CN1573361A - 光学透镜及光信息记录与重现设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学透镜，用于将由激光光源射出的光汇聚在光记录媒质上，该光具有在400nm至440nm的波长范围内的波长λ1中的至少一种，该光学透镜包括：光入射侧透镜面，设置在由激光光源发射的光进入的一侧，光入射侧透镜面包括具有45度或更大的角θ的周边部分，其中θ是由每个透镜面上一个位置处的法线与光轴形成的角；以及，第一抗反射膜，形成于光入射侧透镜面上，该第一抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ2处具有局域最小值，λ2满足λ1＜λ2，并且420nm≤λ2≤680nm。
Description
技术领域
本发明涉及一种将安装于光信息记录与重现设备中的光学透镜，该设备能够执行向光记录媒质上记录信息和重现记录在光记录媒质上的信息中的至少一种。本发明还涉及配备了该光学透镜的光信息记录与重现设备。
背景技术
依据现有技术，已经开发出一种光拾取设备(光信息记录与重现设备)，其将信息记录到光记录媒质上并重现记录在光记录媒质上的信息。在光拾取设备中，由半导体激光光源射出的光通过物镜(光学透镜)汇聚到光记录媒质的信息记录面上，从而进行信息的记录与重现。
在物镜中，在物镜的表面上形成抗反射涂层，以提高光的利用率。抗反射涂层通常被形成为具有在距离物镜中心越远的周边部分就越薄的厚度。膜厚被设置为使垂直进入物镜中心部分的光的反射率对于光拾取设备的激光束的波长具有局域最小值。即，抗反射图层的膜厚被设置为使穿过物镜中心部分的光的量可以达到最大。
现在，对于抗反射涂层，已知光的入射角越大，光反射率对波长的依赖就越向短波长一侧移动。另外，在物镜中，物镜上的位置由透镜的中心部分向周边部分偏离得越多，光的入射角就越大。因此，对于根据现有技术的物镜，周边部分的光反射率的波长依赖向较短波长一侧移动得比中心部分的光反射率的波长依赖向较短波长一侧移动得多。结果，使进入周边部分的光的反射率具有局域最小值的波长比使进入中心部分的光的反射率具有局域最小值的波长短。因此，对于根据现有技术的设置有抗反射涂层的物镜，在中心部分对激光束的反射率很低，而在周边部分对激光束的发射率比较高。所以，透过周边部分的光量同透过中心部分的光量相比，相对较小。结果，出现了整个透镜的透射光的谱线密度劣化、由于光束汇聚性能的劣化导致射束点直径的增大、光量降低等问题。
另外，近年来，由于光记录媒质容量的增大，需要使射束点直径变小，即需要利用物镜充分地缩小射束点，使得可以使用光在高密度记录的状态下进行信息的记录与重现。由于射束点的直径与物镜的数值孔径(numericalaperture：NA)成反比，所以物镜的NA被提高。近来，采用角度大于45度或更大、或进一步大于55度或更大的透镜，该角度是通过以透镜有效直径表面的法线与光轴相交形成的。
然而，由于具有高NA的物镜表面的曲率很大，因此进入透镜的周边部分的光的入射角就很大。所以，透过周边部分的光量显著减小，并且虽然采用了高NA物镜，但是仍无法抑制射束点直径的增大。因此，妨碍了光记录媒质容量的增加。
在此，作为用于解决上述问题的技术，有一种用于通过增加周边部分的透射光量来增加整个透镜的透射光量的技术。该技术例如在日本专利待审查公开No.Hei 10-160906、日本专利待审查公开No.Hei 11-222446和日本专利待审查公开No.Hei 2001-6204中公开。
然而，当根据上述专利文件使周边部分的透射光量简单增大时，产生了射束形状丧失、波动特性劣化、色度亮度干扰增大等问题，并且存在导致记录与重现性能退化的可能。因此，难以优化光汇聚性能与光量之间的均衡。
具体地，在使用两种波长(例如，660nm波长的光和785nm波长的光)的激光束的数字化视频光盘(DVD)光拾取透镜中，很难增大透射光量，并且同时优化两种波长的光的射束点形状。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的在于提供一种光学透镜，其能够在良好的平衡状态下实现射束点直径的减小并同时确保了透射光量，本发明的目的还在于提供一种配备了该光学透镜的光信息记录与重现设备。
具体地，本发明的另一个目的在于提供一种具有良好的光汇聚性能的高NA光学透镜，并提供一种能够实现光记录媒质容量增大的光信息记录与重现设备。
另外，本发明的再一个目的在于改善将要用于采用波长范围在630nm至680nm的激光束或波长范围在400nm至440nm的激光束的光信息记录与重现的光学透镜的性能，并改善用于采用两种波长的DVD和压缩光盘(CD)的光信息记录与重现的光学透镜的性能。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面，一种光学透镜，用于将由激光光源射出的光汇聚在光记录媒质上，该光具有在400nm至440nm的波长范围内的波长λ1中的至少一种，该光学透镜安装在光信息记录与重现设备上，该光信息记录与重现设备通过将光汇聚在光记录媒质上，至少能够执行光记录媒质上的信息的记录或者记录在光记录媒质上的信息的重现，该光学透镜包括：
光入射侧透镜面，设置在由激光光源发射的光进入的一侧，光入射侧透镜面包括具有45度或更大的角θ的周边部分，其中θ是由每个透镜面上一个位置处的法线与光轴形成的角；以及
第一抗反射膜，形成于光入射侧透镜面上，该第一抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的中心部分的光的反射率在波长λ2处具有局域最小值，λ2满足λ1＜λ2，并且420nm≤λ2≤680nm，其中该中心部分具有零度的角θ。
在此，更加优选的是，形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ2处具有局域最小值，λ2满足440nm≤λ2≤650nm。
在透镜表面上设置诸如衍射光栅的台阶型结构的情况中，由除该台阶形部分以外每个透镜面上一个位置处的法线与光轴形成了角θ。
根据本发明的第一方面，由于使以零度角进入光入射侧透镜面的中心部分的光的反射率具有局域最小值的波长λ2满足λ1＜λ2，并且420nm≤λ2≤680nm，因此进入占据光入射侧透镜面的很大面积的中心部分的光的反射率降低。光入射侧透镜面的周边部分与中心部分相比透射了相对较多的光。另外，穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡相对于现有技术得到了改善。从而，可以实现射束点直径的减小和透射光量的增大。即，将被用于采用波长为400nm至440nm的激光束的光信息记录与重现的光学透镜的性能得以改善，并从而能够提供一种具有良好的光汇聚性能的高NA光学透镜。
在此情况下，波长λ2被设置为680nm或更小。当波长λ2大于680nm时，与透射周边部分的光量相比，透射中心部分的光量相对过少。从而，产生了由于射束点形状丧失导致的色度亮度干扰的问题。
另外，波长λ2被设置为420nm或更大。当波长λ2小于420nm时，透过周边部分的光量不再变大。从而，无法改善透过周边部分的光量与透过中心部分的光量之间的平衡。
另外，当在本发明的第一方面中，光入射侧透镜面在其有效直径内包括具有53度或更大的角θ的部分时，透射具有较大的角θ的周边部分的光量可以得到保证。因此，这将有助于进一步减小射束点直径。
优选地，形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ3处具有局域最小值，λ3满足340nm≤λ3≤560nm。
在此情况下，使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率具有局域最小值的λ3满足340nm≤λ3≤560nm，并且基本等于激光光源的400nm至440nm范围内的波长λ1。因此，可以防止透射光入射侧透镜面的具有相对大的角θ的周边部分的光量与透射透镜面的中心部分的光量相比变得过小。穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡相对于现有技术得到了改善。因此，确保防止了射束点形状的丧失，并在良好的平衡下减小的射束点直径。另外，可以确保透射光量。
优选地，光学透镜在射出光的一侧还包括光出射侧透镜面，该光出射侧透镜面包括形成于其上的第二抗反射膜，
其中该第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ4处具有局域最小值，λ4满足405nm≤λ4≤500nm。
在此，更加优选的是，形成于光出射侧透镜面上的反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ4处具有局域最小值，λ4满足405nm≤λ4≤480nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入光出射侧透镜面的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ4满足405nm≤λ4≤500nm，因此穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡可以得到改善。因此，可以利用形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜和形成于光出射侧透镜面上的第二抗反射膜来减小射束点直径，并增大透射光量。
优选地，形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ2处具有局域最小值，λ2满足480nm≤λ2≤570nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ2满足480nm≤λ2≤570nm，因此穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡可以得到改善。因此，可以减小射束点直径，并增大透射光量。
另外，优选激光光源的波长在400nm至420nm的范围内。更加优选的是，该波长为通用波长，即405±5nm。在此情况下，可以确保减小射束点直径，并增大透射光量。
优选地，形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ3处具有局域最小值，λ3满足400nm≤λ3≤480nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率具有局域最小值的λ3满足400nm≤λ3≤480nm，因此，可以确保抑制透射光入射侧透镜面的具有相对大的角θ的周边部分的光量与透射透镜面的中心部分的光量相比变得过小。因此，确保防止了射束点形状的丧失，并在良好的平衡下减小的射束点直径。另外，可以确保透射光量。
根据本发明的第二方面，一种光学透镜，用于将由激光光源射出的光汇聚在光记录媒质上，该光具有在400nm至440nm的波长范围内的波长λ1中的至少一种，该光学透镜安装在光信息记录与重现设备上，该光信息记录与重现设备通过将光汇聚在光记录媒质上，至少能够执行光记录媒质上的信息的记录或者记录在光记录媒质上的信息的重现，该光学透镜包括：
由激光光源射出的光进入的第一透镜和穿过第一透镜的光进入的第二透镜，
其中，在第一透镜中，设置在由激光光源射出的光进入的一侧上的第一光入射侧透镜面包括具有30度或更大的角θ的周边部分，而在第二透镜中，设置在由激光光源射出的光进入的一侧上的第二光入射侧透镜面包括具有45度或更大的角θ的周边部分，其中θ是由每个透镜面上一个位置处的法线与光轴形成的角；以及
