JP4172180B2 - 光学レンズおよび光情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体への情報の記録と、光記録媒体に記録された情報の再生と、の少なくとも一方を実行可能な光情報記録再生装置に設けられる光学レンズ、および、この光学レンズを備える光情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光記録媒体への情報の記録や、光記録媒体に記録された情報の再生を行う光ピックアップ装置（光情報記録再生装置）が知られている。光ピックアップ装置においては、半導体レーザ光源から出た光を対物レンズにより光記録媒体の情報記録面に集光し、情報の記録・再生を行うようになっている。
【０００３】
光ピックアップ装置の対物レンズにおいては、光の利用効率を向上するため、表面に反射防止コートが設けられている。反射防止コートの製膜は、例えば、真空蒸着やスパッタ法、ＣＶＤ法、大気圧プラズマ法などにより行われる。
一般的に、対物レンズの中央部から周辺部へ行くほど、反射防止コートは薄く形成される。例えば、レンズ面の一位置における法線と、光軸と、がなす角度をθとした場合に、反射防止コートの膜厚はｃｏｓθに比例する。角度θが４５度である周辺部においては、角度θが０度である中央部に比べて、反射防止コートの膜厚が約０．７倍の厚さになる。
【０００４】
また、通常、対物レンズの中央部において垂直入射する光の反射率が、光ピックアップ装置のレーザ光の波長に対して極小値を示すよう、反射防止コートの膜厚が設定されている。すなわち、対物レンズの中央部を透過する光量が最大となるよう、反射防止コートの膜厚が設定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、反射防止コートにおいては、光の入射角度が大きいほど、光の反射率の波長依存性が低波長側にシフトすることが知られている。また、対物レンズでは、中央部から周辺部へ行くほど、光の入射角度は大きい。
このため、従来の対物レンズにおいては、周辺部における光の反射率の波長依存性が、中央部における光の反射率の波長依存性よりも、より低波長側にシフトしていた。このため、周辺部において入射する光の反射率が極小値を示す波長は、中央部において入射する光の反射率が極小値を示す波長よりも、より短波長であった。
【０００６】
したがって、上述の従来の対物レンズにおいては、中央部ではレーザ光に対する反射率が低いものの、周辺部ではレーザ光に対する反射率がより高く、よって、周辺部を透過する光量が、中央部を透過する光量に比べて、相対的に少なかった。このため、レンズ全体の透過光の分光強度の劣化、光の集束性能の低下によるビームスポット径の増大、ビーム光量の低下などの問題が生じていた。
【０００７】
近年では、光記録媒体の大容量化のため、光による情報の記録や再生を高密度記録状態で実施できるよう、光ビームスポットの小径化、すなわち対物レンズによりビームスポットを十分に絞り込む試みがなされている。ビームスポット径は対物レンズの開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）に反比例するため、対物レンズの高ＮＡ化が進んでいる。最近では、レンズ有効径面の法線と光軸とが交わる角度が４５度以上、さらに５５度以上のレンズが用いられるようになっている。
【０００８】
しかし、高ＮＡの対物レンズはレンズ面の曲率が大きいため、レンズの周辺部における光の入射角度が非常に大きい。このため、周辺部を透過する光量が低下する程度が非常に大きく、高ＮＡの対物レンズを用いているのにも関わらずスポット径の増大を抑えられず、光記録媒体の大容量化の妨げとなっていた。
【０００９】
この問題を解決するため、周辺部を透過する光量が中央部より高くなるよう、周辺部における反射防止コートの膜厚を厚くすることが考えられるが、この場合には、周辺部における反射防止コートの膜厚の増大とともに、中央部においても反射防止コートの膜厚が増大する。このため、中央部において垂直入射する光の反射率の波長依存性がより高波長側にシフトし、反射率が極小値を示す波長がより高波長となる。よって、中央部を透過する光量が低下してしまう。
このため、ビーム形状が崩れ、ジッター特性の悪化、クロストークの増大等の問題が生じ、光記録・再生の性能低下が起こる可能性があった。このように、光の集光性と、光量と、の両方のバランスを最適化することは困難であった。
【００１０】
特に、二種類の波長のレーザ光（例えば、波長６６０ｎｍの光と波長７８５ｎｍの光）を用いたＤＶＤ光ピックアップレンズにおいては、二種類の波長の光両方に対して、透過光量を向上するとともにビーム形状を最適化するのは、非常に困難であった。
【００１１】
以上の問題をふまえ、本発明の課題は、スポット径の小径化と、透過光量の確保とを、バランス良く可能とする光学レンズ、および、この光学レンズを備える光情報記録再生装置を提供することである。
特に、より光集光性の良い高ＮＡの光学レンズを提供し、また、光記録媒体の大容量化を実現できる光情報記録再生装置を提供することである。
また、波長６３０〜６８０ｎｍのレーザ光や、波長４００〜４４０ｎｍのレーザ光を用いた光情報記録再生に用いる光学レンズや、二種類の波長のレーザ光を用いたＤＶＤとＣＤの両方の光情報記録再生に用いる光学レンズを、より高性能化することである。
【００１２】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、 少なくとも波長６３０〜６７０ｎｍの範囲内の波長のレーザ光源から出た光を、光記録媒体上に集光することにより、この光記録媒体への情報の記録と、前記光記録媒体に記録された情報の再生と、の少なくとも一方を実行可能な光情報記録再生装置に設けられ、前記光を前記光記録媒体上に集光する光学レンズであって、レンズ面上の一位置における法線と、光軸と、がなす角度をθとした場合に、前記レーザ光源から出た光が入射する側の光入射側レンズ面は、角度θが４５度以上である周辺部を有しており、前記光入射側レンズ面に反射防止膜が設けられ、この反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長６８０〜８２０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする。
【００１３】
ここで、光入射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長７１０〜７９０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されているのがより好ましい。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、光入射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚が上述のように設定されているので、光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が極小を示す波長範囲は、６８０〜８２０ｎｍとなり、レーザ光源の波長の範囲６３０〜６７０ｎｍよりも高波長側となる。また、光入射側レンズ面において角度θがより大きい周辺領域では、光の入射角度が中央部に比べて大きいため、周辺領域において光の反射率が極小を示す波長範囲は、中央部において光の反射率が極小を示す波長の範囲よりも、より低波長側となる。
【００１５】
このため、周辺領域の方が、中央部に比べて、波長６３０〜６７０ｎｍのレーザ光源から出た光を相対的により多く透過することになるので、ビームスポット径の小径化と、透過光量の向上を図ることができる。よって、波長６３０〜６７０ｎｍのレーザ光を用いた光情報記録再生に用いる光学レンズをより高性能化することができ、光集光性の良い高ＮＡの光学レンズを提供することができる。
【００１６】
一方、仮に、光入射側レンズ面の中央部において光の反射率が極小を示す波長が８２０ｎｍよりも大きいと、中央部における光の透過率が低くなりすぎて、周辺領域に比べて中央部を透過する光量が相対的に少なくなりすぎてしまう。このため、ビームスポット形状が崩れ、クロストーク等の問題が生じてしまう。
これに対し、請求項１記載の発明では、中央部において光の反射率が極小値を示す波長は８２０ｎｍ以下であるので、中央部を透過する光量が少なくなりすぎるのを抑えられる。よって、ビームスポット形状の崩れを防止でき、バランス良く、スポット径を小径化できるとともに、透過光量を確保することができる。
【００１７】
なお、請求項１記載の発明において、光入射側レンズ面が、角度θが５３度以上である部分を有している場合には、より角度θが大きい周辺領域を透過する光量を確保できるので、さらなるスポット径の小径化に寄与することができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の光学レンズにおいて、光を出射する側の光出射側レンズ面に反射防止膜が設けられ、この反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光出射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長６５０〜８００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする。
