JP5552008B2 - 光情報記録再生光学系及び光情報記録再生装置 - Google Patents
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Description
390<λ<420 …(1)
また、光学素子及び対物レンズは、それぞれガラス転移温度Tgが次の条件式(2)に定められる範囲内にある同一又は異なる種類の樹脂材料からなる。
Tg>115℃ …(2)
対物レンズにおける光ディスク側の光学面、光学素子における光源側の光学面、光学素子における光ディスク側の光学面には、それぞれ多層膜である第1の機能膜、第2の機能膜、第3の機能膜が形成されている。また、対物レンズにおける光ディスクと反対側の光学面には、4層以上の多層膜である第4の機能膜が形成されている。第4の機能膜は、チタン(Ti)を含む層を含んでいない。第1、第2、第3の機能膜は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム、又は、これらの二以上の混合物(例えば酸化シリコンと酸化アルミニウムの混合物)から形成される非高屈折率層を含んでいる。また、第1、第2、第3の機能膜は、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)のいずれかの化合物を含む層を含んでいない。第4の機能膜の最も基材に近い第1層は非高屈折率層であり、第4の機能膜において、垂直入射光に対する反射率が最大となる波長λmax(2)及び最小となる波長λmin(2)が、それぞれ次の条件式(3)及び(4)に定める範囲内にある。
350<λmax(2)<420 …(3)
600<λmin(2)<750 …(4)
第4の機能膜の垂直入射光に対する反射率はλmax(2)からλmin(2)にかけて単調減少する。
また、第4の機能膜の垂直入射光に対する反射率はλmax(2)からλmin(2)にかけて単調減少しない場合には、入射角度に対する透過率の変動が滑らかな単調変化でなくなることにより、スポット形状への悪影響が起こる。
430<λmin(1)<600 …(5)
機能膜への入射角度が大きくなるほど反射率が最小となる波長は短波長側にシフトすることが分かっている。そのため、条件式(5)の下限を超えた場合には、中心の垂直入射となる部分に比べて斜入射となる周辺の透過率が大きく下がりリム強度を改善することができない。上限を超えた場合には、全体の透過率が下がりすぎてしまう。
第1層: n1≦1.55, 40≦d1≦100
第2層: 1.55<n2≦1.70, 40≦d2≦150
第3層: n3≦1.55, 40≦d3≦100
第4層: n4≦1.55, 10≦d4≦100
第5層: 1.55<n5≦1.70, 20≦d5≦ 50
第6層: 1.80≦n6, 40≦d6≦100
第7層: n7≦1.55, 100≦d7≦200
第4層: n4≦1.55, 20≦d4≦150
第5層: 1.55<n5≦1.70, 30≦d5≦100
第6層: n6≦1.55, 30≦d6≦100
第7層: 1.55<n7≦1.70, 30≦d7≦100
第1層 : 低屈折率層 ( 40≦d1≦100)
第2層 : 中屈折率層 ( 40≦d2≦150)
第3層 : 低屈折率層 ( 40≦d3≦100)
各実施例のA面31、B面32、及びD面42には、上記膜構成の機能膜が形成されている。このような3層膜は、光学面の耐光性に悪影響を与えない酸化シリコン、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム、又はこれらの二以上の混合物(例えば酸化シリコンと酸化アルミニウムの混合物)から形成され、また耐光性を低下させるチタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、又はクロム等の遷移元素が用いられていないため、耐光性に優れたコーティング面を与える。また、図3(a)及び(b)に示されるように、これらの光学面に形成される機能膜F11及びF12は、設計基準波長(406nm)の近傍において垂直入射光に対する反射率が低く、光量の確保に有利である。
第1層 : 低屈折率層 ( 10≦d1≦100)
第2層 : 中屈折率層 ( 20≦d2≦ 50)
第3層 : 高屈折率層 ( 40≦d3≦100)
第4層 : 低屈折率層 (100≦d4≦200)
なお、高屈折率層は少なくとも第1層には形成されず、第3層以上に形成されることが望ましい。実施例では高屈折率層は全て第3層に形成されている。また、基材と高屈折率層との間に遷移元素を含まない複数の層を設けることにより、基材と高屈折率層との間隔を確保することができる。基材と高屈折率層との間隔(基材と高屈折率層との間に介在する低屈折率層及び/又は中屈折率層の厚さの合計)は、30〜150nmの範囲に設定されることが望ましい。基材と高屈折率層との間に一定の間隔を設けることにより、基材が高屈折率層から化学的な影響を直接受け難くなり、光学面の耐光性が向上する。
第1層 : 低屈折率層 ( 20≦d1≦150)
第2層 : 中屈折率層 ( 30≦d2≦100)
第3層 : 低屈折率層 ( 30≦d3≦100)
第4層 : 中屈折率層 ( 30≦d4≦100)
4層構造を採用することにより、機能膜に所望の光学特性を与えることができる。更に各層の厚さを上記の範囲に設定することにより、リム強度を改善することができる。そのため、レーザ光束はガウシアンビームと同様の細いビームウェスト径に集束され、ジッターが抑えられる。また、350nm〜400nmの波長範囲において垂直入射光に対する反射率が10%以上となる反射特性をC面41の機能膜に与えると、リム強度の低下を適切に抑えることができる。
2 ハーフミラー
3 コリメートレンズ
31 A面
32 B面
4 対物レンズ
