JP5056271B2 - 対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、光情報記録媒体への情報の記録と、光情報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情報記録再生装置用の光ピックアップ装置に用いられる対物レンズと、この対物レンズを備える光ピックアップ装置に関する。特に、少なくとも３８０〜４２０ｎｍの波長の光束と６３０〜８１０ｎｍの波長の光束を含む複数の光束を光情報記録媒体に集光させる対物レンズ及びこの対物レンズを備える光ピックアップ装置に関する。

従来より、光記録媒体への情報の記録や、光情報記録媒体に記録された情報の再生を行う装置として、光ピックアップ装置（情報記録再生装置）がある。光ピックアップ装置とは、半導体レーザ光源から出射された光を対物レンズ（光学レンズ）により光情報記録媒体の情報記録面に集光し、情報の記録や再生を行うものである。

また、近年では、光情報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：ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｐｅｒｔｕｒｅ）に反比例するため、対物レンズの高ＮＡ化が進んでおり、最近では、光源側開口数が０．８〜０．９の対物レンズを用い、波長３８０〜４２０ｎｍの光束を光情報記録媒体（Ｂｌｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃと呼ばれる）に集光させる光ピックアップ装置が開発されている。

また、光ピックアップ装置は、１種類の光情報記録媒体の記録及び／または再生が行えるだけでは十分ではなく、従来のＣＤ（波長７８０ｎｍ前後、ＮＡ０．４５）やＤＶＤ（波長６５０ｎｍ前後、ＮＡ０．６）といった光情報記録媒体へも対応することが求められている。

ところで、光源から出射される光束を効率よく利用するために、光ピックアップ装置の光学部品には、透過率を高める工夫がなされている。例えば、対物レンズ等の光学面には、反射防止膜が形成され、光の干渉を利用して光学面から反射する光の量を抑制するようにしている。

例えば、特許文献１では、光源側開口数（ＮＡ）０．８５のブルー専用光ピックアップ装置に用いられる対物レンズの光源側の表面に対し、１〜３層の反射防止膜を形成することで、反射光の量を抑制し透過率を高めている。
しかしながら、特許文献１に開示の技術において、複数の波長に対して情報の書込み及び／又は読取りを行える互換型光ピックアップ装置に用いる対物レンズに反射防止膜を成膜する場合、それに入射する異なる波長の光束それぞれに対して、反射防止を実現することは困難であった。

一方、反射防止コートにおいては、光の入射角が大きいほど、光の反射率の波長依存性が短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、中央部から外周部へ行くほど、光の入射角は大きい。そのため、従来の対物レンズにおいては、外周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、より短波長側にシフトすることとなり、その結果、外周部において入射する光の反射率を極小とする波長は、中央部において入射する光の反射率を極小とする波長よりも、より短波長であった。したがって、従来の反射防止コートが設けられた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、外周部ではレーザ光に対する反射率がより高いため、外周部の透過光量が中央部の透過光量に比べて相対的に少なくなる結果、レンズ全体の透過光の分光強度の劣化や、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。

高ＮＡの対物レンズはレンズ面の曲率が大きいため、レンズの外周部における光の入射角が非常に大きい。このため、外周部を透過する光量が低下する程度が非常に大きくなってしまい、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。

特許文献２では、反射防止コートの反射極小波長を用いられる３８０〜４２０ｎｍの波長より長波長側に設定した特殊な反射防止膜を形成することで、スポット径の小径化と、透過光量の確保をバランス良く行った対物レンズを記載している。

このような対物レンズを得るためには、反射防止コートの対応する波長域を広くとる必要があるが、結果として反射防止膜の層数や各層の厚さ、総膜厚の増大を容認せざるをえない。しかし、層数や各層の厚さ、総膜厚の増大により、高温環境や高湿環境に対する耐環境性が低下したり長時間の光照射に対する耐光性が低下したりするという問題が発生した。しかしながら、特許文献２では、対物レンズの透過光量と耐環境性や耐光性とのバランスについては考慮されておらず、十分ではなかった。

また、更なる検討の結果、真空蒸着法でレンズ表面に反射防止膜を形成する場合、レンズへの入射角度が増大するのに伴い反射防止膜の膜厚が減少することが判明した。入射角度０°での光学膜厚Ｄｎｍに対して、入射角度θでの光学膜厚は約Ｄｃｏｓ（３／４θ）〜Ｄｃｏｓ（８／９θ）ｎｍになっている。一般的な蒸着装置では、蒸発源がレンズをセットするドームの中心よりオフセットした位置に配置され、レンズをセットするドームが任意の角度を持っているため、光学膜厚は、ドームにセットするレンズ面の向きや位置により、蒸発源からの蒸発材料の入射角度が異なり、ある程度の分布を有してしまうこととなることがわかった。従って、光源側開口数が大きくなるに従い膜厚の減少具合の差が大きくなり、レンズ外周部での反射率が高くなり、外周部の透過率が更に落ちてしまうという問題も判明した。
特願２００７−１２７９５４ 特開２００５−３１３６１号公報