【００１９】
ここで、光出射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である光出射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長６８０〜７９０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されているのがより好ましい。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、光出射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚が上述のように設定されているので、光出射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が極小を示す波長範囲は、６５０〜８００ｎｍとなり、レーザ光源の波長の範囲６３０〜６７０ｎｍよりも高波長側にシフトした値となる。したがって、光出射側レンズ面においても、周辺領域の方が、中央部に比べて、光を比較的多く透過することになるので、ビームスポット径の小径化、透過光量の向上に寄与することができる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の光学レンズにおいて、光入射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚は、角度θが４５度である前記光入射側レンズ面の周辺部において角度０度で入射する光の反射率が波長４８０〜５８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明によれば、光入射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚が上述のように設定されているので、光入射側レンズ面の周辺部において角度０度で入射する光の反射率が極小を示す波長範囲は、４８０〜５８０ｎｍとなり、レーザ光源の波長の範囲６３０〜６７０ｎｍよりも低波長側となる。このため、角度θが比較的大きい光入射側レンズ面の周辺部における透過光量が、中央部における透過光量に比べて相対的に多くなりすぎるのが抑えられる。したがって、ビームスポット形状の崩れを防止でき、バランス良く、スポット径を小径化できるとともに、透過光量を確保することができる。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の光学レンズにおいて、波長６５０〜６７０ｎｍの範囲内の少なくとも一種類の波長のレーザ光源を備える光情報記録再生装置に設けられ、前記レーザ光源から出た光が入射する側の光入射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長７００〜８２０ｎｍの範囲内に極小値を示すとともに、角度θが４５度である前記光入射側レンズ面の周辺部において角度０度で入射する光の反射率が波長４９０〜５８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されており、光出射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光出射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長６７０〜８００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、反射防止膜の膜厚が、それぞれ上述のように設定されているので、波長６５０〜６７０ｎｍの範囲内のレーザ光源から出た光のスポット径の小径化と、光の透過光量の向上とを、よりバランス良く可能とすることができる。
【００２５】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の光学レンズにおいて、波長６３０〜６７０ｎｍの範囲内の少なくとも一種類の波長のレーザ光源から出た光と、波長７７０〜７９０ｎｍの範囲内の少なくとも一種類の波長のレーザ光源から出た光を、それぞれ光記録媒体上に集光することを特徴とする。
【００２６】
ここで、請求項７記載の発明においては、光学レンズが、波長６３０〜６７０ｎｍの範囲内の少なくとも一種類の波長のレーザ光源から出た光と、波長７８０〜７９０ｎｍの範囲内の少なくとも一種類の波長のレーザ光源から出た光を、それぞれ光記録媒体上に集光するのが、より好ましい。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、波長が６３０〜６７０ｎｍの範囲内のレーザ光源から出た光を請求項１〜６のいずれかに記載の光学レンズにより集光するので、波長６３０〜６７０ｎｍのレーザ光を用いたＤＶＤの光情報記録再生に用いる光学レンズにおいて、スポット径の小径化と透過光量との両方の最適化を図ることができる。また、波長７７０〜７９０ｎｍのレーザ光を用いたＣＤの光情報記録再生に用いる光学レンズにおいては、光入射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚が、角度θが０度である前記光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長６８０〜８２０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう厚さが設定されていることにより、好ましいビームスポット形状と透過光量とを得ることができる。以上のことから、請求項７記載の発明によれば、ＤＶＤとＣＤの両方の光情報記録再生に用いる光学レンズを、より高性能化することができる。
【００２８】
請求項８記載の発明は、波長４００〜４４０ｎｍの範囲内の少なくとも一種類の波長のレーザ光源から出た光を光記録媒体上に集光することにより、この光記録媒体への情報の記録と、前記光記録媒体に記録された情報の再生と、の少なくとも一方を実行可能な光情報記録再生装置に設けられ、前記光を前記光記録媒体上に集光する光学レンズであって、
レンズ面上の一位置における法線と、光軸と、がなす角度をθとした場合に、前記レーザ光源から出た光が入射する側の光入射側レンズ面は、角度θが５３度以上である周辺部を有しており、
前記光入射側レンズ面に反射防止膜が設けられ、この反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長４６０〜６５０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする。
【００３０】
請求項８記載の発明によれば、光入射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚が上述のように設定されているので、光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が極小を示す波長範囲は、４６０〜６５０ｎｍとなり、レーザ光源の波長の範囲４００〜４４０ｎｍよりも高波長側にシフトした値となる。
したがって、光入射側レンズ面において、周辺領域の方が、中央部に比べて、光を比較的多く透過することになるので、ビームスポット径の小径化と、透過光量の向上を図ることができる。よって、波長４００〜４４０ｎｍのレーザ光を用いた光情報記録再生に用いる光学レンズをより高性能化することができ、光集光性の良い高ＮＡの光学レンズを提供することができる。
【００３１】
一方、仮に、光入射側レンズ面の中央部において光の反射率が極小を示す波長が６５０ｎｍよりも大きいと、中央部における光の透過率が低くなり、周辺領域に比べて中央部を透過する光量が相対的に少なくなる。これに対し、請求項８記載の発明では、中央部において光の反射率が極小値を示す波長は６５０ｎｍ以下であるので、中央部を透過する光量が少なくなるのを抑えられる。よって、ビームスポット形状の崩れを防止でき、バランス良く、スポット径を小径化できるとともに、透過光量を確保することができる。
【００３２】
請求項９の発明は、請求項８記載の光学レンズにおいて、光を出射する側の光出射側レンズ面に反射防止膜が設けられ、この反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光出射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長４１０〜５００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする。
【００３３】
ここで、光出射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長４４０〜４８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されているのがより好ましい。
【００３４】
