CN101452111B - 物镜、光拾取装置、光记录介质记录及/或再生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种物镜、具备此物镜的光拾取装置、及装载此光拾取装置的光记录介质记录及/或再生装置，即使在对光记录介质进行信息的记录或再生的物镜被用作可在光记录层上聚束短波长光的单元高NA透镜的情况下，可使像高特性为良好，可良好地谋求透镜的轻量化及作动距离的确保的同时，在不损坏透镜设计的自由度下确保光拾取装置的稳定的动作。物镜(8)由单透镜而成，光源侧的面(8a)被设为大曲率的凸面，光记录介质侧的面(8b)被设为小曲率的面，两面皆由非球面而成。而且，满足式(1)～(3)。0.70<NA<0.98(1)，0.70<d/f<3.00(2)，0.50<g/d<0.80(3)。此处，NA：物镜(8)的光记录介质侧的数值孔径，d：物镜(8)的光轴上的厚度(mm)，f：物镜(8)的焦距(mm)，g：垂直于光轴、从光源侧的面(8a)的顶点的切平面到物镜重心位置(G)的距离(mm)。
Description
技术领域
本发明涉及一种在进行信息的记录或再生时可使使用光有效地聚束在光记录介质上的物镜、光拾取装置及光记录介质记录及/或再生装置，详细而言，涉及一种在将蓝色短波长光用作使用光的高密度光记录介质的记录/再生中所使用的物镜、光拾取装置及光记录介质记录及/或再生装置。
背景技术
近几年，DVD(数字通用光盘)或CD(光盘。包括-ROM、-R、-RW)等各种光记录介质被利用于各种用途上，但根据日常处理的数据容量的急速增大，对光记录介质的记录容量的增大化的要求更加强烈。为了使光记录介质的记录容量增大，公知的有将所使用的光源光的短波长化和物镜的数值孔径(NA)加大是有效的。根据这种见解作为照射光使用从已被实用化的短波长光输出的半导体激光器(例如，射出波长405nm的激光束)而来的光的同时，将数值孔径加大至0.7以上的单面1层的容量为25GB左右的蓝光光盘(以下称为BD)被实用化。至于此BD规格，数值孔径及保护层的厚度为与上述DVD及CD完全不同的值(数值孔径(NA)例如为0.85，保护层的厚度例如为0.1mm)。
然而，今后要求更一层的高密度化是必定的，但认为通过促进短波长化难以满足其要求。这是因为在波长λ比350nm短的区域中透镜材料的光透过率急速下降，所以，存在实用上得不到光利用效率的决定性理由。
为此，用于谋求更高密度的保留的方案是将该物镜的数值孔径设为更大。
但是，设计数值孔径较大(以下，称为高NA)的透镜的情况，为了解决在组装时的工时增大、生产效率的恶化、成本更加上升的问题，采用单透镜是有利的。
而且，公知的有在使用于光记录介质的记录再生的物镜中，光轴上的厚度变得过大的倾向，因此，在高NA的单透镜中，为了得到良好的像高特性，将透镜光轴上的厚度d在与焦距f的关系下设在规定范围内，且使像高特性为良好(参照下述专利文献1、2)。
另外，在使用于光记录介质的记录再生的物镜中，构成为通过伺服机构进行聚焦控制及跟踪控制，这时要求确保光拾取装置的稳定动作，但下述专利文献1、2所记载的物镜对这种观点的关注为不足。
因此，在下述专利文献3公开有以下技术，关于这种物镜被设定为其重心从光源侧的凸面状的光学面与比该光学面更靠光记录介质侧所形成的透镜安装用边缘部(凸缘部)的境界面移位到上述光学面侧，进行上述聚焦控制及跟踪控制时，控制物镜的旋转而企图确保光拾取装置的稳定的动作的技术(参照专利文献3)。
【专利文献1】日本专利公开2001-324673号公报
【专利文献2】日本专利公开2003-005032号公报
【专利文献3】日本专利公开2002-100067号公报