したがって、本発明の主な目的は、複数の波長領域の光に対し互換性を有する対物レンズであって、各波長の透過率を高く確保しつつ、耐環境性や耐光性を有する対物レンズ、及びそれを用いた光ピックアップ装置を提供することにある。

本発明の一態様によれば、
光源からの光により光情報記録媒体の書込み及び／又は読出しを行う光ピックアップ装置に用いられる対物レンズであって、波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４２０ｎｍ）と波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦８１０ｎｍ）とを含む複数の波長の光束を前記光情報記録媒体に集光させる対物レンズにおいて、
波長λ１に対する光源側開口数が０．８〜０．９であり、
波長λ２に対する光源側開口数が０．７以下であり、
前記光源側の表面における前記波長λ１の光束の最大入出射角度θｍａｘが、６０°≦θｍａｘ≦７２°であり、
前記光源側の表面には、その表面の中心部に対し垂直に入射する光束の波長４００〜１２００ｎｍ領域での反射率が３．０％以下である帯域が７００〜８００ｎｍである反射防止膜が形成されており、
前記反射防止膜は複数層から構成されており、
前記反射防止膜の層数は７層以上１１層以下であり、
前記反射防止膜を構成する層のうち少なくとも２層が低屈折率材料と高屈折率材料とからそれぞれ形成されており、
前記低屈折率材料が、波長５００ｎｍの光に対する屈折率ｎ _Ｌ が１．３≦ｎ _Ｌ ＜１．５５であり、
前記高屈折率材料が、波長５００ｎｍの光に対する屈折率ｎ _Ｈ が１．８≦ｎ _Ｈ ＜２．１であることを特徴とする対物レンズが提供される。

本発明の他の態様によれば、
前記対物レンズを備える光ピックアップ装置であって、
前記対物レンズがプラスチック成形されていることを特徴とする光ピックアップ装置が提供される。

本発明によれば、各波長の光に対する透過率を高く確保しつつ、耐環境性や耐光性を有する対物レンズ及びそれを用いる光ピックアップ装置を提供することができる。

次に、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。

本実施形態では、始めに、本発明の好ましい実施形態に係る（Ａ）光ピックアップ装置について説明し、その後に（Ｂ）対物レンズについて説明する。

（Ａ）光ピックアップ装置
図１に示すように、光ピックアップ装置１には、光源として、３種類の半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３が具備されている。

半導体レーザ発振器ＬＤ１は、ＢＤ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃ）１０用として波長３８０〜４２０ｎｍ中の特定波長（例えば４０５ｎｍ）の光束Ｌ１を出射するようになっている。半導体レーザ発振器ＬＤ２は、ＤＶＤ２０用として波長６３０〜６７０ｎｍ中の特定波長（例えば６５５ｎｍ）の光束Ｌ２を出射するようになっている。半導体レーザ発振器ＬＤ３は、ＣＤ３０用として波長７６０〜８１０ｎｍ中の特定波長（例えば７８０ｎｍ）の光束Ｌ３を出射するようになっている。

半導体レーザ発振器ＬＤ１から出射される青紫色光の光軸方向には、図１中下方から上方に向かって、シェイバＳＨ１、スプリッタＢＳ１、コリメータＣＬ、スプリッタＢＳ４，ＢＳ５及び対物レンズ１５が順次配設されている。対物レンズ１５と対向する位置には、光情報記録媒体として、ＢＤ１０，ＤＶＤ２０，ＣＤ３０が配置されるようになっている。

スプリッタＢＳ１の図１中右方には、シリンドリカルレンズＬ１１、凹レンズＬ１２及び光検出器ＰＤ１が順次配設されている。

半導体レーザ発振器ＬＤ２から出射される赤色光の光軸方向には、図１中左方から右方に向けてスプリッタＢＳ２，ＢＳ４が順次配設されている。
スプリッタＢＳ２の図１中下方にはシリンドリカルレンズＬ２１、凹レンズＬ２２及び光検出器ＰＤ２が順次配設されている。

