JP2009211787A - 対物レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数の波長のレーザー光を切り換えて使用する光情報記録装置において共用することができる対物レンズにおいて、少ない層数の反射防止膜で透過光量を確保す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。
【解決手段】本発明は、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複数の波長のレーザー光をそれぞれ対応する光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、前記複数の波長のうち最も小さい波長をλＡ、最も大きい波長をλＢとしたときに、第１の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ〜λＢ＋２０％の範囲内に有し、かつ第２の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ±２０％の範囲内に有するように構成したものである。
【選択図】図３

Description

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。

従来より、光情報記録媒体に情報を記録したり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。例えば、ＣＤでは波長７９０ｎｍ程度の赤外レーザー光と開口数０．４５程度の対物レンズが使用され、ＤＶＤでは波長６５０ｎｍ程度の赤色レーザー光と開口数０．６程度の対物レンズが使用され、近年開発されたブルーレイディスクでは波長４０５ｎｍ程度の青紫色レーザー光と開口数０．８５程度の対物レンズが使用される。

そして、ＣＤとＤＶＤとブルーレイディスクとを１つの対物レンズで共用するものとして、５層や７層などの層数の反射防止膜を設けた対物レンズが知られている。

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。
特開２００５−３１３６１号公報

しかしながら、上記した従来の対物レンズにおいて、ＣＤとＤＶＤとブルーレイディスクとを一つの対物レンズで共用した場合、それぞれの必要とする波長領域の違いと、それぞれの光の入射角度の範囲の違いと、製造上生じる反射防止膜の膜厚分布とによって、全ての仕様において透過光量を確保しようとすると反射防止膜の層数を多くする必要があり、この結果、製造工程が煩雑になるとともに、コストの増大を招いていた。

すなわち、ＣＤでは光源側光学面の最大傾斜角度が３７°であるため、光の最大入射角度は３７°になるとともに外周部の反射防止膜の膜厚は中心部の８５％になり、また、ＤＶＤでは光源側光学面の最大傾斜角度が５０°であるため、光の最大の入射角度は５０°になるとともに外周部の反射防止膜の膜厚は中心部の７０％になり、そしてまた、ブルーレイディスクでは光源側光学面の最大傾斜角度が６１°であるため、光の最大入射角度は６１°になるとともに外周部の反射防止膜の膜厚は中心部の６０％になるもので、このように対物レンズの中央部において透過光量を確保しようとすると外周部において透過光量が低下してしまい、全体としての光量を確保することが難しくなる。また、特に外周部において透過光量が低下してしまうと、得られる光信号のコントラストが低下してしまい、情報の読み取りエラーが生じてしまう。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、複数の波長のレーザー光を切り換えて使用する光情報記録装置において共用することができる対物レンズにおいて、少ない層数の反射防止膜で透過光量を十分に確保す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。

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。

本発明の請求項１に記載の発明は、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複数の波長のレーザー光をそれぞれ対応する光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、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て設けられ、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て設けられ、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記複数の波長のうち最も小さい波長をλＡ、最も大きい波長をλＢとしたときに、前記第１の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ〜λＢ＋２０％の範囲内に有し、かつ前記第２の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ±２０％の範囲内に有するように構成したもので、この構成によれば、第１の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ〜λＢ＋２０％の範囲内に有し、かつ第２の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ±２０％の範囲内に有するように構成しているため、開口数が高く、かつ光学面の傾斜角度の大きな仕様を含む対物レンズにおいて、反射防止膜の層数が少なく、かつ分光反射率曲線における反射率を極小にする極値の数が少なくても、透過光量を確保しつつ複数の波長領域を効率よくカバー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。

本発明の請求項２に記載の発明は、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複数の波長のレーザー光をそれぞれ対応する光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、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て設けられ、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て設けられ、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記複数の波長のうち最も小さい波長をλＡ、最も大きい波長をλＢとしたときに、前記第１の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対して波長領域λＡ〜λＢ＋２０％の範囲内に少なくとも３カ所の反射率の極小値を有し、かつ前記第２の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対して波長領域λＡ〜λＢ＋２０％の範囲内に少なくとも２カ所の反射率の極小値を有するように構成したもので、この構成によれば、第１の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対して波長領域λＡ〜λＢ＋２０％の範囲内に少なくとも３カ所の反射率の極小値を有し、かつ第２の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対して波長領域λＡ〜λＢ＋２０％の範囲内に少なくとも２カ所の反射率の極小値を有するように構成しているため、開口数が高く、かつ光学面の傾斜角度の大きな仕様を含む対物レンズにおいて、複数の波長領域を最小限の個数の極小でカバーすることができ、これにより、少ない層数で必要な波長領域の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。

