JP4744832B2 - Objective lens - Google Patents
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Description
この発明は、光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録または再生装置や、光ディスクの原盤作成用の装置等に用いられる対物レンズに関する。 The present invention relates to an optical information recording or reproducing apparatus for recording or reproducing information on an optical disk, an objective lens used for an apparatus for creating an optical disk master, or the like.
従来、光情報記録または再生装置は、光源から照射されたレーザ光束を対物レンズを介して光ディスクの記録面近傍に収束させることにより、該光ディスクに対する情報の記録または再生を実現している。情報の記録または再生を効率よく行うためには、記録面上に形成されるビームスポットの光量は、可能な限り多くしたほうがよい。そのため、例えば、以下に示す特許文献１のように、従来の対物レンズは、レンズ表面に反射低減膜を施している。
一般に、対物レンズ表面に施された反射低減膜は、所定の波長の光束がレンズ面に対して直角に入射する（入射角０°）時の反射率が最小となるように構成される。以下の本文では、上記所定の波長を反射低減膜の設計基準波長という。該反射低減膜は、入射光束の波長が該所定の波長からずれるにつれて、反射率が高くなる（反射低減効果が下がる）傾向にある。また、対物レンズ表面の傾きにより、反射率が最小となる光束の波長が設計基準波長よりも短波長側にシフトしてしまう。つまり、設計基準波長と略同一の波長を持つレーザ光束を使用した場合、該対物レンズの曲面における周辺部に入射した光束の反射率が高くなってしまう。なお、以下の本文において、レンズの面における中心部とは光軸近傍の領域を意味し、周辺部とは該中心部よりも外側（周縁部側）の領域を意味する。 In general, the reflection reducing film provided on the surface of the objective lens is configured such that the reflectance is minimized when a light beam having a predetermined wavelength is incident on the lens surface at a right angle (incident angle of 0 °). In the following text, the predetermined wavelength is referred to as a design reference wavelength of the reflection reducing film. The reflection reducing film tends to have a higher reflectivity (decrease in the reflection reduction effect) as the wavelength of the incident light beam deviates from the predetermined wavelength. In addition, due to the inclination of the objective lens surface, the wavelength of the light beam having the minimum reflectance is shifted to the shorter wavelength side than the design reference wavelength. That is, when a laser beam having a wavelength substantially the same as the design reference wavelength is used, the reflectance of the beam incident on the peripheral portion of the curved surface of the objective lens is increased. In the following text, the central portion in the lens surface means a region near the optical axis, and the peripheral portion means a region outside (peripheral side) from the central portion.
そこで上記特許文献では、反射低減膜の設計基準波長を、実際に使用される（つまり対物レンズに入射する）レーザ光束の波長よりも若干長めに設定する。これにより、レンズ周辺部における反射率を抑え、対物レンズの有効径内に入射する光束全体としての反射率を低減している。 Therefore, in the above-mentioned patent document, the design reference wavelength of the reflection reducing film is set slightly longer than the wavelength of the laser beam actually used (that is, incident on the objective lens). As a result, the reflectance at the lens periphery is suppressed, and the reflectance of the entire light beam incident within the effective diameter of the objective lens is reduced.
近年、情報処理技術の進歩に伴い、従来の光ディスクよりも記録密度が高く記憶容量の大きい光ディスク、例えばＤＶＤ（digital versatile disc）が実用化されている。このような光ディスクに対して情報の記録または再生を行う場合、その記録密度の高さに対応して、従来の光ディスク使用時よりも小径のビームスポットを記録面上で形成する必要があり、ＮＡの大きい対物レンズが使用される。また、記録密度が高い光ディスクは、互いに隣接するトラック間のピッチが短くなっている。従って、従来の光ディスク使用時にはさほど大きな問題とはされなかった、ビームスポットの周囲に発生するサイドローブの強度の低減も重要な課題の一つとなる。 In recent years, with the advance of information processing technology, optical disks having higher recording density and larger storage capacity than conventional optical disks, such as DVD (digital versatile disc), have been put into practical use. When recording or reproducing information on such an optical disc, it is necessary to form a beam spot having a smaller diameter on the recording surface than in the case of using a conventional optical disc in accordance with the high recording density. A large objective lens is used. In addition, an optical disc having a high recording density has a short pitch between adjacent tracks. Therefore, reduction of the intensity of the side lobe generated around the beam spot, which has not been a big problem when using the conventional optical disc, is also an important issue.