半導体レーザ発振器ＬＤ３から出射される光の光軸方向には、図１中右方から左方に向けてスプリッタＢＳ３，ＢＳ５が順次配設されている。
スプリッタＢＳ３の図１中下方にはシリンドリカルレンズＬ３１、凹レンズＬ３２及び光検出器ＰＤ３が順次配設されている。

対物レンズ１５は、ＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０に対向配置されるものであり、各半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から出射された光を、ＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０に集光させるようになっている。ＢＤ１０、ＤＶＤ２０及びＣＤ３０はそれぞれ記録面１０ａ，２０ａ，３０ａを有しており、各記録面１０ａ，２０ａ，３０ａの表面が透明保護基板で覆われた構成を有している。

対物レンズ１５には、２次元アクチュエータ２が具備されており、２次元アクチュエータ２の動作により、対物レンズ１５は上下方向（又は左右方向）に移動自在となっている。

次に、光ピックアップ装置１の作用について説明する。

本実施形態における光ピックアップ装置１は、光情報記録媒体の種類によってそれぞれ異なる動作をするため、以下において、ＢＤ１０、ＤＶＤ２０及びＣＤ３０に対する動作態様の詳細について、それぞれ説明する。

始めに、ＢＤ１０に対する光ピックアップ装置１の動作について説明する。
ＢＤ１０への情報の記録及び／又は再生動作時には（ＢＤ１０の書込み及び／又は読出しを行う際には）、半導体レーザ発振器ＬＤ１が光束Ｌ１を出射する。光束Ｌ１は、シェイバＳＨ１を透過して整形され、スプリッタＢＳ１を透過して、コリメータＣＬで平行光とされ、その後各スプリッタＢＳ４，ＢＳ５、対物レンズ１５及びＢＤ１０の透明保護基板を透過し、ＢＤ１０の記録面１０ａに集光スポットを形成する。

集光スポットを形成した光束Ｌ１は、ＢＤ１０の記録面１０ａで情報ピットにより変調され、記録面１０ａによって反射される。反射された光束Ｌ１は、ＢＤ１０の透明保護基板、対物レンズ１５、スプリッタＢＳ５及びコリメータＣＬを透過し、スプリッタＢＳ１で反射した後、シリンドリカルレンズＬ１１を透過して、非点収差が与えられる。その後、光束Ｌ１は、凹レンズＬ１２を透過して、光検出器ＰＤ１で受光される。

以後、このような動作が繰り返し行われ、ＢＤ１０に対する情報の記録動作や、ＢＤ１０に記録された情報の再生動作が完了する。

次に、ＤＶＤ２０に対する光ピックアップ装置１の動作について説明する。
ＤＶＤ２０への情報の記録及び／又は再生動作時には（ＤＶＤ２０の書込み及び／又は読出しを行う際には）、半導体レーザ発振器ＬＤ２が光束Ｌ２を出射する。光束Ｌ２は、スプリッタＢＳ２を透過し、スプリッタＢＳ４によって反射される。反射された光束Ｌ２は、スプリッタＢＳ５、対物レンズ１５及びＤＶＤ２０の透明保護基板を透過し、ＤＶＤ２０の記録面２０ａに集光スポットを形成する。

集光スポットを形成した光束Ｌ２は、ＤＶＤ２０の記録面２０ａで情報ピットにより変調されて、記録面２０ａによって反射される。反射された光束Ｌ２は、ＤＶＤ２０の透明保護基板、対物レンズ１５及びスプリッタＢＳ５を透過し、各スプリッタＢＳ４，ＢＳ２で反射した後、シリンドリカルレンズＬ２１を透過して、非点収差が与えられる。その後、光束Ｌ２は、凹レンズＬ２２を透過して、光検出器ＰＤ２で受光される。

以後、このような動作が繰り返し行われ、ＤＶＤ２０に対する情報の記録動作や、ＤＶＤ２０に記録された情報の再生動作が完了する。

最後に、ＣＤ３０に対する光ピックアップ装置１の動作について説明する。
ＣＤ３０への情報の記録及び／又は再生時には（ＣＤ３０の書込み及び／又は読出しを行う際には）、半導体レーザ発振器ＬＤ３から光束Ｌ３が出射される。光束Ｌ３は、スプリッタＢＳ３を通過し、スプリッタＢＳ５によって反射される。反射された光束Ｌ３は、対物レンズ１５及びＣＤ３０の透明保護基板を透過し、ＣＤ３０の記録面３０ａに集光スポットを形成する。