請求項９記載の発明によれば、光出射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚が上述のように設定されているので、光出射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が極小を示す波長範囲は、４１０〜５００ｎｍとなり、レーザ光源の波長の範囲４００〜４４０ｎｍよりも高波長側にシフトした値となる。したがって、光出射側レンズ面においても、周辺領域の方が、中央部に比べて、光を比較的多く透過することになるので、ビームスポット径の小径化、透過光量の向上に寄与することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、この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。
【００４６】
〔第１の実施の形態〕
本発明の光学レンズの第１の実施の形態例としてのレンズ１（図１に図示）は、光記録媒体への情報の記録や、光記録媒体に記録された情報の再生を実行可能な光ピックアップ装置（光情報記録再生装置）の対物レンズとして用いられるものである。
【００４７】
図３に示す光ピックアップ装置１０は、ＤＶＤ（デジタル バーサタイル ディスク）とＣＤ（コンパクト ディスク）の二種類の光記録媒体に適用可能な構成とされており、波長６３０〜６８０ｎｍ範囲内の半導体レーザと、波長７７０〜７９０ｎｍ範囲内の半導体レーザとを備えてなる半導体レーザ光源１１、コリメータレンズ１２、偏光ビームスプリッタ１３、１／４波長板１４、対物レンズ１５（上述のレンズ１と同様のレンズ）、凸レンズ１６、光検出器１７を備えて構成されている。レンズ１（対物レンズ１５）は、二つのレンズ面Ｓ１・Ｓ２のうち、曲率の大きい方のレンズ面Ｓ１を半導体レーザ光源１１側に向けて、光ピックアップ装置１０内に組み込まれている。
【００４８】
半導体レーザ光源１１の波長６３０〜６８０ｎｍ範囲内の半導体レーザ、または波長７７０〜７９０ｎｍ範囲内の半導体レーザから出射したレーザ光は、コリメータレンズ１２により平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ１３によりＰ成分の光のみが透過されて、直線偏光（Ｐ偏光）に変換される。
Ｐ偏光は、１／４波長板１４により右回りの円偏光に変換され、レンズ面Ｓ１側から対物レンズ１５（レンズ１）に入射して、レンズ面Ｓ２側から出射し、光記録媒体Ｒ（ＤＶＤまたはＣＤ）の情報記録面Ａに集光される。
光記録媒体Ｒの情報記録面Ａで反射された円偏光は、回転方向が逆（左回り）の円偏光に変換され、再び対物レンズ１５を通過して、１／４波長板１４によりＳ成分のみの直線偏光（Ｓ偏光）に変換される。
Ｓ偏光は、偏光ビームスプリッタ１３により全反射され、凸レンズ１６により光検出器１７に集光される。
【００４９】
光ピックアップ装置１０においては、光検出器１７によって戻り光量を検出することにより、光記録媒体Ｒの情報記録面Ａに記録された情報を読み出して、情報の再生を行えるようになっている。また、光記録媒体Ｒの情報記録面Ａの上面に、例えば染料層などを設けた構成では、対物レンズ１５により高エネルギーのレーザ光を集光して、情報記録面Ａに情報を記録できるようになっている。
【００５０】
図１に示すように、レンズ１は、基材２と、レンズ面Ｓ１・Ｓ２にそれぞれ設けられる反射防止コート（反射防止膜）３・４と、を備えて構成されている。
レンズ面Ｓ１の周辺部Ｐ１には、レンズ面上の一位置における法線と、光軸Ｌと、がなす角度θ（図示略）が、４５度以上である面が含まれている。
【００５１】
基材２は、例えば、プラスチック材料や、硝子材料や、これらの複合体などにより構成されている。前記プラスチック材料は、具体的には、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂（日本ゼオン社製のゼオネックス樹脂等）、環状オレフィンコポリマー樹脂などの透明な樹脂材料からなるものである。また、前記硝子材料としては、従来より周知の光学用硝子が用いられる。
基材２は、プラスチック材料の射出成形や、硝子モールド成形、研磨加工、切削加工等によりレンズ形状に加工して、作製される。
なお、図１では図示しないが、基材２と反射防止コート３・４との間に、保護層、下引き層などの表面処理層が設けられている構成としても良い。
【００５２】
反射防止コート３・４は、例えば、真空蒸着法や、スパッタ法、ＣＶＤ法、大気圧プラズマ法（特開２００１−１００００８号公報、特開２０００−１４７２０９号公報）などの従来より周知の製膜方法により、積層状に製膜される。図２に示すように、反射防止コート３・４は、基材２上に設けられる第１層５と、第１層５上に設けられる第２層６と、を備えて構成されている。第１層５は、第２層６の材料に比べて屈折率の高い材料で構成されている。
具体的には、第１層５を構成する高屈折率材料としては、例えば、酸化セリウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニューム、酸化アルミニューム、窒化シリコン、酸素含有窒化シリコンなどが挙げられる。また、第２層６を構成する低屈折率材料としては、例えば、酸化シリコン、フッ化マグネシュームなどが挙げられる。
ここで、第１層５、第２層６は、上述の高屈折率材料、低屈折率材料のうちの一種類から構成されていても良いし、複数の種類の材料を混合して構成されていても良い。
【００５３】
図１に示すレンズ１においては、レンズ面Ｓ１において、中央部Ｃ１から周辺部Ｐ１に向かうにつれて、反射防止コート３の膜厚が薄くなるよう形成されている。また、レンズ面Ｓ２において、中央部Ｃ２から周辺部Ｐ２に向かうにつれて、反射防止コート４の膜厚が薄くなるよう形成されている。
【００５４】
反射防止コート３の膜厚は、前記角度θが０度であるレンズ面Ｓ１の中央部Ｃ１において角度０度で入射する光の反射率が、波長６８０〜８２０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されている。なお、前記光の反射率が、波長７１０〜７９０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、反射防止コート３の膜厚が設定されていれば、より好ましい。
【００５５】
また、反射防止コート４の膜厚は、前記角度θが０度であるレンズ面Ｓ２の中央部Ｃ２において角度０度で入射する光の反射率が、６５０〜８００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されている。なお、前記光の反射率が、波長６８０〜７９０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、反射防止コート４の膜厚が設定されていれば、より好ましい。
【００５６】
また、反射防止コート３の膜厚は、前記角度θが４５度であるレンズ面Ｓ１の周辺部Ｐ１において角度０度で入射する光の反射率が、４８０〜５８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されている。なお、前記光の反射率が、波長５００〜５６０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、反射防止コート３の膜厚が設定されていれば、より好ましい。
【００５７】
ここで、光ピックアップ装置１０の半導体レーザ光源１１が備える半導体レーザの波長が、６５０〜６７０ｎｍの範囲内の少なくとも一種類である場合には、反射防止コート３の膜厚は、前記角度θが０度であるレンズ面Ｓ１の中央部Ｃ１において角度０度で入射する光の反射率が、波長７００〜８２０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されているのが好ましい。
また、反射防止コート３の膜厚は、前記角度θが４５度であるレンズ面Ｓ１の周辺部Ｐ１において角度０度で入射する光の反射率が、波長４９０〜５８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されているのが好ましい。
また、反射防止コート４の膜厚は、前記角度θが０度であるレンズ面Ｓ２の中央部Ｃ２において角度０度で入射する光の反射率が、６７０〜８００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されているのが好ましい。
【００５８】
以上のように、第１の実施の形態例のレンズ１では、レンズ面Ｓ１の中央部Ｃ１において光の反射率が極小を示す波長の範囲６８０〜８２０ｎｍは、波長６３０〜６８０ｎｍのレーザ光源の波長範囲に対し、より高波長側となる。
また、周辺部Ｐ１では、光の入射角度が中央部Ｃ１に比べて大きいため、周辺部Ｐ１において光の反射率が極小を示す波長の範囲は、中央部Ｃ１において光の反射率が極小を示す波長の範囲よりも、より低波長側となる。
このため、周辺部Ｐ１の方が、中央部Ｃ１に比べて、波長６３０〜６８０ｎｍの範囲の半導体レーザから出た光を、相対的により多く透過することになるので、波長６３０〜６８０ｎｍのレーザ光を用いるＤＶＤの光情報記録再生において、ビームスポット形状の小径化と、透過光量の向上を図ることができる。