第一抗反射膜，形成于第一光入射侧透镜面上，该第一抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的中心部分的光的反射率在波长λ5处具有局域最小值，λ5满足λ1＜λ5，并且410nm≤λ5≤600nm，其中该中心部分具有零度的角θ。
在此，更加优选的是，形成于第一透镜的第一光入射侧透镜面上的抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ5处具有局域最小值，λ5满足420nm≤λ5≤560nm。
根据本发明的第二方面，由于使以零度角进入第一光入射侧透镜面的中心部分的光的反射率具有局域最小值的波长λ5满足λ1＜λ5，并且410nm≤λ5≤600nm，因此进入占据第一光入射侧透镜面的很大面积的中心部分的光的反射率被降低。光入射侧透镜面的周边部分与中心部分相比透射了相对较多的光。另外，穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡相对于根据现有技术的透镜得到了改善。从而，可以实现射束点直径的减小和透射光量的增大。即，将被用于采用波长为400nm至440nm的激光束的光信息记录与重现的光学透镜的性能得以改善，并从而能够提供一种良好的光汇聚性能的高NA光学透镜。
在此情况下，波长λ5被设置为600nm或更小。当波长λ2大于600nm时，与透射周边部分的光量相比，透射中心部分的光量相对过少。从而，产生了由于射束点形状丧失导致的色度亮度干扰的问题。
另外，波长λ5被设置为410nm或更大。当波长λ5小于420nm时，透射周边部分的光量不再变大。从而，无法改善透射周边部分的光量与透射中心部分的光量之间的平衡。
优选地，形成于第一光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的具有30度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ6处具有局域最小值，λ6满足370nm≤λ6≤550nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的周边部分的光的反射率具有局域最小值的λ6满足370nm≤λ6≤550nm，并且基本等于激光光源的400nm至440nm范围内的波长λ1。因此，可以防止透射第一光入射侧透镜面的具有相对大的角θ的周边部分的光量与透射透镜面的中心部分的光量相比变得过小。穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡相对于现有技术得到了改善。因此，确保防止了射束点形状的丧失，并在良好的平衡下减小的射束点直径。另外，可以确保透射光量。
优选地，在第二透镜中，第二抗反射膜形成于第二光入射侧透镜面上，该第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ7处具有局域最小值，λ7满足λ1＜λ7，并且420nm≤λ7≤600nm。
在此，更加优选的是，形成于第二光入射侧透镜面上的第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ7满足430nm≤λ7≤560nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ7满足420nm≤λ7≤600nm，因此进入占据第二光入射侧透镜面的很大面积的中心部分的光的反射率被降低。第二光入射侧透镜面的周边部分与中心部分相比透射了相对较多的光。另外，穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡相对于根据现有技术的透镜得到了改善。从而，可以在完整的透镜中，实现射束点直径的减小和透射光量的增大。
在此情况中，波长λ7被设置为600nm或更小。当波长λ2大于600nm时，透射中心部分的光的透射率过低。与透射周边部分的光量相比，透射中心部分的光量相对过少。从而，产生了由于射束点形状丧失导致的色度亮度干扰的问题。
另外，波长λ7被设置为420nm或更大。当波长λ7小于420nm时，透射周边部分的光量不再变大。从而，无法改善透射周边部分的光量与透射中心部分的光量之间的平衡。
优选地，形成于第二光入射侧透镜面上的第二抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ8处具有局域最小值，λ8满足345nm≤λ8≤490nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率具有局域最小值的λ8满足345nm≤λ8≤490nm，并且基本等于激光光源的400nm至440nm范围内的波长λ1。因此，可以防止透射第二光入射侧透镜面的具有相对大的角θ的周边部分的光量与透射透镜面的中心部分的光量相比变得过小。穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡相对于根据现有技术的透镜得到了改善。因此，确保防止了射束点形状的丧失，并在良好的平衡下减小的射束点直径。另外，可以确保透射光量。
优选地，在第一透镜中，第三抗反射膜形成于设置在光由第一透镜射出的一侧上的第一光出射侧透镜面上，并且该第三抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第一光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ9处具有局域最小值，λ9满足380nm≤λ9≤500nm；以及
在第二透镜中，第四抗反射膜形成于设置在光由第二透镜射出的一侧上的第二光出射侧透镜面上，并且该第四抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第二光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ10处具有局域最小值，λ10满足380nm≤λ10≤500nm。
在此，更加优选的是，形成于第一透镜的第一光出射侧透镜面上的第三抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第一光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ9处具有局域最小值，λ9满足400nm≤λ9≤480nm。
另外，更加优选的是，形成于第二透镜的第二光出射侧透镜面上的第四抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第二光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ10处具有局域最小值，λ10满足390nm≤λ10≤480nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入第一光出射侧透镜面和第二光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ9和λ10分别满足380nm≤λ9≤500nm，且380nm≤λ10≤500nm，因此穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡得到了改善。从而，可以实现射束点直径的减小和通过形成于第一光出射侧透镜面上的抗反射膜以及形成于第二光出射侧透镜面上的抗反射膜的透射光量的增大。
优选地，在第一透镜中，形成于第一光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ5处具有局域最小值，λ5满足420nm≤λ5≤480nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ5满足420nm≤λ5≤480nm，因此穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡可以得到改善。因此，可以减小射束点直径，并增大透射光量。
另外，优选激光光源的波长在400nm至420nm的范围内。更加优选的是，该波长为通用波长，即405±5nm。在此情况下，可以确保减小射束点直径，并增大透射光量。
优选地，在第一透镜中，形成于第一光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的具有30度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ6处具有局域最小值，λ6满足380nm≤λ6≤440nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的具有30度的角θ的周边部分的光的反射率具有局域最小值的λ6满足380nm≤λ6≤440nm，因此可以抑制透射第一光入射侧透镜面的具有相对大的角θ的周边部分的光量与透射透镜面的中心部分的光量相比变得过小。因此，可以确定地防止射束点形状的丧失，并可在良好的平衡下减小的射束点直径。另外，可以确保透射光量。
优选地，在第二透镜中，形成于第二光入射侧透镜面上的第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ7处具有局域最小值，λ7满足430nm≤λ7≤480nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ7满足430nm≤λ7≤480nm，因此穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡可以得到改善。因此，可以减小射束点直径，并增大透射光量。
另外，优选激光光源的波长在400nm至420nm的范围内。更加优选的是，该波长为通用波长，即405±5nm。在此情况下，可以确保减小射束点直径，并增大透射光量。
优选地，在第二透镜中，形成于第二光入射侧透镜面上的第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ8处具有局域最小值，λ8满足357nm≤λ8≤400nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率具有局域最小值的λ8满足357nm≤λ8≤400nm，因此可以抑制透射第二光入射侧透镜面的具有相对大的角θ的周边部分的光量与透射透镜面的中心部分的光量相比变得相对过小。因此，可以确定地防止射束点形状的丧失，并可在良好的平衡下减小的射束点直径。另外，可以确保透射光量。
根据本发明的第三方面，一种光学透镜，用于将由激光光源射出的光汇聚在光记录媒质上，该光具有在630nm至680nm的波长范围内的波长λ11中的至少一种，该光学透镜安装在光信息记录与重现设备上，该光信息记录与重现设备通过将光汇聚在光记录媒质上，至少能够执行光记录媒质上的信息的记录或者记录在光记录媒质上的信息的重现，该光学透镜包括：
光入射侧透镜面，设置在由激光光源发射的光进入的一侧，光入射侧透镜面包括具有45度或更大的角θ的周边部分，其中θ是由每个透镜面上一个位置处的法线与光轴形成的角；以及
第一抗反射膜，形成于光入射侧透镜面上，该第一抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的中心部分的光的反射率在波长λ12处具有局域最小值，λ12满足λ11＜λ12，并且680nm≤λ12≤870nm，其中该中心部分具有零度的角θ。