集光スポットを形成した光束Ｌ３は、ＣＤ３０の記録面３０ａで情報ピットにより変調されて、記録面３０ａによって反射される。反射された光束Ｌ３は、ＣＤ３０の透明保護基板及び対物レンズ１５を透過し、各スプリッタＢＳ５，ＢＳ３で反射した後、シリンドリカルレンズＬ３１を透過して、非点収差が与えられる。その後、光束Ｌ３は、凹レンズＬ３２を透過して、光検出器ＰＤ３で受光される。

以後、このような動作が繰り返し行われ、ＣＤ３０に対する情報の記録動作や、ＣＤ３０に記録された情報の再生動作が完了する。

なお、光ピックアップ装置１では、ＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０に対する情報の記録及び／又は再生動作時に、各光検出器ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３でのスポットの形状変化又は位置変化による光量変化を検出して、合焦検出又はトラック検出を行うようになっている。そして、このような光ピックアップ装置１は、各光検出器ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３の検出結果に基づいて、２次元アクチュエータ２が半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３からの光をＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０の記録面１０ａ，２０ａ，３０ａに結像するように対物レンズ１５を移動させるとともに、半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３からの光を各記録面１０ａ，２０ａ，３０ａの所定のトラックに結像させるように対物レンズ１５を移動させるようになっている。

また、光ピックアップ装置１では、光束Ｌ１によりＢＤ１０に記録及び／又は再生を行う場合には、対物レンズ１５の像側開口数（ＮＡ）が０．８〜０．９となっている。他方、光束Ｌ２，Ｌ３によりＤＶＤ２０，ＣＤ３０に記録及び／又は再生を行う場合には、対物レンズ１５の像側開口数（ＮＡ）が０．７以下となっている。好ましくは、光束Ｌ２によりＤＶＤ２０に記録及び／又は再生を行う場合には、対物レンズ１５の像側開口数が０．６０〜０．７０となっており、光束Ｌ３によりＣＤ３０に記録及び／又は再生を行う場合には、対物レンズ１５の像側開口数が０．４２〜０．５２となっている。

（Ｂ）対物レンズ
図２に示すように、対物レンズ１５はプラスチック成形されたレンズ本体７０を有し、レンズ本体７０の表面に反射防止膜８１，８２が形成された構成を有している。

レンズ本体７０は熱可塑性樹脂で構成されており、好ましくは一般化学式（１）で表現される環状オレフィン系共重合体で構成されている。

一般化学式（１）中、「Ｒ^１」は、炭素数２〜２０の炭化水素基群から選ばれる１種ないし２種以上の二価の基、「Ｒ^２」は、水素および炭素数１〜５の炭化水素基からなる群から選ばれる１種ないし２種以上の一価の基、「ｘ」および「ｙ」は共重合比を示し、ｘ／ｙが５／９５以上、９５／５以下となる実数である。

一般化学式（１）において、「Ｒ^１」は好ましくは炭素数２〜１２の炭化水素基群から選ばれる１種ないし２種以上の二価の基であり、さらに好ましくは、一般化学式（２）で表される二価の基であり、最も好ましくは、一般化学式（２）においてｐが０または１である二価の基である。「Ｒ^１」の構造は１種のみを用いても、２種以上を併用しても構わない。

一般化学式（２）中、「ｐ」は、０乃至２の整数である。

また、一般化学式（１）において、「Ｒ^２」の例としては水素、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、Ｉ−プロビル基、ｎ−ブチル基、２−メチルプロビル基等が挙げられる。「Ｒ^２」は好ましくは水素及び／または−ＣＨ_３であり、最も好ましくは水素である。

また、レンズ本体７０を構成する共重合のタイプについては特に制限されるものではなく、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、交互共重合等、公知の様々な共重合タイプを適用することができるが、好ましくはランダムコポリマーである。レンズ本体７０を構成可能な市販の樹脂としては、三井化学社製ＡＰＥＬ等が挙げられる。

レンズ本体７０は、半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から出射された光束Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が入射する光学面７１（以下「Ｓ１面７１」という。）と、光束Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が対物レンズ１５中を透過してＢＤ１０，ＤＶＤ２０，ＣＤ３０に向けて出射する光学面７２（以下「Ｓ２面７２」という。）とを、有している。

Ｓ１面７１は半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３側（光源側）に配置された面であり、Ｓ２面７２はＢＤ１０，ＤＶＤ２０，ＣＤ３０側（像側）に配置された面である。