本発明の請求項３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ｎ０を有するレンズ素体と、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て設けられ、かつ前記レンズ素体に近い側から順に屈折率ｎ１を有する第１の層と屈折率ｎ２を有する第２の層と屈折率ｎ３を有する第３の層とからなる第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て設けられ、かつ前記レンズ素体に近い側から順に屈折率ｎ４を有する第４の層と屈折率ｎ５を有する第５の層と屈折率ｎ６を有する第６の層とからなる第２の反射防止膜とを備え、前記ｎ０〜ｎ６が、ｎ３＜ｎ１＜ｎ０＜ｎ２およびｎ６＜ｎ４＜ｎ０＜ｎ５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、屈折率ｎ０を有するレンズ素体と、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て設けられ、かつ前記レンズ素体に近い側から順に屈折率ｎ１を有する第１の層と屈折率ｎ２を有する第２の層と屈折率ｎ３を有する第３の層とからなる第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て設けられ、かつ前記レンズ素体に近い側から順に屈折率ｎ４を有する第４の層と屈折率ｎ５を有する第５の層と屈折率ｎ６を有する第６の層とからなる第２の反射防止膜とを備え、前記ｎ０〜ｎ６が、ｎ３＜ｎ１＜ｎ０＜ｎ２およびｎ６＜ｎ４＜ｎ０＜ｎ５の関係を満足するように構成しているため、開口数が高く、かつ光学面の傾斜角度の大きな仕様を含む対物レンズにおいて、３層の反射防止膜により必要な波長領域の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。

本発明の請求項４に記載の発明は、特に、ｎ１〜ｎ６が、ｎ１≦ｎ４およびｎ２＜ｎ５およびｎ３＝ｎ６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、ｎ１〜ｎ６が、ｎ１≦ｎ４およびｎ２＜ｎ５およびｎ３＝ｎ６の関係を満足するように構成しているため、第１の光学面と第２の光学面の傾斜角度の違いおよび膜厚分布の違いによる反射率への影響を補正し、透過光量を大きくと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。

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て設けられ、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て設けられ、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の層の主成分を酸化ケイ素とし、この第１の層の上に位置する第２の層の主成分を酸化アルミニウムとし、この第２の層の上に位置する第３の層の主成分を弗化マグネシウムとし、かつ前記第２の反射防止膜における前記レンズ素体に最も近く位置する第４の層の主成分を酸化ケイ素とし、この第４の層の上に位置する第５の層の主成分をランタンアルミネートとし、この第５の層の上に位置する第６の層の主成分を弗化マグネシウムとしたもので、この構成によれば、製造上実用的な組成構成を有する３層の反射防止膜により、必要な波長領域の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。

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±０．２：１．８５±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＝１．８±０．２：１．９±０．２：１±０．２としたもので、この構成によれば、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±０．２：１．８５±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＝１．８±０．２：１．９±０．２：１±０．２としているため、入射角度の小さな中央部の反射率と入射角度の大きな外周部の反射率とのバランスをとって、全透過光量を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。

本発明の請求項７に記載の発明は、特に、使用するレーザー光として、４０５ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する青紫色レーザーと、６５０ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する赤色レーザーと、７９０ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する赤外レーザーとを用いたもので、この構成によれば、使用するレーザー光として、４０５ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する青紫色レーザーと、６５０ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する赤色レーザーと、７９０ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する赤外レーザーとを用いているため、ＣＤとＤＶＤとブルーレイディスクとを切り換えて使用する情報記録再生装置に適用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。