在此，更加优选的是，形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚被设置为使得进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ12处具有局域最小值，λ12满足710nm≤≤λ12≤850nm。
根据本发明的第三方面，由于使以零度角进入光入射侧透镜面的中心部分的光的反射率具有局域最小值的波长λ12满足λ11＜λ12，并且680nm≤λ12≤870nm，因此进入占据光入射侧透镜面的很大面积的中心部分的光的反射率被降低。光入射侧透镜面的周边部分与中心部分相比透射了相对较多的光。另外，穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡相对于根据现有技术的透镜得到了改善。从而，可以实现射束点直径的减小和透射光量的增大。即，将被用于采用波长为630nm至680nm的激光束的光信息记录与重现的光学透镜的性能得以改善，并从而能够提供一种良好的光汇聚性能的高NA光学透镜。
在此情况下，波长λ12被设置为870nm或更小。当波长λ12大于870nm时，与透射周边部分的光量相比，透射中心部分的光量相对过少。从而，产生了由于射束点形状丧失导致的色度亮度干扰的问题。
另外，波长λ12被设置为630nm或更大。当波长λ12小于630nm时，透射周边部分的光量不再变大。从而，无法改善透射周边部分的光量与透射中心部分的光量之间的平衡。
另外，当光入射侧透镜面在其有效直径内包括具有53度或更大的角θ的部分时，透射具有较大的角θ的周边部分的光量可以得到保证。因此，这将有助于进一步减小射束点直径。
优选地，该光学透镜在射出光的一侧还包括光出射侧透镜面，该光出射侧透镜面包括形成于其上的第二抗反射膜，
其中该第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ13处具有局域最小值，λ13满足650nm≤λ13≤800nm。
在此，更加优选的是，形成于光出射侧透镜面上的第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ13满足68nm≤λ13≤790nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ13满足650nm≤λ13≤800nm，因此穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡得到了改善。从而，可以实现射束点直径的减小和通过形成于光入射侧透镜面上的抗反射膜以及形成于光出射侧透镜面上的抗反射膜的透射光量的增大。
优选地，形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ14处具有局域最小值，λ14满足560nm≤λ14≤722nm。
在此情况下，由于得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率具有局域最小值的λ14满足560nm≤λ14≤722nm，并且基本等于激光光源的630nm至680nm范围内的波长λ11。因此，可以抑制透射光入射侧透镜面的具有相对大的角θ的周边部分的光量与透射透镜面的中心部分的光量相比变得相对过小。穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡相对于现有技术得到了改善。因此，确保防止了射束点形状的丧失，并在良好的平衡下减小的射束点直径。另外，可以确保透射光量。
优选地，形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ12处具有局域最小值，λ12满足710nm≤λ12≤850nm，并且使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ14处具有局域最小值，λ14满足580nm≤λ14≤705nm；以及
形成于设置在光由光学透镜射出的一侧上的光出射侧透镜面上的第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ13处具有局域最小值，λ13满足670nm≤λ13≤800nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ12满足710nm≤λ12≤850nm，因此穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡可以得到改善。
由于使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率具有局域最小值的λ14满足580nm≤λ14≤705nm，并且基本等于激光光源的630nm至680nm范围内的波长λ11。因此，可以抑制透射光入射侧透镜面的具有相对大的角θ的周边部分的光量与透射透镜面的中心部分的光量相比变得相对过小。穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡相对于现有技术得到了改善。
另外，由于使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ13满足670nm≤λ13≤800nm，因此穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡可以得到改善。
如上所述，可以实现射束点直径的减小和透射光量的增大。
优选地，光学透镜分别将由第一激光光源射出的第一光汇聚在第一光记录媒质上，而将由第二激光光源射出的第二光汇聚在第二光记录媒质上，该第一光具有波长范围在630nm至680nm内的波长λ11中的至少一种，而该第二光具有波长范围在770nm至790nm内的波长λ15中的至少一种。
发射具有在630nm至680nm范围内的波长的第一激光光源用于DVD的光信息记录与重现。发射具有在770nm至790nm范围内的波长的第二激光光源用于CD的光信息记录与重现。
在此情况下，更加优选的是，光学透镜分别将由第一激光光源射出的第一光汇聚在第一光记录媒质上，而将由第二激光光源射出的第二光汇聚在第二光记录媒质上，该第一光具有波长范围在630nm至670nm内的波长λ11中的至少一种，而该第二光具有波长范围在780nm至790nm内的波长λ15中的至少一种。
在此情况下，由于光学透镜分别将由用于DVD的光信息记录与重现的第一激光光源射出的光汇聚在第一光记录媒质上，而将由用于CD的光信息记录与重现的第二激光光源射出的光汇聚在第二光记录媒质上，因此可以在对于DVD和CD的光信息记录与重现期间，同时优化射束点直径的减小与透射光量的增大。从而，是将用于DVD和CD的光信息记录与重现的光学透镜具备较高的性能。
优选地，形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ12处具有局域最小值，λ12满足710nm≤λ12≤790nm；以及
形成于设置在光由光学透镜射出的一侧上的光出射侧透镜面上的第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ13处具有局域最小值，λ13满足710nm≤λ13≤790nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ12满足710nm≤λ12≤790nm，因此穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡可以得到改善。因此，可以减小射束点直径，并增大透射光量。
在此情况下，由于使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率具有局域最小值的λ13满足710nm≤λ13≤790nm，因此穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡得到了改善。从而，可以实现射束点直径的减小和通过形成于光入射侧透镜面上的抗反射膜以及形成于光出射侧透镜面上的抗反射膜的透射光量的增大。
另外，优选激光光源的波长范围在630nm至655nm内。
优选地，形成于光入射侧透镜面上的抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ14处具有局域最小值，λ14满足590nm≤λ14≤660nm。
在此情况下，由于使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率具有局域最小值的λ14满足590nm≤λ14≤660nm，并且基本等于激光光源的630nm至680nm范围内的波长λ11。因此，可以抑制透射光入射侧透镜面的具有相对大的角θ的周边部分的光量与透射透镜面的中心部分的光量相比变得相对过小。穿过周边部分的透射光量与穿过中心部分的透射光量之间的平衡相对于现有技术得到了改善。因此，确保防止了射束点形状的丧失，并在良好的平衡下减小的射束点直径。另外，可以确保透射光量。
优选地，抗反射涂层是通过真空沉积法、溅射法、旋涂法、浸涂法、CVD法和大气压等离子法中的一种方法形成。
在此情况下，由于可以无须使透镜面与液体相接触即可形成薄膜，因此可防止诸如由干化、液体滴落、涂敷等导致的不均匀的不良外观。
另外，优选采用上述方法中的真空沉积法、溅射法CVD法和大气压等离子法。在此情况下，可以形成具有高精度膜厚和稳定反射率的薄膜。因此，可以在透镜面上实现具有优良光学性能的薄膜的形成。
优选地，该抗反射涂层是由高反射率材料、中等反射率材料和低反射率材料中的一种制得。
在此，作为高折射率材料，可使用氧化铈、氧化钛、氧化钽、氧化锆、氧化铪、氧化钨、氧化铬、氮化硅、含氧氮化硅、含碳氮化硅等。
另外，作为中间折射率材料，可使用氧化铝、氧化钇、氟化铅、氟化铈等。
另外，作为低折射率材料，可使用氧化硅、氟化镁、氟化铝、冰晶石等。
在此情况下，可以获得具有高透明度和稳定折射率的抗反射膜。
另外，对于上述材料，一种材料可以单独的使用。两种或更多的材料也可以以混合态或化合态的形式使用。
根据本发明的第四方面，一种光信息记录与重现设备，包括激光光源和权利要求1至23种任意一个所述的光学透镜，其中该设备通过利用该光学透镜汇聚由激光光源发射的光，至少执行光记录媒质上信息的记录或者记录在光记录媒质上的信息的重现。
根据本发明的第四方面，由于利用该光学透镜将由激光光源发射的光汇聚到光记录媒质上，因此可以实现射束点直径的减小，以及透射光量的增大。因此，与现有技术相比，其可以以更高的密度在光记录媒质上记录信息、由其中已经按高密度记录了信息的光记录媒质重现信息。从而，可以实现光记录媒质容量的增大。
附图说明
图1为示出第一实施例的透镜的示意纵剖面图；
图2为示出图1所示透镜的放大部分的剖面图；
图3为示出配置有图1所示透镜的光拾取设备的示意图；
图4为示出第三实施例的透镜的示意纵剖面图；
图5为示出应用于第一实施例的透镜的抗反射涂层的层结构，以及使光反射率具有局域最小值的波长的表格；
图6A和图6B为示出根据第一实施例的透镜的光透射率，以及对透射率与射束点形状的评价的表格，在该透镜上形成了具有图5所示的层结构的抗反射涂层；
图7A、7B和7C为用于说明射束点形状的评价的图；
图8A和8B为示出应用于第二和第三实施例的透镜的抗反射涂层的层结构，以及使光反射率具有局域最小值的波长的表格；
图9A和图9B为示出根据第二实施例的透镜的光透射率，以及对透射率与射束点形状的评价的表格，在该透镜上形成了具有图8A和8B所示的层结构的抗反射涂层；