上述したように、特許文献１に例示される従来の対物レンズは、ＤＶＤやＣＤなどを使用する場合に、該対物レンズに入射する光束の反射率を低減し、光量の損失を抑えることを主目的としている。しかし近年、ＤＶＤよりもさらに記録密度の高い光ディスク（例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ等）に対する情報の記録または再生を可能とする装置が実用化されつつある。このような装置において、記録密度のさらに高い光ディスクに対する高精度な情報の記録または再生を可能とするために、ＮＡのより大きな対物レンズのさらなる改良が強く望まれていた。
As described above, the conventional objective lens exemplified in
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、例えば、より記録密度の高い光ディスクに対する情報の記録または再生に対応できる、ＮＡの大きいレンズであっても、光量の損失を低減すると共にサイドローブの強度の低減を実現できる対物レンズを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention reduces the loss of light amount and reduces the sidelobe strength even with a lens having a large NA that can handle recording or reproduction of information on an optical disc having a higher recording density. An object is to provide an objective lens capable of realizing reduction.
上記の目的を達成するため、本発明に係る対物レンズは、単玉のレンズであって、少なくとも一方の面に反射低減膜が施されている。そして、その面において、使用する光束に対して反射率が極大となる位置の光軸からの距離をｈ１、対物レンズにおいて、光軸から最大有効範囲までの距離をｈｍａｘとしたとき、以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする。
0.60＜h1／hmax＜0.95 ・・・（１）
In order to achieve the above object, the objective lens according to the present invention is a single lens, and is provided with a reflection reducing film on at least one surface. When the distance from the optical axis at the position where the reflectance is maximum on the surface of the light beam to be used is h1, and the distance from the optical axis to the maximum effective range in the objective lens is hmax, the following conditions are satisfied. The expression (1) is satisfied.
0.60 <h1 / hmax <0.95 (1)
本発明に係る対物レンズによれば、レンズ面の中心部は反射率が低くなるように反射低減膜が施されている。これにより、該対物レンズを透過したレーザ光束が形成するビームスポットの中心は、高い光強度を有することになる。また、反射率が極大となる位置ｈ１が、条件式（１）を満たすように反射低減膜を施すことにより、サイドローブの強度を低減させることができる。なお、ｈ１／ｈｍａｘが条件式（１）の下限を下回ると、ビームスポットの中心強度が低下してしまうだけでなく、サイドローブ低減効果も小さくなる、または得られなくなる。また、上限を超えると、サイドローブ低減効果が小さくなる。 According to the objective lens according to the present invention, the reflection reducing film is applied so that the central portion of the lens surface has a low reflectance. Thereby, the center of the beam spot formed by the laser beam transmitted through the objective lens has high light intensity. Further, by applying the reflection reducing film so that the position h1 at which the reflectance becomes maximum satisfies the conditional expression (1), the strength of the side lobe can be reduced. If h1 / hmax is below the lower limit of conditional expression (1), not only the center intensity of the beam spot is lowered, but also the side lobe reduction effect is reduced or cannot be obtained. When the upper limit is exceeded, the side lobe reduction effect is reduced.
なお、上述した、使用する光束とは、例えば対物レンズを光ディスクに対する情報の記録または再生を行う光情報記録または再生装置に使用する場合は、使用する光ディスクの記録面上において、情報の記録または再生時に最適なビームスポットを形成することが可能な波長（設計波長）を有する光束のことをいう。もし、対物レンズが、記録密度や保護層厚が異なる複数規格の光ディスクに対して互換性を有するものである場合、設計波長は、最も記録密度の高い光ディスクに対応する波長に設定される。 Note that the above-described luminous flux to be used means that, for example, when the objective lens is used in an optical information recording or reproducing apparatus for recording or reproducing information on an optical disc, information is recorded or reproduced on the recording surface of the optical disc to be used. A light beam having a wavelength (design wavelength) that can sometimes form an optimum beam spot. If the objective lens is compatible with a plurality of standard optical discs having different recording densities and protective layer thicknesses, the design wavelength is set to a wavelength corresponding to the optical disc having the highest recording density.
ここで、反射低減膜が施された面の反射率を大きく設定すると、サイドローブの強度低減効果が高くなる。しかし、該反射率が大きくなると、対物レンズを透過した光束が形成するビームスポットの中心強度が落ちるという弊害もある。そこで、サイドローブの強度を低減する効果を奏しつつも、十分な光量を持つように、反射率の極大値Ｒｅｘが以下の条件（２）、
((1-n)／(1+n))2＜Rex＜0.15 ・・・（２）
を満たすことが望ましい。
但し、ｎは対物レンズの屈折率を意味する。
Here, if the reflectance of the surface on which the reflection reducing film is applied is set large, the side lobe strength reducing effect is enhanced. However, when the reflectance increases, there is also a problem that the central intensity of the beam spot formed by the light beam transmitted through the objective lens is lowered. Therefore, the maximum value Rex of the reflectance is as follows under the following condition (2) so as to have a sufficient amount of light while producing the effect of reducing the intensity of the side lobe.
((1-n) / (1 + n)) 2 <Rex <0.15 (2)
It is desirable to satisfy.
However, n means the refractive index of the objective lens.