以上のように本発明の対物レンズは、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複数の波長のレーザー光をそれぞれ対応する光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、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て設けられ、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て設けられ、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記複数の波長のうち最も小さい波長をλＡ、最も大きい波長をλＢとしたときに、前記第１の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ〜λＢ＋２０％の範囲内に有し、かつ前記第２の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ±２０％の範囲内に有するように構成しているため、開口数が高く、かつ光学面の傾斜角度の大きな仕様を含む対物レンズにおいて、反射防止膜の層数が少なく、かつ分光反射率曲線における反射率を極小にする極値の数が少なくても、透過光量を確保しつつ複数の波長領域を効率よくカバー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。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の請求項１〜７に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。

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（ａ）〜（ｃ）は同対物レンズの使用状態を示す側面図である。

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の青紫色レーザーと波長６５０ｎｍの赤色レーザーと波長７９０ｎｍの赤外レーザーとを切り換えて使用する光情報記録再生装置の光ピックアップにおいて使用する対物レンズであって、光学ガラスからなるレンズ素体１ａと、このレンズ素体１ａの光源側に面する第１の光学面１ｂと、この第１の光学面１ｂの表面に位置して設けられ、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜２と、前記レンズ素体１ａの光情報記録媒体に面する第２の光学面１ｃと、この第２の光学面１ｃの表面に位置して設けられ、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜３とで構成しているものである。

前記レンズ素体１ａ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あり、また、第１の光学面１ｂおよび第２の光学面１ｃ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。そして、この第１の光学面１ｂの有効光学径の外周部における傾斜角度は約６１°であり、一方、第２の光学面１ｃの有効光学径の外周部における傾斜角度は約５°である。

第１の反射防止膜２は、図１（ｂ）の要部拡大断面図に示すように、レンズ素体１ａにおける第１の光学面１ｂの表面に真空蒸着により形成された３層の光学薄膜からなるもので、レンズ素体１ａに近い位置から順に、第１の層２ａと、第２の層２ｂと、第３の層２ｃとを備えているものである。

第２の反射防止膜３は、図１（ｃ）の要部拡大断面図に示すように、レンズ素体１ａにおける第２の光学面１ｃの表面に真空蒸着により形成された３層の光学薄膜からなるもので、レンズ素体１ａに近い位置から順に、第４の層３ａと、第５の層３ｂと、第６の層３ｃとを備えているものである。

前記第１の反射防止膜２および第２の反射防止膜３における各層の主成分と屈折率および光軸上における光学膜厚と光軸上における物理膜厚は（表１）に示すように構成しているものである。

ただし、上記（表１）における第１の光学面１ｂ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いるため、そこに形成される膜厚も外周部と中央部とでは異なるもので、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。

一方、第２の光学面１ｃの傾斜角度は０〜約５°であるため、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。

以上のように構成された本発明の一実施の形態における対物レンズ１を用いて行うＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスクの各情報記録媒体への情報の記録または再生について、以下に説明する。

上記した対物レンズ１を用いてＣＤの記録または再生を行う場合は、図２（ａ）に示すように、波長７９０ｎｍ程度の赤外レーザー光４を用い、開口数０．４５で使用する。この場合、第１の光学面１ｂにおいては、入射角０°の光軸上の位置Ａから入射角３７°の位置Ｂまでの範囲を有効径とするものであり、一方、第２の光学面１ｃにおいては、それぞれ対応する光軸上の位置Ａ’から出射角２７°の位置Ｂ’までの範囲を有効径とするものである。そして、使用する各波長ごとの収差を補正するための位相板５を通して入射した赤外レーザー光４は、対物レンズ１の第１の光学面１ｂから入射して第２の光学面１ｃから出射した後に、厚さ１．２ｍｍの保護層６ａを通して情報記録媒体の情報記録面６ｂに収束されるものである。

また、上記対物レンズ１を用いてＤＶＤの記録または再生を行う場合は、図２（ｂ）に示すように、波長６５０ｎｍ程度の赤色レーザー光７を用い、開口数０．６で使用する。この場合、第１の光学面１ｂにおいては、入射角０°の光軸上の位置Ａから入射角５０°の位置Ｃまでの範囲を有効径とするものであり、一方、第２の光学面１ｃにおいては、それぞれ対応する光軸上の位置Ａ’から出射角４０°の位置Ｃ’までの範囲を有効径とするものである。そして、位相板５を通して入射した赤色レーザー光７は、対物レンズ１の第１の光学面１ｂから入射して第２の光学面１ｃから出射した後に、厚さ０．６ｍｍの保護層８ａを通して情報記録媒体の情報記録面８ｂに収束されるものである。