【００５９】
一方、仮に、中央部Ｃ１において光の反射率が極小値を示す波長が８２０ｎｍよりも大きいと、中央部Ｃ１における光の透過率が低くなりすぎて、周辺部Ｐ１に比べて中央部Ｃ１を透過する光量が相対的に少なくなりすぎてしまう。このため、ビームスポット形状が崩れ、クロストーク等の問題が生じてしまう。
これに対し、第１の実施の形態のレンズ１では、中央部Ｃ１において光の反射率が極小値を示す波長は８２０ｎｍ以下であるので、中央部Ｃ１を透過する光量が少なくなりすぎるのを抑えられる。よって、ビームスポット形状の崩れを防止でき、バランス良く、スポット形状を小径化できるとともに、透過光量を確保することができる。
【００６０】
また、レンズ面Ｓ２の中央部Ｃ２において光の反射率が極小を示す波長の範囲６５０〜８００ｎｍは、波長６３０〜６８０ｎｍのレーザ光源の波長範囲よりも高波長側にシフトした値となる。したがって、レンズ面Ｓ２においても、周辺部Ｐ２の方が、中央部Ｃ２に比べて、光を比較的多く透過することになるので、ビームスポット径の小径化、透過光量の向上に寄与することができる。
【００６１】
また、角度θが０度である中央部Ｃ１・Ｃ２や、角度θが４５度以上である周辺部Ｐ１における反射防止コート３・４に対して、角度０度で入射する光の反射率が、上述したそれぞれの各所定波長範囲内に極小値を示すよう、反射防止コート３・４の膜厚が設定されている場合には、ビームスポット形状の小径化と、光の透過光量の向上とを、よりバランス良く可能とすることができる。
【００６２】
また、反射防止コート３の膜厚が、レンズ面Ｓ１の中央部Ｃ１において角度０度で入射する光の反射率が波長６８０〜８２０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう厚さが設定されていることにより、波長７７０〜７９０ｎｍのレーザ光を用いるＣＤの光情報記録再生において、好ましいビームスポット形状と透過光量とを得ることができる。
したがって、ＤＶＤとＣＤの両方の光記録媒体Ｒの光情報記録再生を行う光ピックアップ装置１０において、ＤＶＤとＣＤの記録・再生を良好に行うことができる。
【００６３】
また、より曲率の大きいレンズ面Ｓ１の周辺部Ｐ１には、角度θが４５度である面が含まれている。したがって、角度θが比較的大きいレンズ面を有する高ＮＡの光学レンズにおいて、より光集光性を向上でき、光記録媒体の大容量化の実現に寄与できる。
【００６４】
また、レンズ１を備える光ピックアップ装置１０によれば、半導体レーザ光源１１から出た光が、上述のレンズ１によって光記録媒体上に集光されるので、ビームスポット径の小径化と、透過光量の向上を図ることができる。したがって、従来に比べて、光記録媒体へ情報をより高密度に記録したり、より高密度に情報が記録された光記録媒体から情報を再生でき、よって、光記録媒体の大容量化を実現することができる。
【００６５】
なお、第１の実施の形態においては、反射防止コート３・４が第１層５と第２層６を備えて構成されているものとしたが、光の反射率を低く抑えて反射防止膜としての性能を有していれば良く、特に上述の構成に限定されるものではない。
【００６６】
また、レンズ面Ｓ１の周辺部Ｐ１は角度θが４５度以上である部分を有するものとしたが、さらに、角度θが５３度以上である部分を有する構成とすれば、周辺領域での光の透過光量を向上でき、よりバランス良く、ビームスポット形状の小径化と、光の透過光量の向上を図ることができる。
【００６７】
また、光ピックアップ装置１０は、ＤＶＤとＣＤ両方に適用できるものとしたが、これに限らず、例えば、波長６３０〜３８０ｎｍ範囲内の半導体レーザのみを備えるＤＶＤ専用の光ピックアップ装置であっても良い。また、光ピックアップ装置１０は、情報の記録や再生を実行可能であるものとしたが、これに限らず、情報の記録と再生のいずれか一方を実行可能な光ピックアップ装置に、本発明のレンズを適用できるのは勿論である。
【００６８】
〔第２の実施の形態〕
本発明の光学レンズの第２の実施の形態例としてのレンズは、第１の実施の形態のレンズ１と同様に、光ピックアップ装置の対物レンズとして用いられるものである。ここで、第２の実施の形態例のレンズが適用される光ピックアップ装置は、上述の光ピックアップ装置１０の半導体レーザ光源１１が、波長４００〜４４０ｎｍ範囲内の半導体レーザを備えてなる点を除いては、光ピックアップ装置１０とほぼ同様の構成である。
【００６９】
第２の実施の形態例のレンズは、後述する点を除いては、上述の第１の実施の形態例のレンズ１とほぼ同様の構成であるので、レンズ１と異なる点についてのみ、詳細に説明する。
第２の実施の形態例のレンズのレンズ面Ｓ１の周辺部Ｐ１には、前記角度θが５３度以上である面が含まれている。
【００７０】
また、レンズ面Ｓ１に設けられる反射防止コート３の膜厚は、前記角度θが０度であるレンズ面Ｓ１の中央部Ｃ１において角度０度で入射する光の反射率が、波長４２０〜６８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されている。なお、前記光の反射率が、波長４６０〜６５０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、反射防止コート３の膜厚が設定されていれば、より好ましい。
【００７１】
また、レンズ面Ｓ２に設けられる反射防止コート４の膜厚は、前記角度θが０度であるレンズ面Ｓ２の中央部Ｃ２において角度０度で入射する光の反射率が、４１０〜５００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されている。なお、前記光の反射率が、波長４４０〜４８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、反射防止コート４の膜厚が設定されていれば、より好ましい。
【００７２】
ここで、反射防止コート３の膜厚は、前記角度θが４５度であるレンズ面Ｓ１の周辺部Ｐ１において角度０度で入射する光の反射率が、３００〜５５０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されているのがより好ましい。
【００７３】
以上のように、第２の実施の形態例のレンズでは、レンズ面Ｓ１の中央部Ｃ１において光の反射率が極小を示す波長の範囲４２０〜６８０ｎｍは、レーザ光源の波長の範囲４００〜４４０ｎｍよりも高波長側にシフトした値となる。
したがって、レンズ面Ｓ１において、周辺部Ｐ１の方が、中央部Ｃ１に比べて、光を比較的多く透過することになるので、ビームスポット形状の小径化と、透過光量の向上を図ることができる。よって、波長４００〜４４０ｎｍのレーザ光を用いた光情報記録再生に用いる光学レンズをより高性能化することができる。
【００７４】
一方、仮に、中央部Ｃ１において光の反射率が極小値を示す波長が６８０ｎｍよりも大きいと、中央部Ｃ１における光の透過率が低くなりすぎて、周辺部Ｐ１に比べて中央部Ｃ１を透過する光量が相対的に少なくなりすぎてしまう。
これに対し、第２の実施の形態のレンズでは、中央部Ｃ１において光の反射率が極小値を示す波長は６８０ｎｍ以下であるので、中央部Ｃ１を透過する光量が少なくなりすぎるのを抑えられる。よって、ビームスポット形状の崩れを防止でき、バランス良く、スポット形状を小径化できるとともに、透過光量を確保することができる。
【００７５】
また、レンズ面Ｓ１の中央部Ｃ１において光の反射率が極小値を示す波長の範囲４１０〜５００ｎｍは、レーザ光源の波長の範囲４００〜４４０ｎｍよりも高波長側にシフトした値となる。したがって、レンズ面Ｓ２においても、周辺部Ｐ２の方が、中央部Ｃ２に比べて、光を比較的多く透過することになるので、ビームスポット径の小径化、透過光量の向上に寄与することができる。
【００７６】
〔第３の実施の形態〕
本発明の光学レンズの第３の実施の形態例としてのレンズ７（図４に図示）は、第２の実施の形態のレンズと同様に、光ピックアップ装置の対物レンズとして用いられるものである。ここで、第３の実施の形態例のレンズが適用される光ピックアップ装置は、第２の実施の形態例のレンズが適用される上述の光ピックアップ装置とほぼ同様の構成である。
【００７７】
図４に示すように、レンズ７は、第１レンズ７ａと第２レンズ７ｂとを備えて構成される二枚構成のレンズである。レンズ７は、第１レンズ７ａを光ピックアップ装置の半導体レーザ光源１１側に向けて、光ピックアップ装置内に組み込まれている。
【００７８】
第１レンズ７ａの二つのレンズ面Ｓ１ａ・Ｓ２ａのうち、半導体レーザ光源１１側となる方のレンズ面Ｓ１ａには、前記角度θが０度（中央部Ｃ１ａ）から３７度（周辺部Ｐ１ａ）の面が含まれている。また、第２レンズ７ｂ側となる方のレンズ面Ｓ２ａには、前記角度θが０度（中央部Ｃ２ａ）から１０度（周辺部Ｐ２ａ）の面が含まれている。
【００７９】
また、第２レンズ７ｂの二つのレンズ面Ｓ１ｂ・Ｓ２ｂのうち、第１レンズ７ａ側となる方のレンズ面Ｓ１ｂには、前記角度θが０度（中央部Ｃ１ｂ）から５０度以上（周辺部Ｐ１ｂ）の面が含まれている。また、光記録媒体Ｒ側となる方のレンズ面Ｓ２ｂには、前記角度θが０度（中央部Ｃ２ｂ）から１０度（周辺部Ｐ２ｂ）の面が含まれている。
【００８０】
