JP5603938B2 - 対物レンズ、光学ヘッド、光ディスク装置及び情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数種類の光ディスク等の情報記録媒体の情報記録面に、レーザ光源から出射されたレーザ光を集束させる対物レンズ、当該対物レンズを備え、情報記録媒体に対して光学的に情報を記録又は再生する光学ヘッド、当該光学ヘッドを備える光ディスク装置、及び当該光ディスク装置を備える情報処理装置に関するものである。

青紫半導体レーザの実用化に伴い、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）及びＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）と同じ大きさで、高密度及び大容量の光情報記録媒体（以下、光ディスクとも言う）であるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤ）が実用化されている。ＢＤは、波長４００ｎｍ程度のレーザ光を出射する青紫レーザ光源と、開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ、以下、ＮＡとも言う）が約０．８５の対物レンズとを用いて、厚さが約０．１ｍｍの光透過層を有する情報記録面に対して情報を記録又は再生するための光ディスクである。

一般的に、ＣＤ又はＤＶＤなどの光ディスクに情報を記録又は再生する光学ヘッドには、合成樹脂製の対物レンズが用いられている。合成樹脂製の対物レンズは、ガラス製の対物レンズと比較して比重が小さい。そのため、光ディスクの面ぶれ及び偏心に対して対物レンズを駆動する対物レンズアクチュエータの負担を軽減でき、さらに、光ディスクの面ぶれ及び偏心に対して対物レンズを高速に追従させることも可能となる。また、合成樹脂製の対物レンズは、射出成形により高精度に大量生産することが可能であるため、対物レンズの低コスト化を図ることができる。

そこで、近年、ＢＤ用の光学ヘッドに用いられる高ＮＡの対物レンズについても、合成樹脂製の対物レンズが多く用いられてきている。

ところで、合成樹脂製の対物レンズに回折構造を形成することで、複数種類の光ディスクの光透過層の厚さの差によって生じる球面収差を光源波長の差を利用して補正する、いわゆる互換対物レンズについて、多くの方式が知られている。

例えば、特許文献１には、波長λ１の青紫レーザ光を回折させて凸レンズ作用を及ぼし、厚さが約０．１ｍｍの光透過層を有するＢＤの情報記録面に収束させると共に、波長λ２の赤色レーザ光を回折させて凹レンズ作用を及ぼし、厚さが約０．６ｍｍの光透過層を有するＤＶＤの情報記録面に収束させる対物レンズが開示されている。

図１９は、従来の対物レンズの構成を示す図である。図１９の左図は、従来の対物レンズ９０の模式的な構成を示す平面図であり、図１９の右図は、従来の対物レンズ９０の模式的な構成を示す断面図である。対物レンズ９０の光源側（レーザ光の入射する側）の入射面９１には、対物レンズ９０の光軸ＯＡを中心とした輪帯状の回折構造（ホログラム）が形成されている。回折構造は、光軸ＯＡを含む内周領域９１１と、内周領域９１１の周辺の外周領域９１２とで異なる構造を有している。

内周領域９１１は、赤色レーザ光を用いたＤＶＤの記録又は再生、及び、青紫レーザ光を用いたＢＤの記録又は再生のいずれの際にも使用される互換領域であり、青紫レーザ光の＋１次回折光をＢＤの情報記録面に収束させ、赤色レーザ光の−１次回折光をＤＶＤの情報記録面に収束させるように設計されている。

一方、青紫レーザ光を用いてＢＤに情報を記録又は再生する際のＮＡ（約０．８５）は、赤色レーザ光を用いてＤＶＤに情報を記録又は再生する際のＮＡ（約０．６０）よりも大きい。そのため、外周領域９１２は、ＢＤ専用領域とされ、青紫レーザ光のみをＢＤの情報記録面に収束させ、赤色レーザ光にＤＶＤの情報記録面上で収差を与えるように設計される。

内周領域９１１の回折構造の段差の一単位は、波長λ１の青紫レーザ光（λ１＝４０５ｎｍ）に対して、約１．２５×λ１［ｎｍ］の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたりπ／２となる。この時、＋１次回折光の回折効率はスカラー計算で約８０％となり、回折次数の中で最も大きくなる。

一方、内周領域９１１の回折構造の段差の一単位は、波長λ２の赤色レーザ光（λ２＝６６０ｎｍ）に対して、約０．７５×λ２［ｎｍ］の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたり−π／２となる。この時、−１次回折光の回折効率はスカラー計算で約８０％となり、回折次数の中で最も大きくなる。

内周領域９１１をこのような回折構造とすることで、厚さが０．６ｍｍの光透過層を有するＤＶＤと、厚さが約０．１ｍｍの光透過層を有するＢＤとに対し、高い光利用効率で、情報の互換記録又は互換再生を実現することができる。

ところで、互換対物レンズに限らず、回折構造を備えたレンズが用いられる場合、レンズの半径位置に因って回折効率が変化する場合がある。これは、レンズの有効径内における回折構造のピッチが半径位置毎に異なることに起因している。一般的に回折構造によってレンズパワーを与える場合には、光軸近傍の内周から外周に向かって、回折構造のピッチが小さくなり回折効率が低下する。

一方、光ディスク用の光学ヘッドに用いられる半導体レーザの強度分布は、光軸からの距離に対してガウス関数的に低下するので、内周よりも外周でレーザ光の強度が低下する。ここで、対物レンズに入射するレーザ光の強度が外周で大幅に低下すると、対物レンズの実効ＮＡが低下し、その結果、光ディスクの情報記録面上の集光スポットが十分に絞れなくなる。

そこで、例えば特許文献２には、回折構造を備えた対物レンズを用いる光学ヘッドにおいて、対物レンズに入射するレーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正し、光ディスクの情報記録面上の集光スポットの劣化を抑制するため、光軸付近の透過率を一定量低下させる光分布補正素子を設ける構成が開示されている。

ここで、例えば特許文献１で開示されている従来の対物レンズは、内周領域がＤＶＤ及びＢＤの両方への記録又は再生に使用されるため、特に内周領域の最外周近傍で回折構造のピッチが小さくなり、回折効率が低下する場合がある。

図２０は、従来の対物レンズの回折効率を示す図である。図２０では、特許文献１等で開示されている従来の対物レンズ９０において、波長λ１の青紫レーザ光及び波長λ２の赤色レーザ光の回折効率を波動計算（ベクトル計算）により算出している。図２０において、横軸は、レーザ光の入射位置、すなわち光軸ＯＡからの距離（対物レンズの半径）を示しており、縦軸は、入射位置に対応する回折効率を示している。

図２０に示すように、波長λ２では、内周領域の光軸近傍（点α）での回折効率は７０％以上であるのに対し、内周領域の最外周近傍（点β）での回折効率は５０％以下に低下する。これは、回折構造のピッチが点αの位置よりも点βの位置のほうが小さいことに加え、光軸ＯＡからの距離が大きくなるにつれて、入射面９１の傾斜角度が大きくなり、対物レンズ９０に平行入射するレーザ光の入射角が大きくなることに起因している。なお、成形等におけるバラツキに伴って、点βの位置における回折効率はさらに低下する可能性がある。

上述のように、対物レンズに入射するレーザ光の強度が外周で大幅に低下すると、光ディスクの情報記録面上の集光スポットが十分に絞れなくなるが、特許文献１には、このような従来の互換対物レンズにおける課題について、言及されていない。

また、特許文献２においては、光ディスクの情報記録面上の集光スポットの劣化を抑制するため、光軸付近の透過率を一定量低下させる光分布補正素子を設ける構成が開示されているが、上述の互換対物レンズに最適な構成については、開示も示唆もされていない。

特開２００５−１２９２２７号公報 特開２００４−１４５９０６号公報

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、回折効率の低下に伴う集光スポットの劣化を抑制することができる対物レンズ、光学ヘッド、光ディスク装置及び情報処理装置を提供することを目的とするものである。

本発明の一局面に係る対物レンズは、レーザ光源から出射されたレーザ光を、情報記録媒体の情報記録面に収束させる合成樹脂製の対物レンズであって、前記レーザ光源側の第１面と前記情報記録媒体側の第２面とを有するレンズと、前記第２面に形成された反射防止膜とを備え、前記レンズは、前記第１面における、前記対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１を有する領域を通過する第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、前記第１面における、前記対物レンズの光軸を中心とした前記半径Ｒ１より小さい半径Ｒ２を有する領域を通過する第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する第２のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体とは異なる第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、前記第１のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ１＿０［％］と、前記第１のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ１＿４０［％］とは、０．９５≦Ｔ１＿０／Ｔ１＿４０≦１．０５を満たし、前記第２のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ２＿０［％］と、前記第２のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ２＿４０［％］とは、０．８５≦Ｔ２＿０／Ｔ２＿４０≦０．９７を満たす。

この構成によれば、レーザ光源から出射されたレーザ光を、情報記録媒体の情報記録面に収束させる合成樹脂製の対物レンズは、レーザ光源側の第１面と情報記録媒体側の第２面とを有するレンズと、第２面に形成された反射防止膜とを備える。レンズは、第１面における、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１を有する領域を通過する第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させる。また、レンズは、第１面における、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１より小さい半径Ｒ２を有する領域を通過する第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する第２のレーザ光を、第１の情報記録媒体とは異なる第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させる。第１のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ１＿０［％］と、第１のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ１＿４０［％］とは、０．９５≦Ｔ１＿０／Ｔ１＿４０≦１．０５を満たし、第２のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ２＿０［％］と、第２のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ２＿４０［％］とは、０．８５≦Ｔ２＿０／Ｔ２＿４０≦０．９７を満たす。

本発明によれば、対物レンズの第２面に形成した反射防止膜によって、光軸近傍の第２のレーザ光の透過率を低下させることにより、第２のレーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正し、回折効率の低下に伴う集光スポットの劣化を抑制することができる。

本発明の実施の形態１における対物レンズの構成を示す図である。 本発明の実施の形態１における対物レンズの回折効率を示す図である。 本発明の実施の形態１における対物レンズに形成された反射防止膜の透過率を示す図である。 対物レンズの入射面側から入射した青紫レーザ光が、出射面で内面反射した時の光線の様子を示す図である。 本発明の実施の形態１における反射防止膜の膜構成を示す図である。 図５に示した反射防止膜の透過率の分光特性を示す図である。 本発明の実施の形態１における別の反射防止膜の膜構成を示す図である。 図７に示した別の反射防止膜の透過率の分光特性を示す図である。 図８に示した本実施の形態１の別の反射防止膜において、ＤＶＤへの記録又は再生に用いられる波長帯の分光特性を拡大して示す図である。 図８に示した本実施の形態の別の反射防止膜において、ＢＤへの記録又は再生に用いられる波長帯の分光特性を拡大して示す図である。 本発明の実施の形態２における対物レンズの構成を示す図である。 本発明の実施の形態２における対物レンズに形成された反射防止膜の透過率を示す図である。 本発明の実施の形態３における光学ヘッドの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態４における光ディスク装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態５におけるコンピュータの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態６における光ディスクプレーヤの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態７における光ディスクレコーダの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態８におけるゲーム装置の概略構成を示す図である。 従来の対物レンズの構成を示す図である。 従来の対物レンズの回折効率を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