対物レンズの面に施される反射低減膜を単層構造にすることにより、コストダウンを図ることができ、また反射低減帯域から使用波長が外れた場合に反射低減特性の劣化を小さく抑えることができる。また、該反射低減膜を多層構成にすると、反射低減帯域を広く設定することができる。従って、対物レンズを使用する用途や環境に応じて、単層か多層を選択することができる。 By making the reflection reduction film on the surface of the objective lens into a single layer structure, it is possible to reduce the cost and to suppress the deterioration of the reflection reduction characteristics when the wavelength used is out of the reflection reduction band. it can. Further, when the reflection reducing film has a multilayer structure, a reflection reduction band can be set wide. Therefore, a single layer or multiple layers can be selected according to the application and environment in which the objective lens is used.
本発明に係る対物レンズによれば、対物レンズの光軸上における光学的膜厚をｎｄ［ｎｍ］、使用する光束の波長（もし、該対物レンズが複数規格の光ディスクに対して互換性を有する光情報記録または再生装置に搭載されるのであれば、最も記録密度の高い光ディスク使用時に用いる光束の波長）をλ［ｎｍ］としたとき、反射低減膜は、以下の条件式（３）、を満たしていることが望ましい。
0.5λ＜nd＜1.1λ ・・・（３）
According to the objective lens of the present invention, the optical film thickness on the optical axis of the objective lens is nd [nm], the wavelength of the light beam to be used (if the objective lens is compatible with a plurality of standard optical discs). When mounted in an optical information recording or reproducing apparatus, when the wavelength of the light beam used when using an optical disk with the highest recording density is λ [nm], the reflection reducing film has the following conditional expression (3): It is desirable to satisfy.
0.5λ <nd <1.1λ (3)
対物レンズの光軸上における光学的膜厚ｎｄが条件式（３）を満たすことにより、サイドローブの強度を低減する効果を高めることができる。条件式（３）において、上限を超えると、サイドローブの低減効果が小さくなる。また、条件式（３）において、下限を超えると、サイドローブの強度が却って増大してしまう。 When the optical film thickness nd on the optical axis of the objective lens satisfies the conditional expression (3), the effect of reducing the side lobe strength can be enhanced. If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the side lobe reduction effect will be reduced. In conditional expression (3), if the lower limit is exceeded, the strength of the side lobe will increase.
本発明に係る対物レンズによれば、反射低減膜は、対物レンズにおいて、少なくとも曲率が大きい方の面に施されることが望ましい。曲率が大きい面ほど、周辺部に入射する光線の入射角は大きくなる。入射角が大きくなれば、該光線に対する反射率も高くなる。そこで、曲率が大きい方の面に上記の特徴を持つ反射低減膜を施すことにより、周辺部の方が中心部に比べて反射率が必然的に高くなり、サイドローブの強度をより一層低減することが可能になる。 According to the objective lens according to the present invention, it is desirable that the reflection reducing film is applied to at least the surface having the larger curvature in the objective lens. As the curvature increases, the incident angle of the light incident on the peripheral portion increases. As the incident angle increases, the reflectivity for the light beam also increases. Therefore, by applying a reflection reducing film having the above characteristics to the surface having the larger curvature, the reflectance in the peripheral portion is inevitably higher than that in the central portion, and the strength of the side lobe is further reduced. It becomes possible.
本発明によれば、反射低減膜が施される面の周辺部における光学的膜厚ｔが、該光学的膜厚ｔを求める位置での光軸に対する面の法線の角度をθとしたとき、以下の条件式（４）、
(nd)cosθ＜ｔ＜nd ・・・（４）
を満たすように反射低減膜を施し、かつｈｍａｘの位置での光軸に対する面の法線の角度をθｍａｘとしたとき、該反射低減膜が、以下の条件式（５）、
0.68λ＜(nd)／(sin(θmax))＜0.98λ ・・・（５）
を満たすように構成することが望ましい。条件式（４）を満たすように反射低減膜を施した対物レンズの光軸上における光学的膜厚ｎｄが条件式（５）を満たすことにより、対物レンズはサイドローブの強度の低減効果を高めることができる。条件式（５）の上限を超えると、サイドローブの低減効果が小さくなる。また条件式（５）の下限を超えると、サイドローブの強度が却って増大してしまう。
According to the present invention, when the optical film thickness t at the periphery of the surface on which the antireflection film is applied is θ, the angle of the surface normal to the optical axis at the position where the optical film thickness t is obtained The following conditional expression (4),
(nd) cosθ <t <nd (4)
When the reflection reduction film is applied so as to satisfy the above and the angle of the normal to the optical axis at the position hmax is θmax, the reflection reduction film has the following conditional expression (5):
0.68λ <(nd) / (sin (θmax)) <0.98λ (5)
It is desirable to configure so as to satisfy. When the optical film thickness nd on the optical axis of the objective lens on which the reflection reducing film is applied so as to satisfy the conditional expression (4) satisfies the conditional expression (5), the objective lens enhances the side lobe intensity reduction effect. be able to. If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the side lobe reduction effect is reduced. If the lower limit of conditional expression (5) is exceeded, the strength of the side lobe will increase.