至于上述专利文献3所记载的物镜，按照其重心从光源侧的凸面状光学面与比此光学面更靠近光记录介质侧所形成的透镜安装用边缘部(凸缘部)的境界面移位到上述光学面侧的方式形成，但此条件不是假想在例如要求对光记录介质侧的面也设计为凸面形状的情况或有必要将边缘部的光轴方向的厚度设大为某种程度的情况等而规定的，因此，未必对应于为确保光拾取装置的稳定的动作的条件，反而减少透镜设计的自由度。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种在对光记录介质进行信息的记录或再生的物镜被用作可在光记录层上聚束短波长光的单元高NA透镜的情况下，也可使像高特性为良好，可谋求透镜的轻量化及作动距离的确保的同时，在不损坏透镜设计的自由度下可确保光拾取装置的稳定的动作的物镜、光拾取装置及光记录介质记录及/或再生装置。
本发明的物镜，其特征在于，对进行信息的记录或再生的光记录介质，使使用光聚束在所期望位置，
由至少1个面为非球面的单透镜而成，且满足下述条件式(1)、(2)。
0.70<NA<0.98(1)
0.50<g/d<0.80(2)
式中，
NA：上述物镜的光记录介质侧的数值孔径
d：上述物镜的光轴上的厚度(mm)
g：垂直于光轴、从上述物镜的光源侧的面顶点的切平面到上述物镜重心
位置的距离(mm)。
而且，优选满足下述条件式(3)。
0.70<d/f<3.00(3)
f：上述物镜的焦距(mm)
另外，代替上述条件式(3)，更优选满足下述条件式(3′)。
0.70<d/f<1.40(3′)
而且，优选满足下述条件式(4)。
0.35<X<0.80(4)
式中，
NA：上述物镜的光记录介质侧的数值孔径
d：上述物镜的光轴上的厚度(mm)
f：上述物镜的焦距(mm)
X：(X1-X2)·(n-1)/(NA·f)
在此，上述n为上述物镜的在使用光波长下的折射率，
上述X1为垂直于光轴且在光源侧的面的顶点的切平面与在光源侧的面的有效直径最外周位置(上述NA的边缘光线入射的光源侧的面上的位置)的光轴方向的距离(mm)。另外，以上述切平面位置为基准，将光记录介质方向设为正，将光源方向设为负。再有，有效直径最外周位置是透镜的有效直径内的最外周位置。
上述X2为垂直于光轴且在光记录介质侧的面的顶点的切平面与在光记录介质侧的面的有效直径最外周位置(上述NA的边缘光线入射的光记录介质侧的面上的位置)的光轴方向的距离(mm)。另外，以上述切平面位置为基准，将光记录介质方向设为正，将光源方向设为负。
另外，代替上述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4′)。
0.48＜X＜0.55(4′)
而且，优选满足下述条件式(5)。
1.0≤ΦA≤5.0 (5)
式中，
ΦA：上述物镜的光源侧的面的有效直径
而且，优选满足下述条件式(6)。
式中，
Y：R1/(n·f)
在此，R1为上述物镜的光源侧的面的光轴附近的曲率半径
而且，上述使用光的波长λ可为405.0±5.0nm。
而且，上述使用光的波长λ可为405.0±5.0nm，上述数值孔径NA可为0.85，上述光记录介质的保护层的厚度t可为0.1mm。
而且，上述物镜，上述使用光的波长λ为405.0±5.0nm，上述数值孔径NA为0.85，在从上述光记录介质的表面向该光记录介质内部进入了厚度t1的位置的像差变最小，该厚度t1的单位为毫米mm，并且，优选满足下述条件式(7)。
0.075≤t1≤0.1(7)
而且，上述物镜的质量优选为0.5克以下。
而且，本发明的光拾取装置，其特征在于，具备上述任意物镜，且具备进行该物镜的聚焦操作及跟踪操作的致动器。
进一步，本发明的光记录介质记录及/或再生装置，其特征在于，装载了上述光拾取装置。