そしてまた、上記対物レンズ１を用いてブルーレイディスクの記録または再生を行う場合は、図２（ｃ）に示すように、波長４０５ｎｍ程度の青紫色レーザー光９を用い、開口数０．８５で使用する。この場合、第１の光学面１ｂにおいては、入射角０°の光軸上の位置Ａから入射角６１°の位置Ｄまでの範囲を有効径とするものであり、一方、第２の光学面１ｃにおいては、それぞれ対応する光軸上の位置Ａ’から出射角５８°の位置Ｄ’までの範囲を有効径とするものである。そして、位相板５を通して入射した青紫色レーザー光９は、対物レンズ１の第１の光学面１ｂから入射して第２の光学面１ｃから出射した後に、厚さ０．１ｍｍの保護層１０ａを通して情報記録媒体の情報記録面１０ｂに収束されるものである。

次に、本発明の実施の形態１における対物レンズの第１の反射防止膜２および第２の反射防止膜３の反射率について説明する。

図３は本発明の実施の形態１における対物レンズに光軸上において入射する光に対する第１の反射防止膜２および第２の反射防止膜３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位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄにおいて入射する光に対する第１の反射防止膜２の分光反射率曲線および第２の反射防止膜３の分光反射率曲線を示したものである。

すなわち、図４の分光反射率曲線における膜厚・入射角等の条件は、第１の反射防止膜２については、膜厚は光軸上における膜厚の８５％で入射角は３７°であり、一方、第２の反射防止膜３については、膜厚は光軸上における膜厚と同等で出射角は２７°である。

また、図５の分光反射率曲線における膜厚・入射角等の条件は、第１の反射防止膜２については、膜厚は光軸上における膜厚の７０％で入射角は５０°であり、一方、第２の反射防止膜３については、膜厚は光軸上における膜厚と同等で出射角は４０°である。

そしてまた、図６の分光反射率曲線における膜厚・入射角等の条件は、第１の反射防止膜２については、膜厚は光軸上における膜厚の６０％で入射角は６１°であり、一方、第２の反射防止膜３については、膜厚は光軸上における膜厚と同等で出射角は５８°である。

図３において、使用する複数のレーザー光の中で、最も波長の短い青紫色レーザー光の波長はλＡ＝４０５ｎｍであり、最も波長の長い赤外レーザー光の波長はλＢ＝７９０ｎｍである。そして、λＡ＋２０％＝４８６ｎｍ、λＢ−２０％＝６３２ｎｍ、λＢ＋２０％＝９４８ｎｍである。

図３に示すように、第１の反射防止膜２は、λＡ〜λＡ＋２０％の波長領域における波長λ１＝４２８ｎｍにおいて極小値を設けるとともに、λＢ〜λＢ＋２０％の波長領域における波長λ２＝８３６ｎｍにおいて極小値を設けたものであり、一方、第２の反射防止膜３は、λＡ〜λＡ＋２０％の波長領域における波長λ３＝４４６ｎｍにおいて極小値を設けるとともに、λＢ±２０％の波長領域における波長λ４＝７４１ｎｍにおいて極小値を設けたものである。

このような設定を行った３層の反射防止膜を用いることにより、青紫色レーザー光と赤色レーザー光と赤外レーザー光を使用する波長において反射率を低く抑えて透過光量を確保することができるとともに、図４〜図６に示すように、それぞれのレーザー光が対物レンズ１において使用する外周部分においても反射率を抑えて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、λＡ〜λＡ＋２０％、λＢ〜λＢ＋２０％、λＢ±２０％の範囲は、光軸から外周に向かうにつれて入射角および出射角が大きくなることにより分光反射率特性が短波長側にシフトすること、および、第１の光学面１ｂが外周に向かうにつれて傾斜角度が増して第１の反射防止膜２の膜厚が薄くなることにより分光反射率特性が短波長側にシフトすることから設定したものである。

また、図３に示すように、第１の反射防止膜２は、λＡ〜λＢ＋２０％の波長領域に３カ所の極小を設け、かつ第２の反射防止膜３は、λＡ〜λＢ＋２０％の波長領域に２カ所の極小を設けているもので、最小限の個数の極小で必要とする波長領域をカバーすることにより、少ない層数の反射防止膜で透過光量を確保することができるものである。