第１レンズ７ａと第２レンズ７ｂは、上述のレンズ１と同様に、基材と、それぞれのレンズ面Ｓ１ａ・Ｓ２ａ・Ｓ１ｂ・Ｓ２ｂに設けられる反射防止コートと、を備えて構成されている。基材と、反射防止コートについては、後述する点を除いては、上述の第１の実施の形態例のレンズ１の基材２と反射防止コート３・４とほぼ同様の構成である。
【００８１】
レンズ面Ｓ１ａに設けられる反射防止コートの膜厚は、前記角度θが０度であるレンズ面Ｓ１ａの中央部Ｃ１ａにおいて角度０度で入射する光の反射率が、波長４００〜６００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されている。なお、前記光の反射率が、波長４３０〜５６０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、前記反射防止コートの膜厚が設定されているのがより好ましい。
【００８２】
また、レンズ面Ｓ２ａに設けられる反射防止コートの膜厚は、前記角度θが０度であるレンズ面Ｓ２ａの中央部Ｃ２ａにおいて角度０度で入射する光の反射率が、４００〜５００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されている。なお、前記光の反射率が、波長４２０〜４８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、前記反射防止コートの膜厚が設定されているのがより好ましい。
【００８３】
また、レンズ面Ｓ１ｂに設けられる反射防止コートの膜厚は、前記角度θが０度であるレンズ面Ｓ１ｂの中央部Ｃ１ｂにおいて角度０度で入射する光の反射率が、波長４２０〜６８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されている。なお、前記光の反射率が、波長４６０〜６５０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、前記反射防止コートの膜厚が設定されているのがより好ましい。
【００８４】
また、レンズ面Ｓ２ｂに設けられる反射防止コートの膜厚は、前記角度θが０度であるレンズ面Ｓ２ｂの中央部Ｃ２ｂにおいて角度０度で入射する光の反射率が、４１０〜５００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されている。なお、前記光の反射率が、波長４４０〜４８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、前記反射防止コートの膜厚が設定されているのがより好ましい。
【００８５】
ここで、レンズ面Ｓ１ｂに設けられる反射防止コートの膜厚は、前記角度θが４５度であるレンズ面Ｓ１ｂの周辺部Ｐ１ｂにおいて角度０度で入射する光の反射率が、３００〜５５０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されているのがより好ましい。
【００８６】
以上のように、第３の実施の形態例のレンズによれば、第１レンズ７ａのレンズ面Ｓ１ａの中央部Ｃ１ａにおいて角度０度で入射する光の反射率が極小を示す波長の範囲４００〜６００ｎｍは、レーザ光源の波長範囲４００〜４４０ｎｍと同程度、あるいはより高波長側にシフトした値となる。また、第２レンズ７ｂのレンズ面Ｓ１ｂの中央部Ｃ１ｂにおいて角度０度で入射する光の反射率が極小を示す波長の範囲４２０〜６８０ｎｍは、レーザ光源の波長範囲４００〜４４０ｎｍよりも高波長側にシフトした値となる。
【００８７】
したがって、レンズ７全体において、周辺部Ｐ１ａ・Ｐ１ｂの方が、中央部Ｃ１ａ・Ｃ１ｂに比べて、光を比較的多く透過することになるので、ビームスポット形状の小径化と、透過光量の向上を図ることができる。
【００８８】
一方、仮に、第１レンズ７ａのレンズ面Ｓ１ａの中央部Ｃ１ａにおいて光の反射率が極小を示す波長が６００ｎｍよりも大きかったり、第２レンズ７ｂのレンズ面Ｓ１ｂの中央部Ｃ１ｂにおいて光の反射率が極小値を示す波長が６８０ｎｍよりも大きいと、中央部Ｃ１ａ・Ｃ１ｂにおける光の透過率が低くなりすぎて、周辺部Ｐ１ａ・Ｐ１ｂに比べて中央部Ｃ１ａ・Ｃ１ｂを透過する光量が相対的に少なくなりすぎてしまう。
これに対し、中央部Ｃ１ａ・Ｃ１ｂにおいて光の反射率が極小値を示す波長の上限が上述のように設定されているので、中央部Ｃ１ａ・Ｃ１ｂを透過する光量が少なくなりすぎるのを抑えられる。よって、ビームスポット形状の崩れを防止でき、バランス良く、スポット形状を小径化できるとともに、透過光量を確保することができる。
【００８９】
また、レンズ面Ｓ２ａ・Ｓ２ｂの中央部Ｃ２ａ・Ｃ２ｂにおいて光の反射率が極小値を示す波長の範囲４００〜５００ｎｍ、４１０〜５００ｎｍは、光ピックアップ装置のレーザ光源の波長の範囲４００〜４４０ｎｍと同程度、あるいはより高波長側にシフトした値となる。
したがって、レンズ面Ｓ２ａ・Ｓ２ｂにおいても、周辺部Ｐ２ａ・Ｐ２ｂの方が、中央部Ｃ２ａ・Ｃ２ｂに比べて、光を比較的多く透過することになるので、ビームスポット径の小径化、透過光量の向上に寄与することができる。
【００９０】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９１】
１．第１の実施の形態例のレンズ
＜レンズの透過率およびスポット形状の評価＞
上述の第１の実施の形態例のレンズ１において、図５に示す層構成の反射防止コートを基材上に設けた場合のレンズ１の光透過率と、この透過率およびビームスポット形状の評価の結果を、図６に示す。ここで、レンズ１としては、開口数が０．６、レンズ面Ｓ１に角度θが０〜５３度以上の領域を有する形状のものを用いた。
【００９２】
なお、図５の「λ」の欄には、垂直（角度０度）で入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長を示している。
また、一例として、図５に示すＮＯ．７の層構成の反射防止コートに角度０度で入射する光の反射率の波長依存性を、図１１に示す。
【００９３】
また、図６の「λ１」の欄には、レンズ１のレンズ面Ｓ１に設けられる反射防止コート３において、垂直で入射・出射するレンズ中央部Ｃ１の光の反射率が極小値を示す波長を示している。また、「λ２」の欄には、レンズ１のレンズ面Ｓ２に設けられる反射防止コート４において、垂直で入射・出射するレンズ中央部Ｃ２の光の反射率が極小値を示す波長を示している。
また、図６には、波長６３０〜６７０ｎｍ、７８０〜７９０ｎｍそれぞれの範囲内の光の透過率（最小値〜最大値）を示している。また、図６には、透過率の評価と、ビームスポット形状の評価とを、○印、△印、×印により示している。
【００９４】
透過率の評価においては、波長６３０〜６７０ｎｍの光の透過率において、常に９６％以上の透過率が得られる膜構成の欄には、実用上非常に良好なレベルであるとして○印を示し、常に９５％以上の透過率が得られるとともに、常には９６％以上の透過率が得られない膜構成の欄には、実用上良好なレベルであるとして△印を示し、それ以外の膜構成の欄には、実用上問題のあるレベルとして×印を示している。また、波長７８０〜７９０ｎｍの光の透過率において、光の透過率が常に９５％以上の値が得られる膜構成の欄には○印を示し、それ以外の膜構成の欄には×印を示している。
【００９５】
また、ビームスポット形状の評価について、図７を参照して説明する。図７において、縦軸は光量であり、横軸は光軸からの距離を示している。
ビームスポット形状の評価においては、スポット径が比較的小さく、回折光の光量が比較的小さいもの（図７（ａ））については、膜構成の欄に○印を示している。また、スポット径は比較的小さいものの、回折光の光量が比較的大きいもの（図７（ｂ））については、膜構成の欄に×印を示している。また、回折光の光量は比較的小さいものの、スポット径が比較的大きいもの（図７（ｃ））については、膜構成の欄に×印を示している。
【００９６】
透過率が△レベルで、かつ、スポット形状が○レベルであれば、光記録および再生の動作が問題なく行えると判断できる。また、透過率が○レベルで、かつ、スポット形状が○レベルであれば、光記録および再生の動作がより安定して良好に行えると判断できる。
【００９７】
図６から、レンズ１の反射防止コート３・４に適用するのに好ましい層構成を知ることができる。
【００９８】
すなわち、光ピックアップ装置の半導体レーザ光源のレーザ光の波長が、６３０〜６７０ｎｍの範囲内である場合には、△レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、レンズ面Ｓ１において、角度θが０度である中央部Ｃ１における反射防止コート３の層構成として、垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ１が６８０〜８２０ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。さらには、○レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、波長λ１が７１０〜７９０ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。