根据本发明所涉及的物镜，满足条件式(1)地被构成，将数值孔径设定得大为0.70～0.98，所以，可将聚光在光记录介质上的斑点径减小，对今后开发的光记录介质也可更高密度地记录或进行更高密度地记录的信息的再生。
而且，至少1个面为非球面，所以可良好地校正球面像差或慧形像差等诸像差。
而且，根据本发明的物镜被设为单透镜，所以，不需组装时的校准调整，可谋求制造效率的提高及成本降低。
进一步，将条件式(2)设定为相对于物镜的光轴上的厚度d的、垂直于光轴且从物镜的光源侧的面8a的顶点的切平面到物镜重心位置G的距离g之比g/d是比0.5大而比0.8小。即，此条件式(2)是鉴于以下情况而规定的，为了确保光拾取装置的稳定的动作，以在从其光轴上的厚度中点位置极端离开的位置不该设定物镜重心的经验为前提，而且，至于光学拾取器用的物镜，由于被设为将大曲率的凸面朝向光源侧的形状，因此，若在比其光轴上的厚度的中点位置更靠光记录介质侧的规定的范围设定物镜重心，则不能根据物镜的形状确保光拾取装置的稳定的动作，进一步，透镜设计的自由度被大幅地限制。从而，通过满足此条件式(2)，可在不损坏透镜设计的自由度下确保光拾取装置的稳定的动作。
而且，满足条件式(3)地被构成，在NA大的单透镜中，为了得到良好的像高特性的、由透镜光轴上的厚度d和焦距f所规定的条件被设定在规定范围内。由此，可控制物镜厚度过大，且可控制以波前像差评价像高特性时的诸像差成分过大，可得到理想的像高特性。
而且，通过满足此条件式(3)，可使透镜轻量化，并可良好地确保作动距离，所以可对应于将来的透镜驱动的省力化及装置小型化的要求。
而且，根据本发明的光拾取装置、及光记录介质记录及/或再生装置，具备本发明的物镜，所以获得与上述物镜同样的效果。
附图说明
图1是示意地示出本发明的实施例1所涉及的物镜的剖面图。
图2是示意地示出本发明的实施例2所涉及的物镜的剖面图。
图3是示意地示出本发明的实施例3所涉及的物镜的剖面图。
图4是示意地示出本发明的实施例4所涉及的物镜的剖面图。
图5是示意地示出本发明的实施例5所涉及的物镜的剖面图。
图6是示意地示出本发明的实施例6所涉及的物镜的剖面图。
图7是表示装载本发明的实施方式所涉及的物镜的光拾取装置(光记录介质记录及/或再生装置)的简要图。
图8是本发明的实施例1所涉及的物镜的波前像差图。
图9是本发明的实施例2所涉及的物镜的波前像差图。
图10是本发明的实施例3所涉及的物镜的波前像差图。
图11是本发明的实施例4所涉及的物镜的波前像差图。
图12是本发明的实施例5所涉及的物镜的波前像差图。
图13是本发明的实施例6所涉及的物镜的波前像差图。
图中：1-半导体激光器，6-半透明反射镜，7-准直透镜，8-物镜，8a-光源侧的面，8b-光记录介质侧的面，9-光记录介质，10-光记录层，11-激光束，13-光电二极管，19-遮光罩。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是为了说明本发明的实施方式所涉及的光记录介质用物镜的构成，示意地示出以实施例1所涉及的物镜8为代表例的图。而且，图7是表示本发明的实施方式所涉及的光拾取装置及光记录介质记录及/或再生装置的一部分的构成的图，是装载实施方式所涉及的物镜8的一构成例。
在图7所示的光拾取装置中，从半导体激光器1输出的激光束11通过半透明反射镜6、准直透镜7，作为大致平行光入射到光记录介质用物镜8。而且，激光束11均由物镜8被聚束而被照射在光记录介质(蓝光光盘：以下相同)9的光记录层10上。另外，按照可在光记录层10上良好地聚束的方式，物镜8通过未图示的包括致动器的伺服机构而进行跟踪及聚焦。而且，就物镜8而言，通过其边缘部(凸缘部)的光源侧平面及外周侧面的一部分粘结固定在与该致动器为一体的透镜支架15而成。
但是，此物镜8被构成为满足下述2个条件式(1)、(2)。进一步，优选满足条件式(3)。