图10A和图10B为示出根据第三实施例的光学透镜中的第一透镜的光透射率，以及对透射率与射束点形状的评价的表格，在该透镜上形成了具有图8A和8B所示的层结构的抗反射涂层；
图11A和图11B为示出根据第三实施例的光学透镜中的第二透镜的光透射率，以及对透射率与射束点形状的评价的表格，在该透镜上形成了具有图8A和8B所示的层结构的抗反射涂层；以及
图12为示出对于具有图5和8A所示的层结构的抗反射涂层，光反射率的波长依赖关系的示例。
具体实施方式
下面，将参照附图说明本发明的优选实施例。
第一实施例：
根据本发明光学透镜第一实施例的透镜1(图1所示)被用作光拾取设备(光信息记录与重现设备)的物镜，该光拾取设备能够在光记录媒质上进行信息记录，并且能够重现记录在光记录媒质上的信息。
图3中所示的光拾取设备10设置为应用于DVD和CD两种光记录媒质。光拾取设备10包括：半导体激光光源11，其配置有发射波长λ11在630nm至680nm范围内的光的半导体激光器和发射波长λ15在770nm至790nm范围内的光的半导体激光器；准直透镜12；偏振分束器13；四分之一波片14；物镜15(与上述透镜1类似的透镜)；凸透镜16；以及，光探测器17。透镜1(即物镜15)按照使其两个透镜面S1和S2中曲率大于另一个透镜面(光出射侧透镜面)S2的透镜面(光入射侧透镜面)S1直接朝向半导体激光光源11一侧的状态设置。
由半导体激光光源11的发射波长λ11在630nm至680nm范围内的光的半导体激光器和发射波长λ15在770nm至790nm范围内的光的半导体激光器发射的激光束由准直透镜12转变为平行光线。然后，仅P成分的光线由偏振分束器13透射，并转变为线偏振光(P偏振光)。
P偏振光由四分之一波片14转变为右旋圆偏振光。圆偏振光随即由透镜面S1一侧进入物镜15(透镜1)，再由其透镜面S2一侧射出。然后，出射的圆偏振光被汇聚在光记录媒质R(DVD或CD)的信息记录面A上。
在光记录媒质R的信息记录面A上反射的圆偏振光，被转变成具有相反旋转方向的圆偏振光(左旋圆偏振光)，并且再次透射物镜15。然后，透射的偏振光被四分之一波片14转变为仅具有S成分的线偏振光(S偏振光)。
S偏振光完全被偏振分束器13反射，并且由凸透镜16汇聚在光探测器17上。
在光拾取设备10中，记录在光记录媒质R的信息记录面A上的信息可通过用光探测器17探测光反馈量而读出，从而重现该信息。另外，在例如在光记录媒质R的信息记录面A的上表面上形成染色层(dye layer)的设置中，可以通过用物镜15汇聚高能激光束而读出信息记录面A上的信息。
如图1所示，透镜1包括基体材料2和分别形成于透镜面S1和S2上的抗反射涂层(抗反射膜)3和4。
在透镜面S1的周边部分P1中，包括其上由透镜面S1的一个位置处的法线和光轴L形成的角θ(未示出)为45度或更大的表面。
基体材料2由，例如，塑料材料、玻璃材料、这些材料的合成物等制成。塑料材料具体地由诸如丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂(Zeon公司的Zeonex(已注册商标)等)、环烯烃共聚树脂(cyclic olefin copolymerresin)等的透明树脂材料制成。另外，现有的光学玻璃可以用作上述的玻璃材料。
基体材料2通过利用塑料材料的喷射模塑法、玻璃模具成形、抛光工艺、研磨工艺等将其成形为透镜形状。
另外，尽管未在图1中示出，透镜1可设置为包括诸如保护层的表面处理层、基体材料2与抗反射涂层3和4之间的下涂层等。例如，可将包括硅或氟的防水层用作保护层。利用防水保护层，可以防止灰尘的沾染。另外，可将由具有厚度在几个纳米至几十个微米范围内的氧化硅层或紫外固化树脂或热固树脂制成的层制得的层用作下涂层。从而，可以改善抗反射涂层3和4的膜涂覆情况和耐磨性。
优选抗反射涂层3和4通过例如在日本专利待审查公开No.Hei10-160906中公开的技术沉积为叠层状态。抗反射涂层3和4可通过熟知的沉积方法沉积为叠层状态，如真空沉积法、溅射法、CVD法、大气压等离子法(atmospheric pressure plasma method)(在日本专利待审查公开No.2001-100008和日本专利待审查公开No.2000-147209中公开)等。如图2所示，抗反射涂层3和4包括形成于基体材料2上的第一层5和形成于第一层5上的第二层6。第一层5由折射率高于第二层6的材料的折射率的材料制成。
为更加具体，构成第一层5的高折射率材料，例如可使用氧化铈、氧化钛、氧化钽、氧化锆、氧化铝、氮化硅、含氧氮化硅等。例如，可以将氧化铝、氧化钇、氟化铅、氟化铈等用作具有中间折射率的材料。另外，例如，可将氧化硅、氟化镁、氟化铝、冰晶石等用作构成的第二层6的低折射率材料。
在此，第一层5和第二层6可用高折射率材料、中间折射率材料和低折射率材料中的一种制成，并且可以由该些材料中的多种的混合物制成。
在图1所示的透镜1中，透镜面S1形成为使得随着面S1上的位置由中心部分C1向周边部分P1移动，抗反射涂层3的厚度可以变得越来越薄。另外，透镜面S2形成为使得随着面S2上的位置由中心部分C2向周边部分P2移动，抗反射涂层4的厚度可以变得越来越薄。
抗反射涂层3的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1的具有零度的角θ的中心部分C1的光反射率为局域最小值的波长λ12满足λ11＜λ12，并且680nm≤λ12≤870nm。另外，更加优选，抗反射涂层3的膜厚设置为使得波长λ12满足710nm≤λ12≤850nm。
另外，抗反射涂层4的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S2的具有零度的角θ的中心部分C2的光反射率为局域最小值波长λ13满足650nm≤λ3≤800nm。另外，更加优选，抗反射涂层4的膜厚设置为使得波长λ13满足680nm≤λ13≤790nm。
另外，抗反射涂层3的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1的具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率，即垂直于透镜面S1进入周边部分P1的光的反射率，为局域最小值的波长λ14满足560nm≤λ14≤722nm。另外，更加优选，抗反射涂层3的膜厚设置为使得波长λ14满足580nm≤λ14≤705nm。
在此，当安装在光拾取设备10的半导体激光光源11中的半导体激光器的波长λ11中的至少一种在650nm至670nm范围内时，优选抗反射涂层3的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1的具有零度的角θ的中心部分C1的光的反射率为局域最小值的波长λ12满足700nm≤λ12≤850nm。
另外，优选抗反射涂层3的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1的具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率为局域最小值的波长λ14满足580nm≤λ14≤705nm。
另外，优选抗反射涂层4的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S2的具有零度的角θ的中心部分C2的光的反射率为局域最小值的波长λ13满足670nm≤λ13≤800nm。
如上所述，在第一实施例的透镜1中，使进入镜面S1的中心部分C1的光的反射率为局域最小值的波长λ12在激光束源的由630nm至680nm的波长λ11的更长波长一侧。
另外，由于周边部分P1的入射角大于中心部分C1的入射角，在周边部分P1中使光的反射率具有局域最小值的波长λ14处于在中心部分C1中使光的反射率具有局域最小值的波长λ12的更短波长一侧。
在此，周边部分P1透射了比中心部分C1更多的由半导体激光器发射的波长为630nm至680nm的光。结果，可以在通过使用波长为630nm至680nm的激光束完成的DVD的光信息记录与重现中，实现射束点直径的减小和透射光量的增大。
另一方面，当使进入中心部分C1的光的反射率为局域最小值的波长λ12大于870nm时，在中心部分C1的光的透射率过低。另外，透过中心部分C1的光量与透过周边部分P1的光量相比过低。结果，射束点形状丧失，并导致了色度亮度干扰等问题。
相反，在第一实施例的透镜1中，由于使进入中心部分C1的光的反射率为局域最小值的波长λ12为870nm或更小，因此可以抑制透过中心部分C1的光量过低。结果，可以防止射束点形状丧失，并可以在良好的平衡下减小射束点的直径。另外，可以保证足够的透射光量。
另外，由于使进入透镜面S2的中心部分C2的光的反射率为局域最小值的波长λ13满足650nm≤λ13≤800nm，因此改善了透过周边部分P2的光量与透过中心部分C2的光量之间的平衡。从而，可以实现射束点直径的减小和透射光量的增大。
另外，当抗反射涂层3和4的膜厚设置为使得以零度角进入抗反射涂层3和4的具有零度的角θ的中心部分C1和C2或进入具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率为局域最小值的波长在上述各个预定波长范围内时，可以在更加均衡的状态下实现射束点直径的减小和透射光量的增大。
另外，由于抗反射涂层3的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1的中心部分C1的光的反射率为局域最小值的波长λ12满足680nm≤λ12≤870nm，可以在通过使用波长为770nm至790nm的激光束完成的CD的光信息记录与重现中，获得期望的射束点形状和期望的透射光量。
另外，当抗反射涂层3和4的膜厚设置为使以零度角进入透镜面S1的中心部分C1的光的反射率为局域最小值的波长λ12满足710nm≤λ12≤790nm，并且使以零度角进入透镜面S2的中心部分C2的光的反射率为局域最小值的波长λ13满足710nm≤λ13≤790nm，可以在稳定的状态下获得期望的射束点形状和期望的透射光量。
另外，在此情况下，形成于光入射侧透镜面S1上的抗反射涂层3的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1的具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率为局域最小值的波长λ14满足590nm≤λ14≤660nm。结果，在执行对于DVD和CD两种光记录媒质R的光信息记录与重现的光拾取设备10中，可在良好的条件下实现对DVD和CD的记录与重现。
另外，透镜面S1的具有较大曲率的周边部分P1包括角θ为45度的面。结果，在具有角θ相对较大的透镜面的高NA光学透镜中，可以进一步改善透镜的光汇聚性能。从而，可以有利于实现光记录媒质容量的增大。
另外，根据配备有透镜1的光拾取设备10，由于由半导体激光光源11射出的光由透镜1汇聚在光记录媒质上，因此可以实现射束点直径的减小和透射光量的增大。结果，与现有技术相比，可以以更高的密度向光记录媒质上记录信息，并且信息可以从以更高的密度记录了信息的光记录媒质上重现。因此，可以实现光记录媒质容量的增大。
另外，在第一实施例中，抗反射涂层3和4包括第一层5和第二层6。然而，对于抗反射涂层3和4具有通过抑制光的反射而实现的抗反射膜的作用是足够的。抗反射涂层3和4的设置不限于上述。
另外，透镜面S1的周边部分P1在有效直径内包括角θ为45度或更大的部分。另外，当周边部分包括角θ为53度或更大的部分时，透过周边部分P1的光量增大。从而可以在较好的均衡状态下，实现射束点直径的减小和透射光量的增大。
