側に面する第１の光学面３と、この第１の光学面３の上に設けた第１の反射防止膜４と、前記レンズ素体２の光情報記録媒体に面する第２の光学面５と、この第２の光学面５の上に設けた第２の反射防止膜６とで構成しているものである。
【００２３】
前記レンズ素体２は、屈折率１．６１、アッベ数５７．８の重クラウンガラスを加熱加圧成形して構成しているもので、第１の光学面３および第２の光学面５は、対物レンズ１の両主面であって、光学設計によって求められる非球面式により決定されるものである。また、第１の光学面３の有効光学系の外周部における傾斜角度は約６１°であり、第２の光学面５の有効光学径の外周部における傾斜角度は５°であり、対物レンズ１の開口数は０．８５である。
【００２４】
第１の反射防止膜４は、図１（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、レンズ素体２における第１の光学面３の上に真空蒸着により形成した３層の光学薄膜からなるもので、レンズ素体２に近い位置から順に、第１の層７と、第２の層８と、第３の層９とを備えているものである。そして、第１の層７は、屈折率が約１．４７の酸化ケイ素を主成分としているもので、光軸上における物理膜厚が約２３２ｎｍ、光学膜厚が約３４１ｎｍである。また、第２の層８は、屈折率が約１．６４の酸化アルミニウムを主成分としているもので、光軸上における物理膜厚が約１７０ｎｍ、光学膜厚が約２７８ｎｍである。そしてまた、第３の層９は、屈折率が約１．３８の弗化マグネシウムを主成分としているもので、光軸上における物理膜厚が約１１７ｎｍ、光学膜厚が約１６２ｎｍである。ただし、前記第１の光学面３は、傾斜角度が光軸上の０°から光学有効径の最外周における６１°まで大きく変化しており、そのために、形成される膜厚も外周部と中央部とでは異なり、傾斜角度が３７°の位置の膜厚は光軸上の約８５％になり、傾斜角度が５０°の位置の膜厚は光軸上の約７０％になり、傾斜角度が６１°の位置では膜厚は光軸上の約６０％になるものである。
【００２５】
第２の反射防止膜６は、図１（ｃ）の要部拡大断面図に示すように、レンズ素体２における第２の光学面５の上に真空蒸着により形成した３層の光学薄膜からなるもので、レンズ素体２に近い位置から順に、第４の層１０と、第５の層１１と、第６の層１２とを備えているものである。そして、第４の層１０は、屈折率が約１．６４の酸化アルミニウムを主成分としているもので、光軸上における物理膜厚が約２２５ｎｍ、光学膜厚が約３６９ｎｍである。また、第５の層１１は、屈折率が約２．１のチタン酸ランタンを主成分としているもので、光軸上における物理膜厚が約１１４ｎｍ、光学膜厚が約２３９ｎｍである。そしてまた、第６の層１２は、屈折率が約１．３８の弗化マグネシウムを主成分としているもので、光軸上における物理膜厚が約１０２ｎｍ、光学膜厚が約１４１ｎｍである。そして、第２の光学面５の傾斜角度は０〜約５°であり、中央部と外周部との膜厚の差はほとんど無視できるものである。
【００２６】
以上のように構成した本発明の実施の形態１における対物レンズ１を用いて行うブルーレイディスクの記録または再生について説明する。
【００２７】
図２は、ブルーレイディスク記録再生装置において、本発明の実施の形態１における対物レンズの使用状態を模式的に示す側面図である。図２において、光源１３から出射された波長４０５ｎｍの青紫色レーザー光１４は、コリメータレンズ１５により平行光１６にコリメートされ、その後、対物レンズ１の第１の光学面３から入射し、そして第２の光学面５から出射した後に、光情報記録媒体１７における厚さ０．１ｍｍの保護層１８を通して記録面１９に収束するものである。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態１における対物レンズ１の第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６の反射率について説明する。
【００２９】
図３は本発明の実施の形態１における対物レンズ１の反射防止膜の光軸上における入射角度０°の分光反射率曲線を示したものであり、また、図４、図５、図６はそれぞれ同対物レンズにそれぞれ入射角度３７°、５０°、６１°の位置において第１の光学面３に入射する光に対する第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６の分光反射率曲線を示したものである。
【００３０】
すなわち、図４において、第１の反射防止膜４の分光反射率曲線は、光軸上の厚みの８５％の第１の反射防止膜４に入射角度３７°で入射した時の反射率であり、第１の反射防止膜４を入射角度３７°で入射した光が第２の反射防止膜６を通過する際の膜厚は光軸上と同等で入射角度は２７°であるため、第２の反射防止膜６の分光反射率曲線は、光軸上と同等の膜厚の第２の反射防止膜６に入射角度２７°で入射した時の分光反射率曲線である。