（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構成を示す図である。図１の左図は、本実施の形態１の合成樹脂製の対物レンズ１０の模式的な構成を示す平面図であり、図１の右図は、本実施の形態１の対物レンズ１０の模式的な構成を示す断面図である。

本実施の形態１の対物レンズ１０は、例えば、波長λ１の青紫レーザ光を用いて情報を記録又は再生するＢＤと、波長λ１より大きい波長λ２の赤色レーザ光を用いて情報を記録又は再生するＤＶＤとを互換可能な互換対物レンズとして用いられる。

対物レンズ１０は、光源側（レーザ光の入射する側）の入射面１１にベースとなる球面又は非球面を備えている。このベースとなる球面又は非球面（以下、ベース非球面と総称する）には、対物レンズ１０の光軸ＯＡを中心とした輪帯状の回折構造が形成されている。一方、入射面１１に対向する光ディスク側（レーザ光が出射する側）の出射面１２は、球面又は非球面となっている。

対物レンズ１０は、レーザ光源から出射されたレーザ光を、情報記録媒体の情報記録面に収束させる合成樹脂製の対物レンズである。対物レンズ１０は、レーザ光源側の入射面１１（第１面）と情報記録媒体側の出射面１２（第２面）とを有するレンズ１２０と、出射面１２に形成された反射防止膜１２１とを備える。

入射面１１に形成される回折構造は、光軸ＯＡを含む内周領域１１１と、内周領域１１１の周辺の外周領域１１２とで異なる構造を有している。

内周領域１１１は、例えば４段を一周期とする階段形状の回折構造を備え、波長λ２の赤色レーザ光を用いたＤＶＤへの記録又は再生、及び、波長λ１の青紫レーザ光を用いたＢＤへの記録又は再生のいずれにも使用される互換領域である。内周領域１１１は、青紫レーザ光の＋１次回折光を厚さ約０．１ｍｍの光透過層を通してＢＤの情報記録面に収束させ、赤色レーザ光の−１次回折光を厚さ約０．６ｍｍの光透過層を通してＤＶＤの情報記録面に収束させるように設計されている。なお、この内周領域１１１は、ＤＶＤのＮＡ（約０．６０〜０．６５）に対応する領域となっている。

一方、青紫レーザ光を用いてＢＤに情報を記録又は再生する際のＮＡ（約０．８５）は、上述の赤色レーザ光を用いてＤＶＤに情報を記録又は再生する際のＮＡ（約０．６０〜０．６５）よりも大きい。そのため、外周領域１１２は、ＢＤの専用領域とされ、波長λ１の青紫レーザ光のみをＢＤの情報記録面に収束させるように設計される。また、外周領域１１２は、波長λ２の赤色レーザ光にＤＶＤの情報記録面上で収差を与えるように、すなわち赤色レーザ光の集光スポットの焦点が大きくずれるように設計される。つまり、外周領域１１２を通過した赤色レーザ光は、ＤＶＤの情報記録面に対して収差を有する。したがって、外周領域１１２は、ＤＶＤへの記録又は再生時には、実質的に開口制限として機能する。

レンズ１２０は、入射面１１における、対物レンズ１０の光軸ＯＡを中心とした半径Ｒ１を有する領域を通過する第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光をＢＤの情報記録面に収束させる。また、レンズ１２０は、入射面１１における、対物レンズ１０の光軸ＯＡを中心とした半径Ｒ１より小さい半径Ｒ２を有する領域を通過する第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する第２のレーザ光を、ＤＶＤの情報記録面に収束させる。

内周領域１１１の回折構造の段差の一単位は、波長λ１の青紫レーザ光（例えばλ１＝４０５ｎｍ）に対して、約１．２５×λ１［ｎｍ］の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたりπ／２となる。この時、＋１次回折光の回折効率はスカラー計算で約８０％となり、回折次数の中で最も大きくなる。

一方、内周領域１１１の回折構造の段差の一単位は、波長λ２の赤色レーザ光（例えばλ２＝６６０ｎｍ）に対して、約０．７５×λ２［ｎｍ］の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたり−π／２となる。この時、−１次回折光の回折効率はスカラー計算で約８０％となり、回折次数の中で最も大きくなる。

内周領域１１１をこのような回折構造とすることで、波長λ１と波長λ２とで逆方向の鋸歯形状を近似できるため、厚さ約０．６ｍｍの光透過層を有するＤＶＤと、厚さ約０．１ｍｍの光透過層を有するＢＤとに対し、高い光利用効率で、情報の互換記録又は互換再生を実現できる。

図２は、本発明の実施の形態１における対物レンズの回折効率を示す図である。図２では、本実施の形態１における対物レンズ１０において、波長λ１（＝４０５ｎｍ）の青紫レーザ光及び波長λ２（＝６６０ｎｍ）の赤色レーザ光の回折効率を波動計算（ベクトル計算）により算出している。図２において、横軸は、レーザ光の入射位置、すなわち光軸ＯＡからの距離（対物レンズの半径）を示しており、縦軸は、入射位置に対応する回折効率を示している。

図２に示すように、波長λ２では、内周領域１１１の光軸近傍（点α）での回折効率は７０％以上であるのに対し、内周領域１１１の最外周近傍（点β）での回折効率は５０％以下に低下する。これは、回折構造のピッチが点αの位置よりも点βの位置のほうが小さいことに加え、光軸ＯＡからの距離が大きくなるにつれて、入射面１１のベース非球面の傾斜角度が大きくなり、対物レンズ１０に平行入射するレーザ光の入射角が大きくなることに起因している。なお、成形等におけるバラツキに伴って、点βの位置における回折効率はさらに低下する可能性がある。

一方、波長λ１では、内周領域１１１の光軸近傍（点α）での回折効率は７０％以上であり、内周領域１１１の最外周近傍（点β）での回折効率は５０％以下であるが、外周領域１１２のほぼ全域で回折効率は７０％以上となっている。これは、外周領域１１２がＢＤの専用領域となっており、波長λ１で最適化された鋸歯形状の回折構造が外周領域１１２に形成されているためである。

本実施の形態１の対物レンズ１０は、出射面１２に、波長及び入射角に応じて透過率が変化する反射防止膜１２１を備えたことを特徴としている。

図３は、本発明の実施の形態１における対物レンズ１０に形成された反射防止膜１２１における、波長λ１（＝４０５ｎｍ）の青紫レーザ光及び波長λ２（＝６６０ｎｍ）の赤色レーザ光の透過率分布を示す図である。図３において、横軸は、レーザ光の入射位置、すなわち光軸ＯＡからの距離（対物レンズの半径）を示しており、縦軸は、入射位置を通過したレーザ光の、出射面１２における透過率を示している。

図３に示すように、波長λ２では、内周領域１１１の光軸近傍（点α）での透過率は、約９０％であるのに対し、内周領域１１１の最外周近傍（点β）での透過率は、９９％以上となっている。

このように、対物レンズ１０の出射面１２に形成した反射防止膜１２１によって、内周領域１１１の光軸近傍の透過率を低下させる。これによって、レーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正し、ＤＶＤの情報記録面上に形成される赤色レーザ光による集光スポットの劣化を抑制することができる。

一方、波長λ１では、内周領域１１１の光軸近傍（点α）から内周領域１１１の最外周近傍（点β）まで９８％以上のほぼフラットな特性の透過率分布となっており、外周領域１１２の全域においても、９５％以上の透過率を得ている。

ここで、上述の波長λ２の赤色レーザ光と同様に、波長λ１の青紫レーザ光においても、内周領域１１１の光軸近傍の透過率を低下させることによって、レーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正し、ＢＤの情報記録面上に形成される青紫レーザ光による集光スポットの劣化を抑制することも考えられる。

しかしながら、発明者らは、波長λ１の青紫レーザ光において、内周領域の光軸近傍の透過率を低下させると、合成樹脂製の対物レンズに損傷を与える可能性があるという課題を見いだした。

図４は、対物レンズ１０の入射面１１側から入射した青紫レーザ光が、出射面１２で内面反射した時の光線の様子を示す図である。図４に示すように、出射面１２で内面反射した青紫レーザ光は、対物レンズ１０の内部で集光する。

波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光が、高密度で合成樹脂製の光学部品に照射された場合、光学部品の内部で青紫レーザ光の吸収が徐々に増大し、波面収差の悪化及び透過率の低下を生じさせることが知られている。

従って、出射面１２に形成する反射防止膜１２１によって、青紫レーザ光の透過率を小さくする、すなわち反射率を大きくすると、出射面１２で内面反射し、対物レンズ１０の内部で集光した青紫レーザ光が、合成樹脂製の対物レンズ１０に深刻な損傷を与える可能性がある。

以上のように、発明者らが見いだしたこの課題に基づき、本実施の形態１の対物レンズ１０は、ＤＶＤに情報を記録又は再生する際に用いられる波長λ２の赤色レーザ光に対しては、内周領域１１１の光軸近傍の透過率を低下させ、ＢＤに情報を記録又は再生する際に用いられる波長λ１の青紫レーザ光に対しては、内周領域１１１の光軸近傍から外周領域１１２の最外周近傍までのほぼ全域において高い透過率、望ましくは９５％以上の透過率となっている。

ここで、本実施の形態１の対物レンズ１０に形成する反射防止膜１２１の構成について、具体例を挙げて説明する。

図５は、６層コートによる反射防止膜の膜構成を示す図である。図５に示す反射防止膜は、低屈折率のＳｉＯ_２（酸化シリコン）の層と、高屈折率のＴａ_２Ｏ_５（酸化タンタル）の層とが交互に、合成樹脂の基板上に積層されて構成されている。

図６は、図５に示した反射防止膜の透過率の分光特性を示す図である。図６では、レーザ光が対物レンズに垂直に入射した場合、すなわちレーザ光の入射角が０ｄｅｇである場合の分光特性と、レーザ光の入射角が４０ｄｅｇである場合の分光特性とを示している。図６において、横軸は波長を示し、縦軸は波長に対応する透過率を示している。

０ｄｅｇの角度で入射するレーザ光は、対物レンズの光軸に入射するレーザ光であり、４０ｄｅｇの角度で入射するレーザ光は、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ２の位置（内周領域１１１の最外周部分）に入射するレーザ光である。