另外，尽管光拾取设备10构造为同时适用于DVD和CD，但光拾取设备10的构造不限于上述。光拾取设备10可以为，例如，仅配备有用于DVD的射出光波长在630nm至680nm范围内的半导体激光器。另外，尽管光拾取设备10构造为能够执行信息的记录与重现，但光拾取设备10的构造不限于此。即，显然根据本发明的透镜可用于能够进行信息的记录或重现的光拾取设备。
第二实施例
根据本发明第二实施例的透镜与第一实施例的透镜1类似地用作光拾取设备的物镜。因此，应用了第二实施例的透镜的光拾取设备具有与光拾取设备10几乎相同的构造，除了半导体激光光源11配备有发射波长λ1为由400nm至440nm的光的半导体激光器。
由于，除一些将在下面描述的点以外，第二实施例的透镜具有与第一实施例的透镜1几乎相同的构造，因此将仅详细描述那些与透镜1不同的地方。
其上的角θ为45度或更大的面包括于第二实施例的透镜的透镜面S1的周边部分P1中。
另外，形成于透镜面S1上的抗反射涂层3的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1的具有零度的角θ的中心部分C1的光的反射率为局域最小值的波长λ2满足λ1＜λ2，并且420nm≤λ2≤680nm。另外，更加优选，抗反射涂层3的膜厚设置为使得波长λ2满足440nm≤λ2≤650nm。
在此，更加优选，抗反射涂层3的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1的具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率为局域最小值的波长λ3满足340nm≤λ3≤560nm。
另外，抗反射涂层4的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S2的具有零度的角θ的中心部分C2的光的反射率为局域最小值的波长λ4满足405nm≤λ4≤500nm。另外，更加优选，抗反射涂层4的膜厚设置为使得波长λ4满足410nm≤λ4≤480nm。
如上所述，在第二实施例的透镜中，使进入透镜面S1的中心部分C1的光的反射率为局域最小值的波长λ2向激光光源的波长λ1的更长波长一侧移动。因此，在透镜面S1中，由于周边部分P1与中心部分C1相比，透射了相对更多的光，因此可以实现射束点直径的减小和透射光量的增大。因此，将被用于通过使用发射光波长在400nm至440nm范围的激光束进行的光信息记录与重现的光学透镜的性能将得以改善。
另一方面，当使进入中心部分C1的光的反射率具有局域最小值的波长λ2大于680nm时，中心部分C1的光的透射率过低。与透过周边部分P1的光量相比，透过中心部分C1的光量相对过小。
相反，在第二实施例的透镜中，由于使进入中心部分C1的光的反射率具有局域最小值的波长λ2为680nm或更小，因此可以防止透过中心部分C1的光量变得过小。结果，可以防止射束点形状丧失，并且可以在良好的平衡下减小射束点直径。另外，可以保证足够的透射光量。
另外，使进入透镜面S2的中心部分C2的光的反射率为局域最小值的波长λ4满足405nm≤λ4≤500nm，这改善了透过周边部分P1的光量与透过中心部分C1的光量之间的平衡。从而，可以实现射束点直径的减小和透射光量的增大。
另外，当抗反射涂层3和4的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1的中心部分C1的光的反射率为局域最小值的波长λ2满足480nm≤λ2≤570nm，并且使得以零度角进入透镜面S2的中心部分C2的光的反射率为局域最小值的波长λ4满足405nm≤λ4≤500nm时，可以在稳定的状态下获得期望的射束点形状和期望的透射光量。
另外，在此情况下，形成于光入射侧透镜面S1上的抗反射涂层3的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1的具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率为局域最小值的波长λ3满足400nm≤λ3≤480nm。
第三实施例
根据本发明第三实施例的透镜7(图4所示)与第二实施例的透镜相似地用作光拾取设备的物镜。因此，应用了第三实施例透镜的光拾取设备具有与上述应用了第二实施例透镜的光拾取设备几乎相同的构造。
如图4所示，透镜7包括两个透镜，即第一透镜7a和第二透镜7b。透镜7按照使第一透镜7a直接面对光拾取设备的半导体激光光源11一侧的方式设置于光拾取设备中。
第一透镜7a的两个透镜面S1a和S2a中处于半导体激光光源11一侧的透镜面S1a(第一光入射侧透镜面)包括角θ在零度(在中心部分C1a处)至30度(在周边部分P1a的附近)范围内的面。另外，处于第二透镜7b一侧的透镜面S2a(第一光出射侧透镜面)包括角θ在零度(在中心部分C2a处)至10度或更小(在周边部分P2a的附近)范围内的面。
另外，第二透镜7b的两个透镜面S1b和S2b中处于第一透镜7a一侧的透镜面S1b(第二光入射侧透镜面)包括角θ在零度(在中心部分C1b处)至50度或更大(在周边部分P1b的附近)范围内的面。另外，处于光记录媒质R一侧的透镜面S2b包括角θ在零度(在中心部分C2b处)至10度(在周边部分P2b的附近)范围内的面。
第一透镜7a和第二透镜7b包括基体材料和分别形成于透镜面S1a、S2a、S1b和S2b上的抗反射涂层，与上述透镜1类似。除下面将描述的一些地方以外，基体材料和抗反射涂层具有与第一实施例的透镜1的基体材料2和抗反射涂层3和4基本相同的结构。
形成于透镜面S1a上的抗反射涂层的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1a的具有零度的角θ的中心部分C1a的光的反射率为局域最小值的波长λ5满足λ1＜λ5，并且410nm≤λ5≤600nm。另外，更加优选，该抗反射涂层的膜厚设置为使得光反射率为局域最小值的波长λ5满足420nm≤λ5≤560nm。
另外，优选将形成于透镜面S1a上的抗反射涂层的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1a的具有30度的角θ的周边部分的光的反射率为局域最小值的波长λ6满足370nm≤λ6≤550nm。
另外，形成于透镜面S1b上的抗反射涂层的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1b的具有零度的角θ的中心部分C1b的光的反射率为局域最小值的波长λ7满足λ1＜λ7，并且420nm≤λ7≤600nm。另外，更加优选，该抗反射涂层的膜厚设置为使得波长λ7满足440nm≤λ7≤560nm。
在此，更加优选，将形成于透镜面S1b上的抗反射涂层的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1b的具有45度的角θ的周边部分P1b的光的反射率为局域最小值的波长λ8满足345nm≤λ8≤490nm。
另外，形成于透镜面S2a上的抗反射涂层的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S2a的具有零度的角θ的中心部分C2a的光的反射率为局域最小值的波长λ9满足380nm≤λ9≤500nm。另外，更加优选，该抗反射涂层的膜厚设置为使得波长λ9满足400nm≤λ9≤480nm。
另外，形成于透镜面S2b上的抗反射涂层的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S2b的具有零度的角θ的中心部分C2b的光的反射率为局域最小值的波长λ10满足380nm≤λ10≤500nm。另外，更加优选，该抗反射涂层的膜厚设置为使得波长λ10满足390nm≤λ10≤480nm。
如上所述，根据第三实施例的透镜，使得以零度角进入第一透镜7a的透镜面S1a的中心部分C1a的光的反射率为局域最小值的波长λ5向激光束源的波长λ1更长波长一侧移动。另外，使得以零度角进入第二透镜7b的透镜面S1b的中心部分C1b的光的反射率为局域最小值的波长λ7向激光束源的波长λ1更长波长一侧移动。
结果，在整个透镜7中，由于周边部分P1a和P1b与中心部分C1a和C1b相比，透射相对较多的光，因此可以实现射束点直径的减小和透射光量的增大。
另一方面，当使得进入第一透镜7a的透镜面S1a的中心部分C1a的光的反射率为局域最小值的波长λ5大于600nm时，或使得进入第二透镜7b的透镜面S1b的中心部分C1b的光的反射率为局域最小值的波长λ7大于600nm时，中心部分C1a和C1b处的光透射率过低，与透射周边部分P1a和P1b的光相比，透过中心部分C1a和C1b的光量变得相当低。
相反，由于使进入中心部分C1a和C1b的光的反射率分别具有局域最小值的波长λ5和λ7的上限是如上所述的，因此可以防止透过中心部分C1a和C1b的光量过低。因此，可以防止射束点形状丧失，并且可以在良好的平衡下减小射束点直径。另外，可以确保足够的透射光量。
另外，使进入透镜面S2a和S2b的中心部分C2a和C2b的光的反射率分别具有局域最小值的波长λ9和λ10等于或大于激光光源的波长λ1。因此，在透镜面S2a和S2b中，在各个周边部分P2a和P2b的透射率不会极大地低于在各个中心部分C2a和C2b的透射率。当光透过透镜面S1a和S2a时，透过周边部分P1a和P2a的光量大于透过中心部分C1a和C2a的光量。当光穿过透镜面S1b和S2b时，透过周边部分P1b和P2b的光量大于透射中心部分C1b和C2b的光量。结果，可以减小射束点直径并增大透射光量。
实例
下面，本发明将通过实例具体描述。然而，本发明不限于这些实例。
1.第一实施例透镜
(透镜的透射率和对射束点形状的评价)
图6A和图6B示出上述第一实施例的透镜1的透射率，以及对透射率和射束点形状的评价结果，其中，在基体材料上形成了具有图5所示的层结构的抗反射涂层。因此，作为透镜1，使用了成形为使得其具有0.6的数值孔径并且在透镜面S1上具有范围在零度至53度或更大之内的角θ的区域的透镜。
另外，在图5的“λ”行中，示出了使垂直地(以零度角)进入透镜或从透镜中射出的光的反射率具有局域最小值的波长。在此，采用光谱反射率厚度记录器(Spectral Reflectance Thickness Monitor)(FE-3000)(由OtsukaElectronics Co.Ltd制造)测量反射率。
另外，例如，图12示出了以零度角进入具有图5所示的No.7层结构的抗反射涂层的光的反射率的波长依赖关系。
另外，在图6A和6B的“λ12(λ14)”行中，示出了使垂直地进入透镜的中心部分C1或由其射出的光在形成于透镜1的透镜面S1上的抗反射涂层3中的反射率具有局域最小值的波长。另外，使得以零度角进入透镜面S1的具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率具有局域最小值的波长λ14的值在括号中示出。
另外，在列“λ13”中，示出了使垂直地进入透镜的中心部分C2或由其射出的光在形成于透镜1的透镜面S2上的抗反射涂层4中的反射率具有局域最小值的波长。
另外，在图6A和6B中，示出了在630nm至670nm和780nm至790nm各个波长范围内的光的各个透射率(由其最小值至其最大值)。另外，在图6A和6B中，对透射率的评价和对射束点形状的评价用记号○、△和×表示。在表格中，“A”表示波长在630nm至670nm的光的透射率、对透射率的评价和对射束点形状的评价，而“B”表示波长在780nm至790nm的光的透射率、对透射率的评价和对射束点形状的评价。