次に、図３〜図６において示される第１の反射防止膜２の反射率と第２の反射防止膜３の反射率とから求められる各レーザー光の波長における合成の光透過率を（表２）に示す。

（表２）に示すように、本発明の実施の形態１における対物レンズは、使用する各波長のレーザー光に対して必要とする入射領域において情報記録再生装置に必要な光透過率を確保することができるものである。

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、使用する複数のレーザー光の波長のうち最も小さい波長をλＡ、最も大きい波長をλＢとしたときに、第１の反射防止膜２が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ〜λＢ＋２０％の範囲内に有し、かつ第２の反射防止膜３が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ±２０％の範囲内に有するように構成しているため、開口数が高く、かつ光学面の傾斜角度の大きな仕様を含む対物レンズにおいて、反射防止膜の層数が少なく、かつ分光反射率曲線における反射率を極小にする極値の数が少なくても、透過光量を確保しつつ複数の波長領域を効率よくカバーすることができるものである。

また、上記本発明の実施の形態１における対物レンズは、使用する複数のレーザー光の波長のうち最も小さい波長をλＡ、最も大きい波長をλＢとしたときに、第１の反射防止膜２が光軸上において垂直に入射する光に対して波長領域λＡ〜λＢ＋２０％の範囲内に少なくとも３カ所の反射率の極小値を有し、かつ第２の反射防止膜３が光軸上において垂直に入射する光に対して波長領域λＡ〜λＢ＋２０％の範囲内に少なくとも２カ所の反射率の極小値を有するように構成しているため、開口数が高く、かつ光学面の傾斜角度の大きな仕様を含む対物レンズにおいて、複数の波長領域を最小限の個数の極小でカバーすることができ、これにより、少ない層数で必要な波長領域の透過光量を確保することができるものである。

そしてまた、上記本発明の実施の形態１における対物レンズは、屈折率ｎ０を有するレンズ素体１ａと、光源側に面する第１の光学面１ｂと、この第１の光学面の表面に位置して設けられ、かつ前記レンズ素体１ａに近い側から順に屈折率ｎ１を有する第１の層２ａと屈折率ｎ２を有する第２の層２ｂと屈折率ｎ３を有する第３の層２ｃとからなる第１の反射防止膜２と、光情報記録媒体に面する第２の光学面１ｃと、この第２の光学面１ｃの表面に位置して設けられ、かつ前記レンズ素体１ａに近い側から順に屈折率ｎ４を有する第４の層３ａと屈折率ｎ５を有する第５の層３ｂと屈折率ｎ６を有する第６の層３ｃとからなる第２の反射防止膜３とを備え、前記ｎ０〜ｎ６が、ｎ３＜ｎ１＜ｎ０＜ｎ２およびｎ６＜ｎ４＜ｎ０＜ｎ５の関係を満足するように構成しているため、開口数が高く、かつ光学面の傾斜角度の大きな仕様を含む対物レンズにおいて、３層の反射防止膜により必要な波長領域の透過光量を確保することができるものである。

さらに、上記本発明の実施の形態１における対物レンズは、ｎ１〜ｎ６が、ｎ１≦ｎ４およびｎ２＜ｎ５およびｎ３＝ｎ６の関係を満足するように構成しているため、第１の光学面１ｂと第２の光学面１ｃの傾斜角度の違いおよび膜厚分布の違いによる反射率への影響を補正し、透過光量を大きくとることができるものである。

さらにまた、上記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１ａと、光源側に面する第１の光学面１ｂと、この第１の光学面１ｂの表面に位置して設けられ、かつ複数の層からなる第１の反射防止膜２と、光情報記録媒体に面する第２の光学面１ｃと、この第２の光学面１ｃの表面に位置して設けられ、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜３とを備え、前記第１の反射防止膜２における前記レンズ素体１ａに最も近く位置する第１の層２ａの主成分を酸化ケイ素とし、この第１の層２ａの上に位置する第２の層２ｂの主成分を酸化アルミニウムとし、この第２の層２ｂの上に位置する第３の層２ｃの主成分を弗化マグネシウムとし、かつ前記第２の反射防止膜３における前記レンズ素体１ａに最も近く位置する第４の層３ａの主成分を酸化ケイ素とし、この第４の層３ａの上に位置する第５の層３ｂの主成分をランタンアルミネートとし、この第５の層３ｂの上に位置する第６の層３ｃの主成分を弗化マグネシウムとしているため、製造上実用的な組成構成を有する３層の反射防止膜により、必要な波長領域の透過光量を確保することができるものである。