なお、図５に示した膜構成における屈折率又は膜厚が、製造誤差等によって１％程度ずれても、図６に示した分光特性とほぼ同等の特性を得ることができる。

さらに、反射防止膜１２１に用いられる材料は、低屈折率のＳｉＯ_２と高屈折率のＴａ２Ｏ_５とに限定されるものではなく、例えば、波長５００ｎｍにおける屈折率ｎが、１．３以上、１．５５以下である低屈折率材料と、波長５００ｎｍにおける屈折率ｎが、１．７以上、２．５以下である高屈折率材料とのうちの少なくとも２種類の材料から構成されてもよく、また、反射防止膜１２１は、２層以上３０層以下で構成されていてもよい。

例えば、低屈折率材料としては、ＳｉＯ_２又はＭｇＦ_２を主成分とする材料を用いることができる。また、高屈折率材料としては、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２又はＣｅＦ_３を主成分とする材料を用いることができる。また、反射防止膜１２１の形成には、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又は塗布などの方法を用いることが可能である。

図６に示すように、本実施の形態１の反射防止膜１２１の、入射角０ｄｅｇにおける波長λ２（＝６６０ｎｍ）での透過率は、約９０％であり、波長λ１（＝４０５ｎｍ）での透過率は、９８％以上となっている。

また、本実施の形態１の対物レンズ１０に形成される反射防止膜１２１は、波長λ１の近傍では波長依存性が小さく、波長λ２の近傍では波長依存性が大きい特性を備えている。より具体的には、入射角０ｄｅｇにおける分光特性は、ＢＤへの記録又は再生に用いられる波長λ１（＝４０５ｎｍ）の近傍、より具体的には波長３９５〜４２５ｎｍの範囲において透過率は９５％以上であり、ＤＶＤへの記録又は再生に用いられる波長λ２（＝６６０ｎｍ）の近傍、より具体的には波長６５０〜６８０ｎｍの範囲において透過率は勾配を有している。そのため、図６に示すように、波長６５０〜６８０ｎｍの範囲では、波長が長くなるにつれて透過率が大きくなる。

なお、このような分光特性を有するためには、波長λ１と波長λ２との間の波長λａにおいて、透過率が極小値を示すように設計すればよい。なお、本実施の形態１の反射防止膜１２１の場合、波長λａは例えば５６５ｎｍである。

ここで、分光特性は実質的に入射角特性と略等価であり、分光特性が短波長側へシフトした特性が、入射角（出射角）が大きい場合の特性、すなわち入射角４０ｄｅｇの特性を示す。すなわち、入射角０ｄｅｇにおける分光特性が、波長３９５〜４２５ｎｍの範囲で９５％以上の透過率を有しているので、波長λ１では、例えば±５ｎｍの波長のバラツキを考慮しても、入射角（出射角）に因らず透過率は９５％以上となる。

一方、波長６５０〜６８０ｎｍの範囲では、入射角０ｄｅｇにおける分光特性が、短波長側で透過率が低くなる方向の勾配を有している。そのため、波長λ２では、入射角（出射角）がゼロ（図３の点αに対応）の時に透過率が約９０％となり、入射角（出射角）が４０ｄｅｇ（内周領域１１１の最外周近傍、図３の点βに対応）の時に透過率が９９％以上となる。さらに、例えば±５ｎｍの波長のバラツキを考慮しても、点αと点βとの透過率の差は維持され、入射角が大きいほうが、必ず透過率が大きくなる。

以上のように、本実施の形態１の対物レンズ１０に形成される反射防止膜１２１は、波長λ１及び波長λ１の近傍では、０ｄｅｇから４０ｄｅｇまでの入射角（出射角）による透過率の変化がほとんどなく、波長λ２及び波長λ２の近傍では、入射角（出射角）が大きくなるにつれて、透過率が大きくなるように構成されていることを特徴としている。換言すれば、透過率の入射角依存性が、波長λ１近傍では小さく、波長λ２近傍では大きいことを特徴としている。

なお、本実施の形態１の対物レンズ１０は、図２に示すように、外周領域１１２がＢＤの専用領域となっており、外周領域１１２には波長λ１に対して最適化された鋸歯形状の回折構造が形成されているので、外周領域１１２のほぼ全域で回折効率が７０％以上となっている。すなわち、実質的に内周領域１１１の光軸近傍の回折効率と、外周領域１１２の回折効率との差が小さくなっているので、ＢＤの情報記録面上の集光スポットの劣化は抑制されている。

次に、本実施の形態１の対物レンズ１０に形成される別の反射防止膜の構成を示す。

図７は、４層コートによる反射防止膜の膜構成を示す図である。図７に示す反射防止膜も、低屈折率のＳｉＯ_２（酸化シリコン）の層と、高屈折率のＴａ_２Ｏ_５（酸化タンタル）の層とが交互に、合成樹脂の基板上に積層されて構成されている。

図８は、図７に示した別の反射防止膜の透過率の分光特性を示す図である。図７では、レーザ光が対物レンズに垂直に入射した場合、すなわちレーザ光の入射角が０ｄｅｇである場合の分光特性と、レーザ光の入射角が４０ｄｅｇである場合の分光特性と、レーザ光の入射角が６０ｄｅｇである場合の分光特性とを示している。図８において、横軸は波長を示し、縦軸は波長に対応する透過率を示している。

０ｄｅｇの角度で入射するレーザ光は、対物レンズの光軸に入射するレーザ光であり、４０ｄｅｇの角度で入射するレーザ光は、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ２の位置（内周領域１１１の最外周部分）に入射するレーザ光であり、６０ｄｅｇの角度で入射するレーザ光は、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１の位置（外周領域１１２の最外周部分）に入射するレーザ光である。

また、この別の反射防止膜に用いられる材料も、低屈折率のＳｉＯ_２と高屈折率のＴａ_２Ｏ_５とに限定されるものではなく、例えば、波長５００ｎｍにおける屈折率ｎが、１．３以上、１．５５以下である低屈折率材料と、波長５００ｎｍにおける屈折率ｎが、１．７以上、２．５以下である高屈折率材料とのうちの少なくとも２種類の材料から構成されてもよく、また、反射防止膜は、２層以上３０層以下で構成されていてもよい。

例えば、低屈折率材料としては、ＳｉＯ_２又はＭｇＦ_２を主成分とする材料を用いることができる。また、高屈折率材料としては、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２又はＣｅＦ_３を主成分とする材料を用いることができる。また、反射防止膜の形成には、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ又は塗布などの方法を用いることが可能である。

図８に示すように、本実施の形態１の対物レンズ１０に形成される別の反射防止膜の、入射角０ｄｅｇにおける波長λ２（＝６６０ｎｍ）での透過率は、約９３％であり、波長λ１（＝４０５ｎｍ）での透過率は、９８％以上となっている。

また、本実施の形態１の別の反射防止膜は、波長λ１の近傍では波長依存性が小さく、波長λ２の近傍では波長依存性が大きい特性を備えている。より具体的には、入射角０ｄｅｇにおける分光特性は、ＢＤへの記録又は再生に用いられる波長λ１（＝４０５ｎｍ）の近傍、より具体的には波長３９５〜４２５ｎｍの範囲において透過率は９５％以上であり、ＤＶＤへの記録又は再生に用いられる波長λ２（＝６６０ｎｍ）の近傍、より具体的には波長６５０〜６８０ｎｍの範囲において透過率は勾配を有している。そのため、図８に示すように、波長６５０〜６８０ｎｍの範囲では、波長が長くなるにつれて透過率が大きくなる。

なお、このような分光特性を有するためには、波長λ１と波長λ２との間の波長λａにおいて、透過率が極小値を示すように設計すればよい。なお、本実施の形態１の別の反射防止膜の場合、波長λａは例えば５７０ｎｍである。

ここで、分光特性は実質的に入射角特性と略等価であり、分光特性を短波長側へシフトした特性が、入射角（出射角）が大きい場合の特性、すなわち入射角４０ｄｅｇの特性を示す。すなわち、入射角０ｄｅｇにおける分光特性が、波長３９５〜４２５ｎｍの範囲で９５％以上の透過率を有しているので、波長λ１では、例えば±５ｎｍの波長のバラツキを考慮しても、入射角（出射角）に因らず透過率は９５％以上となる。

一方、波長６５０〜６８０ｎｍの範囲では、入射角０ｄｅｇにおける分光特性が短波長側で透過率が低くなる方向の勾配を有している。そのため、波長λ２では、入射角（出射角）がゼロ（図３の点αに対応）の時に透過率が約９０％となり、入射角（出射角）が４０ｄｅｇ（内周領域の最外周近傍、図３の点βに対応）の時に透過率が９８％以上となる。さらに、例えば±５ｎｍの波長のバラツキを考慮しても、点αと点βとの透過率の差は維持される。

次に、この本実施の形態１の別の反射防止膜について、さらに詳細に説明を行う。

図９は、図８に示した本実施の形態１の別の反射防止膜において、ＤＶＤへの記録又は再生に用いられる波長帯の分光特性を拡大して示す図である。

図９に示すように、例えば設計中心波長である波長λ２（＝６６０ｎｍ）においては、入射角（出射角）が０ｄｅｇにおける透過率と、入射角（出射角）が４０ｄｅｇにおける透過率との差は約６％である。反射防止膜をこのような特性とすることで、内周領域１１１の光軸近傍の透過率を低下させて、レーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正できる。

ここで、本実施の形態１の別の反射防止膜は、設計中心波長である波長λ２（＝６６０ｎｍ）に対して、±２０ｎｍ波長がずれていても、入射角（出射角）が０ｄｅｇにおける透過率のばらつきを±４％程度に抑えることができる。さらに、設計中心波長である波長λ２（＝６６０ｎｍ）に対して、＋２０ｎｍずれた波長であっても、入射角（出射角）が０ｄｅｇにおける透過率と、入射角（出射角）が４０ｄｅｇにおける透過率との差は３％以上確保できる。

一方、図１０は、図８に示した本実施の形態の別の反射防止膜において、ＢＤへの記録又は再生に用いられる波長帯の分光特性を拡大して示す図である。

図１０に示すように、例えば設計中心波長である波長λ１（＝４０５ｎｍ）においては、入射角（出射角）が０ｄｅｇにおける透過率と、入射角（出射角）が６０ｄｅｇにおける透過率との差は約６％であり、ＢＤの専用領域である外周領域１１２の最外周の透過率を最小限に抑えている。

ここで、本実施の形態１の別の反射防止膜の分光特性は、設計中心波長である波長λ１（＝４０５ｎｍ）に対して、±１５ｎｍずれた波長であっても、入射角（出射角）が０ｄｅｇにおける透過率と、入射角（出射角）が６０ｄｅｇにおける透過率との差は、ほとんど変化しない。

多層の反射防止膜の分光特性は、膜構成の屈折率又は膜厚が製造誤差等によってずれた場合、波長方向にシフトすることが知られている。

しかしながら、本実施の形態１の別の反射防止膜では、設計中心波長からずれた場合の分光特性の変化が小さい。そのため、本実施の形態１の別の反射防止膜は、光源波長の製造ばらつきだけでなく、反射防止膜自体の製造誤差等よる分光特性の変化が小さい、すなわち反射防止膜の性能の変化が小さいという優れた特徴を備えている。