在透射率的评价中，记号○表示实际应用中很好的水平，并且在波长范围为630nm至670nm的光的透射率之中的一直能够获得96％或更高的透射率的薄膜结构的栏中标出。记号△表示实际应用中好的水平，并且在一直能够获得95％或更高的透射率而不能一直获得96％或更高的透射率的薄膜结构的栏中标出。记号×表示实际应用中有问题的水平，并且在其余的薄膜结构的栏中标出。另外，记号○在波长范围为780nm至790nm的光的透射率之中的一直能够获得95％或更高的透射率的薄膜结构的栏中标出。记号×在波长范围为780nm至790nm的光的透射率之中的其余薄膜结构的栏中标出。
另外，射束点形状的评价将参照图7A至7C描述。在图7A至7C中，各个纵轴表示光量，而各个横轴表示距光轴的距离。
在射束点形状的评价中，记号○在薄膜结构的栏中标出，表示具有相对小的射束点直径和在射束点周边具有相对小的光量的射束点形状(如图7A所示)。另外，记号△在薄膜结构的栏中标出，表示具有相对小的射束点直径但在射束点周边具有相对大的光量的射束点形状(如图7B所示)。另外，记号×在薄膜结构的栏中标出，表示在射束点周边具有相对小的光量，但具有相对大的射束点直径的射束点形状(如图7C所示)。
若透射率为△级且射束点形状为○级，则可以判定可顺利的进行记录与重现的操作。另外，若透射率为○级且射束点形状为○级，则由于可在更加稳定良好的状态下进行记录与重现的操作而可以判定为优选。若透射率和射束点形状中的至少一个为×级，则可以判定由于记录与重现操作的不稳定而存在问题。
由图6A和6B，可以了解优选应用于透镜1的抗反射涂层3和4的层结构。
即，在光拾取设备的半导体激光光源的激光束的波长在630nm至670nm的范围内的情况下，为了获得△级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用这样一种层结构作为透镜面S1的在具有零度的角θ的中心部分C1处的抗反射涂层3的层结构，其中使垂直地进入透镜或由其射出的光的反射率为局域最小值的波长λ12在680nm至870nm的范围内。另外，为获得○级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用波长λ12在710nm至850nm的范围内的层结构。
由这些事实，可以发现，优选应用图5所示的No.4至No.13的层结构作为中心部分C1处的抗反射涂层3的层结构，并且更加优选地应用No.6至No.12的层结构。
另外，为了获得△级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用这样一种层结构作为透镜面S2的在具有零度的角θ的中心部分C2处的抗反射涂层4的层结构，其中使垂直地进入透镜或由其射出的光的反射率为局域最小值的波长λ13在650nm至800nm的范围内。另外，为获得○级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用波长λ13在680nm至790nm的范围内的层结构。
由这些事实，可以发现，优选应用No.2至No.10的层结构作为中心部分C2处的抗反射涂层4的层结构，并且更加优选地应用No.4至No.9的层结构。
另外，在将波长λ12处于680nm至870nm的范围内的层结构用作中心部分C1处的抗反射涂层3的情况下，使垂直地进入具有45度的角θ的周边部分P1或由其射出的光的反射率具有局域最小值的波长λ14在560nm至722nm的范围内。
另外，在光拾取设备的半导体激光光源的激光束的波长在650nm至670nm的范围内的情况下，为了获得△级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用这样一种层结构作为透镜面S1的在具有零度的角θ的中心部分C1处的抗反射涂层3的层结构，其中使垂直地进入透镜或由其射出的光的反射率为局域最小值的波长λ12在710nm至850nm的范围内。另外，在将波长λ12在710nm至850nm的范围内的层结构用作中心部分C1处的抗反射涂层3的情况下，使垂直地进入或从具有45度的角θ的周边部分P1射出的光的反射率具有局域最小值的波长λ14在590nm至705nm的范围内。
另外，可以发现，优选将这样一种层结构用作透镜面S2中具有零度的角θ的中心部分C2处的抗反射涂层4的层结构，其中使垂直地进入透镜或由其射出的光的反射率具有局域最小值的波长λ13在650nm至800nm的范围内。
由这些事实，可以发现，优选应用No.5至No.12的层结构作为中心部分C1处的抗反射涂层3的层结构，并且优选应用No.3至No.10的层结构作为中心部分C2处的抗反射涂层4的层结构。
另外，在将透镜1应用于使用在630nm至670nm的短波长范围内的激光束和在780nm至790nm的长波长范围内的激光束的用于DVD和CD的光拾取设备的情况下，为了获得△级的透射率，优选地获得对短波长的光的○级的透射率，和为了获得对长波长的光的○级的透射率，以及进一步地，为了获得○级的射束点形状，可以发现，优选应用这样一种层结构作为透镜面S1的在具有零度的角θ的中心部分C1处的抗反射涂层3的层结构，其中使垂直地进入透镜或由其射出的光的反射率为局域最小值的波长λ12在680nm至870nm的范围内，并且更加优选地在710nm至850nm的范围内。
另外，可以发现，优选将这样一种层结构用作透镜面S2中具有零度的角θ的中心部分C2处的抗反射涂层4的层结构，其中使垂直地进入透镜或由其射出的光的反射率具有局域最小值的波长λ13在650nm至800nm的范围内，并且更加优选地在680nm至790nm的范围内。
由这些事实，可以发现，优选应用No.4至No.13的层结构作为中心部分C1处的抗反射涂层3的层结构，并且优选应用No.2至No.10的层结构作为中心部分C2处的抗反射涂层4的层结构。
另外，在将波长λ12为710nm至850nm范围内的层结构用作中心部分C1处的抗反射涂层3的层结构的情况下，使垂直地进入具有45度的角θ的周边部分P1或由其射出的光的反射率具有局域最小值的波长λ14在590nm至705nm的范围内。
另外，当形成于透镜面S1上的抗反射涂层3的膜厚设置为使得以零度角进入透镜面S1的中心部分C1的光的反射率具有局域最小值的波长λ12具有710nm至790nm的波长范围时，并且当形成于透镜面S2上的抗反射涂层4的膜厚设置为使得以零度角进入中心部分C2的光的反射率具有局域最小值的波长λ13具有710nm至790nm的波长范围时，射束点形状的评价和透射率的评价可一直保持在○级。即，可以获得具有稳定优良的光学特性的光学透镜。另外，在此情况下，在形成于透镜面S1上的抗反射涂层3中，进入透镜面S1的具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率在590nm至660nm的波长范围内具有局域最小值。
(对透镜的评价)
具有下面的表1所示的层结构的抗反射涂层3和4(每个空格中示出了与图5的层结构相对应的层结构的号码)是形成于基体材料2的透镜面S1和S2上，并从而制造出透镜1(实例1至3，对比例1)，该基体材料通过真空蒸发法形成为透镜形状。
可见，应用了透镜1的光拾取设备10的半导体激光光源11的激光束的波长在表1的激光波长一行中示出。
另外，在角θ的行中，示出了各个透镜面S1和S2的角θ的范围。
表1
| 实例1 | 实例2 | 实例3 | 对比例1 | ||
| 激光波长(nm) | 660 | 660 | 660，785 | 660，785 | |
| 面S1 | 角θ | 0～53 | 0～60 | 0～50 | 0～50 |
| 抗反射涂层 | No.6 | No.8 | No.6 | No.13 | |
| 面S2 | 角θ | 0～15 | ---- | ---- | ---- |
| 抗反射涂层 | No.6 | No.7 | No.6 | No.11 | |
在实例1的高NA透镜中，当具有660nm波长的平行光线照射在透镜面S1上时，光透射率为97％，并且射束点形状良好。
另外，在实例2的高NA透镜中，当具有660nm波长的平行光线照射在透镜面S1上时，光透射率为97％，并且射束点形状良好。由上述事实可以发现，根据实例1和2可以提供具有高数值孔径和良好的光汇聚性能的物镜。另外，可以发现，通过在光拾取设备中使用实例1和2的透镜，可以实现信息记录容量的增大。
在实例3的高NA透镜中，当具有660nm波长的平行光线照射在透镜面S1上时，光透射率为97％，并且射束点形状良好。另外，当具有785nm波长的平行光线照射在透镜面S1上时，光透射率为97％，并且射束点形状良好。
由上述事实可以发现，根据实例3可以提供具有高数值孔径和良好的光汇聚性能物镜。另外，可以发现，通过将实例3的透镜用作适用于DVD和CD两者的光拾取设备中的物镜，可以实现DVD和CD记录容量的增大。
相反，在对比例1的透镜中，当波长785nm的平行光线照射在透镜面S1上时，光透射率为97％，并且射束点形状良好。然而，当波长660nm的平行光线照射在透镜面S1上时，光透射率为93.4％，并且射束点形状包括大量的噪声光。由此可知，对比例1的透镜不适于用作DVD的光拾取设备的物镜，并且难以利用对比例1的透镜实现DVD记录容量的增大。
2.第二实施例的透镜
(透镜的透射率和对射束点形状的评价)
图9A和图9B示出上述第二实施例的透镜的透射率，以及对透射率与射束点形状的评价结果，其中，在基体材料上形成了具有图8A和8B所示的层结构的抗反射涂层。
在此，作为透镜1，使用了成形为使得其在透镜面S1上具有范围在零度至53度或更大内的角θ的区域的透镜。另外，在图8A和8B中的“λ”行中，示出了使垂直地(以零度角)进入透镜或从透镜中射出的光的反射率具有局域最小值的波长。另外，采用光谱反射率厚度记录器(FE-3000)(由Otsuka Electronics Co.Ltd制造)测量反射率。
在此，例如，图12示出了以零度角进入具有图8A所示的No.10′层结构的抗反射涂层的光的反射率的波长依赖关系。
另外，在图9A和9B的“λ2(λ3)”行中，示出了使垂直地进入透镜的中心部分C1或由其射出的光在形成于透镜1的透镜面S1上的抗反射涂层3中的反射率具有局域最小值的波长。另外，使以零度角进入透镜面S1的具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率具有局域最小值的波长λ3的值在括号中示出。
另外，在列“λ4”中，示出了使垂直地进入透镜的中心部分C2或由其射出的光在形成于透镜1的透镜面S2上的抗反射涂层4中的反射率具有局域最小值的波长。
另外，在图9A和9B中，示出了在400nm至440nm的波长范围内的光的各个透射率(由其最小值至其最大值)。另外，在图9A和9B中，对透射率的评价和对射束点形状的评价用记号○、△和×表示。在表格中，“C”表示波长在400nm至440nm的光的透射率(波长为405nm的光的透射率)、对透射率的评价和对射束点形状的评价，而“D”表示波长在400nm至440nm的光的透射率、对透射率的评价和对射束点形状的评价。
在透射率的评价中，记号○表示实际应用中很好的水平，并且在波长由400nm至440nm的范围的光的透射率之中的一直能够获得96％或更高的透射率的薄膜结构的栏中标出。记号△表示实际应用中好的水平，并且在一直能够获得95％或更高的透射率而不能一直获得96％的透射率的薄膜结构的栏中标出。记号×表示实际应用中有问题的水平，并且在其余的薄膜结构的栏中标出。
另外，波长405nm的光的透射率在括号中标出。
由图9A和9B，可知优选应用于抗反射涂层3和4的层结构。