0.70<NA<0.98 (1)
0.50<g/d<0.80 (2)
0.70<d/f<3.00 (3)
式中，
NA：物镜8的光记录介质侧的数值孔径
d：物镜8的光轴上的厚度(mm)
g：垂直于光轴Z且从物镜8的光源侧的面8a顶点的切平面到物镜重心位置G的距离(mm)。
f：物镜8的焦距(mm)
在此，光记录介质9的规格为数值孔径NA＝0.85(可在0.7<NA<0.98的范围变更)，使用光波长λ＝404.7nm(可在405.0±5.0nm的范围变更。在实施例1～3中为404.7nm，在实施例4中为408.0nm，在实施例5、6中为405.0nm)，保护层的厚度t＝0.1mm(在实施例1～4中为0.1mm，在实施例5、6中为2层光盘，从为对应2层光盘的设计上观点考虑保护层的厚度t时，代替实际保护层的厚度，使用像差变最小的距表面的位置的0.0875mm)进行说明。另外，在2层光盘中，各记录层设在距光盘表面0.075mm和0.100mm的位置，为了对应于这种光盘构成，在2层光盘用物镜设定为在2个记录层的中间部分(从表面0.0875mm的位置)像差成为良好。而且，在本发明中，不排除作为对其他短波长光用光记录介质例如所谓AOD(HD-DVD)光盘进行信息的记录再生的物镜而被使用的情况。
而且，半导体激光器1是输出蓝光光盘用的波长404.7nm等蓝色区域的激光束的光源。
而且，准直透镜7是在图7被示意地示出，不限于1片构成，也可由多片透镜构成。
另外，如上述，从半导体激光器1而来的光束被构成为以平行光束的状态入射到物镜8的光源侧的面8a。
而且，通过上述物镜8的折射作用，从物镜8的光记录介质侧的面8b而来的出射光束被聚光在可进行光记录介质9的信息记录或再生的光记录层10上。
在光记录层10上载有信号信息的凹坑(物理上可以不做成凹部)被排列成轨道状，来自光记录层10的上述激光束11的反射光以载有信号信息的状态通过物镜8及准直透镜7而入射到半透明反射镜6，透过此半透明反射镜6入射到4分割的光电二极管13。在此光电二极管13中，被分割的4个二极管位置的各受光量能以电信号方式得到，所以，在根据此受光量等用未图示的运算手段进行规定的运算，得到数据信号、及聚焦和跟踪的各误差信号。
另外，半透明反射镜6以相对从光记录介质9而来的返回光的光路倾斜45°的状态被插入，所以，起与柱面透镜相同的作用，透过此半透明反射镜6的光束具有散光像差，按照4分割的光电二极管13上的此返回光的射束点的形状决定聚焦的误差量。而且，在半导体激光器1和半透明反射镜6之间插入光栅，通过3光束而可检测跟踪误差。
但是，本实施方式的物镜8由单透镜而成，如图1所示，光源侧的面设为大曲率(即曲率大)的凸面，光记录介质侧的面被设为小曲率(即曲率小)的面(实施例1～3、5为凹面，实施例4、6为凸面)。这样被设为单透镜，所以，不需组装时的透镜彼此之间的校准调整，可谋求制造效率的提高及成本的降低。
而且，本实施方式的物镜8可构成为，至少1面为非球面，优选两面皆为非球面。此非球面优选由通过下述表示的非球面式表示的旋转对称的非球面而成。通过形成这种旋转对称非球面，可良好地校正球面像差(也称球差)或慧形像差(也称慧差)等诸像差，可确实地进行聚焦且良好地进行记录、再生地被构成。另外，物镜8所形成的非球面的面形状优选被适当设定以使其面所作用的波长光被良好地像差校正而聚束在光记录层10。
【数学式1】
Z：由距光轴具有距离Y的非球面上的点下垂于非球面顶点的切平面(垂直于光轴的平面)的垂线长度
Y：从光轴的距离
C：非球面的光轴附近的曲率
K：远心率
Ai：非球面系数(i＝3～20)
而且，在物镜8的光源侧配置具有与光记录介质9的数值孔径对应的孔径的遮光罩19。