また本発明によれば、反射低減膜が施される面の周辺部における光学的膜厚ｔが、該膜厚ｔを求める位置での光軸に対する面の法線の角度をθとしたとき、以下の条件式（６）、
(nd)cos5θ＜ｔ≦(nd)cosθ ・・・（６）
を満たすように反射低減膜を施し、かつｈｍａｘの位置での光軸に対する面の法線の角度をθｍａｘとしたとき、該反射低減膜は、以下の条件式（７）、
0.98λ≦(nd)／(sin(θmax))＜1.38λ ・・・（７）
を満たすように構成しても、前段落に記載の構成と同様の効果を奏する。なお、条件式（７）の上限を超えると、サイドローブの低減効果が小さくなり、下限を超えると、サイドローブの強度が却って増大してしまう。
Further, according to the present invention, when the optical film thickness t in the peripheral portion of the surface on which the reflection reducing film is applied is θ, the angle of the surface normal to the optical axis at the position where the film thickness t is obtained, The following conditional expression (6),
(nd) cos 5 θ <t ≦ (nd) cosθ (6)
When the reflection reducing film is applied so as to satisfy the above and the angle of the normal to the optical axis at the position of hmax is θmax, the reflection reducing film has the following conditional expression (7),
0.98λ ≦ (nd) / (sin (θmax)) <1.38λ (7)
Even if configured to satisfy the above, the same effects as the configuration described in the previous paragraph are obtained. When the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the side lobe reduction effect is reduced, and when the lower limit is exceeded, the strength of the side lobe increases.
なお、上述した面の周辺部とは、具体的には、光軸上および該光軸近傍以外の全ての領域を意味する。 In addition, the peripheral part of the surface mentioned above specifically means all the regions on the optical axis and other than the vicinity of the optical axis.
本発明によれば、上記の対物レンズは、光ディスクに対する情報の記録または再生に適した高い光強度を持つとともにサイドローブの強度が低く抑えられたビームスポットを形成することができる。 According to the present invention, the objective lens described above can form a beam spot having a high light intensity suitable for recording or reproducing information on an optical disc and a low side lobe intensity.
以上のように、本発明によれば、少なくとも一面に、該面の周辺部の方が高い反射率を有するように反射低減膜を施すことにより、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃに例示される、より記録密度の高い光ディスクに対する情報の記録または再生に対応するためにＮＡを高く設定しても、光量の損失を抑えてビームスポットの中心強度を高く維持しつつ、サイドローブの強度を有効に低減することができる対物レンズが提供される。 As described above, according to the present invention, at least one surface is coated with a reflection reducing film so that the peripheral portion of the surface has a higher reflectance, and thus more recording density exemplified in Blu-ray Disc. Even if NA is set high in order to cope with recording or reproduction of information with respect to an optical disc having a high level, the intensity of side lobes can be effectively reduced while suppressing the loss of light quantity and maintaining the center intensity of the beam spot high. An objective lens is provided.
以下、この発明に係る対物レンズを光ディスク用対物レンズとして構成した実施例を３例説明する。図１は、本発明の各実施例の光ディスク用対物レンズ１０、および該対物レンズ１０を用いて情報の記録または再生が行われる光ディスクＤ１を示す図である。
Hereinafter, three examples in which the objective lens according to the present invention is configured as an objective lens for an optical disk will be described. FIG. 1 is a diagram showing an optical disk
実施例１の光ディスク用対物レンズ１０は、光ディスクＤ１に対して情報の記録または再生が可能な光情報記録または再生装置に搭載される。光情報記録または再生装置は、図１中左側に配置された光源（不図示）から照射されたレーザ光束をコリメートレンズ（不図示）によって平行光束に変換し、対物レンズ１０、光ディスクＤ１の保護層Ｐを介して光ディスクＤ１の記録面上に収束させる。これにより、該装置は光ディスクＤ１に対する情報の記録または再生を実現している。なお、対物レンズには平行光束が入射するため、トラッキングシフトした場合であっても、コマ収差が発生しない。
The optical disk
対物レンズ１０は、図１中左側、つまり光源側から順に第一面１０ａと第二面１０ｂを有する。対物レンズ１０の焦点距離ｆは１．７７ｍｍである。光ディスクＤ１に対する情報の記録または再生に必要な開口数ＮＡは０．８５、光軸からレンズの最大有効範囲までの距離ｈｍａｘは１．５０ｍｍである。また、光ディスクＤ１に対する情報の記録または再生時に使用するレーザ光束の波長、つまり設計基準波長λは４０７ｎｍである。対物レンズ１０を用いて光ディスクＤ１に対して情報の記録または再生を行う場合における、対物レンズ１０および光ディスクＤ１の具体的数値構成を表１に示す。
The
表１中、ｒは各光学部材における面の曲率半径（単位：ｍｍ）、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔（単位：ｍｍ）、ｎは光ディスクＤ１に対する情報の記録または再生時に使用するレーザ光束の波長λでの屈折率、備考は各面番号が示す光学部材を表す。以下に示す各表においても同様である。 In Table 1, r is the radius of curvature (unit: mm) of the surface of each optical member, d is the lens thickness or lens interval (unit: mm), and n is the wavelength of the laser beam used when recording or reproducing information on the optical disc D1. The refractive index at λ and the remarks represent the optical member indicated by each surface number. The same applies to each table shown below.