【００３１】
同様に、図５において、第１の反射防止膜４の分光反射率曲線は、光軸上の厚みの７０％の第１の反射防止膜４に入射角度５０°で入射した時の反射率であり、第１の反射防止膜４を入射角度５０°で入射した光が第２の反射防止膜６を通過する際の膜厚は光軸上と同等で入射角度は４１°であるため、第２の反射防止膜６の分光反射率曲線は、光軸上と同等の膜厚の第２の反射防止膜６に入射角度４１°で入射した時の分光反射率曲線である。
【００３２】
同様に、図６において、第１の反射防止膜４の分光反射率曲線は、光軸上の厚みの６０％の第１の反射防止膜４に入射角度６１°で入射した時の反射率であり、第１の反射防止膜４を入射角度６１°で入射した光が第２の反射防止膜６を通過する際の膜厚は光軸上と同等で入射角度は５８°であるため、第２の反射防止膜６の分光反射率曲線は、光軸上と同等の膜厚の第２の反射防止膜６に入射角度５８°で入射した時の分光反射率曲線である。
【００３３】
そして、図３〜図６において示される第１の反射防止膜４の反射率と第２の反射防止膜６の反射率とから求められる波長４０５ｎｍにおける合成の光透過率は、光軸上で９２％、第１の反射防止膜４に入射角度３７°で入射する光に対して９７％、第１の反射防止膜４に入射角度５０°で入射する光に対して９８％、第１の反射防止膜４に入射角度６１°で入射する光に対して９４％であり、これにより、対物レンズ１における全透過光量を確保することができるとともに、外周部におけるコントラストを維持することができるものである。
【００３４】
次に、上記した本発明の実施の形態１の対物レンズにおける第１の反射防止膜４と第２の反射防止膜６の分光反射率曲線の特徴について説明する。
【００３５】
図３において、入射光の波長λ＝４０５ｎｍに対して、λ＋２０％はλ×１．２で４８６ｎｍとなり、同様にλ＋４０％は５６７ｎｍ、λ＋８０％は７２９ｎｍとなる。
【００３６】
第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６は、図３に示すように、それぞれλ〜λ＋２０％の波長領域において光軸上で垂直に入射する光に対して反射率の極小値を設けているもので、この場合、この波長領域において第１の反射防止膜４の反射率を極小にする波長λ１＝４５９ｎｍと第２の反射防止膜６の反射率を極小にする波長λ２＝４３３ｎｍを、λ２＜λ１の関係を満たすように設定したものである。このような設定を行うことにより、反射防止膜の中央部における反射率と外周部における反射率とのバランスをとることができるとともに、透過する光の全量を確保することができるものである。ここでλ〜λ＋２０％の範囲は、光源から出射する光の波長λに対して、特に対物レンズの半径方向に有効径のおおよそ１／２から内側の中央部分における光の透過率を確保する範囲であり、λ１とλ２との関係は、光軸に対する光学面の傾斜角度の違いから設定したものである。
【００３７】
さらに、第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６は、図３に示すように、それぞれλ＋４０％〜λ＋８０％の波長領域において光軸上で垂直に入射する光に対して反射率の極小値を設けているもので、この場合、この波長領域において第１の反射防止膜４の反射率を極小にする波長λ３＝６４５ｎｍと第２の反射防止膜６の反射率を極小にする波長λ４＝６２３ｎｍを、λ４＜λ３の関係を満たすように設定したものである。このような設定を行うことにより、特に開口数が大きく傾斜角度の大きな対物レンズ１の外周部において、光の透過量を確保することができるものである。ここでλ＋４０％〜λ＋８０％の範囲は、光源から出射する光の波長λに対して、特に対物レンズの半径方向に有効径のおおよそ１／２から外側の外周部分における光の透過率を確保するための範囲であり、λ３とλ４との関係は、光軸に対する光学面の傾斜角度の違いから設定したものである。
【００３８】
次に、上記した本発明の実施の形態１の対物レンズにおける第１の反射防止膜４と第２の反射防止膜６について、波長４０５ｎｍの光の入射角度に対する反射率の曲線の特徴について説明する。
【００３９】
図７は光軸上において４０５ｎｍの入射光に対する第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６の入射角度に対する反射率曲線を示したものである。
【００４０】
第１の反射防止膜４の反射率を極小にする入射角度θ１と、第２の反射防止膜６の反射率を極小にする入射角度θ２は、図７に示すように、θ２＜θ１となるように設定しているもので、θ１＝４５°、θ２＝３８°である。このような設定を行うことにより、第１の光学面３と第２の光学面５の入射角度に対する反射率のバランスをとることができ、これにより、幅広い入射角度の光に対する透過光量を確保することができるものである。