即，在光拾取设备的半导体激光光源的激光束的波长在400nm至440nm的范围内的情况下，为了获得△级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用这样一种层结构作为透镜面S1的在具有零度的角θ的中心部分C1处的抗反射涂层3的层结构，其中使垂直地进入透镜或由其射出的光的反射率为局域最小值的波长λ2在420nm至680nm的范围内。另外，为获得○级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用波长λ2在440nm至650nm的范围内的层结构。
由这些事实，可以发现，优选应用图8A和8B中所示的No.7′至No.18′的层结构作为中心部分C1处的抗反射涂层3的层结构，并且更加优选地应用No.7′至No.17′的层结构。另外，在将波长λ2在420nm至680nm范围内的层结构用作中心部分C1处的抗反射涂层3的情况下，使垂直进入具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率具有局域最小值的波长λ3在340nm至560nm的范围内。
另外，为了获得△级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用这样一种层结构作为透镜面S2的在具有零度的角θ的中心部分C2处的抗反射涂层4的层结构，其中使垂直地进入透镜或由其射出的光的反射率为局域最小值的波长λ4在405nm至500nm的范围内。另外，为获得○级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用波长λ4在410nm至480nm的范围内的层结构。
由这些事实，可以发现，优选应用No.5′至No.13′的层结构作为中心部分C2处的抗反射涂层4的层结构，并且更加优选地应用No.6′至No.12′的层结构。
另外，可以发现，优选将波长λ2在480nm至570nm的范围内的层结构应用于透镜面S1，并且优选将图8B所示的No.12′至No.15′的层结构用作中心部分C1处的抗反射涂层3的层结构，以获得波长405nm的光的97％或更大的透射率，并获得○级的射束点形状。另外，在此情况下，使以零度角进入透镜面S1的具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率具有局域最小值的波长在400nm至480nm的范围内。
另外，可以发现，优选将波长λ4在410nm至450nm范围内的层结构用于透镜面S2，并且将图8A所示的No.6′至No.10′的层结构用作中心部分C2处的抗反射涂层4的层结构。
(对透镜的评价)
具有下面的表2所示的层结构的抗反射涂层3和4(每个空格中示出了与图8A和8B所示的层结构相对应的层结构的号码)是形成于基体材料2的透镜面S1和S2上，并从而制造出透镜1(实例4和5)，该基体材料通过真空蒸发法形成为透镜形状。
表2
| 实例4 | 实例5 | 对比例2 | ||
| 激光波长(nm) | 405 | 405 | 405 | |
| 面S1 | 角θ | 0～60 | 0～60 | 0～60 |
| 抗反射涂层 | No.9′ | No.14′ | No.20′ | |
| 面S2 | 角θ | 0～15 | ---- | ---- |
| 抗反射涂层 | No.5′ | No.9′ | No.10′ |
在实例4的高NA透镜中，当405nm波长的平行光线照射在透镜面S1上时，光透射率为96.2％，并且射束点形状良好。
另外，在实例5的高NA透镜中，当405nm波长的平行光线照射在透镜面S1上时，可以获得97.6％的非常好的光透射率，并且射束点形状良好。结果，可以发现，根据实例4和5可以提供具有高数值孔径和良好的光汇聚性能的物镜。另外，可以发现，通过在光拾取设备中使用实例4和5的透镜作为物镜，可以实现信息记录容量的增大。
相反，在对比例2的透镜中，当405nm波长的平行光线照射在透镜面S1上时，光透射率为较低的94.8％，并且射束点形状包括大量的噪声光。因此，对比例2的评价为×级。因此，对比例2的透镜不适于用作光拾取设备的物镜。
3.第三实施例透镜
(透镜的透射率和对射束点形状的评价)
图10A和图10B示出上述第三实施例的透镜7的透射率，以及在下面的情况中对透镜7的透射率与射束点形状的评价结果。即，在具有图8所示层结构的抗反射涂层形成于第一透镜7a的透镜面S1a和S2a上、图8所示的No.11′的抗反射涂层形成于第二透镜7b的透镜面S1b上、且No.8′的抗反射涂层形成于第二透镜7b的透镜面S2b上的情况下。
另外，波长405nm的平行光线照射的透射率在括号中标出。
在此，作为透镜7a，使用了成形为使得其中在透镜面S1a上具有零度至35度或更大的范围内的角θ的区域的透镜。另外，作为透镜7b，使用了成形为使得其中在透镜面S1b上具有零度至50或更大的范围内的角θ的区域的透镜。
在此，在图10A和10B的“λ5(λ6)”行中，示出了使垂直地进入透镜的中心部分C1a或由其射出的光在形成于第一透镜7a的透镜面S1a上的抗反射涂层3中的反射率具有局域最小值的波长。另外，使以零度角进入透镜面S1的具有30度的角θ的周边部分P1的光的反射率具有局域最小值的波长λ6的值在括号中示出。
另外，在列“λ9”中，示出了使垂直地进入透镜的中心部分C2a或由其射出的光在形成于透镜7a的透镜面S2a上的抗反射涂层4中的反射率具有局域最小值的波长。另外，采用光谱反射率厚度记录器(FE-3000)(由OtsukaElectronics Co.Ltd制造)测量反射率。
另外，对于其它方面，图10A和10B的表格格式与图9A和9B相同。
由图10A和10B，可以了解可优选应用于第一透镜7a的抗反射涂层的层结构。
即，在光拾取设备的半导体激光光源的激光束的波长在400nm至440nm的范围内的情况下，为了获得△级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用这样一种层结构作为透镜面S1a的在具有零度的角θ的中心部分C1a处的抗反射涂层的层结构，其中使垂直地进入透镜或由其射出的光的反射率为局域最小值的波长λ5在410nm至600nm的范围内。另外，当将波长λ5在410nm至600nm范围内的层结构用于中心部分C1a处的抗反射涂层3时，使垂直进入具有30度的角θ的周边部分P1a的光的反射率为局域最小值的波长λ6在370nm至550nm的范围内。
另外，为获得○级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用波长λ5在420nm至560nm的范围内的层结构。
另外，为获得△级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用这样一种层结构作为透镜面S2a的在具有零度的角θ的中心部分C2a处的抗反射涂层的层结构，其中使垂直地进入透镜或由其射出的光的反射率为局域最小值的波长λ9在380nm至500nm的范围内。另外，为获得○级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用波长λ9在400nm至480nm的范围内的层结构。
由这些事实，可以发现，优选应用图8A和8B中所示的No.6′至No.16′的层结构作为中心部分C1a处的抗反射涂层的层结构，并且优选应用No.2′至No.13′的层结构作为中心部分C2a处的抗反射涂层的层结构。
另外，上述第三实施例的透镜7的透射率和下述情况下的射束点形状在这样的情况下评价，即，图8A所示的No.10′的抗反射涂层形成于第一透镜7a的透镜面S1a上；图8A所示的No.6′的抗反射涂层形成于第一透镜7a的透镜面S1b上；以及，具有图8A和8B所示的层结构的抗反射涂层形成于第二透镜7b的透镜面S1b和S2b上。图11A和11B示出了透射率及评价的结果。
另外，波长405nm的平行光线照射的透射率在括号中标出。
在此，在图11A和11B的“λ7(λ8)”行中，示出了使在透镜的中心部分C1b出垂直地进入透镜或由其射出的光在形成于第二透镜7b的透镜面S1b上的抗反射涂层中的反射率具有局域最小值的波长。另外，使以零度角进入透镜面S1的具有45度的角θ的周边部分P1的光的反射率具有局域最小值的波长λ8的值在括号中示出。
另外，在列“λ10”中，示出了使垂直地进入透镜的中心部分C2b或由其射出的光在形成于透镜7b的透镜面S2b上的抗反射涂层中的反射率具有局域最小值的波长。另外，对于其它方面，图11A和11B的表格格式与图10A和10B相同。
由图11A和11B，可以了解可优选应用于第二透镜7b的抗反射涂层的层结构。
即，在光拾取设备的半导体激光光源的激光束的波长在400nm至440nm的范围内的情况下，为了获得△级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用这样一种层结构作为透镜面S1b的在具有零度的角θ的中心部分C1b处的抗反射涂层的层结构，其中使垂直地进入透镜的光的反射率为局域最小值的波长λ7在420nm至600nm的范围内。另外，在将波长λ7在420nm至600nm范围内的层结构用于中心部分C1b处的抗反射涂层3时，使垂直进入具有45度的角θ的周边部分P1b的光的反射率具有局域最小值的波长λ8在350nm至490nm的范围内。
另外，为获得○级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用波长λ7在430nm至560nm的范围内的层结构。
另外，为获得△级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，优选应用这样一种层结构作为透镜面S2b的在具有零度的角θ的中心部分C2b处的抗反射涂层的层结构，其中使垂直地进入透镜的光的反射率为局域最小值的波长λ10在380nm至500nm的范围内。
另外，为获得○级的透射率和○级的射束点形状，可以发现，更加优选地应用波长λ10在390nm至480nm的范围内的层结构。
由这些事实，可以发现，优选应用图8A和8B中所示的No.7′至No.16′的层结构作为中心部分C1b处的抗反射涂层的层结构，并且优选应用图8A和8B中所示的No.2′至No.13′的层结构作为中心部分C2b处的层结构。
另外，由图10A和10B可以发现，优选将波长λ5在420nm至480nm范围内的层结构用作第一透镜7a的抗反射涂层，并将图8A和8B的No.7′至No.12′所示的层结构用作透镜面S1a的中心部分处的抗反射涂层的层结构，以获得对透镜7的97％或更高的高透射率，并为在照射波长405nm的平行光线时获得良好的射束点形状。另外，在此情况下，使垂直进入具有30度的角θ的周边部分P1a的光的反射率具有局域最小值的波长λ6在380nm至440nm的波长范围内。
另外，可以发现，优选应用波长λ9在400nm至430nm范围内的层结构，并将图8A中所示的No.4′至No.8′的层结构用作透镜面S2a的中心部分处的抗反射涂层。
另外，由图11A和11B可以发现，优选将波长λ7在430nm至480nm范围内的层结构用作第二透镜7b的抗反射涂层；并将图8A和8B的No.8′至No.12′所示的层结构用作透镜面S1b的中心部分处的抗反射涂层的层结构，以获得对透镜7的97％或更高的高透射率，并为在照射波长405nm的平行光线时获得良好的射束点形状。另外，在此情况下，使垂直进入具有45度的角θ的周边部分P1b的光的反射率具有局域最小值的波长λ8在357nm至400nm的波长范围内。