Ｓ１面７１には反射防止膜８１が形成されており、反射防止膜８１は総膜厚が４９０ｎｍ〜５５０ｎｍとなっている。反射防止膜８１は複数の層を積層した積層構造を有しており、好ましくはその層数が奇数であり、さらに好ましくは９層である。反射防止膜８１を構成する層のうち少なくとも２層が低屈折率材料と高屈折率材料とからそれぞれ形成されており、好ましくはレンズ本体７０に直に低屈折率材料の層が形成され、その上に高屈折率材料の層が形成される。反射防止膜８１の層数が３層以上であれば、好ましくはレンズ本体７０に直に低屈折率材料の層が形成され、その上に高屈折率材料の層と低屈折率材料の層とが交互に積層される。

「低屈折率材料」とは波長５００ｎｍの光に対する屈折率ｎ_Ｌが１．３≦ｎ_Ｌ＜１．５の材料であり、「高屈折率材料」とは波長５００ｎｍの光に対する屈折率ｎ_Ｈが１．８≦ｎ_Ｈ＜２．１の材料である。低屈折率材料としては、例えば、酸化シリコン、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、氷晶石などがあり、好ましくは酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を主成分とする材料を用いるのがよい。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、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸素含有窒化シリコンなどがあり、好ましくは酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）を主成分とする材料を用いるのがよい。

なお、これらの材料は１種類で用いられることにより、単独成分からなる層を構成することとしてもよいし、複数種類で用いられることにより、複数成分からなる層を構成することとしてもよい。また、複数種類の材料を用いる場合としては、混合物を蒸着材料とする場合や、別々の材料を同時に蒸着材料とする場合などがある。このような反射防止膜８１は、例えば特開平１０−１６０９０６号公報に開示の技術によって積層状に成膜されることが好ましいが、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、従来より周知の成膜方法によって成膜されてもよい。

反射防止膜８１では、低屈折率材料で構成された層のうち、最も厚い層の厚さＴ_{Ｌ−ＭＡＸ}が１００ｎｍ≦Ｔ_{Ｌ−ＭＡＸ}＜１９０ｎｍとなっており、高屈折率材料で構成された層のうち、最も厚い層の厚さＴ_{Ｈ−ＭＡＸ}は６５ｎｍ≦Ｔ_{Ｈ−ＭＡＸ}＜９０ｎｍとなっている。

Ｓ２面７２には反射防止膜８２が形成されている。反射防止膜８２は反射防止膜８１と同様の構成を有しており、好ましくはその層数が５層又は７層である。本実施形態では反射防止膜８１，８２を両方設けているが、反射防止膜８２は設けなくてもよい。

以上の対物レンズ１５では、その分光特性として、Ｓ１面７１に反射防止膜８１が形成されていることにより、Ｓ１面７１の中心部７３に対し垂直に入射する光束の波長４００〜１２００ｎｍ領域での反射率が３．０％以下である帯域（波長幅）が７００〜８００ｎｍであるという性質を有しており、好ましくは光束の波長１１００〜１２００ｎｍ領域での平均反射率が２．０〜３．５％となっている。

本発明において、「波長４００〜１２００ｎｍ領域での反射率が３．０％以下である帯域（波長幅）が７００〜８００ｎｍである」とは、波長４００〜１２００ｎｍの範囲の波長に対して反射率が３．０％以下となる帯域の幅が、連続的に７００ｎｍ以上、８００ｎｍより小さくなることを意味する。従って、４００〜１２００ｎｍの一部の波長に対して反射率が３．０％より大きくなる帯域を有することとなる。

更に、対物レンズ１５では、Ｓ１面７１における光束Ｌ１の最大入出射角度（最大見込み角）θｍａｘは６０°≦θｍａｘ≦７２°となっている。ここでいう「最大入出射角度θｍａｘ」とは、光束がＳ１面７１の有効径の端部でＳ１面７１と交わる点における法線と光軸とが交わる角度である（図２参照）。

以上の実施形態によれば、対物レンズ１５のＳ１面７１には、一定の分光特性を有する反射防止膜８１が形成されているから、波長３８０〜４２０ｎｍ，波長６３０〜６７０ｎｍ，波長７６０〜８１０ｎｍの各波長の光束Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対する透過率を高く確保することができ、高温環境や高湿環境に対する耐環境性やこれら光束Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対する耐光性を向上させることができる（下記実施例参照）。

なお、対物レンズ１５のレンズ本体７０には回折構造が形成されてもよいし、形成されていなくてもよい。また、反射防止膜８１の層数は特に限定はないが、７〜１１層であることが好ましく、層数が奇数であることが更に好ましく、上記の通り９層であるのが特に好ましい。