このことから、中央部Ｃ１における反射防止コート３の層構成として、図５に示すNO.4〜NO.11を適用するのが好ましく、NO.6〜NO.9を適用するのがより好ましいことがわかる。
また、△レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、レンズ面Ｓ２において、角度θが０度である中央部Ｃ２における反射防止コート４の層構成として、垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ２が６５０〜８００ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。さらには、○レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、波長λ２が６８０〜７９０ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。
このことから、中央部Ｃ２における反射防止コート４の層構成として、NO.2〜NO.10を適用するのが好ましく、NO.4〜NO.9を適用するのがより好ましいことがわかる。
なお、波長λ１が６８０〜８２０ｎｍの範囲内である層構成を中央部Ｃ１における反射防止コート３を適用した場合には、角度θが４５度である周辺部Ｐ１において垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ１ａは、４８０〜５８０ｎｍの範囲内であった。
【００９９】
さらに、光ピックアップ装置の半導体レーザ光源のレーザ光の波長が、６５０〜６７０ｎｍの範囲内である場合には、△レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、レンズ面Ｓ１において、角度θが０度である中央部Ｃ１における反射防止コート３の層構成として、垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ１が７００〜８２０ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。また、レンズ面Ｓ２において、角度θが０度である中央部Ｃ２における反射防止コート４の層構成として、垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ２が６７０〜８００ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。
このことから、中央部Ｃ１における反射防止コート３の層構成として、NO.5〜NO.11を適用するのが好ましく、中央部Ｃ２における反射防止コート４の層構成として、NO.3〜NO.10を適用するのが好ましいことがわかる。
なお、波長λ１が７００〜８２０ｎｍの範囲内である層構成を中央部Ｃ１における反射防止コート３を適用した場合には、角度θが４５度である周辺部Ｐ１において垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ１ａは、４９０〜５８０ｎｍの範囲内であった。
【０１００】
また、レンズ１を短波長の６３０〜６７０ｎｍの範囲内のレーザ光と、長波長の７８０〜７９０ｎｍの範囲内のレーザ光を用いるＤＶＤ・ＣＤ両用の光ピックアップ装置に適用する場合に、短波長の光で△レベルの透過率、好ましくは○レベルの透過率を得、長波長の光で○レベルの透過率を得、かつ○レベルのスポット形状を得るには、レンズ面Ｓ１において、角度θが０度である中央部Ｃ１における反射防止コート３の層構成として、垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ１が６８０〜８２０ｎｍ、より好ましくは７１０〜７９０ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。
また、レンズ面Ｓ２において、角度θが０度である中央部Ｃ２における反射防止コート４の層構成として、垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ２が６５０〜８００ｎｍ、より好ましくは６８０〜７９０ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。
このことから、中央部Ｃ１における反射防止コート３の層構成として、NO.4〜NO.11を適用するのが好ましく、中央部Ｃ２における反射防止コート４の層構成として、NO.2〜NO.10を適用するのが好ましいことがわかる。
なお、波長λ１が７１０〜７９０ｎｍの範囲内である層構成を中央部Ｃ１における反射防止コート３を適用した場合には、角度θが４５度である周辺部Ｐ１において垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ１ａは、５００〜５６０ｎｍの範囲内であった。
【０１０１】
＜レンズの評価＞
真空蒸着法により、レンズ状に加工された基材２のレンズ面Ｓ１・Ｓ２に、下記表１に示す層構成（各欄に示す層構成の番号は、上記図５に対応）の反射防止コート３・４をそれぞれ形成し、レンズ１を作成した（実施例１〜３、比較例１）。
【０１０２】
【表１】

ここで、表１のレーザ光波長の欄には、レンズ１を適用する光ピックアップ装置１０の半導体レーザ光源１１のレーザ光の波長を示している。
また、角度θの欄には、各レンズ面Ｓ１・Ｓ２が有する角度θの範囲を示している。
【０１０３】
実施例１の高ＮＡレンズにおいては、レンズ面Ｓ１に660nmの平行光を照射した際、光の透過率は９７％であり、ビームスポット形状は良好であった。
また、実施例２の高ＮＡレンズにおいては、レンズ面Ｓ１に660nmの平行光を照射した際、光の透過率は９７％であり、ビームスポット形状は良好であった。以上から、実施例１、２により、高い開口数を有する光集光性の良い対物レンズを提供できることがわかる。また、光ピックアップ装置において実施例１、２のレンズを対物レンズとして用いることにより、情報記録の大容量化を実現できることがわかる。
【０１０４】
実施例３の高ＮＡレンズにおいては、レンズ面Ｓ１に660nmの平行光を照射した際、光の透過率は９７％であり、ビームスポット形状は良好であった。また、レンズ面Ｓ１に785nmの平行光を照射した際、光の透過率は９６％であり、ビームスポット形状は良好であった。
以上から、実施例３により、高い開口数を有する光集光性の良い対物レンズを提供できることがわかる。また、ＤＶＤ・ＣＤ両用の光ピックアップ装置において実施例３のレンズを対物レンズとして用いることにより、ＤＶＤおよびＣＤの光記録の大容量化を実現できることがわかる。
【０１０５】
一方、比較例１のレンズにおいては、レンズ面Ｓ１に785nmの平行光を照射した際、光の透過率は９７％であり、ビームスポット形状は良好であった。しかし、レンズ面Ｓ１に660nmの平行光を照射した際には、光の透過率は９４．６％であり、ビームスポット形状にはノイズ光が多く含まれていた。
したがって、比較例１のレンズは、ＤＶＤ用の光ピックアップ装置の対物レンズとして用いるのには不適であり、また、比較例１のレンズによっては、ＤＶＤの光記録の大容量化の実現は困難であることがわかる。
【０１０６】
２．第２の実施の形態例のレンズ
＜レンズの透過率およびスポット形状の評価＞
上述の第２の実施の形態例のレンズにおいて、図８に示す層構成の反射防止コートを基材上に設けた場合のレンズの光透過率と、この透過率およびビームスポット形状の評価の結果を、図９に示す。
ここで、一例として、図８に示すＮＯ．９’の層構成の反射防止コートに角度０度で入射する光の反射率の波長依存性を、図１１に示す。
【０１０７】
また、図９には、波長４００〜４４０ｎｍの範囲内の光の透過率（最小値〜最大値）を示している。また、図９には、透過率の評価と、ビームスポット形状の評価とを、○印、△印、×印により示している。
【０１０８】
透過率の評価においては、波長４００〜４４０ｎｍの光の透過率において、常に９６％以上の透過率が得られる膜構成の欄には、実用上非常に良好なレベルであるとして○印を示し、常に９５％以上の透過率が得られるとともに、常には９６％以上の透過率が得られない膜構成の欄には、実用上良好なレベルであるとして△印を示し、それ以外の膜構成の欄には、実用上問題のあるレベルとして×印を示している。
【０１０９】
図９から、レンズの反射防止コート３・４に適用するのに好ましい層構成を知ることができる。
【０１１０】
すなわち、光ピックアップ装置の半導体レーザ光源のレーザ光の波長が、４００〜４４０ｎｍの範囲内である場合には、△レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、レンズ面Ｓ１において、角度θが０度である中央部Ｃ１における反射防止コート３の層構成として、垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ１が４２０〜６８０ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。さらには、○レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、波長λ１が４６０〜６５０ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。