対物レンズ１０の第一面１０ａおよび第二面１０ｂはともに非球面である。その形状は光軸からの高さがｈとなる非球面上の座標点の非球面の光軸上での接平面からの距離（サグ量）をＸ（ｈ）、非球面の光軸上での曲率（１／ｒ）をＣ、円錐係数をＫ、４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２として、以下の式で表される。
各非球面を規定する円錐係数と非球面係数は、表２に示される。なお、表２における表記Ｅは、１０を基数とし、Ｅの右の数字を指数とする累乗を表している。以下に示す各表においても同様である。 Table 2 shows the conical coefficient and the aspheric coefficient that define each aspheric surface. In addition, the notation E in Table 2 represents a power with 10 as the radix and the number to the right of E as the exponent. The same applies to each table shown below.
なお、表１に示した具体的数値構成、および表２に示した各係数を含め、上述した実施例１の対物レンズ１０の構成は、後述する実施例２や実施例３の対物レンズ１０も同一である。
The configuration of the
上記構成の対物レンズ１０において、曲率が大きな第一面１０ａには反射低減膜１１が施されている。反射低減膜１１の具体的数値構成を表３に示す。なお、図１に示す反射低減膜１１は、説明の便宜上、実際の厚みよりも厚く示している。
In the
表３中、ｎｄは第一面１０ａの中心、つまり第一面１０ａと光軸とが交わる位置における光学的な膜厚（単位：ｎｍ）を示す。なお、本明細書において、膜厚は全てレンズ面の法線方向の厚みとする。反射低減膜１１は、光ディスクＤ１に対する情報の記録または再生時に使用するレーザ光束の波長λ、ここでは４０７ｎｍを設計基準波長としている。また、θｍａｘは、対物レンズ１０における光軸から最大有効範囲までの距離ｈｍａｘの位置での光軸に対する面の法線の角度（単位：ｄｅｇｒｅｅ）である。
In Table 3, nd indicates the optical film thickness (unit: nm) at the center of the
また、反射低減膜１１の膜厚分布を示すグラフを図２に示す。図２において、横軸が光軸からの距離、縦軸が第一面１０ａでの光軸上の膜厚ｎｄに対する周辺部の膜厚ｔの比（以下、光学的膜厚比という）ｔ／（ｎｄ）を、それぞれ表す。図２中、実線は反射低減膜１１の膜厚分布を、点線は光軸上に対する周辺部での光学的膜厚比がｃｏｓθの場合の膜厚分布を、一点鎖線は光軸上に対する周辺部での光学的膜厚比がｃｏｓ５θの場合の膜厚分布をそれぞれ表す。後述する、膜厚分布について表した各図についても同様である。図２より、実施例１の対物レンズ１０は、光学的膜厚比がｃｏｓθより大きい、すなわち、対物レンズ１０の周辺部における膜厚ｔが従来の対物レンズの周辺部に施される反射低減膜の一般的な膜厚（ｎｄ）ｃｏｓθより厚く、対物レンズ１０の光軸上の膜厚ｎｄよりも薄いことがわかる。つまり、実施例１の対物レンズ１０において、反射低減膜１１は、条件式（４）を満たすように施されている。
A graph showing the film thickness distribution of the
図３は、反射低減膜１１を施した第一面１０ａに設計基準波長の光束が入射したときにおける反射率分布を示すグラフである。図３に示すグラフにおいて、横軸が光軸からの距離、縦軸が第一面１０ａでの反射率を、それぞれ表す。以下に示す、反射率分布について表した各図についても同様である。図３に示すように、反射低減膜１１は、第一面１０ａ中心部では反射率が極めて小さく、周辺部では、反射率が中心部から離れるにつれて徐々に大きくなる。そして、光軸からの距離が約１．２ｍｍの位置に入射した光線に対する反射率が極大かつ最大となるように施されている。
FIG. 3 is a graph showing the reflectance distribution when a light beam having a design reference wavelength is incident on the
図３に示す反射率分布を持つ対物レンズ１０を透過したレーザ光束が光ディスクＤ１の記録面上に形成するビームスポットの光強度分布を表したのが図４である。図４において、実線は、対物レンズ１０を透過したレーザ光束が形成したビームスポットの光強度分布を表す。また、図４において、点線は、比較例として示す基準の対物レンズである。基準の対物レンズとは、入射瞳位置の如何を問わず反射率が一定であるレンズを想定している。以下に示す、ビームスポットの光強度分布を表す各図においても同様である。図４に示すように、実施例１の対物レンズ１０を使用すると、スポット中心そばに現れるサイドローブが基準の対物レンズ使用時よりも抑えられていることがわかる。具体的には、実施例１の対物レンズ１０を使用すると、基準の対物レンズに比べてサイドローブの強度を約６．９％低減することができる。
FIG. 4 shows the light intensity distribution of the beam spot formed on the recording surface of the optical disc D1 by the laser beam transmitted through the
実施例２の対物レンズ１０も、実施例１と同様、曲率が大きな面（第一面１０ａ）に反射低減膜１１が施されている。実施例２の反射低減膜１１の具体的数値構成を表４に示す。
The
また、反射低減膜１１の膜厚分布を示すグラフを図５に示す。図５より、光学的膜厚比がｃｏｓθより小さくｃｏｓ５θより大きい、すなわち、周辺部における光学的膜厚が（ｎｄ）ｃｏｓθよりも薄く（ｎｄ）ｃｏｓ５θより厚いことがわかる。つまり、実施例２の対物レンズ１０において、反射低減膜１１は条件式（６）を満たすように施されている。
A graph showing the film thickness distribution of the
図６は、反射低減膜１１を施した第一面１０ａに設計基準波長（４０７ｎｍ）の光束が入射したときにおける反射率分布を示すグラフである。図６に示すように、反射低減膜１１は、入射瞳高さが０．５ｍｍ程度までの領域に相当する中心部の反射率が比較的小さく光軸からの距離が約１．０ｍｍの位置に入射した光線に対する反射率が極大に、また、光軸からの距離が１．５ｍｍで最大になるように施されている。