なお、本実施の形態１の対物レンズ１０は、図２に示すように、外周領域１１２がＢＤの専用領域となっており、波長λ１に対して最適化された鋸歯形状の回折構造が形成されているので、外周領域１１２のほぼ全域で回折効率が７０％以上となっている。すなわち、実質的に内周領域１１１の光軸近傍の回折効率と、外周領域１１２の回折効率との差が小さくなっているので、ＢＤの情報記録面上の集光スポットの劣化は抑制されている。

以上のように、本実施の形態１の対物レンズ１０は、ＤＶＤへの記録又は再生に用いられる波長λ２の赤色レーザ光に対しては、内周領域１１１の光軸近傍の透過率を低下させて、レーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正すると共に、ＢＤへの記録又は再生に用いられる波長λ１の青紫レーザ光に対しては、内周領域１１１の光軸近傍から外周領域１１２の最外周までのほぼ全域において９５％以上の透過率が得られる反射防止膜１２１を備えている。従って、ＤＶＤの情報記録面上の集光スポットの劣化を抑制できると共に、対物レンズの出射面で内面反射した青紫レーザ光がレンズ内部で集光して、対物レンズに損傷を与えるという新たな課題をも解決できる。

さらに、本実施の形態１の対物レンズ１０は、外周領域１１２がＢＤの専用領域となっており、外周領域１１２には、波長λ１の青紫レーザ光に対して最適化された鋸歯形状の回折構造が形成されているので、外周領域１１２のほぼ全域で回折効率が７０％以上となっており、ＢＤの情報記録面上の集光スポットの劣化も抑制することができる。

なお、互換可能な対物レンズに形成される回折構造は、本実施の形態１に示した構成に限らず、内周領域１１１及び外周領域１１２をそれぞれ鋸歯形状とした場合や、外周領域１１２に回折構造を形成しない場合であっても、本願発明の適用範囲であることは明らかである。

以上、本願発明は上述の実施の形態１に示した構成に限らず、波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）のレーザ光を第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させる合成樹脂製の対物レンズにおいて、対物レンズに形成された反射防止膜の垂直入射時の分光特性が、波長λ１−１０ｎｍ以上、波長λ１＋２０ｎｍ以下の範囲における透過率の最大値Ｔ１ｍａｘと最小値Ｔ１ｍｉｎとが、０．９５≦Ｔ１ｍｉｎ／Ｔ１ｍａｘ＜１．０を満たし、波長λ２−１０ｎｍにおける透過率Ｔ２ｗ１と、波長λ２＋２０ｎｍにおける透過率Ｔ２ｗ２とが、Ｔ２ｗ１＜Ｔ２ｗ２を満たし、波長λａ（λ１＜λａ＜λ２）において、透過率の極小値を示すことが好ましい。

この際、対物レンズの出射面で内面反射した青紫レーザ光がレンズ内部で集光して、対物レンズに損傷を与えるという課題を解決するため、透過率の最小値Ｔ１ｍｉｎは、９２％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましい。また、反射防止膜の設計上、透過率の最小値Ｔ１ｍｉｎは、１００％未満であり、より詳細には９９．６％以下である。

さらに、合成樹脂製の対物レンズは、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１［ｍｍ］を有する領域を通過する波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有するレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ２［ｍｍ］を有する領域を通過する波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有するレーザ光を第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させる。対物レンズの光軸近傍における波長λ１のレーザ光に対する透過率Ｔ１ａ［％］と、対物レンズの半径Ｒ１近傍における波長λ１のレーザ光に対する透過率Ｔ１ｒ［％］とは、０．９５≦Ｔ１ａ／Ｔ１ｒ≦１．０５を満たし、対物レンズの光軸近傍における波長λ２のレーザ光に対する透過率Ｔ２ａ［％］と、対物レンズの半径Ｒ２近傍における波長λ２のレーザ光に対する透過率Ｔ２ｒ［％］とは、０．８５≦Ｔ２ａ／Ｔ２ｒ≦０．９５を満たすことが好ましい。

この際、対物レンズ出射面で内面反射した青紫レーザ光がレンズ内部で集光して、対物レンズに損傷を与えるという課題を解決するため、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１［ｍｍ］を有する領域の全域で波長λ１の透過率が９２％以上であり、透過率Ｔ２ａが８５％以上９５％未満であり、かつ、透過率Ｔ２ｒが９５％以上であることが好ましい。

さらに、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１［ｍｍ］を有する領域の全域で波長λ１の透過率が９５％以上であり、透過率Ｔ２ａが８５％以上９５％未満であり、かつ、透過率Ｔ２ｒが９５％以上であることがより好ましい。

さらにまた、第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ１＿０［％］と、第１のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ１＿４０［％］とは、０．９５≦Ｔ１＿０／Ｔ１＿４０≦１．０５を満たし、第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する第２のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ２＿０［％］と、第２のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ２＿４０［％］とは、０．８５≦Ｔ２＿０／Ｔ２＿４０≦０．９７を満たす。

また、反射防止膜の透過率Ｔ１＿０［％］と、第１のレーザ光の入射角６０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ１＿６０［％］とは、０．９０≦Ｔ１＿６０／Ｔ１＿０≦０．９５を満たす。

また、半径Ｒ２を有する領域は、第１のレーザ光の透過率が９２％以上であり、透過率Ｔ２＿０は、８５％以上９６％未満であり、かつ、透過率Ｔ２＿４０は、９４％以上である。

また、第２の波長λ２±２０ｎｍの範囲における透過率Ｔ２＿０は、透過率Ｔ２＿０±４％の範囲内である。

また、半径Ｒ２から半径Ｒ１までの間の外周領域１１２は、ＢＤ（第１の情報記録媒体）の情報記録面に第１のレーザ光を収束させ、第２のレーザ光がＤＶＤ（第２の情報記録媒体）の情報記録面に収束しないように第２のレーザ光に収差を付与する。

（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２における対物レンズの構成を示す図である。図１１の左図は、本実施の形態２の合成樹脂製の対物レンズ２０の模式的な構成を示す平面図であり、図１１の右図は、本実施の形態２の対物レンズ２０の模式的な構成を示す断面図である。

本実施の形態２の対物レンズ２０は、例えば、波長λ１の青紫レーザ光を用いて情報を記録又は再生するＢＤと、波長λ２（λ１＜λ２）の赤色レーザ光を用いて情報を記録又は再生するＤＶＤと、波長λ３（λ２＜λ３）の赤外レーザ光を用いて情報を記録又は再生するＣＤとの互換対物レンズとして用いられる。

対物レンズ２０は、光源側（レーザ光の入射する側）の入射面２１にベースとなる球面又は非球面を備えている。このベースとなる球面又は非球面（以下、ベース非球面と総称する）には、対物レンズ２０の光軸ＯＡを中心とした輪帯状の回折構造が形成されている。一方、入射面２１に対向する光ディスク側（レーザ光が出射する側）の出射面２２は、球面又は非球面となっている。

対物レンズ２０は、レーザ光源から出射されたレーザ光を、情報記録媒体の情報記録面に収束させる合成樹脂製の対物レンズである。対物レンズ２０は、レーザ光源側の入射面２１（第１面）と情報記録媒体側の出射面２２（第２面）とを有するレンズ２２０と、出射面２２に形成された反射防止膜２２１とを備える。

入射面２１に形成される回折構造は、光軸ＯＡを含む内周領域２１１と、内周領域２１１の周辺の中周領域２１２と、中周領域２１２の周辺の外周領域２１３とで異なる構造を有している。

内周領域２１１は、例えば８段を一周期とする階段形状の回折構造を備え、波長λ３の赤外レーザ光を用いたＣＤへの記録又は再生、波長λ２の赤色レーザ光を用いたＤＶＤへの記録又は再生、及び、波長λ１の青紫レーザ光を用いたＢＤへの記録又は再生のいずれにも使用される互換領域である。内周領域２１１は、青紫レーザ光の＋２次回折光を厚さ約０．１ｍｍの光透過層を通してＢＤの情報記録面に収束させ、赤色レーザ光の−２次回折光を厚さ約０．６ｍｍの光透過層を通してＤＶＤの情報記録面に収束させ、赤外レーザ光の−３次回折光を厚さ約１．２ｍｍの光透過層を通してＣＤの情報記録面に収束させるように設計されている。なお、この内周領域２１１は、ＣＤのＮＡ（約０．４７〜０．５２）に対応する領域となっている。

次に、中周領域２１２は、例えば４段を一周期とする階段形状の回折構造を備え、波長λ２の赤色レーザ光を用いたＤＶＤへの記録又は再生、及び、波長λ１の青紫レーザ光を用いたＢＤへの記録又は再生のいずれにも使用される互換領域である。中周領域２１２は、青紫レーザ光の＋１次回折光を厚さ約０．１ｍｍの光透過層を通してＢＤの情報記録面に収束させ、赤色レーザ光の−１次回折光を厚さ約０．６ｍｍの光透過層を通してＤＶＤの情報記録面に収束させるように設計されている。また、中周領域２１２は、波長λ３の赤外レーザ光にＣＤの情報記録面上で収差を与えるように、すなわち赤外レーザ光の集光スポットの焦点が大きくずれるように設計される。つまり、中周領域２１２を通過した赤外レーザ光は、ＣＤの情報記録面に対して収差を有する。したがって、中周領域２１２は、ＣＤへの記録又は再生時には、実質的に開口制限として機能する。なお、この中周領域２１２は、ＤＶＤのＮＡ（約０．６０〜０．６５）に対応する領域となっている。

一方、青紫レーザ光を用いてＢＤに情報を記録又は再生する際のＮＡ（約０．８５）は、上述の赤色レーザ光を用いてＤＶＤに情報を記録又は再生する際のＮＡ（約０．６０〜０．６５）よりも大きい。そのため、外周領域２１３は、ＢＤの専用領域とされ、波長λ１の青紫レーザ光のみをＢＤの情報記録面に収束させるように設計される。また、外周領域２１３は、波長λ３の赤外レーザ光にＣＤの情報記録面上で収差を与えるように設計されるとともに、波長λ２の赤色レーザ光にＤＶＤの情報記録面上で収差を与えるように設計される。つまり、外周領域２１３を通過した赤外レーザ光は、ＣＤの情報記録面に対して収差を有し、外周領域２１３を通過した赤色レーザ光は、ＤＶＤの情報記録面に対して収差を有する。したがって、外周領域２１３は、ＣＤ及びＤＶＤへの記録又は再生時には、実質的に開口制限として機能する。