而且，物镜8可由塑料而成。作为使用塑料材料的优点，可举制造成本的降低、被轻量化且可高速记录及读取、提高模具加工性。
而且，物镜8可由玻璃而成。作为使用玻璃材料的优点，可举不易受到温度或湿度的影响，即使用短波长的光长时间使用也容易得到透过率的劣化较少的材料。
而且，就物镜8的质量而言，在记录再生高密度记录介质时进行聚焦控制及跟踪控制时，为了大幅减轻致动器的负担，其质量优选为0.5克以下。
但是，如上述，本实施方式的物镜8满足条件式(1)～(3)。以下，对其技术意义进行说明。
首先，条件式(1)规定数值孔径(NA)的范围。即，是为了达成更高密度的记录再生所必要的条件。即，通过将数值孔径(NA)设定得大为0.70～0.98，可将聚光在光记录介质(蓝光光盘)9的光记录层10上的斑点径减小，今后，对将要开发的新的光记录介质也可进行更高密度的记录再生。
而且，条件式(2)是规定对于物镜8的厚度d的垂直于光轴Z且从物镜的光源侧的面8a的顶点的切平面到物镜重心位置G的距离g的值比0.5大而比0.8小的式子。即，此条件式(2)是考虑可解决以下各情况的范围而规定的，为了确保光拾取装置的稳定的动作，在从其光轴上的厚度的中点位置极端离开的位置不该设定物镜重心，及光学拾取器用的物镜由于被设为将大曲率的凸面朝向光源侧的形状，因此，若不在比其光轴上的厚度的中点位置更靠光记录介质侧的规定的范围设定物镜重心，则根据物镜8的形状，光拾取装置的稳定的动作受损，并且，透镜设计的自由度被大幅地限制。从而，通过满足此条件式(2)，在不损坏透镜设计的自由度下可确保光拾取装置的稳定的动作。
进一步，条件式(3)以满足此条件式(1)作为前提而规定的。
即，条件式(3)规定了d/f成为比0.70大而比3.00小的范围内的值。
通过条件式(3)被设定在上述范围，在NA大的单透镜中，为了得到良好的像高特性的透镜的光轴上的厚度d和焦距f的优选条件就得以满足。由此，控制物镜8的厚度变得过大，且控制以波前像差评价像高特性时的诸像差成分(球面像差成分、慧形像差成分等)过大，可得到优选的像高特性。而且，通过可谋求透镜的轻量化，可用小电力驱动聚焦控制用或跟踪控制用致动器，进一步可良好地确保作动距离。
而且，根据本发明的光拾取装置、及光记录介质记录及/或再生装置，具备有本发明的物镜，所以获得与上述物镜8同样的效果。
进一步，代替上述条件式(3)，通过满足下述条件式(3′)可更加提高上述作用效果。
0.70<d/f<1.40 (3′)
而且，在本实施方式中，优选满足下述条件式(4)。
0.35<X<0.80 (4)
式中，
NA：物镜8的光记录介质侧的数值孔径
d：物镜8的光轴上的厚度(mm)
f：物镜8的焦距(mm)
X：(X1-X2)·(n-1)/(NA·f)
在此，上述n为物镜8的在使用光波长下的折射率，
上述X1为垂直于光轴且在光源侧的面的顶点的切平面与在光源侧的面的有效直径最外周位置(NA的边缘光线入射的光源侧的面上的位置)的光轴方向的距离(mm)，另外，以切平面位置为基准，将光记录介质方向设为正，将光源方向设为负。
上述X2为垂直于光轴且在光记录介质侧的面的顶点的切平面与在光记录介质侧的面的有效直径最外周位置(NA的边缘光线入射的光记录介质侧的面上的位置)的光轴方向的距离(mm)，另外，以切平面位置为基准，将光记录介质方向设为正，将光源方向设为负。
上述条件式(4)满足X(＝(X1-X2)·(n-1)/(NA·f))为比0.35大而比0.80小的范围内的值而构成。
即，条件式(4)是在被设为0.70～0.98的高NA的单透镜中，有关为了良好地校正球面像差而规定的光源侧的面和光记录介质侧的面的下垂量的条件式。随着X1为正值且绝对值变小，或X2为负值且绝对值变小，而且，随着X2为正值且绝对值变大，由边缘光线所引起的球面像差的校正过剩。另外，随着X1为正值且绝对值变大，或X2为负值且绝对值变大，而且，随着X2为正值且绝对值变小，由边缘光线引起的球面像差的校正不足。适应于设为0.70～0.98的高NA的单透镜，为了良好地校正球面像差有必要将X设定在含于比0.35大而比0.80小的范围内。