FIG. 6 is a graph showing the reflectance distribution when a light beam having a design reference wavelength (407 nm) is incident on the
図６に示す反射率分布を持つ対物レンズ１０を透過したレーザ光束が光ディスクＤ１の記録面上に形成するビームスポットの光強度分布を表したのが図７である。図７に示すように、実施例２の対物レンズ１０を使用すると、スポット中心そばに現れるサイドローブが基準の対物レンズ使用時よりも抑えられていることがわかる。具体的には、実施例２の対物レンズ１０を使用すると、基準の対物レンズに比べてサイドローブの強度を約５．１％低減することができる。
FIG. 7 shows the light intensity distribution of the beam spot formed on the recording surface of the optical disk D1 by the laser beam transmitted through the
実施例３の対物レンズ１０も、実施例１と同様、曲率が大きな面（第一面１０ａ）に反射低減膜１１が施されている。反射低減膜１１の具体的数値構成を表５に示す。
Similarly to the first embodiment, the
表５に示すように、実施例３の対物レンズ１０に施される反射低減膜１１は、他の実施例とは異なり、多層構成になっている。詳しくは、反射低減膜は、面１０ａから第一層、第二層の順にコーティングされている。なお実施例３では、表５における第一層のｎｄと第二層のｎｄの和が反射低減膜１１の膜厚ｎｄである。同様に、周辺部の膜厚ｔも、第一層と第二層の膜厚の和で求まる。
As shown in Table 5, the
また、反射低減膜１１の膜厚分布を示すグラフを図８に示す。図８より、実施例３の対物レンズ１０においては、光学的膜厚比がｃｏｓθと同じ、すなわち、周辺部における光学的膜厚が（ｎｄ）ｃｏｓθと同じであることがわかる。つまり、実施例３の対物レンズ１０において、反射低減膜は条件式（６）を満たすように施されている。
A graph showing the film thickness distribution of the
なお、実施例３のように、反射低減膜１１を多層構成にすることにより、反射を低減する波長の範囲を広く確保できる。
As in the third embodiment, the
図９は、反射低減膜１１を施した第一面１０ａに設計基準波長の光束が入射したときにおける反射率分布を示すグラフである。図９に示すように、反射低減膜１１は、入射瞳高さが０．５ｍｍ程度までの領域に相当する中心部付近の反射率が極めて小さく光軸からの距離が約１．０ｍｍの位置に入射した光線に対する反射率が極大かつ最大となるように施されていることがわかる。
FIG. 9 is a graph showing the reflectance distribution when a light beam having a design reference wavelength is incident on the
図９に示す反射率分布を持つ対物レンズ１０を透過したレーザ光束が光ディスクＤ１の記録面上に形成するビームスポットの光強度分布を表したのが図１０である。図１０に示すように、実施例３の対物レンズ１０を使用すると、スポット中心そばに現れるサイドローブが基準の対物レンズ使用時よりも抑えられていることがわかる。具体的には、実施例３の対物レンズ１０を使用すると、基準の対物レンズに比べてサイドローブの強度を約８．５％低減することができる。
FIG. 10 shows the light intensity distribution of the beam spot formed on the recording surface of the optical disc D1 by the laser beam transmitted through the
なお、多層構造の反射低減膜１１を施した実施例３の対物レンズ１０は、図８に示すように、光学的膜厚比ｔ／（ｎｄ）がｃｏｓθと略同じになっているが、この特性はあくまで一例であって、多層構造の反射低減膜が有する反射低減特性の範囲を限定するものではない。つまり、多層構造であっても、各層の膜厚等を適切に設計することにより、上記実施例１、２と同様の効果を奏することは可能である。
In addition, the
表６に、各実施例１〜３の対物レンズと上述した条件式（１）、（２）、（３）、（５）および（７）との関係を示す。なお、条件式（２）において（（１−ｎ）／（１＋ｎ））２はいずれの実施例も０．０６９である。表６に示すように、各実施例の対物レンズは、各条件式を満たすように反射低減膜を施すことにより、サイドローブの強度を効果的に抑えつつも、情報の記録または再生に十分な光量を確保していることがわかる。 Table 6 shows the relationship between the objective lenses of Examples 1 to 3 and the conditional expressions (1), (2), (3), (5), and (7) described above. In the conditional expression (2), ((1−n) / (1 + n)) 2 is 0.069 in all examples. As shown in Table 6, the objective lens of each example is sufficient for recording or reproducing information while effectively suppressing the sidelobe intensity by applying a reflection reducing film so as to satisfy each conditional expression. It can be seen that the amount of light is secured.
以上が本発明の実施形態である。なお、上記の各実施例１〜３において反射低減膜を施す面はどれも曲率の大きい面であると説明した。しかし本発明に係る光ディスク用対物レンズにおいて、反射低減膜は、必ずしも曲率の大きな面に施す必要はない。また、該反射低減膜を対物レンズの両面に設けても良い。 The above is the embodiment of the present invention. In each of Examples 1 to 3 described above, the surface on which the reflection reducing film is applied is described as a surface having a large curvature. However, in the objective lens for an optical disk according to the present invention, the reflection reducing film does not necessarily have to be applied to a surface having a large curvature. Further, the reflection reducing film may be provided on both surfaces of the objective lens.