反射防止膜８１の層数が７層より少ない場合、上記分光特性を達成するためにはいずれかの層を極端に厚くしたり又は薄くしたりする必要がある。反射防止膜８１のいずれかの層を極端に厚くすれば、高温環境や高湿環境に対する耐環境性や耐光性が低下する可能性がある。逆に反射防止膜８１のいずれかの層を極端に薄くすれば、反射特性の再現性に劣り生産性が低下する可能性がある。そのため、反射防止膜８１は層数が７層以上であることが好ましい。

反射防止膜８１の層数が８層，１０層（偶数層）である場合は、最外層が低屈折率材料で構成する必要があることに伴い、レンズ本体７０に直に接触する層が高屈折率材料となる。レンズ本体７０に直に接触する層が高屈折率材料で構成されると、波長３８０〜４２０ｎｍの光束Ｌ１に対する耐光性が低下する可能性がある。そのため、反射防止膜８１は層数が７層、９層、１１層等の奇数層であることが好ましい。

反射防止膜８１の層数が１２層以上である場合は、上記分光特性を達成するためにはいずれかの層を極端に薄くする必要がある。反射防止膜８１のいずれかの層を極端に薄くすれば、反射特性の再現性に劣り生産性が低下する可能性があり、更には層数の増加で耐環境性が低下したりコストアップにつながったりする可能性がある。そのため、反射防止膜８１は層数が１１層以下であることが好ましい。

（１）サンプルの作製・特性
基材として三井化学社製ＡＰＥＬを成形して下記のレンズ特性を有する１０個の成形品を作製した（これら成形品には回折構造を形成していない。）。

波長５００ｎｍの光に対する中央部での屈折率…１．５５
波長４０５ｎｍの光における光源側開口数ＮＡ（ＢＤ向け）…０．８５
波長６５５ｎｍの光における光源側開口数ＮＡ（ＤＶＤ向け）…０．６
波長７８０ｎｍの光における光源側開口数ＮＡ（ＣＤ向け）…０．４５
波長４０５ｎｍの光における最大見込み角（ＢＤ向け）…６８°
波長６５５ｎｍの光における最大見込み角（ＤＶＤ向け）…５５°
波長７８０ｎｍの光における最大見込み角（ＣＤ向け）…４５°

その後、これら成形品に対し表１〜表２に示す複数層の反射防止膜を形成した。これら１０個のサンプルを反射防止膜の膜種に応じて「実施例１〜５，比較例１〜５」とした。

表１〜表２中、「層Ｎｏ．」が「１」である層が樹脂成形品（基材）に直に成膜した層である。各層の構成材料のうち「Ｌ５」は低屈折率材料であってメルク（株）製サブスタンスＬ５である。

（２）サンプルの特性
（２．１）反射率の測定
実施例１〜５，比較例１〜５の各サンプルについて、波長４００〜１２００ｎｍにおける光に対する反射率（％）を測定した。その測定結果を図３，図４，表３に示す。特に表３には、波長４００〜１２００ｎｍ領域の光に対する反射率が３．０％以下である帯域（波長幅）と、波長１１００〜１２００ｎｍ領域の光に対する平均反射率（％）とを、記載している。

（２．２）透過率の測定
実施例１〜５，比較例１〜５の各サンプルについて、日立社製分光光度計U-4000を用い波長４０５ｎｍ，６５５ｎｍ，７８０ｎｍの各光に対する透過率（％）を測定した。その測定結果を表３に示す。

（２．３）瞳透過率の測定
実施例１〜５，比較例１〜５の各サンプルについて、ブルースポット検査機を用い波長４０５ｎｍの光に対する有効径最外周部の透過率（％）を測定した。その測定結果を表３に示す。

（２．４）反射防止膜の観測
実施例１〜５，比較例１〜５の各サンプルについて、表１，表２の内容に基づき反射防止膜を総合的に観測した。その観測結果を表３に示す。表３中、「Ｌ材の最大厚さ」とは反射防止膜（Ｓ１面）を構成する低屈折率材料層のうち最も厚い層の厚さであり、「Ｈ材の最大厚さ」とは反射防止膜（Ｓ１面）を構成する高屈折率材料層のうち最も厚い層の厚さである。

（３）サンプルの評価
（３．１）透過率評価
上記「透過率の測定」の結果に基づき、波長４０５ｎｍの光に対する透過率の観点から、実施例１〜５，比較例１〜５の各サンプルを評価した。その評価結果を表４に示す。表４中、「○」，「△」，「×」の基準は下記の通りである。

「○」…透過率が９３％以上である
「△」…透過率が９１％以上で９３％未満である
「×」…透過率が９１％未満である

（３．２）瞳透過率評価
上記「瞳透過率の測定」の結果に基づき、その透過率の観点から、実施例１〜５，比較例１〜５の各サンプルを評価した。その評価結果を表４に示す。表４中、「○」，「△」，「×」の基準は下記の通りである。