レンズ２２０は、入射面２１における、対物レンズ２０の光軸ＯＡを中心とした半径Ｒ１を有する領域を通過する第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光をＢＤの情報記録面に収束させる。また、レンズ２２０は、入射面２１における、対物レンズ２０の光軸ＯＡを中心とした半径Ｒ１より小さい半径Ｒ２を有する領域を通過する第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する第２のレーザ光を、ＤＶＤの情報記録面に収束させる。さらに、レンズ２２０は、入射面２１における、対物レンズ２０の光軸を中心とした半径Ｒ２より小さい半径Ｒ３を有する領域を通過する第３の波長λ３（７６０ｎｍ≦λ３≦８００ｎｍ）を有する第３のレーザ光を、ＣＤの情報記録面に収束させる。

内周領域２１１の回折構造の段差の一単位は、波長λ１の青紫レーザ光（例えばλ１＝４０５ｎｍ）に対して、約１．２５×λ１［ｎｍ］の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたりπ／２となる。この時、＋２次回折光の回折効率はスカラー計算で約８０％となり、回折次数の中で最も大きくなる。

一方、内周領域２１１の回折構造の段差の一単位は、波長λ２の赤色レーザ光（例えばλ２＝６６０ｎｍ）に対して、約０．７５×λ２［μｍ］の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたり−π／２となる。この時、−２次回折光の回折効率はスカラー計算で約８０％となり、回折次数の中で最も大きくなる。

さらに、内周領域２１１の回折構造の段差の一単位は、波長λ３の赤外レーザ光（例えばλ３＝７８０ｎｍ）に対して、約０．６３×λ３［ｎｍ］の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたり−２π／３となる。この時、−３次回折光の回折効率はスカラー計算で約６０％となり、回折次数の中で最も大きくなる。

中周領域２１２の回折構造の段差の一単位は、波長λ１の青紫レーザ光（例えばλ１＝４０５ｎｍ）に対して、約１．２５×λ１［ｎｍ］の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたりπ／２となる。この時、＋１次回折光の回折効率はスカラー計算で約８０％となり、回折次数の中で最も大きくなる。

一方、中周領域２１２の回折構造の段差の一単位は、波長λ２の赤色レーザ光（例えばλ２＝６６０ｎｍ）に対して、約０．７５×λ２［ｎｍ］の光路差を与える量とされ、位相変調量は一段あたり−π／２となる。この時、−１次回折光の回折効率はスカラー計算で約８０％となり、回折次数の中で最も大きくなる。

内周領域２１１を以上のような回折構造とすることで、波長λ１と、波長λ２及び波長λ３のそれぞれとで逆方向の鋸歯形状を近似できると共に、中周領域２１２を以上のような回折構造とすることで、波長λ１と波長λ２とで逆方向の鋸歯形状を近似できるため、厚さ約１．２ｍｍの光透過層を有するＣＤと、厚さ約０．６ｍｍの光透過層を有するＤＶＤと、厚さ約０．１ｍｍの光透過層を有するＢＤとに対し、高い光利用効率で、情報の互換記録又は互換再生を実現できる。

本実施の形態２の対物レンズ２０は、出射面２２に、波長及び入射角に応じて透過率が変化する反射防止膜２２１を備えたことを特徴としている。

図１２は、本発明の実施の形態２における対物レンズ２０に形成された反射防止膜２２１における、波長λ１（＝４０５ｎｍ）の青紫レーザ光、波長λ２（＝６６０ｎｍ）の赤色レーザ光、及び波長λ３（＝７８０ｎｍ）の赤外レーザ光の透過率分布を示す図である。図１２において、横軸は、レーザ光の入射位置、すなわち光軸ＯＡからの距離（対物レンズの半径）を示しており、縦軸は、入射位置を通過したレーザ光の、出射面２２における透過率を示している。

図１２に示すように、波長λ２では、内周領域２１１の光軸近傍（点α）での透過率は、約９０％であるのに対し、中周領域２１２の最外周近傍（点β）での透過率は、９９％以上となっている。

このように、対物レンズ２０の出射面２２に形成した反射防止膜２２１によって、内周領域２１１の光軸近傍の透過率を低下させる。これによって、レーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正し、ＤＶＤの情報記録面上に形成される赤色レーザ光による集光スポットの劣化を抑制することができる。

また、波長λ１では、内周領域２１１の光軸近傍（点α）から中周領域２１２の最外周近傍（点β）まで９８％以上のほぼフラットな特性の透過率分布となっており、外周領域２１３の全域においても、９５％以上の透過率を得ている。

本実施の形態２の対物レンズ２０は、図１１に示すように、外周領域２１３がＢＤの専用領域となっており、外周領域２１３には波長λ１で最適化された鋸歯形状の回折構造が形成されているので、外周領域２１３のほぼ全域で回折効率が７０％以上となっている。すなわち、実質的に内周領域２１１の光軸近傍の回折効率と、外周領域２１３の回折効率との差が小さくなっているので、ＢＤの情報記録面上の集光スポットの劣化は抑制されている。

なお、ＣＤへの記録又は再生に用いられる波長λ３の赤外レーザ光においては、レーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することに伴う集光スポットの劣化への影響が小さい。そのため、内周領域２１１の光軸近傍の波長λ３に対する透過率を低下させてなくても、実質的に問題は生じない。

しかしながら、内周領域２１１の光軸近傍の長λ３に対する透過率を低下させることによって、レーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正する構成としてもよいことは、言うまでもない。その際、上述のＤＶＤ及びＢＤの分光特性が得られるよう、最適な反射防止膜２２１のコート材料、コート層数及び厚さ等を選択することが望ましい。

以上のように、本実施の形態２の対物レンズ２０は、ＤＶＤへの記録又は再生に用いられる波長λ２の赤色レーザ光に対しては、内周領域２１１の光軸近傍の透過率を低下させて、レーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正すると共に、ＢＤへの記録又は再生に用いられる波長λ１の青紫レーザ光に対しては、内周領域２１１の光軸近傍から外周領域２１３の最外周までの全域において９５％以上の透過率が得られる反射防止膜２２１を備えている。従って、ＤＶＤの情報記録面上の集光スポットの劣化を抑制できると共に、対物レンズの出射面で内面反射した青紫レーザ光がレンズ内部で集光して、対物レンズに損傷を与えるという新たな課題をも解決できる。

さらに、本実施の形態２の対物レンズ２０は、外周領域２１３がＢＤの専用領域となっており、外周領域２１３には、波長λ１の青紫レーザ光に対して最適化された鋸歯形状の回折構造が形成されているので、外周領域２１３のほぼ全域で回折効率が７０％以上となっており、ＢＤの情報記録面上の集光スポットの劣化も抑制することができる。

さらに、本実施の形態２の対物レンズ２０は、赤外レーザ光を用いたＣＤへの記録又は再生にも適用可能であるという顕著な効果が得られる。

なお、互換可能な対物レンズに形成される回折構造は、本実施の形態２に示した構成に限らず、内周領域２１１、中周領域２１２及び外周領域２１３をそれぞれ鋸歯形状とした場合や、外周領域２１３に回折構造を形成しない場合であっても、本願発明の適用範囲であることは明らかである。

以上、本願発明は上述の実施の形態２に示した構成に限らず、波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）のレーザ光を第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、波長λ３（７６０ｎｍ≦λ３≦８００ｎｍ）のレーザ光を第３の情報記録媒体の情報記録面に収束させる合成樹脂製の対物レンズにおいて、対物レンズに形成された反射防止膜の垂直入射時の分光特性が、波長λ１−１０ｎｍ以上、波長λ１＋２０ｎｍ以下の範囲における透過率の最大値Ｔ１ｍａｘと最小値Ｔ１ｍｉｎとが、０．９５≦Ｔ１ｍｉｎ／Ｔ１ｍａｘ＜１．０を満たし、波長λ２−１０ｎｍにおける透過率Ｔ２ｗ１と、波長λ２＋２０ｎｍにおける透過率Ｔ２ｗ２とが、Ｔ２ｗ１＜Ｔ２ｗ２を満たし、波長λａ（λ１＜λａ＜λ２）において、透過率の極小値を示し、波長λ３−１０ｎｍ以上、波長λ３＋２０ｎｍ以下の範囲における透過率の最大値Ｔ３ｍａｘと最小値Ｔ３ｍｉｎとが、０．９５≦Ｔ３ｍｉｎ／Ｔ３ｍａｘ＜１．０を満たすことが好ましい。

さらに、合成樹脂製の対物レンズは、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１［ｍｍ］を有する領域を通過する波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有するレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ２（Ｒ１＞Ｒ２）［ｍｍ］を有する領域を通過する波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有するレーザ光を第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ３（Ｒ２＞Ｒ３）［ｍｍ］を有する領域を通過する波長λ３（７６０ｎｍ≦λ３≦８００ｎｍ）を有するレーザ光を第３の情報記録媒体の情報記録面に収束させる。対物レンズの光軸近傍における波長λ１のレーザ光に対する透過率Ｔ１ａ［％］と、対物レンズの半径Ｒ１近傍における波長λ１のレーザ光に対する透過率Ｔ１ｒ［％］とは、０．９５≦Ｔ１ａ／Ｔ１ｒ≦１．０５を満たし、対物レンズの光軸近傍における波長λ２のレーザ光に対する透過率Ｔ２ａ［％］と、対物レンズの半径Ｒ２近傍における波長λ２のレーザ光に対する透過率Ｔ２ｒ［％］とは、０．８５≦Ｔ２ａ／Ｔ２ｒ≦０．９５を満たし、対物レンズの光軸近傍における波長λ３のレーザ光に対する透過率Ｔ３ａ［％］と、対物レンズの半径Ｒ３近傍における波長λ３のレーザ光に対する透過率Ｔ３ｒ［％］とは、０．９５≦Ｔ３ａ／Ｔ３ｒ≦１．０５を満たすことが好ましい。

なお、対物レンズの光軸近傍における波長λ３のレーザ光に対する透過率Ｔ３ａ［％］と、対物レンズの半径Ｒ３近傍における波長λ３のレーザ光に対する透過率Ｔ３ｒ［％］とは、０．８５≦Ｔ３ａ／Ｔ３ｒ≦０．９５を満たす場合にも適用可能である。

さらにまた、第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ１＿０［％］と、第１のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ１＿４０［％］とは、０．９５≦Ｔ１＿０／Ｔ１＿４０≦１．０５を満たし、第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する第２のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ２＿０［％］と、第２のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ２＿４０［％］とは、０．８５≦Ｔ２＿０／Ｔ２＿４０≦０．９７を満たす。

また、反射防止膜の透過率Ｔ１＿０［％］と、第１のレーザ光の入射角６０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ１＿６０［％］とは、０．９０≦Ｔ１＿６０／Ｔ１＿０≦０．９５を満たす。