以上のように、本発明に係る対物レンズは、ＮＡを大きくしても、光量の損失を有効に抑えることができる。また、サイドローブの低減にも寄与する。そのため本発明に係る対物レンズは、上記実施形態のように、光ディスクに対する情報の記録または再生装置における光ピックアップに好適である。さらに、本発明に係る対物レンズは、ＮＡを大きくしてより小径なスポットの形成が要求される装置、例えば光ディスクの原盤作成用の装置といった、様々な装置に使用することができる。 As described above, the objective lens according to the present invention can effectively suppress the loss of light amount even when the NA is increased. It also contributes to the reduction of side lobes. Therefore, the objective lens according to the present invention is suitable for an optical pickup in an information recording / reproducing apparatus for an optical disc as in the above embodiment. Furthermore, the objective lens according to the present invention can be used in various apparatuses such as an apparatus that requires formation of a spot having a smaller diameter by increasing the NA, for example, an apparatus for creating an optical disc master.
１０ 対物レンズ
１１ 反射低減膜
Ｄ１ 光ディスク
10
Claims (4)
少なくとも一方の面に単層又は多層の反射低減膜が施されており、
前記一方の面において、光束に対して反射率が極大となる位置の光軸からの距離をｈ１、前記対物レンズにおいて、前記光軸から最大有効範囲までの距離をｈｍａｘとしたとき、以下の条件式（１）、
0.60＜h1／hmax＜0.95 ・・・（１）
を満たし、
前記反射低減膜が施された面に対して、前記対物レンズの屈折率をｎとすると、前記反射率の極大値Ｒｅｘが以下の条件（２）、
((1-n)／(1+n)) 2 ＜Rex＜0.15 ・・・（２）
を満たし、
前記対物レンズの光軸上における光学的膜厚をｎｄ［ｎｍ］、使用する光束の波長をλ［ｎｍ］としたとき、前記反射低減膜は、以下の条件式（３）、
0.5λ＜nd＜1.1λ ・・・（３）
を満たし、
前記反射低減膜が施される面の周辺部における、該反射低減膜の光学的膜厚ｔを求める位置で、前記光軸に対する面の法線の角度をθとしたとき、該周辺部における光学的膜厚ｔが、以下の条件式（４）、
(nd)cosθ＜ｔ＜nd ・・・（４）
を満たすように前記反射低減膜を施し、かつ前記ｈｍａｘの位置での光軸に対する面の法線の角度をθｍａｘとしたとき、前記反射低減膜は、以下の条件式（５）、
0.68λ＜(nd)／(sin(θmax))＜0.98λ ・・・（５）
を満たすことを特徴とする対物レンズ。 A single objective lens,
A single-layer or multilayer anti-reflection film is applied to at least one surface,
When the distance from the optical axis at the position where the reflectance with respect to the light flux is maximum on the one surface is h1, and the distance from the optical axis to the maximum effective range is hmax in the objective lens, the following conditions are satisfied. Formula (1),
0.60 <h1 / hmax <0.95 (1)
Meet the,
When the refractive index of the objective lens is n with respect to the surface on which the reflection reducing film is applied, the maximum value Rex of the reflectance is the following condition (2):
((1-n) / (1 + n)) 2 <Rex <0.15 (2)
The filling,
When the optical film thickness on the optical axis of the objective lens is nd [nm] and the wavelength of the light beam to be used is λ [nm], the reflection reducing film has the following conditional expression (3):
0.5λ <nd <1.1λ (3)
The filling,
At the position where the optical film thickness t of the reflection reducing film is obtained at the periphery of the surface on which the reflection reducing film is applied, when the angle of the surface normal to the optical axis is θ, the optical at the periphery The target film thickness t is the following conditional expression (4):