「○」…透過率が８７％以上である
「△」…透過率が８５％以上で８７％未満である
「×」…透過率が８５％未満である

（３．３）耐環境性評価
実施例１〜５，比較例１〜５の各サンプルについて、下記の耐熱試験，高温高湿試験をそれぞれ行い、その試験結果から、耐環境性を評価した。その評価結果を表４に示す。表４中、「○」，「×」の基準は下記の通りである。

耐熱試験：温度８５℃の環境下に１６８時間放置後、室温環境で機能膜面の外観を評価した。
高温高湿試験：温度６０℃湿度９０％の環境下に１６８時間放置後、室温環境で機能膜面の外観を評価した。

「○」…外観評価で、耐熱試験（８５℃）、高温高湿試験後に変化なし
「△」…外観評価で、耐熱試験（８５℃）、高温高湿試験後に極僅かに反射防止膜の膜面に変形が認められるが、実用上許容の範囲にある
「×」…外観評価で、耐熱試験（８５℃）、高温高湿試験の何れかで反射防止膜の膜面にクラック又は膜剥がれが発生

（３．４）耐光性評価
温度８５℃，相対湿度５％の雰囲気下において、波長４０５ｎｍの光をコリメータレンズで平行光にした後、その平行光を実施例１〜５，比較例１〜５の各サンプルにそれぞれ集光させた。Ｓ１面に入射するときの光強度は２５ｍＷ／ｍｍ^２とした。光の照射時間が２００時間経過したときの反射防止膜の膜面の外観を観察するとともに、表面粗さ計を用いて当該膜面の面形状変化量を測定した。その測定結果から、実施例１〜５，比較例１〜５の各サンプルについて耐光性を評価した。その評価結果を表４に示す。表４中、「○」，「×」の基準は下記の通りである。

「○」…２００時間経過後でも変化なし
「△」…２００時間経過後に極僅かに面形状の変形が認められるが、実用上許容の範囲にある
「×」…２００時間経過後に膜の剥がれ又はクラックの発生、面形状の変形が発生

（３．５）総合評価
上記の結果を踏まえ、実施例１〜５，比較例１〜５の各サンプルについて、対物レンズとして最適なものか否か（実用レベルに達しているか否か）に着目して総合的に評価した。その評価結果を表４に示す。表４中、「○」，「×」の基準は下記の通りである。

「○」…実用レベルを上回っている（上記が全て○で構成されている）
「×」…実用レベルを下回っている（上記の中にひとつでも△又は×がある）

（４）まとめ
表４の結果から、実施例１〜５と比較例１〜５とのサンプルをそれぞれ比較すると、実施例１〜５のサンプルは透過率が高く耐環境性や耐光性の面でも優れていることがわかる。以上から、対物レンズの表面（Ｓ１面）に、そのＳ１面の中心部に対し垂直に入射する光束の波長４００〜１２００ｎｍ領域での反射率が３．０％以下である帯域が７００〜８００ｎｍである反射防止膜を形成することが有用であることがわかった。

（１）サンプルの作製・特性
実施例１で用いたものと同様の成形品に対して、表５に示す複数層の反射防止膜を形成し、これら５個のサンプルを反射防止膜の膜種に応じて「実施例６〜１０」とした。

（２）サンプルの特性
実施例１と同様に、実施例６〜１０の各サンプルについて、反射率の測定、透過率の測定、瞳透過率の測定、反射防止膜の観測を行い、結果を図５，表６に示した。

（３）サンプルの評価
実施例１で作製したサンプル「実施例１〜５」と、「実施例６〜１０」とについて、実施例１と同様に耐環境性及び耐光性評価を行い、結果を表７に示した。

表７の結果から、本発明の反射防止膜においては、特に９層構成であるときに、耐環境性及び耐光性が特に優れることがわかった。

本発明の好ましい実施形態に使用される光ピックアップ装置の概略構成を示す図面である。 本発明の好ましい実施形態に使用される対物レンズの概略構成を示す図面である。 本発明の好ましい実施例に係るサンプル（実施例１〜５）の波長と反射率との関係を示す概略図である。 本発明の好ましい実施例に対する比較例に係るサンプル（比較例１〜５）の波長と反射率との関係を示す概略図である。 本発明の好ましい実施例に係るサンプル（実施例６〜１０）の波長と反射率との関係を示す概略図である。