なお、０ｄｅｇの角度で入射するレーザ光は、対物レンズの光軸に入射するレーザ光であり、４０ｄｅｇの角度で入射するレーザ光は、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ２の位置（中周領域２１２の最外周部分）に入射するレーザ光であり、６０ｄｅｇの角度で入射するレーザ光は、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１の位置（外周領域２１３の最外周部分）に入射するレーザ光である。

また、半径Ｒ２を有する領域は、第１のレーザ光の透過率が９２％以上であり、透過率Ｔ２＿０は、８５％以上９６％未満であり、かつ、透過率Ｔ２＿４０は、９４％以上である。

また、第２の波長λ２±２０ｎｍの範囲における透過率Ｔ２＿０は、透過率Ｔ２＿０±４％の範囲内である。

また、半径Ｒ３から半径Ｒ２までの間の中周領域２１２は、ＢＤ（第１の情報記録媒体）の情報記録面に第１のレーザ光を収束させ、ＤＶＤ（第２の情報記録媒体）の情報記録面に第２のレーザ光を収束させ、第３のレーザ光がＣＤ（第３の情報記録媒体）の情報記録面に収束しないように第３のレーザ光に収差を付与する。さらに、半径Ｒ２から半径Ｒ１までの間の外周領域２１３は、ＢＤ（第１の情報記録媒体）の情報記録面に第１のレーザ光を収束させ、第２のレーザ光がＤＶＤ（第２の情報記録媒体）の情報記録面に収束しないように第２のレーザ光に収差を付与し、第３のレーザ光がＣＤ（第３の情報記録媒体）の情報記録面に収束しないように第３のレーザ光に収差を付与する。

以上、実施の形態１及び実施の形態２では、対物レンズの出射面（光ディスク側）に反射防止膜を形成した場合について説明しているが、本願発明はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、対物レンズの入射面（光源側）に本実施の形態と同様な分光特性を備えた反射防止膜を形成した場合であっても、出射面に反射防止膜を形成した場合と同様の効果が得られることは明らかである。また、対物レンズの出射面及び入射面の両方に反射防止膜を形成し、実施の形態１及び実施の形態２と同様の分光特性を得る場合についても、出射面に反射防止膜を形成した場合と同様の効果が得られるのは言うまでもない。

ただし、サーボの引き込み不良、振動又は衝撃等によって、対物レンズと光ディスクとが衝突した際に、合成樹脂製の対物レンズが損傷しないよう、少なくとも、対物レンズの出射面に反射防止膜を備えることが好ましい。

なお、本実施の形態においては、内周領域２１１が、例えば８段を一周期とする階段形状の回折構造を備え、青紫レーザ光の＋２次回折光を厚さ約０．１ｍｍの光透過層を通してＢＤの情報記録面に収束させ、赤色レーザ光の−２次回折光を厚さ約０．６ｍｍの光透過層を通してＤＶＤの情報記録面に収束させ、赤外レーザ光の−３次回折光を厚さ約１．２ｍｍの光透過層を通してＣＤの情報記録面に収束させるように設計されている例について説明を行ったが、本願発明はこのような構成に限定されるものではない。

例えば、内周領域２１１が、６段を一周期とする階段形状の回折構造を備え、青紫レーザ光の＋２次回折光を厚さ約０．１ｍｍの光透過層を通してＢＤの情報記録面に収束させ、赤色レーザ光の−１次回折光を厚さ約０．６ｍｍの光透過層を通してＤＶＤの情報記録面に収束させ、赤外レーザ光の−２次回折光を厚さ約１．２ｍｍの光透過層を通してＣＤの情報記録面に収束させるように設計されている構成であってもよい。また、内周領域２１１が、７段を一周期とする階段形状の回折構造を備え、青紫レーザ光の＋１次回折光を厚さ約０．１ｍｍの光透過層を通してＢＤの情報記録面に収束させ、赤色レーザ光の−２次回折光を厚さ約０．６ｍｍの光透過層を通してＤＶＤの情報記録面に収束させ、赤外レーザ光の−３次回折光を厚さ約１．２ｍｍの光透過層を通してＣＤの情報記録面に収束させるように設計されている構成であっても、適用可能であることは言うまでもない。

（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３における光学ヘッドの概略構成を示す図である。

図１３において、光学ヘッド１００は、青紫レーザ光を出射する青紫レーザ光源１０１、偏光ビームスプリッタ１０２、１／４波長板１０３、コリメートレンズ１０４、ミラー１０５、対物レンズ１０８、対物レンズアクチュエータ１０９、赤色レーザ光を出射する赤色レーザ光源１１０、平板型ビームスプリッタ１１３、コリメートレンズアクチュエータ１１４、検出レンズ１２２及び受光素子１２３を備える。また、ＢＤ６０は、青紫レーザ光により情報が記録又は再生され、ＤＶＤ７０は、赤色レーザ光により情報が記録又は再生される。

青紫レーザ光源１０１は、第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する青紫レーザ光（第１のレーザ光）を出射する。赤色レーザ光源１１０は、第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する赤色レーザ光（第２のレーザ光）を出射する。

対物レンズ１０８は、青紫レーザ光源１０１から出射された第１のレーザ光をＢＤ６０（第１の情報記録媒体）の情報記録面に収束させ、赤色レーザ光源１１０から出射された第２のレーザ光をＤＶＤ７０（第２の情報記録媒体）の情報記録面に収束させる。

まず、ＢＤ６０に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド１００の動作について述べる。青紫レーザ光源１０１から出射された波長約４０５ｎｍの青紫レーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０２にＳ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ１０２で反射された青紫レーザ光は、１／４波長板１０３で円偏光に変換された後、コリメートレンズ１０４で略平行光に変換される。略平行光に変換された青紫レーザ光は、ミラー１０５で反射されることにより、光軸が折り曲げられる。ミラー１０５で反射した青紫レーザ光は、対物レンズ１０８によって、ＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして収束される。

ＢＤ６０の情報記録面で反射した青紫レーザ光は、再び対物レンズ１０８を透過し、ミラー１０５で反射される。ミラー１０５で反射された青紫レーザ光は、コリメートレンズ１０４を透過した後、１／４波長板１０３で往路とは異なる直線偏光に変換される。その後、青紫レーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０２及び平板型ビームスプリッタ１１３にＰ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ１０２及び平板型ビームスプリッタ１１３を透過した青紫レーザ光は、検出レンズ１２２を介して、受光素子１２３に導かれる。受光素子１２３は、検出された青紫レーザ光を光電変換し、ＢＤ６０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、ＢＤ６０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とを生成する。

次に、ＤＶＤ７０に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド１００の動作について述べる。赤色レーザ光源１１０から出射された波長約６６０ｎｍの赤色レーザ光は、平板型ビームスプリッタ１１３にＳ偏光で入射する。平板型ビームスプリッタ１１３で反射された赤色レーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０２を透過し、１／４波長板１０３で円偏光に変換された後、コリメートレンズ１０４で略平行光に変換される。略平行光に変換された赤色レーザ光は、ミラー１０５で反射されることにより、光軸が折り曲げられる。ミラー１０５で反射した赤色レーザ光は、対物レンズ１０８によって、ＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして収束される。

ＤＶＤ７０の情報記録面で反射した赤色レーザ光は、再び対物レンズ１０８を透過し、ミラー１０５で反射される。ミラー１０５で反射された赤色レーザ光は、コリメートレンズ１０４を透過した後、１／４波長板１０３で往路とは異なる直線偏光に変換される。その後、赤色レーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０２及び平板型ビームスプリッタ１１３にＰ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ１０２及び平板型ビームスプリッタ１１３を透過した赤色レーザ光は、検出レンズ１２２を介して、受光素子１２３に導かれる。受光素子１２３は、検出された赤色レーザ光を光電変換し、ＤＶＤ７０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、ＤＶＤ７０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とを生成する。

ここで、本実施の形態３の光学ヘッド１００に用いられる対物レンズ１０８は、実施の形態１で述べた合成樹脂製の対物レンズ１０である。

従って、対物レンズ１０８は、ＤＶＤ７０への記録又は再生に用いられる赤色レーザ光に対しては、内周領域１１１の光軸近傍の透過率を低下させて、レーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正すると共に、ＢＤ６０への記録又は再生に用いられる青紫レーザ光に対しては、内周領域１１１の光軸近傍から外周領域までの全域において９５％以上の透過率が得られる反射防止膜１２１を備えている。従って、ＤＶＤ７０の情報記録面上の集光スポットの劣化を抑制できると共に、対物レンズの出射面で内面反射した青紫レーザ光がレンズ内部で集光して、対物レンズに損傷を与えるという新たな課題をも解決できる。

さらに、対物レンズ１０８の外周領域１１２がＢＤの専用領域となっており、外周領域１１２には、青紫レーザ光で最適化された鋸歯形状の回折構造が形成されているので、外周領域１１２のほぼ全域で回折効率が７０％以上となっており、ＢＤ６０の情報記録面上の集光スポットの劣化も抑制することができる。

以上のように、本実施の形態３の光学ヘッド１００は、ＢＤ及びＤＶＤのそれぞれに情報を良好に記録又は再生することができる。

なお、本実施の形態３の光学ヘッド１００の赤色レーザ光源１１０を、赤色レーザ光及び赤外レーザ光を出射する２波長レーザ光源とし、対物レンズ１０８を、実施の形態２で述べた合成樹脂製の対物レンズ２０としてもよい。この場合、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのそれぞれに情報を良好に記録又は再生することができる。

（実施の形態４）
図１４は、本発明の実施の形態４における光ディスク装置の概略構成を示す図である。

図１４において、光ディスク装置２００は、光ディスク駆動部２０１、制御部２０２及び光学ヘッド２０３を備える。

光ディスク駆動部２０１は、ＢＤ６０（又はＤＶＤ７０）を回転駆動する。光学ヘッド２０３は、実施の形態３で述べた光学ヘッド１００である。制御部２０２は、光ディスク駆動部２０１及び光学ヘッド２０３の駆動を制御すると共に、光学ヘッド２０３で光電変換された制御信号及び情報信号の信号処理を行う。また、制御部２０２は、情報信号を光ディスク装置２００の外部と内部とでインタフェースさせる機能を有する。

制御部２０２は、光学ヘッド２０３から得られる制御信号を受け、制御信号に基づいて、フォーカス制御、トラッキング制御、情報再生制御及び光ディスク駆動部２０１の回転制御を行う。また、制御部２０２は、情報信号から情報の再生を行うと共に、記録信号の光学ヘッド２０３への送出を行う。

光ディスク装置２００は、実施の形態３で述べた光学ヘッド１００を搭載しているので、ＢＤ６０及びＤＶＤ７０に情報を良好に記録又は再生することができる。さらに、光ディスク装置２００は、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのそれぞれに情報を良好に記録又は再生することも可能である。