このことから、中央部Ｃ１における反射防止コート３の層構成として、図８に示すNO.6'〜NO.17'を適用するのが好ましく、NO.10'〜NO.16'を適用するのがより好ましいことがわかる。
また、△レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、レンズ面Ｓ２において、角度θが０度である中央部Ｃ２における反射防止コート４の層構成として、垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ２が４１０〜５００ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。さらには、○レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、波長λ２が４４０〜４８０ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。
このことから、中央部Ｃ２における反射防止コート４の層構成として、NO.5'〜NO.12'を適用するのが好ましく、NO.8'〜NO.11'を適用するのがより好ましいことがわかる。
なお、波長λ１が４２０〜６８０ｎｍの範囲内である層構成を中央部Ｃ１における反射防止コート３を適用した場合には、角度θが４５度である周辺部Ｐ１において垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ１ａは、３００〜５５０ｎｍの範囲内であった。
【０１１１】
＜レンズの評価＞
真空蒸着法により、レンズ状に加工された基材２のレンズ面Ｓ１・Ｓ２に下記表２に示す層構成（各欄に示す層構成の番号は、上記図８に対応）の反射防止コート３・４をそれぞれ形成し、レンズを作成した（実施例４）。
【０１１２】
【表２】

【０１１３】
実施例４の高ＮＡのレンズにおいては、レンズ面Ｓ１に660nmの平行光を照射した際、光の透過率は９６．５％であり、ビームスポット形状は良好であった。したがって、実施例４により、高い開口数を有する光集光性の良い対物レンズを提供できることがわかる。また、光ピックアップ装置において実施例４のレンズを対物レンズとして用いることにより、情報記録の大容量化を実現できることがわかる。
【０１１４】
３．第３の実施の形態例のレンズ
＜レンズの透過率およびスポット形状の評価＞
上述の第３の実施の形態例のレンズ７の第１レンズ７ａにおいて、図８に示す層構成の反射防止コートを基材上に設けた場合の第１レンズ７ａの光透過率と、この透過率およびビームスポット形状の評価の結果を、図１０に示す。
ここで、図１０の「λ１１」の欄には、第１レンズ７ａのレンズ面Ｓ１ａに設けられる反射防止コートにおいて、垂直で入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長を示している。また、「λ１２」の欄には、第１レンズ７ａのレンズ面Ｓ２ａに設けられる反射防止コートにおいて、垂直で入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長を示している。
また、その他の点においては、図１０の表の形式は、図９の表の形式と同様である。
【０１１５】
図１０から、第１レンズ７ａの反射防止コートに適用するのに好ましい層構成を知ることができる。
【０１１６】
すなわち、光ピックアップ装置の半導体レーザ光源のレーザ光の波長が、４００〜４４０ｎｍの範囲内である場合には、△レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、レンズ面Ｓ１ａにおいて、角度θが０度である中央部Ｃ１における反射防止コートの層構成として、垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ１１が４００〜６００ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。さらには、○レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、波長λ１１が４３０〜５６０ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。
また、△レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、レンズ面Ｓ２ａにおいて、角度θが０度である中央部Ｃ２ａにおける反射防止コートの層構成として、垂直入射・出射する光の反射率が極小値を示す波長λ１２が４００〜５００ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。さらには、○レベルの透過率かつ○レベルのスポット形状を得るには、波長λ１２が４２０〜４８０ｎｍの範囲内である層構成を適用するのが好ましいことがわかる。以上から、中央部Ｃ１ａにおける反射防止コートの層構成として、図８に示すNO.4'〜NO.15'を適用するのが好ましく、中央部Ｃ２ａにおける反射防止コートの層構成として、NO.4'〜NO.12'を適用するのがより好ましいことがわかる。
【０１１７】
また、第３の実施の形態例のレンズ７の第２レンズ７ｂにおいて、図８に示す層構成の反射防止コートを基材上に設けた場合の第１レンズ７ｂの光透過率と、この透過率およびビームスポット形状の評価の結果は、上述の図９に示す結果と同様である。
したがって、第２の実施の形態例のレンズの実施例での検討内容と同様に、図９から、第２レンズ７ｂの中央部Ｃ１ｂにおける反射防止コートの層構成としては、図８に示すNO.6'〜NO.17'（より好ましくはNO.10'〜NO.16'）を適用するのが好ましく、中央部Ｃ２ｂにおける反射防止コートの層構成として、NO.5'〜NO.12'（より好ましくはNO.8'〜NO.11'）を適用するのが好ましいことがわかる。
【０１１８】
＜レンズの評価＞
真空蒸着法により、レンズ状に加工された基材のレンズ面Ｓ１ａ・Ｓ２ａ・Ｓ１ｂ・Ｓ２ｂに、下記表３に示す層構成（各欄に示す層構成の番号は、上記図８に対応）の反射防止コートをそれぞれ形成し、レンズ７を作成した（実施例５、比較例２）。
【０１１９】
【表３】

【０１２０】
実施例５の高ＮＡのレンズにおいては、レンズ面Ｓ１ａに410nmの平行光を照射した際、光の透過率は９５％であり、ビームスポット形状は良好であった。
したがって、実施例５により、高い開口数を有する光集光性の良い対物レンズを提供できることがわかる。また、光ピックアップ装置において実施例５のレンズを対物レンズとして用いることにより、情報記録の大容量化を実現できることがわかる。
【０１２１】
一方、比較例２のレンズにおいては、レンズ面Ｓ１に410nmの平行光を照射した際、光の透過率は９０％と低く、ビームスポット形状はスポット幅が広くなり実用上不十分であった。
したがって、比較例２のレンズは、波長410nmのレーザ光を用いる光ピックアップ装置の対物レンズには不適であり、また、比較例２のレンズによっては、光情報記録の大容量化の実現は困難であることがわかる。
【０１２２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、波長６３０〜６８０ｎｍのレーザ光源を備える光情報記録再生装置に設けられる光学レンズにおいて、周辺領域の方が、中央部に比べて、レーザ光源から出た光を相対的により多く透過することになる。したがって、ビームスポット形状の小径化と、透過光量の向上を図ることができ、波長６３０〜６８０ｎｍのレーザ光を用いた光情報記録再生に用いる光学レンズをより高性能化できる。また、光集光性の良い高ＮＡの光学レンズを提供できる。また、ビームスポット形状の崩れを防止でき、バランス良く、スポット形状を小径化できるとともに、透過光量を確保できる。
請求項２記載の発明によれば、光出射側レンズ面において、周辺領域の方が、中央部に比べて、光を比較的多く透過することになるので、ビームスポット径の小径化、透過光量の向上に寄与できる。
【０１２３】
請求項３記載の発明によれば、角度θが比較的大きい光入射側レンズ面の周辺部における透過光量が、中央部における透過光量に比べて相対的に多くなりすぎるのが抑えられる。したがって、ビームスポット形状の崩れを防止でき、バランス良く、スポット径を小径化できるとともに、透過光量を確保できる。
【０１２４】
請求項４記載の発明によれば、波長６５０〜６７０ｎｍの範囲内のレーザ光源から出た光のビームスポット形状の小径化と、光の透過光量の向上とを、よりバランス良く可能とすることができる。
請求項５記載の発明によれば、波長６３０〜６８０ｎｍのレーザ光を用いたＤＶＤの光情報記録再生と、波長７７０〜７９０ｎｍのレーザ光を用いたＣＤの光情報記録再生と、に用いる光学レンズを、より高性能化することができる。
【０１２５】