41 第一面、C面
42 第二面、D面
5 受光部
100 光ピックアップ光学系(光情報記録再生光学系)
AX 基準軸
D 光ディスク
Claims (8)
- 光ディスクの記録層にレーザ光束を当て、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再生用光学系において、
レーザ光束を発生する光源と、
前記光源から出射された光束を略平行光に変換する光学素子と、
前記光学素子からの光束を前記光ディスクの記録層に集光するための対物レンズと
を有し、
前記光束の波長λ(単位:nm)は、次の条件式(1)に定める範囲内にあり、
390<λ<420 …(1)
前記光学素子及び前記対物レンズは、それぞれガラス転移温度Tgが次の条件式(2)に定められる範囲内にある同一又は異なる種類の樹脂材料からなり、
Tg>115℃ …(2)
前記対物レンズにおける前記光ディスク側の光学面、前記光学素子における前記光源側の光学面、該光学素子における該光ディスク側の光学面には、それぞれ多層膜である第1の機能膜、第2の機能膜、第3の機能膜が形成され、
前記対物レンズにおける前記光ディスクと反対側の光学面には、4層以上の多層膜である第4の機能膜が形成され、
前記第4の機能膜は、
チタン(Ti)を含む層を含まず、
タンタル(Ta)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)のいずれかの化合物、又は、これらの二以上の混合物から形成される高屈折率層を含み、
前記第1、第2、第3の機能膜は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、フッ化アルミニウム、フッ化マグネシウム、又は、これらの二以上の混合物から形成される非高屈折率層を含み、
前記第1、第2、第3の機能膜は、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)のいずれかの化合物を含む層を含まず、
前記第4の機能膜の最も基材に近い第1層は前記非高屈折率層であり、
前記第4の機能膜において、垂直入射光に対する反射率が最大となる波長λmax(2)及び最小となる波長λmin(2)が、それぞれ次の条件式(3)及び(4)に定める範囲内にあり、
350<λmax(2)<420 …(3)
600<λmin(2)<750 …(4)
前記第4の機能膜の垂直入射光に対する反射率はλmax(2)からλmin(2)にかけて単調減少することを特徴とする光情報記録再生用光学系。 - 前記対物レンズにおける前記光ディスク側の光学面に形成された第1の機能膜の垂直入射光に対する反射率は、350〜400nmの波長域において10%以上となる
ことを特徴とする請求項1に記載の光情報記録再生用光学系。 - 前記光源からの光を複数の回折光に分割するための回折格子を該光源と前記光学素子の間に含むことを特徴とする請求項1または2に記載の光情報記録再生用光学系。
- 前記対物レンズにおける前記光ディスク側の光学面に形成された第1の機能膜の垂直入射光に対する最小反射率を与える波長λmin(1)が、次の条件式(5)に定める範囲内にある
430<λmin(1)<600 …(5)
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光情報記録再生用光学系。 - 前記第1の機能膜は、前記基材側上に第1層から第3層までが番号順に積層された3層膜であり、
前記第1層〜第3層を形成する材料の波長406nmにおける屈折率をそれぞれn1〜n3とし、
前記第1層〜第3層の厚さをそれぞれd1〜d3(単位:nm)としたときに、
前記第1の機能膜の各層の屈折率及び厚さが次の範囲内にある
第1層: n1≦1.55, 40≦d1≦100
第2層: 1.55<n2≦1.70, 40≦d2≦150
第3層: n3≦1.55, 40≦d3≦100
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の光情報記録再生用光学系。 - 前記第4の機能膜は、前記基材側上に第4層から第7層までが番号順に積層された4層膜であり、
前記第4層〜第7層を形成する材料の波長406nmにおける屈折率をそれぞれn4〜n7とし、
前記第4層〜第7層の厚さをそれぞれd4〜d7(単位:nm)としたときに、
前記第4の機能膜の各層の屈折率及び厚さが次の範囲内にある
第4層: n4≦1.55, 10≦d4≦100
第5層: 1.55<n5≦1.70, 20≦d5≦ 50
第6層: 1.80≦n6, 40≦d6≦100
第7層: n7≦1.55, 100≦d7≦200
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の光情報記録再生用光学系。 - 前記第4の機能膜は、前記基材側上に第4層から第7層までが番号順に積層された4層膜であり、
前記第4層〜第7層を形成する材料の波長406nmにおける屈折率をそれぞれn4〜n7とし、
前記第4層〜第7層の厚さをそれぞれd4〜d7(単位:nm)としたときに、
前記第4の機能膜の各層の屈折率及び厚さが次の範囲内にある
第4層: n4≦1.55, 20≦d4≦150
第5層: 1.55<n5≦1.70, 30≦d5≦100
第6層: n6≦1.55, 30≦d6≦100
第7層: 1.55<n7≦1.70, 30≦d7≦100
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の光情報記録再生用光学系。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の光情報記録再生用光学系を備えた光情報記録再生装置。
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