【００４１】
さらに、第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６は、図７に示すように、対物レンズ１の最大入射角度θＭ＝６１°に対して、θＭ／２＜θ２＜θ１＜θＭの関係を満足するように設計しているもので、このような設定を行うことにより、特に対物レンズ１の半径方向に有効径のおおよそ１／２から外側の外周部における透過光量を大きくとることができるため、コントラストの良好な光信号が得られるものである。
【００４２】
以上のように本発明の実施の形態１における対物レンズは、光源側に面する第１の光学面３の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜４と、光情報記録媒体１７に面する第２の光学面５の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜６とを備え、第１の反射防止膜４は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ１を波長領域λ〜λ＋２０％の範囲内に有し、かつ第２の反射防止膜６は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ２を波長領域λ〜λ＋２０％の範囲内に有し、さらに前記λ１とλ２とは、λ＜λ２＜λ１＜λ＋２０％の関係を満足するように構成しているため、反射防止膜４，６の中央部における反射率と外周部における反射率とのバランスをとることができ、これにより、透過する光の全量を確保するとともに、外周部における光のコントラストを確保することができるという効果を有するものである。
【００４３】
また、第１の反射防止膜４は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ３を波長領域λ＋４０％〜λ＋８０％の範囲内に有し、かつ第２の反射防止膜６は光軸上において垂直に入射する光に対する反射率が極小となる波長λ４を波長領域λ＋４０％〜λ＋８０％の範囲内に有し、さらに前記λ３とλ４とは、λ＋４０％＜λ４＜λ３＜λ＋８０％の関係を満足するように構成しているため、特に開口数が大きく傾斜角度の大きな対物レンズ１の外周部において、光の透過量を確保することができるという効果を有するものである。
【００４４】
そしてまた、本発明の実施の形態１における対物レンズは、屈折率が１．５以上のレンズ素体２と、光源側に面する第１の光学面３と、この第１の光学面３の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜４と、光情報記録媒体１７に面する第２の光学面５と、この第２の光学面５の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜６とを備え、前記第１の反射防止膜４における前記レンズ素体２に最も近く位置する第１の層７は酸化ケイ素を主成分とし、この第１の層７の上に位置する第２の層８は酸化アルミニウムを主成分とし、この第２の層８の上に位置する第３の層９は弗化マグネシウムを主成分とし、かつ前記第２の反射防止膜６における前記レンズ素体２にもっとも近く位置する第４の層１０は酸化アルミニウムを主成分とし、この第４の層１０の上に位置する第５の層１１はチタン酸ランタンを主成分とし、この第５の層１１の上に位置する第６の層１２は弗化マグネシウムを主成分としているため、入射角度の小さな中央部の透過光量と入射角度の大きな外周部の透過光量とをバランスよく確保することができるという効果を有するものである。
【００４５】
さらに、本発明の実施の形態１における対物レンズは、第１の層７の光学膜厚ｄ１と、第２の層８の光学膜厚ｄ２と、第３の層９の光学膜厚ｄ３との比を、ｄ１：ｄ２：ｄ３＝２．１±０．２：１．７±０．２：１±０．２とし、かつ第４の層１０の光学膜厚ｄ４と、第５の層１１の光学膜厚ｄ５と、第６の層１２の光学膜厚ｄ６との比を、ｄ４：ｄ５：ｄ６＝２．６±０．２：１．７±０．２：１±０．２としているため、入射角度の小さな中央部の透過光量と入射角度の大きな外周部の透過光量とをバランスよく確保することができるという効果を有するものである。
【００４６】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項７に記載の発明について説明する。
【００４７】
この実施の形態２においては、上記した実施の形態１と共通する構成部品については同一番号を付しており、その説明は省略する。
【００４８】