（実施の形態５）
図１５は、本発明の実施の形態５におけるコンピュータの概略構成を示す図である。

図１５において、コンピュータ５００は、実施の形態４の光ディスク装置２００と、情報を入力するためのキーボード、マウス又はタッチパネルなどの入力装置５０１と、入力装置５０１から入力された情報及び光ディスク装置２００から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置５０２と、演算装置５０２によって演算された結果などの情報を表示するブラウン管又は液晶表示装置あるいは情報を印刷するプリンタなどの出力装置５０３とを備える。

なお、本実施の形態５において、コンピュータ５００が情報処理装置の一例に相当し、演算装置５０２が情報処理部の一例に相当する。

コンピュータ５００は、実施の形態４の光ディスク装置２００を備えるので、ＢＤ及びＤＶＤに情報を良好に記録又は再生することができ、広い用途に適用できる効果を有する。さらに、コンピュータ５００は、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのそれぞれに情報を良好に記録又は再生することも可能であり、さらに広い用途に適用できる効果を有する。

（実施の形態６）
図１６は、本発明の実施の形態６における光ディスクプレーヤの概略構成を示す図である。

図１６において、光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態４の光ディスク装置２００と、光ディスク装置２００から得られる情報信号を画像信号に変換するデコーダ６０１とを備える。

なお、光ディスクプレーヤ６００は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の位置センサ及び中央演算装置（ＣＰＵ）を加えることによりカーナビゲーションシステムとしても利用可能である。また、光ディスクプレーヤ６００は、液晶モニタなどの表示装置６０２を備えてもよい。

また、本実施の形態６において、光ディスクプレーヤ６００が情報処理装置の一例に相当し、デコーダ６０１が情報処理部の一例に相当する。

光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態４の光ディスク装置２００を備えるので、ＢＤ及びＤＶＤに情報を良好に記録又は再生することができ、広い用途に適用できる効果を有する。さらに、光ディスクプレーヤ６００は、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのそれぞれに情報を良好に記録又は再生することも可能であり、さらに広い用途に適用できる効果を有する。

（実施の形態７）
図１７は、本発明の実施の形態７における光ディスクレコーダの概略構成を示す図である。

図１７において、光ディスクレコーダ７００は、実施の形態４の光ディスク装置２００と、光ディスク装置２００によって光ディスクへ記録するための情報信号に画像情報を変換するエンコーダ７０１とを備える。望ましくは、光ディスクレコーダ７００は、光ディスク装置２００から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダ７０２も備えることにより、記録した画像を再生することも可能となる。なお、光ディスクレコーダ７００は、情報を表示するブラウン管又は液晶表示装置あるいは情報を印刷するプリンタなどの出力装置７０３を備えてもよい。

なお、本実施の形態７において、光ディスクレコーダ７００が情報処理装置の一例に相当し、エンコーダ７０１及びデコーダ７０２が情報処理部の一例に相当する。

光ディスクレコーダ７００は、実施の形態４の光ディスク装置２００を備えるので、ＢＤ及びＤＶＤに情報を良好に記録又は再生することができ、広い用途に適用できる効果を有する。さらに、光ディスクレコーダ７００は、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのそれぞれに情報を良好に記録又は再生することも可能であり、さらに広い用途に適用できる効果を有する。

（実施の形態８）
図１８は、本発明の実施の形態８におけるゲーム装置の概略構成を示す図である。

図１８において、ゲーム装置８００は、実施の形態４の光ディスク装置２００と、ユーザによる操作情報を入力するための操作部８０１と、操作部８０１から入力された操作情報及び光ディスク装置２００から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置８０２とを備える。なお、ゲーム装置８００は、情報を表示するディスプレイなどの表示装置８０３を備えてもよい。

なお、本実施の形態８において、ゲーム装置８００が情報処理装置の一例に相当し、演算装置８０２が情報処理部の一例に相当する。

ゲーム装置８００は、実施の形態４の光ディスク装置２００を備えるので、ＢＤ及びＤＶＤに情報を良好に記録又は再生することができ、広い用途に適用できる効果を有する。さらに、ゲーム装置８００は、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのそれぞれに情報を良好に記録又は再生することも可能であり、さらに広い用途に適用できる効果を有する。

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

本発明の一局面に係る対物レンズは、レーザ光源から出射されたレーザ光を、情報記録媒体の情報記録面に収束させる合成樹脂製の対物レンズであって、前記レーザ光源側の第１面と前記情報記録媒体側の第２面とを有するレンズと、前記第２面に形成された反射防止膜とを備え、前記レンズは、前記第１面における、前記対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１を有する領域を通過する第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、前記第１面における、前記対物レンズの光軸を中心とした前記半径Ｒ１より小さい半径Ｒ２を有する領域を通過する第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する第２のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体とは異なる第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、前記第１のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ１＿０［％］と、前記第１のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ１＿４０［％］とは、０．９５≦Ｔ１＿０／Ｔ１＿４０≦１．０５を満たし、前記第２のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ２＿０［％］と、前記第２のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ２＿４０［％］とは、０．８５≦Ｔ２＿０／Ｔ２＿４０≦０．９７を満たす。

この構成によれば、レーザ光源から出射されたレーザ光を、情報記録媒体の情報記録面に収束させる合成樹脂製の対物レンズは、レーザ光源側の第１面と情報記録媒体側の第２面とを有するレンズと、第２面に形成された反射防止膜とを備える。レンズは、第１面における、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１を有する領域を通過する第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させる。また、レンズは、第１面における、対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１より小さい半径Ｒ２を有する領域を通過する第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する第２のレーザ光を、第１の情報記録媒体とは異なる第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させる。第１のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ１＿０［％］と、第１のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ１＿４０［％］とは、０．９５≦Ｔ１＿０／Ｔ１＿４０≦１．０５を満たし、第２のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ２＿０［％］と、第２のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける反射防止膜の透過率Ｔ２＿４０［％］とは、０．８５≦Ｔ２＿０／Ｔ２＿４０≦０．９７を満たす。

したがって、対物レンズの第２面に形成した反射防止膜によって、光軸近傍の第２のレーザ光の透過率を低下させることにより、第２のレーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正し、回折効率の低下に伴う集光スポットの劣化を抑制することができる。

また、上記の対物レンズにおいて、前記反射防止膜の前記透過率Ｔ１＿０［％］と、前記第１のレーザ光の入射角６０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ１＿６０［％］とは、０．９０≦Ｔ１＿６０／Ｔ１＿０≦０．９５を満たすことが好ましい。

この構成によれば、第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光については、光軸近傍の透過率が、６０ｄｅｇの角度で入射する位置、すなわち半径Ｒ１を有する領域の最外周部分の透過率より高く維持されるので、対物レンズの出射面で第１のレーザ光が内面反射するのを防止し、対物レンズに損傷を与えることを防止することができる。

また、上記の対物レンズにおいて、前記半径Ｒ２を有する領域は、前記第１のレーザ光の透過率が９２％以上であり、前記透過率Ｔ２＿０は、８５％以上９６％未満であり、かつ、前記透過率Ｔ２＿４０は、９４％以上であることが好ましい。

この構成によれば、半径Ｒ２を有する領域は、第１のレーザ光の透過率が９２％以上であり、透過率Ｔ２＿０は、８５％以上９６％未満であり、かつ、透過率Ｔ２＿４０は、９４％以上である。

したがって、第１のレーザ光の透過率を９２％以上とすることにより、対物レンズの出射面で内面反射した第１のレーザ光がレンズ内部に集光して対物レンズを損傷させることを防止することができる。

また、上記の対物レンズにおいて、前記第２の波長λ２±２０ｎｍの範囲における前記透過率Ｔ２＿０は、前記透過率Ｔ２＿０±４％の範囲内であることが好ましい。

この構成によれば、第２の波長λ２に対して、±２０ｎｍ波長がずれていても、入射角が０ｄｅｇにおける透過率のばらつきを±４％程度に抑えることができる。

また、上記の対物レンズにおいて、前記第１面には、回折構造が形成されており、前記半径Ｒ２から前記半径Ｒ１までの間の領域は、前記第１の情報記録媒体の情報記録面に前記第１のレーザ光を収束させ、前記第２のレーザ光が前記第２の情報記録媒体の情報記録面に収束しないように前記第２のレーザ光に収差を付与することが好ましい。

この構成によれば、半径Ｒ２から半径Ｒ１までの間の領域は、第１の情報記録媒体への記録又は再生時には、第１の情報記録媒体の情報記録面に第１のレーザ光を収束させることができ、第２の情報記録媒体への記録又は再生時には、第２のレーザの開口を制限することができる。

また、上記の対物レンズにおいて、前記レンズは、前記第１面における、前記対物レンズの光軸を中心とした前記半径Ｒ２より小さい半径Ｒ３を有する領域を通過する第３の波長λ３（７６０ｎｍ≦λ３≦８００ｎｍ）を有する第３のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体及び前記第２の情報記録媒体とは異なる第３の情報記録媒体の情報記録面に収束させることが好ましい。

この構成によれば、第１の波長λ１を有する第１のレーザ光を用いて情報を記録又は再生する第１の情報記録媒体と、第２の波長λ２を有する第２のレーザ光を用いて情報を記録又は再生する第２の情報記録媒体と、第３の波長λ３を有する第３のレーザ光を用いて情報を記録又は再生する第３の情報記録媒体とで互換可能な対物レンズを提供することができる。

また、上記の対物レンズにおいて、前記対物レンズの光軸近傍における前記第３のレーザ光の透過率Ｔ３ａ［％］と、前記対物レンズの半径Ｒ３近傍における前記第３のレーザ光の透過率Ｔ３ｒ［％］とは、０．９５≦Ｔ３ａ／Ｔ３ｒ≦１．０５を満たすことが好ましい。

この構成によれば、対物レンズの光軸から対物レンズの半径Ｒ３までの間の領域において、第３のレーザ光の透過率をほぼ一定に保つことができる。

また、上記の対物レンズにおいて、前記対物レンズの光軸近傍における前記第３のレーザ光の透過率Ｔ３ａ［％］と、前記対物レンズの半径Ｒ３近傍における前記第３のレーザ光の透過率Ｔ３ｒ［％］とは、０．８５≦Ｔ３ａ／Ｔ３ｒ≦０．９５を満たすことが好ましい。

この構成によれば、対物レンズの光軸近傍における第３のレーザ光の透過率Ｔ３ａ［％］と、対物レンズの半径Ｒ３近傍における第３のレーザ光の透過率Ｔ３ｒ［％］とは、０．８５≦Ｔ３ａ／Ｔ３ｒ≦０．９５を満たすので、対物レンズの第２面に形成した反射防止膜によって、光軸近傍の第３のレーザ光の透過率を低下させることにより、第３のレーザ光の強度が光軸からの距離と共に低下することを補正し、回折効率の低下に伴う集光スポットの劣化を抑制することができる。