另外，可以发现，优选应用波长λ10在405nm至450nm范围内的层结构，并将图8A中所示的No.5′至No.10′的层结构用作透镜面S2的中心部分处的抗反射涂层。
(对透镜的评价)
具有下面的表3所示的层结构的抗反射涂层(每个空格中示出了与图8A和8B所示的层结构相对应的层结构的号码)是形成于基体材料2的透镜面S1a、S2a、S1b和S2b上，并从而制造出透镜7(实例6和7，对比例3)，该基体材料通过真空蒸发法形成为透镜形状。
在实例6的高NA透镜中，当405nm波长的平行光线照射在透镜面S1a上时，光透射率为96.4％，并且射束点形状良好。另外，在实例7的高NA透镜中，当405nm波长的平行光线照射时，光透射率为97.2％，并且射束点形状良好。结果，可以发现，根据实例6和7可以提供具有高数值孔径和良好的光汇聚性能的物镜。另外，可以发现，通过在光拾取设备中使用实例6和7的透镜，可以实现信息记录容量的增大。
表3
| 实例6 | 实例7 | 对比例3 | |||
| 激光波长(nm) | 405 | 405 | 405 | ||
| 第一透镜 | 面S1a | 角θ | 0～37 | 0～35 | 0～37 |
| 抗反射涂层 | No.10′ | No.9′ | No.4′ | ||
| 面S2a | 角θ | 0～10 | 0～10 | 0～10 | |
| 抗反射涂层 | No.6′ | No.6′ | No.2′ | ||
| 第二透镜 | 面S1b | 角θ | 0～50 | 0～50 | 0～50 |
| 抗反射涂层 | No.14′ | No.11′ | No.6′ | ||
| 面S2b | 角θ | 0～10 | 0～10 | 0～10 | |
| 抗反射涂层 | No.10′ | No.8′ | No.10′ | ||
相反，在对比例3的透镜中，当405nm波长的平行光线照射在透镜面S1上时，光透射率为低值87％，并且射束点形状的射束点宽度很宽，不足以在实际中采用。由此可知，对比例2的透镜不适于用作使用405nm波长的激光束的光拾取设备的物镜，并且，很难用对比例3的透镜实现光信息记录容量的增大。
Claims (20)
1.一种光学透镜，用于将由激光光源射出的光汇聚在光记录媒质上，该光具有在400nm至440nm的波长范围内的波长λ1中的至少一种，该光学透镜安装在光信息记录与重现设备上，该光信息记录与重现设备通过将光汇聚在光记录媒质上，至少能够执行光记录媒质上的信息的记录或者记录在光记录媒质上的信息的重现，该光学透镜包括：
光入射侧透镜面，设置在由激光光源发射的光进入的一侧，光入射侧透镜面包括具有45度或更大的角θ的周边部分，其中θ是由每个透镜面上一个位置处的法线与光轴形成的角；以及
第一抗反射膜，形成于光入射侧透镜面上，该第一抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的中心部分的光的反射率在波长λ2处具有局域最小值，λ2满足λ1＜λ2，并且420nm≤λ2≤680nm，其中该中心部分具有零度的角θ。
2.如权利要求1所述的光学透镜，其中形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ3处具有局域最小值，λ3满足340nm≤λ3≤560nm。
3.如权利要求1所述的光学透镜，还包括位于射出光一侧上的光出射侧透镜面，该光出射侧透镜面包括形成于其上的第二抗反射膜，
其中该第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ4处具有局域最小值，λ4满足405nm≤λ4≤500nm。
4.如权利要求1所述的光学透镜，其中形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ2处具有局域最小值，λ2满足480nm≤λ2≤570nm。
5.如权利要求4所述的光学透镜，其中形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角9的周边部分的光的反射率在波长λ3处具有局域最小值，λ3满足400nm≤λ3≤480nm。
6.一种光学透镜，用于将由激光光源射出的光汇聚在光记录媒质上，该光具有在400nm至440nm的波长范围内的波长λ1中的至少一种，该光学透镜安装在光信息记录与重现设备上，该光信息记录与重现设备通过将光汇聚在光记录媒质上，至少能够执行光记录媒质上的信息的记录或者记录在光记录媒质上的信息的重现，该光学透镜包括：
由激光光源射出的光进入的第一透镜和穿过第一透镜的光进入的第二透镜，
其中，在第一透镜中，设置在由激光光源射出的光进入的一侧上的第一光入射侧透镜面包括具有30度或更大的角θ的周边部分，而在第二透镜中，设置在由激光光源射出的光进入的一侧上的第二光入射侧透镜面包括具有45度或更大的角θ的周边部分，其中θ是由每个透镜面上一个位置处的法线与光轴形成的角；以及
第一抗反射膜，形成于第一光入射侧透镜面上，该第一抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的中心部分的光的反射率在波长λ5处具有局域最小值，λ5满足λ1＜λ5，并且410nm≤λ5≤600nm，其中该中心部分具有零度的角θ。
7.如权利要求6所述的光学透镜，其中形成于第一透镜的第一光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的具有30度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ6处具有局域最小值，λ6满足370nm≤λ6≤550nm。
8.如权利要求6所述的光学透镜，其中，在第二透镜中，第二抗反射膜形成于第二光入射侧透镜面上，该第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ7处具有局域最小值，λ7满足λ1＜λ7，并且420nm≤λ7≤600nm。
9.如权利要求6所述的光学透镜，其中形成于第二光入射侧透镜面上的第二抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ8处具有局域最小值，λ8满足345nm≤λ8≤490nm。
10.如权利要求6所述的光学透镜，其中，在第一透镜中，第三抗反射膜形成于设置在光由第一透镜射出的一侧上的第一光出射侧透镜面上，并且该第三抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第一光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ9处具有局域最小值，λ9满足380nm≤λ9≤500nm；以及
在第二透镜中，第四抗反射膜形成于设置在光由第二透镜射出的一侧上的第二光出射侧透镜面上，并且该第四抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第二光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ10处具有局域最小值，λ10满足380nm≤λ10≤500nm。
11.如权利要求6所述的光学透镜，其中，在第一透镜中，形成于第一光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ5处具有局域最小值，λ5满足420nm≤λ5≤480nm。
12.如权利要求6所述的光学透镜，其中，在第一透镜中，形成于第一光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第一光入射侧透镜面的具有30度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ6处具有局域最小值，λ6满足380nm≤λ6≤440nm。
13.如权利要求6所述的光学透镜，其中，在第二透镜中，形成于第二光入射侧透镜面上的第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ7处具有局域最小值，λ7满足430nm≤λ7≤480nm。
14.如权利要求13所述的光学透镜，其中，在第二透镜中，形成于第二光入射侧透镜面上的第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入第二光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ8处具有局域最小值，λ8满足357nm≤λ8≤400nm。
15.一种光学透镜，用于将由激光光源射出的光汇聚在光记录媒质上，该光具有在630nm至680nm的波长范围内的波长λ11中的至少一种，该光学透镜安装在光信息记录与重现设备上，该光信息记录与重现设备通过将光汇聚在光记录媒质上，至少能够执行光记录媒质上的信息的记录或者记录在光记录媒质上的信息的重现，该光学透镜包括：
光入射侧透镜面，设置在由激光光源发射的光进入的一侧，光入射侧透镜面包括具有45度或更大的角θ的周边部分，其中θ是由每个透镜面上一个位置处的法线与光轴形成的角；以及
第一抗反射膜，形成于光入射侧透镜面上，该第一抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的中心部分的光的反射率在波长λ12处具有局域最小值，λ12满足λ11≤λ12，并且680nm≤λ12≤870nm，其中该中心部分具有零度的角θ。
16.如权利要求15所述的光学透镜，还包括位于射出光一侧上的光出射侧透镜面，该光出射侧透镜面包括形成于其上的第二抗反射膜，
其中该第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ13处具有局域最小值，λ13满足650nm≤λ13≤800nm。
17.如权利要求15所述的光学透镜，其中形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ14处具有局域最小值，λ14满足560nm≤λ14≤722nm。
18.如权利要求15所述的光学透镜，其中形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ12处具有局域最小值，λ12满足710nm≤λ12≤850nm，并且使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有45度的角θ的周边部分的光的反射率在波长λ14处具有局域最小值，λ14满足580nm≤λ14≤705nm；以及
形成于设置在光由光学透镜射出的一侧上的光出射侧透镜面上的第二抗反射膜的膜厚被设置为使得以零度角进入光出射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ13处具有局域最小值，λ13满足670nm≤λ13≤800nm。
19.如权利要求15所述的光学透镜，其中光学透镜分别将由第一激光光源射出的第一光汇聚在第一光记录媒质上，而将由第二激光光源射出的第二光汇聚在第二光记录媒质上，该第一光具有波长范围在630nm至680nm内的波长λ11中的至少一种，而该第二光具有波长范围在770nm至790nm内的波长λ15中的至少一种。
20.如权利要求15所述的光学透镜，其中形成于光入射侧透镜面上的第一抗反射膜的膜厚设置为使得以零度角进入光入射侧透镜面的具有零度的角θ的中心部分的光的反射率在波长λ12处具有局域最小值，λ12满足710nm≤λ12≤790nm；以及
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