なお、この実施の形態２において、上記した実施の形態１と相違する点は、第２の反射防止膜６の構成である。
【００４９】
すなわち、本発明の実施の形態２における対物レンズの第２の反射防止膜６は、レンズ素体２における第２の光学面５の上に真空蒸着により形成した３層の光学薄膜からなるもので、レンズ素体２に近い位置から順に、第４の層１０と、第５の層１１と、第６の層１２とを備えているものである。そして、第４の層１０は、屈折率が約１．６４の酸化アルミニウムを主成分としているもので、光軸上における物理膜厚が約１５２ｎｍ、光学膜厚が約２４９ｎｍである。また、第５の層１１は、屈折率が約２．１のチタン酸ランタンを主成分としているもので、光軸上における物理膜厚が約１２３ｎｍ、光学膜厚が約２５７ｎｍである。そしてまた、第６の層１２は、屈折率が約１．３８の弗化マグネシウムを主成分としているもので、光軸上における物理膜厚が約９３ｎｍ、光学膜厚が約１２８ｎｍである。
【００５０】
次に、上記した本発明の実施の形態２における対物レンズの第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６の反射率について説明する。
【００５１】
図８は本発明の実施の形態２における対物レンズの反射防止膜の光軸上における入射角度０°の分光反射率曲線を示したものであり、また、図９、図１０、図１１はそれぞれ同対物レンズにそれぞれ入射角度３７°、５０°、６１°の位置において第１の光学面３に入射する光に対する第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６の分光反射率曲線を示したものであり、上記した実施の形態１における図３〜６に対応する。
【００５２】
そして、図８〜図１１において示される第１の反射防止膜４の反射率と第２の反射防止膜６の反射率とから求められる波長４０５ｎｍにおける合成の光透過率は、光軸上で９１％、第１の反射防止膜４に入射角度３７°で入射する光に対して９６％、第１の反射防止膜４に入射角度５０°で入射する光に対して９８％、第１の反射防止膜４に入射角度６１°で入射する光に対して９３％であり、これにより、対物レンズ１における全透過光量を確保することができるとともに、外周部におけるコントラストを維持することができるものである。
【００５３】
また、第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６は、図８に示すように、それぞれλ〜λ＋２０％の波長領域において光軸上で垂直に入射する光に対して反射率の極小値を設けているもので、この場合、この波長領域において第１の反射防止膜４の反射率を極小にする波長λ１＝４５９ｎｍと第２の反射防止膜６の反射率を極小にする波長λ２＝４４５ｎｍを、λ２＜λ１の関係を満たすように設定したものである。このような設定を行うことにより、上記した実施の形態１と同様に、反射防止膜の中央部における反射率と外周部における反射率とのバランスをとることができるとともに、透過する光の全量を確保することができるものである。
【００５４】
そしてまた、第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６は、図８に示すように、それぞれλ＋４０％〜λ＋８０％の波長領域において光軸上で垂直に入射する光に対して反射率の極小値を設けているもので、この場合、この波長領域において第１の反射防止膜４の反射率を極小にする波長λ３＝６４５ｎｍと第２の反射防止膜６の反射率を極小にする波長λ４＝６０５ｎｍを、λ４＜λ３の関係を満たすように設定したものである。このような設定を行うことにより、上記した実施の形態１と同様に、特に開口数が大きく傾斜角度の大きな対物レンズ１の外周部において、光の透過量を確保することができるものである。
【００５５】
図１２は光軸上において４０５ｎｍの入射光に対する第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６の入射角度に対する反射率曲線を示したものである。
【００５６】
第１の反射防止膜４の反射率を極小にする入射角度θ１と、第２の反射防止膜６の反射率を極小にする入射角度θ２は、図１２に示すように、θ２＜θ１となるように設計しているもので、θ１＝４５°、θ２＝３６°である。このような設定を行うことにより、上記した実施の形態１と同様に、第１の光学面３と第２の光学面５の入射角度に対する反射率のバランスをとることができ、これにより、幅広い入射角度の光に対する透過光量を確保することができるものである。
【００５７】