符号の説明

１ 光ピックアップ装置
２ ２次元アクチュエータ
１０ ＢＤ
１５ 対物レンズ
２０ ＤＶＤ
３０ ＣＤ
７０ レンズ本体
７１ Ｓ１面
７２ Ｓ２面
８１，８２ 反射防止膜
ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３ 半導体レーザ発振器
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 光束
ＳＨ１ シェイバ
ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３，ＢＳ４，ＢＳ５ スプリッタ
ＣＬ コリメータ
Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１ シリンドリカルレンズ
Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２ 凹レンズ
ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３ 光検出器

Claims (13)

1. 光源からの光により光情報記録媒体の書込み及び／又は読出しを行う光ピックアップ装置に用いられる対物レンズであって、波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４２０ｎｍ）と波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦８１０ｎｍ）とを含む複数の波長の光束を前記光情報記録媒体に集光させる対物レンズにおいて、
   波長λ１に対する光源側開口数が０．８〜０．９であり、
   波長λ２に対する光源側開口数が０．７以下であり、
   前記光源側の表面における前記波長λ１の光束の最大入出射角度θｍａｘが、６０°≦θｍａｘ≦７２°であり、
   前記光源側の表面には、その表面の中心部に対し垂直に入射する光束の波長４００〜１２００ｎｍ領域での反射率が３．０％以下である帯域が７００〜８００ｎｍである反射防止膜が形成されており、
   前記反射防止膜は複数層から構成されており、
   前記反射防止膜の層数は７層以上１１層以下であり、
   前記反射防止膜を構成する層のうち少なくとも２層が低屈折率材料と高屈折率材料とからそれぞれ形成されており、
   前記低屈折率材料が、波長５００ｎｍの光に対する屈折率ｎ _Ｌ が１．３≦ｎ _Ｌ ＜１．５５であり、
   前記高屈折率材料が、波長５００ｎｍの光に対する屈折率ｎ _Ｈ が１．８≦ｎ _Ｈ ＜２．１であることを特徴とする対物レンズ。
2. 請求項１に記載の対物レンズにおいて、
   前記光源側の表面に対する光束の入射角度をθ _１ とし、θ _１ ＝０°における前記反射防止膜の光学膜厚をＤｎｍとした際に、
   入射角度θ _１ における光学膜厚Ｄ _１ がＤｃｏｓ（θ _１ ×３／４）ｎｍ≦Ｄ _１ ≦Ｄｃｏｓ（θ _１ ×８／９）ｎｍであることを特徴とする対物レンズ。
3. 請求項１又は２に記載の対物レンズにおいて、
   前記低屈折率材料で構成された層のうち、最も厚い層の厚さＴ_{Ｌ−ＭＡＸ}が、１００ｎｍ≦Ｔ_{Ｌ−ＭＡＸ}＜１９０ｎｍであることを特徴とする対物レンズ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
   前記高屈折率材料で構成された層のうち、最も厚い層の厚さＴ_{Ｈ−ＭＡＸ}が、６５ｎｍ≦Ｔ _{Ｈ−ＭＡＸ}＜９０ｎｍであることを特徴とする対物レンズ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
   前記複数層を構成している各層は、膜厚が７ｎｍ以上であることを特徴とする対物レンズ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
   前記光源側の表面には、その表面の中心部に対し垂直に入射する光束の波長１１００〜１２００ｎｍ領域での平均反射率が２．０〜３．５％である前記反射防止膜が形成されていることを特徴とする対物レンズ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
   前記反射防止膜の総膜厚が４９０〜５５０ｎｍであることを特徴とする対物レンズ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
   前記波長λ２が、
   第１の波長λ２ａ（６３０ｎｍ≦λ２ａ≦６７０ｎｍ）と、
   第２の波長λ２ｂ（７６０ｎｍ≦λ２ｂ≦８１０ｎｍ）と、
   を含むことを特徴とする対物レンズ。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
   前記反射防止膜が複数層から構成されており、
   前記反射防止膜の層数が９層であることを特徴とする対物レンズ。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
    前記低屈折率材料がＳｉＯ_２を主成分とする材料であることを特徴とする対物レンズ。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
    前記高屈折率材料がＺｒＯ_２を主成分とする材料であることを特徴とする対物レンズ。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、
    前記光源側の反対側であって前記光情報記録媒体と対向する側にも複数層で構成された第２の反射防止膜が形成されており、
    前記第２の反射防止膜の層数が５層又は７層であることを特徴とする対物レンズ。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の対物レンズを備える光ピックアップ装置であって、
    前記対物レンズがプラスチック成形されていることを特徴とする光ピックアップ装置。

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