また、上記の対物レンズにおいて、前記第１面には、回折構造が形成されており、前記半径Ｒ３から前記半径Ｒ２までの間の領域は、前記第１の情報記録媒体の情報記録面に前記第１のレーザ光を収束させ、前記第２の情報記録媒体の情報記録面に前記第２のレーザ光を収束させ、前記第３のレーザ光が前記第３の情報記録媒体の情報記録面に収束しないように前記第３のレーザ光に収差を付与し、前記半径Ｒ２から前記半径Ｒ１までの間の領域は、前記第１の情報記録媒体の情報記録面に前記第１のレーザ光を収束させ、前記第２のレーザ光が前記第２の情報記録媒体の情報記録面に収束しないように前記第２のレーザ光に収差を付与し、前記第３のレーザ光が前記第３の情報記録媒体の情報記録面に収束しないように前記第３のレーザ光に収差を付与することが好ましい。

この構成によれば、半径Ｒ３から半径Ｒ２までの間の領域は、第１の情報記録媒体への記録又は再生時には、第１の情報記録媒体の情報記録面に第１のレーザ光を収束させることができ、第２の情報記録媒体への記録又は再生時には、第２の情報記録媒体の情報記録面に第２のレーザ光を収束させることができ、第３の情報記録媒体への記録又は再生時には、第３のレーザ光の開口を制限することができる。また、半径Ｒ２から半径Ｒ１までの間の領域は、第１の情報記録媒体への記録又は再生時には、第１の情報記録媒体の情報記録面に第１のレーザ光を収束させることができ、第２の情報記録媒体への記録又は再生時には、第２のレーザ光の開口を制限することができ、第３の情報記録媒体への記録又は再生時には、第３のレーザ光の開口を制限することができる。

また、上記の対物レンズにおいて、前記反射防止膜は、２層以上３０層以下で構成され、前記反射防止膜の各層は、波長５００ｎｍにおける屈折率ｎが、１．３以上、１．５５以下である低屈折率材料と、波長５００ｎｍにおける屈折率ｎが、１．７以上、２．５以下である高屈折率材料とのうちの少なくとも２種類の材料から構成されることが好ましい。

この構成によれば、波長５００ｎｍにおける屈折率ｎが、１．３以上、１．５５以下である低屈折率材料と、波長５００ｎｍにおける屈折率ｎが、１．７以上、２．５以下である高屈折率材料とのうちの少なくとも２種類の材料から反射防止膜を構成することができる。

また、上記の対物レンズにおいて、前記低屈折率材料は、ＳｉＯ_２又はＭｇＦ_２を主成分とする材料であり、前記高屈折率材料は、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２又はＣｅＦ_３を主成分とする材料であることが好ましい。

この構成によれば、ＳｉＯ_２又はＭｇＦ_２を主成分とする低屈折率材料と、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２又はＣｅＦ_３を主成分とする高屈折率材料とのうちの少なくとも２種類の材料から反射防止膜を構成することができる。

本発明の他の局面に係る光学ヘッドは、第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光を出射する第１のレーザ光源と、第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する第２のレーザ光を出射する第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源から出射された前記第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、前記第２のレーザ光源から出射された前記第２のレーザ光を第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させる、上記のいずれかの対物レンズと、前記第１の情報記録媒体又は前記第２の情報記録媒体で反射された前記第１のレーザ光又は前記第２のレーザ光を受光する受光部とを備える。この構成によれば、上記の対物レンズを光学ヘッドに適用することができる。

本発明の他の局面に係る光ディスク装置は、上記の光学ヘッドと、第１の情報記録媒体又は第２の情報記録媒体を回転させるモータと、前記光学ヘッドと前記モータとを制御する制御部とを備える。この構成によれば、上記の光学ヘッドを光ディスク装置に適用することができる。

本発明の他の局面に係る情報処理装置は、上記の光ディスク装置と、前記光ディスク装置に記録する情報及び／又は前記光ディスク装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備える。この構成によれば、上記の光ディスク装置を情報処理装置に適用することができる。

なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。

本発明にかかる対物レンズは、回折効率の低下に伴う集光スポットの劣化を抑制することができると共に、対物レンズ出射面で内面反射した青紫レーザ光がレンズ内部で集光して、対物レンズに損傷を与えるという新たな課題をも解決できる。また、本発明にかかる対物レンズは、対物レンズの成形等のマージンを拡大できるので、歩留まりが向上し、製造コストを下げることができる。

従って、本発明にかかる対物レンズは、光ディスク等の情報記録媒体に情報を記録又は再生する光学ヘッド及び光ディスク装置に用いられる対物レンズとして有用であり、この光ディスク装置を備えたコンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダ及びゲーム装置等の情報処理装置は、ＢＤ及びＤＶＤに情報を良好に記録又は再生することができ、広い用途に適用できる。

Claims (13)

1. レーザ光源から出射されたレーザ光を、情報記録媒体の情報記録面に収束させる合成樹脂製の対物レンズであって、
   前記レーザ光源側の第１面と前記情報記録媒体側の第２面とを有するレンズと、
   前記第２面に形成された反射防止膜とを備え、
   前記レンズは、前記第１面における、前記対物レンズの光軸を中心とした半径Ｒ１を有する領域を通過する第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、前記第１面における、前記対物レンズの光軸を中心とした前記半径Ｒ１より小さい半径Ｒ２を有する領域を通過する第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する第２のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体とは異なる第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、
   前記第１のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ１＿０［％］と、前記第１のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ１＿４０［％］とは、
   ０．９５≦Ｔ１＿０／Ｔ１＿４０≦１．０５
   を満たし、
   前記第２のレーザ光の入射角０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ２＿０［％］と、前記第２のレーザ光の入射角４０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ２＿４０［％］とは、
   ０．８５≦Ｔ２＿０／Ｔ２＿４０≦０．９７
   を満たし、
   前記半径Ｒ２を有する領域は、前記第１のレーザ光の透過率が９２％以上であり、
   前記透過率Ｔ２＿０は、８５％以上９６％未満であり、かつ、前記透過率Ｔ２＿４０は、９４％以上であることを特徴とする対物レンズ。
2. 前記反射防止膜の前記透過率Ｔ１＿０［％］と、前記第１のレーザ光の入射角６０ｄｅｇにおける前記反射防止膜の透過率Ｔ１＿６０［％］とは、
   ０．９０≦Ｔ１＿６０／Ｔ１＿０≦０．９５
   を満たすことを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
3. 前記第２の波長λ２±２０ｎｍの範囲における前記透過率Ｔ２＿０は、前記透過率Ｔ２＿０±４％の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２記載の対物レンズ。
4. 前記第１面には、回折構造が形成されており、
   前記半径Ｒ２から前記半径Ｒ１までの間の領域は、前記第１の情報記録媒体の情報記録面に前記第１のレーザ光を収束させ、前記第２のレーザ光が前記第２の情報記録媒体の情報記録面に収束しないように前記第２のレーザ光に収差を付与することを特徴とする請求項１，２，４のいずれかに記載の対物レンズ。
5. 前記レンズは、前記第１面における、前記対物レンズの光軸を中心とした前記半径Ｒ２より小さい半径Ｒ３を有する領域を通過する第３の波長λ３（７６０ｎｍ≦λ３≦８００ｎｍ）を有する第３のレーザ光を、前記第１の情報記録媒体及び前記第２の情報記録媒体とは異なる第３の情報記録媒体の情報記録面に収束させることを特徴とする請求項１，２，４のいずれかに記載の対物レンズ。
6. 前記対物レンズの光軸近傍における前記第３のレーザ光の透過率Ｔ３ａ［％］と、前記対物レンズの半径Ｒ３近傍における前記第３のレーザ光の透過率Ｔ３ｒ［％］とは、
   ０．９５≦Ｔ３ａ／Ｔ３ｒ≦１．０５
   を満たすことを特徴とする請求項６記載の対物レンズ。
7. 前記対物レンズの光軸近傍における前記第３のレーザ光の透過率Ｔ３ａ［％］と、前記対物レンズの半径Ｒ３近傍における前記第３のレーザ光の透過率Ｔ３ｒ［％］とは、
   ０．８５≦Ｔ３ａ／Ｔ３ｒ≦０．９５
   を満たすことを特徴とする請求項６記載の対物レンズ。
8. 前記第１面には、回折構造が形成されており、
   前記半径Ｒ３から前記半径Ｒ２までの間の領域は、前記第１の情報記録媒体の情報記録面に前記第１のレーザ光を収束させ、前記第２の情報記録媒体の情報記録面に前記第２のレーザ光を収束させ、前記第３のレーザ光が前記第３の情報記録媒体の情報記録面に収束しないように前記第３のレーザ光に収差を付与し、
   前記半径Ｒ２から前記半径Ｒ１までの間の領域は、前記第１の情報記録媒体の情報記録面に前記第１のレーザ光を収束させ、前記第２のレーザ光が前記第２の情報記録媒体の情報記録面に収束しないように前記第２のレーザ光に収差を付与し、前記第３のレーザ光が前記第３の情報記録媒体の情報記録面に収束しないように前記第３のレーザ光に収差を付与することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の対物レンズ。
9. 前記反射防止膜は、２層以上３０層以下で構成され、
   前記反射防止膜の各層は、波長５００ｎｍにおける屈折率ｎが、１．３以上、１．５５以下である低屈折率材料と、波長５００ｎｍにおける屈折率ｎが、１．７以上、２．５以下である高屈折率材料とのうちの少なくとも２種類の材料から構成されることを特徴とする請求項１，２，４〜９のいずれかに記載の対物レンズ。
10. 前記低屈折率材料は、ＳｉＯ_２又はＭｇＦ_２を主成分とする材料であり、
    前記高屈折率材料は、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２又はＣｅＦ_３を主成分とする材料であることを特徴とする請求項１０記載の対物レンズ。
11. 第１の波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４３０ｎｍ）を有する第１のレーザ光を出射する第１のレーザ光源と、
    第２の波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６８０ｎｍ）を有する第２のレーザ光を出射する第２のレーザ光源と、
    前記第１のレーザ光源から出射された前記第１のレーザ光を第１の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、前記第２のレーザ光源から出射された前記第２のレーザ光を第２の情報記録媒体の情報記録面に収束させる、請求項１，２，４〜１１のいずれかに記載の対物レンズと、
    前記第１の情報記録媒体又は前記第２の情報記録媒体で反射された前記第１のレーザ光又は前記第２のレーザ光を受光する受光部とを備えることを特徴とする光学ヘッド。
12. 請求項１２に記載の光学ヘッドと、
    第１の情報記録媒体又は第２の情報記録媒体を回転させるモータと、
    前記光学ヘッドと前記モータとを制御する制御部とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
13. 請求項１３に記載の光ディスク装置と、
    前記光ディスク装置に記録する情報及び／又は前記光ディスク装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備えることを特徴とする情報処理装置。

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