さらに、第１の反射防止膜４および第２の反射防止膜６は、図１２に示すように、対物レンズ１の最大入射角度θＭ＝６１°に対して、θＭ／２＜θ２＜θ１＜θＭの関係を満足するように設計しているもので、このような設定を行うことにより、上記した実施の形態１と同様に、特に対物レンズ１の半径方向に有効径のおおよそ１／２から外側の外周部における透過光量を大きくとることができるため、コントラストの良好な光信号が得られるものである。
【００５８】
以上のように本発明の実施の形態２における対物レンズは、屈折率が１．５以上のレンズ素体２と、光源側に面する第１の光学面３と、この第１の光学面３の表面に位置し、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜４と、光情報記録媒体に面する第２の光学面５と、この第２の光学面５の表面に位置し、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜６とを備え、前記第１の反射防止膜４における前記レンズ素体２に最も近く位置する第１の層７は酸化ケイ素を主成分とし、この第１層７の上に位置する第２の層８は酸化アルミニウムを主成分とし、この第２の層８の上に位置する第３の層９は弗化マグネシウムを主成分とし、かつ第２の反射防止膜６における前記レンズ素体２に最も近く位置する第４の層１０は酸化アルミニウムを主成分とし、この第４の層１０の上に位置する第５の層１１はチタン酸ランタンを主成分とし、この第５の層１１の上に位置する第６の層１２は弗化マグネシウムを主成分としているため、入射角度の小さな中央部の透過光量と入射角度の大きな外周部の透過光量とをバランスよく確保することができるという効果を有するものである。
【００５９】
また、本発明の実施の形態２における対物レンズは、そして、第１の層７の光学膜厚ｄ１と、第２の層８の光学膜厚ｄ２と、第３の層９の光学膜厚ｄ３との比を、ｄ１：ｄ２：ｄ３＝２．１±０．２：１．７±０．２：１±０．２とし、かつ第４の層１０の光学膜厚ｄ４と、第５の層１１の光学膜厚ｄ５と、第６の層１２の光学膜厚ｄ６との比を、ｄ４：ｄ５：ｄ６＝２±０．２：２±０．２：１±０．２としているため、入射角度の小さな中央部の透過光量と入射角度の大きな外周部の透過光量とをバランスよく確保することができる膜厚比を有する反射防止膜を備えた対物レンズが得られるという効果を有するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る対物レンズは、反射防止膜の中央部における反射率と外周部における反射率とのバランスをとることができ、これにより、透過する光の全量を確保するとともに、外周部における光のコントラストを確保することができるという効果を有するものであり、特に光情報記録媒体へ情報を記録および／または再生する情報記録再生装置の光ピックアップに用いることにより有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態１における対物レンズの側面図および要部拡大断面図
【図２】同対物レンズの使用状態を示す側面図
【図３】同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図
【図４】同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図
【図５】同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図
【図６】同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図
【図７】同対物レンズの反射防止膜の入射角度に対する反射率曲線を示す図
【図８】本発明の実施の形態２における対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図
【図９】同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図
【図１０】同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図
【図１１】同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図
【図１２】同対物レンズの反射防止膜の入射角度に対する反射率曲線を示す図
【符号の説明】
【００６２】
１  対物レンズ
２  レンズ素体
３  第１の光学面
４  第１の反射防止膜
５  第２の光学面
６  第２の反射防止膜
７  第１の層
８  第２の層
９  第３の層
１０  第４の層
１１  第５の層
１２  第６の層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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