(nd) cosθ <t <nd (4)
When the reflection reduction film is applied so as to satisfy the above and the angle of the normal line of the surface with respect to the optical axis at the position of hmax is θmax, the reflection reduction film has the following conditional expression (5):
0.68λ <(nd) / (sin (θmax)) <0.98λ (5)
The less than objective lens, characterized in Succoth.
少なくとも一方の面に単層又は多層の反射低減膜が施されており、
前記一方の面において、光束に対して反射率が極大となる位置の光軸からの距離をｈ１、前記対物レンズにおいて、前記光軸から最大有効範囲までの距離をｈｍａｘとしたとき、以下の条件式（１）、
0.60＜h1／hmax＜0.95 ・・・（１）
を満たし、
前記反射低減膜が施された面に対して、前記対物レンズの屈折率をｎとすると、前記反射率の極大値Ｒｅｘが以下の条件（２）、
((1-n)／(1+n)) 2 ＜Rex＜0.15 ・・・（２）
を満たし、
前記対物レンズの光軸上における光学的膜厚をｎｄ［ｎｍ］、使用する光束の波長をλ［ｎｍ］としたとき、前記反射低減膜は、以下の条件式（３）、
0.5λ＜nd＜1.1λ ・・・（３）
を満たし、
前記反射低減膜が施される面の周辺部における、該反射低減膜の光学的膜厚ｔを求める位置で、前記光軸に対する面の法線の角度をθとしたとき、該周辺部における光学的膜厚ｔが、以下の条件式（６）、
(nd)cos 5 θ＜ｔ≦(nd)cosθ ・・・（６）
を満たすように前記反射低減膜を施し、かつ前記ｈｍａｘの位置での光軸に対する面の法線の角度をθｍａｘとしたとき、前記反射低減膜は、以下の条件式（７）、
0.98λ≦(nd)／(sin(θmax))＜1.38λ ・・・（７）
を満たすことを特徴とする対物レンズ。 A single objective lens,
A single-layer or multilayer anti-reflection film is applied to at least one surface,
When the distance from the optical axis at the position where the reflectance with respect to the light flux is maximum on the one surface is h1, and the distance from the optical axis to the maximum effective range is hmax in the objective lens, the following conditions are satisfied. Formula (1),
0.60 <h1 / hmax <0.95 (1)
The filling,
When the refractive index of the objective lens is n with respect to the surface on which the reflection reducing film is applied, the maximum value Rex of the reflectance is the following condition (2):
((1-n) / (1 + n)) 2 <Rex <0.15 (2)
The filling,
When the optical film thickness on the optical axis of the objective lens is nd [nm] and the wavelength of the light beam to be used is λ [nm], the reflection reducing film has the following conditional expression (3):
0.5λ <nd <1.1λ (3)
The filling,
At the position where the optical film thickness t of the reflection reducing film is obtained at the periphery of the surface on which the reflection reducing film is applied, when the angle of the surface normal to the optical axis is θ, the optical at the periphery The target film thickness t is the following conditional expression (6):
(nd) cos 5 θ <t ≦ (nd) cosθ (6)
When the reflection reduction film is applied so as to satisfy the above and the angle of the normal line of the surface with respect to the optical axis at the position of hmax is θmax, the reflection reduction film has the following conditional expression (7),
0.98λ ≦ (nd) / (sin (θmax)) <1.38λ (7)
Objective lens characterized by satisfying
前記反射低減膜は、前記対物レンズにおいて、少なくとも曲率が大きい方の面に施されることを特徴とする対物レンズ。 The objective lens according to claim 1 or 2 ,
The objective lens according to claim 1, wherein the reflection reducing film is applied to at least a surface having a larger curvature in the objective lens.
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