また、上記本発明の実施の形態１における対物レンズは、第１の層２ａの光学膜厚ｄ１と、第２の層２ｂの光学膜厚ｄ２と、第３の層２ｃの光学膜厚ｄ３との比を、ｄ１：ｄ２：ｄ３＝２±０．２：１．８５±０．２：１±０．２とし、かつ第４の層３ａの光学膜厚ｄ４と、第５の層３ｂの光学膜厚ｄ５と、第６の層３ｃの光学膜厚ｄ６との比を、ｄ４：ｄ５：ｄ６＝１．８±０．２：１．９±０．２：１±０．２としているため、入射角度の小さな中央部の反射率と入射角度の大きな外周部の反射率とのバランスをとって、全透過光量を確保することができるものである。

そしてまた、上記本発明の実施の形態１における対物レンズは、使用するレーザー光として、４０５ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する青紫色レーザーと、６５０ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する赤色レーザーと、７９０ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する赤外レーザーとを用いているため、ＣＤとＤＶＤとブルーレイディスクを切り換えて使用する情報記録再生装置に適用できるものである。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。

この本発明の実施の形態２においては、上記した本発明の実施の形態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。

なお、この本発明の実施の形態２において、上記した本発明の実施の形態１と相違する点は、第１の反射防止膜２における第１の層２ａ〜第３の層２ｃの膜厚構成である。

すなわち、本発明の実施の形態２における対物レンズは、第１の反射防止膜２および第２の反射防止膜３における各層の主成分と屈折率および光軸上における光学膜厚と光軸上における物理膜厚を（表３）に示すように構成したものである。

ここで、第１の反射防止膜２の膜厚分布は上記した本発明の実施の形態１と同様に、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。なお、第２の反射防止膜３の膜厚分布はほとんど無視できるものである。

次に、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２および第２の反射防止膜３の反射率について説明する。

図７は本発明の実施の形態２における対物レンズに光軸上において入射する光に対する第１の反射防止膜２および第２の反射防止膜３の分光反射率曲線を示したものであり、また、図８、図９、図１０はそれぞれ同対物レンズにそれぞれ位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄにおいて入射する光に対する第１の反射防止膜２の分光反射率曲線および第２の反射防止膜３の分光反射率曲線を示したものである。

図７において、使用する複数のレーザー光の中で、最も波長の短い青紫色レーザー光の波長はλＡ＝４０５ｎｍであり、最も波長の長い赤外レーザー光の波長はλＢ＝７９０ｎｍである。そして、λＡ＋２０％＝４８６ｎｍ、λＢ−２０％＝６３２ｎｍ、λＢ＋２０％＝９４８ｎｍである。

図７に示すように、第１の反射防止膜２は、λＡ〜λＡ＋２０％の波長領域における波長λ１＝４５９ｎｍにおいて極小値を設けるとともに、λＢ〜λＢ＋２０％の波長領域における波長λ２＝９０１ｎｍにおいて極小値を設けたものであり、一方、第２の反射防止膜３は、λＡ〜λＡ＋２０％の波長領域における波長λ３＝４４６ｎｍにおいて極小値を設けるとともに、λＢ±２０％の波長領域における波長λ４＝７４１ｎｍにおいて極小値を設けたものである。

このような設定を行った３層の反射防止膜を用いることにより、青紫色レーザー光と赤色レーザー光と赤外レーザー光を使用する波長において反射率を低く抑えて透過光量を確保することができるとともに、図７〜図１０に示すように、それぞれのレーザー光が対物レンズ１において使用する外周部分においても反射率を抑えて透過する光の全量を確保することができるものである。

次に、図７〜図１０において示される第１の反射防止膜２の反射率と第２の反射防止膜３の反射率とから求められる各レーザー光の波長における合成の光透過率を（表４）に示す。