請求項６記載の発明によれば、波長４００〜４４０ｎｍのレーザ光源を備える光情報記録再生装置に設けられる光学レンズにおいて、周辺領域の方が、中央部に比べて、光を比較的多く透過することになる。したがって、ビームスポット形状の小径化と、透過光量の向上を図ることができ、波長４００〜４４０ｎｍのレーザ光を用いた光情報記録再生に用いる光学レンズをより高性能化できる。また、光集光性の良い高ＮＡの光学レンズを提供できる。
また、ビームスポット形状の崩れを防止でき、バランス良く、スポット形状を小径化できるとともに、透過光量を確保できる。
請求項７記載の発明によれば、光出射側レンズ面において、周辺領域の方が、中央部に比べて、光を比較的多く透過することになるので、ビームスポット径の小径化、透過光量の向上に寄与できる。
【０１２６】
請求項８記載の発明によれば、波長４００〜４４０ｎｍのレーザ光源を備える光情報記録再生装置に設けられ、第１レンズと第２レンズとを備える光学レンズにおいて、周辺領域の方が、中央部に比べて、光を比較的多く透過することになる。したがって、ビームスポット形状の小径化と、透過光量の向上を図ることができ、波長４００〜４４０ｎｍのレーザ光を用いた光情報記録再生に用いる光学レンズをより高性能化できる。また、光集光性の良い高ＮＡの光学レンズを提供できる。
また、ビームスポット形状の崩れを防止でき、バランス良く、スポット形状を小径化できるとともに、透過光量を確保できる。
請求項９記載の発明によれば、光出射側レンズ面において、周辺領域の方が、中央部に比べて、光を比較的多く透過することになるので、ビームスポット径の小径化、透過光量の向上に寄与できる。
【０１２７】
請求項１０記載の発明によれば、ビームスポット径の小径化と、透過光量の向上を図ることができる。よって、光記録媒体へ情報をより高密度に記録したり、より高密度に情報が記録された光記録媒体から情報を再生することができ、よって、光記録媒体の大容量化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態例のレンズを示す概略縦断面図である。
【図２】図１に示すレンズの部分拡大断面図である。
【図３】図１に示すレンズを備える光ピックアップ装置を示す概略構成図である。
【図４】第３の実施の形態例のレンズを示す概略縦断面図である。
【図５】第１の実施の形態例のレンズに適用される反射防止コートの層構成と、光の反射率が極小となる波長と、を示す表である。
【図６】図５に示す層構成の反射防止コートを有する第１の実施の形態例のレンズの光の透過率と、この透過率およびビームスポット形状の評価とを示す表である。
【図７】ビームスポット形状の評価について説明するための図面である。
【図８】第２・第３の実施の形態例のレンズに適用される反射防止コートの層構成と、光の反射率が極小となる波長と、を示す表である。
【図９】図８に示す層構成の反射防止コートを有する第２の実施の形態例のレンズの光の透過率と、この透過率およびビームスポット形状の評価とを示す表である。
【図１０】図８に示す層構成の反射防止コートを有する第３の実施の形態例のレンズの第１レンズの光の透過率と、この透過率およびビームスポット形状の評価とを示す表である。
【図１１】図５、図８に示した層構成の反射防止コートの光の反射率の波長依存性の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ レンズ（光学レンズ）
３ 反射防止コート（反射防止膜）
４ 反射防止コート（反射防止膜）
７ レンズ（光学レンズ）
７ａ 第１レンズ
７ｂ 第２レンズ
１０ 光ピックアップ装置（光情報記録再生装置）
１１ 半導体レーザ光源（レーザ光源）
１５ 対物レンズ（光学レンズ）
Ｃ１、Ｃ１ａ、Ｃ１ｂ、Ｃ２、Ｃ２ａ、Ｃ２ｂ 中央部
Ｐ１ 周辺部
Ｒ 光記録媒体
Ｓ１、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ レンズ面（光入射側レンズ面）
Ｓ２、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ レンズ面（光出射側レンズ面）

Claims (9)

1. 少なくとも波長６３０〜６７０ｎｍの範囲内の波長のレーザ光源から出た光を、光記録媒体上に集光することにより、この光記録媒体への情報の記録と、前記光記録媒体に記録された情報の再生と、の少なくとも一方を実行可能な光情報記録再生装置に設けられ、前記光を前記光記録媒体上に集光する光学レンズであって、 レンズ面上の一位置における法線と、光軸と、がなす角度をθとした場合に、前記レーザ光源から出た光が入射する側の光入射側レンズ面は、角度θが４５度以上である周辺部を有しており、前記光入射側レンズ面に反射防止膜が設けられ、この反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長６８０〜８２０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする光学レンズ。
2. 前記光入射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長７１０〜７９０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
3. 光を出射する側の光出射側レンズ面に反射防止膜が設けられ、この反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光出射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長６５０〜８００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学レンズ。
4. 前記光出射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光出射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長６８０〜７９０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする請求項３に記載の光学レンズ。
5. 前記光入射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚は、角度θが４５度である前記光入射側レンズ面の周辺部において角度０度で入射する光の反射率が波長４８０〜５８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学レンズ。
6. 波長６５０〜６７０ｎｍの範囲内の少なくとも一種類の波長のレーザ光源を備える光情報記録再生装置に設けられ、 前記レーザ光源から出た光が入射する側の光入射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長７００〜８２０ｎｍの範囲内に極小値を示すとともに、角度θが４５度である前記光入射側レンズ面の周辺部において角度０度で入射する光の反射率が波長４９０〜５８０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されており、 光出射側レンズ面に設けられる反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光出射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長６７０〜８００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学レンズ。
7. 波長６３０〜６７０ｎｍの範囲内の少なくとも一種類の波長のレーザ光源から出た光と、波長７８０〜７９０ｎｍの範囲内の少なくとも一種類の波長のレーザ光源から出た光を、それぞれ光記録媒体上に集光することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学レンズ。
8. 波長４００〜４４０ｎｍの範囲内の少なくとも一種類の波長のレーザ光源から出た光を光記録媒体上に集光することにより、この光記録媒体への情報の記録と、前記光記録媒体に記録された情報の再生と、の少なくとも一方を実行可能な光情報記録再生装置に設けられ、前記光を前記光記録媒体上に集光する光学レンズであって、 レンズ面上の一位置における法線と、光軸と、がなす角度をθとした場合に、前記レーザ光源から出た光が入射する側の光入射側レンズ面は、角度θが５３度以上である周辺部を有しており、 前記光入射側レンズ面に反射防止膜が設けられ、この反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光入射側レンズ面の中央部において角度０度で入射する光の反射率が波長４６０〜６５０ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする光学レンズ。
9. 光を出射する側の光出射側レンズ面に反射防止膜が設けられ、この反射防止膜の膜厚は、角度θが０度である前記光出射側レンズ面の中央部において角度０度で入 射する光の反射率が波長４１０〜５００ｎｍの範囲内に極小値を示すよう、厚さが設定されていることを特徴とする請求項８記載の光学レンズ。

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