（表４）に示すように、本発明の実施の形態２における対物レンズは、使用する各波長のレーザー光に対して必要とする入射領域において情報記録再生装置に必要な光透過率を確保することができるものである。

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、上記した本発明の実施の形態１と同様に、開口数が高く、かつ光学面の傾斜角度の大きな仕様を含む対物レンズにおいて、少ない層数の反射防止膜で透過光量を確保しつつ複数の波長領域を効率よくカバーすることができるものである。

本発明に係る対物レンズは、複数の波長のレーザー光を用いた情報記録再生装置において少ない層数の反射防止膜を用いて透過光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。

（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 （ａ）〜（ｃ）同対物レンズの使用状態を示す側面図 本発明の実施の形態１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 同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図 同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図 同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図 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 同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図 同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図 同対物レンズの反射防止膜の分光反射率曲線を示す図

符号の説明

１ 対物レンズ
１ａ レンズ素体
１ｂ 第１の光学面
１ｃ 第２の光学面
２ 第１の反射防止膜
２ａ 第１の層
２ｂ 第２の層
２ｃ 第３の層
３ 第２の反射防止膜
３ａ 第４の層
３ｂ 第５の層
３ｃ 第６の層

Claims (7)

1. 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複数の波長のレーザー光をそれぞれ対応する光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、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て設けられ、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て設けられ、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記複数の波長のうち最も小さい波長をλＡ、最も大きい波長をλＢとしたときに、前記第１の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ〜λＢ＋２０％の範囲内に有し、かつ前記第２の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対する反射率の極小値をそれぞれ波長領域λＡ〜λＡ＋２０％の範囲内および波長領域λＢ±２０％の範囲内に有するように構成した対物レンズ。
2. 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複数の波長のレーザー光をそれぞれ対応する光情報記録媒体に集光する対物レンズであって、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て設けられ、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て設けられ、かつ複数の層からなる第２の反射防止膜とを備え、前記複数の波長のうち最も小さい波長をλＡ、最も大きい波長をλＢとしたときに、前記第１の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対して波長領域λＡ〜λＢ＋２０％の範囲内に少なくとも３カ所の反射率の極小値を有し、かつ前記第２の反射防止膜が光軸上において垂直に入射する光に対して波長領域λＡ〜λＢ＋２０％の範囲内に少なくとも２カ所の反射率の極小値を有するように構成した対物レンズ。
3. 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ｎ０を有するレンズ素体と、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て設けられ、かつ前記レンズ素体に近い側から順に屈折率ｎ１を有する第１の層と屈折率ｎ２を有する第２の層と屈折率ｎ３を有する第３の層とからなる第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、かつ前記レンズ素体に近い側から順に屈折率ｎ４を有する第４の層と屈折率ｎ５を有する第５の層と屈折率ｎ６を有する第６の層とからなる第２の反射防止膜とを備え、前記ｎ０〜ｎ６が、ｎ３＜ｎ１＜ｎ０＜ｎ２およびｎ６＜ｎ４＜ｎ０＜ｎ５の関係を満足するように構成した対物レンズ。
4. ｎ１〜ｎ６が、ｎ１≦ｎ４およびｎ２＜ｎ５およびｎ３＝ｎ６の関係を満足するように構成した請求項３記載の対物レンズ。
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て設けられ、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て設けられ、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に位置する第１の層の主成分を酸化ケイ素とし、この第１層の上に位置する第２の層の主成分を酸化アルミニウムとし、この第２の層の上に位置する第３の層の主成分を弗化マグネシウムとし、かつ前記第２の反射防止膜における前記レンズ素体に最も近くに位置する第４の層の主成分を酸化ケイ素とし、この第４の層の上に位置する第５の層の主成分をランタンアルミネートとし、この第５の層の上に位置する第６の層の主成分を弗化マグネシウムとした対物レンズ。
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±０．２：１．８５±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＝１．８±０．２：１．９±０．２：１±０．２とした請求項３〜５のいずれかに記載の対物レンズ。
7. 使用するレーザー光として、４０５ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する青紫色レーザーと、６５０ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する赤色レーザーと、７９０ｎｍ近辺の波長に最大強度を有する赤外レーザーとを用いた請求項１〜５のいずれかに記載の対物レンズ。

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