在本实施方式的物镜8中，通过满足条件式(4)，在以蓝光光盘用所形成的高NA的单透镜，进一步，在今后将要开发的更高NA的单元物镜也可使球面像差为良好。
而且，如上述，若考虑这种物镜8的特征性形状，与X2的绝对值相比X1的绝对值极其大，所以，X1-X2值的大小与X1值的大小有很大关系。从而，X值变得过大的技术性意思为光源侧的面的曲率过大，与透镜成形时的脱模劣化的现象相关联。条件式(4)的上限值是在也考虑成为这种成形时的脱模不劣化程度的值的状态下所决定的。另一方面，若成为条件式(4)的下限值，则高NA时球面像差的校正过剩。从而，通过满足此条件式(4)，可使光学性能为良好，并使成形时的脱模为良好。
进一步，代替上述条件式(4)，通过满足下述条件式(4′)可更加提高上述作用效果。
0.48<X<0.55 (4′)
而且，在本实施方式中，优选满足下述条件式(5)。
1.0≦ФA≦5.0…(5)
式中，
ФA：物镜8的光源侧的面的有效直径
若比条件式(5)的范围小，则透镜尺寸变得过小，且制造适当性极端恶化，另一方面，若比其上限值大，则违反轻量化、紧凑化的要求。
而且，在本实施方式中，优选满足下述条件式(6)。
0.25<Y<0.65…(6)
式中，
Y：R1/(n·f)
在此，R1为物镜8的光源侧的面的光轴附近的曲率半径
条件式(6)是用于良好地校正像高特性的慧形像差成分的条件式。若脱离条件式(6)的范围，则正弦条件的不满足量的绝对值变大，不能良好地校正像高特性的慧形像差成分。
而且，在本实施方式中，优选满足下述条件式(7)。
0.075≦t1≦0.1 (7)
式中，
t1：从光记录介质的透镜侧表面到像差变最小的介质内部位置为止的距离条件式(7)是在2层光盘中各记录层被设在距记录介质透镜侧表面为0.075mm和0.100mm的介质内部位置时，用于在其两方的记录层位置进行良好地成像的条件式，脱离条件式的范围时，尽管在2个记录层之中的一方的记录面位置良好地成像，但在另一方的记录面位置的成像也劣化，在2个面的成像状态上产生很大的差别。
而且，条件式(7)，在光拾取装置为了改善在各记录面位置的成像状态而具有例如将透镜沿光轴方向移动来进行调整等的像差校正装置时，是将为像差校正的透镜移动距离等的施加在光拾取装置的负荷尽量减少的条件，由此也有助于缩短像差校正所需的时间。
以下，对本发明的物镜示出实施例进一步进行具体说明。
【实施例】
[实施例1]
实施例1的物镜8由玻璃制单透镜而成，如图1所示，光源侧的面8a设为大曲率的凸面，光记录介质侧的面8b设为小曲率的凹面(光轴上)。
而且，本实施例的物镜8的两面皆为非球面。
此物镜8是对使用光的波长λ404.7nm的光，将数值孔径NA设定为0.85，并良好地聚束在光记录介质(蓝光光盘)9的光记录层10。另外，此光记录介质9的保护层的厚度t被设为0.1000mm。
在下述表1的上段，作为此实施例1所涉及的物镜8的透镜数据的具体数值，表示曲率半径R(mm)、面间隔D(mm)、以及对上述波长λ的光的折射率N。另外，对应于曲率半径R、面间隔D及折射率N的数字从光源侧依次增加(在实施例2～6相同)。
而且，在下述表1的中段表示此实施例1所涉及的物镜8的各旋转对称非球面的非球面式系数C、K、A3～A20(在实施例2～6相同)。
而且，在下述表1的下段，关于设置光记录介质9时的使用光波长λ的光，表示此实施例1所涉及的物镜8的焦距f(mm)、后焦点bf(mm)、光轴上的透镜厚度d(mm)、保护层的厚度t(mm)、光轴Z上的从光源侧的面8a到重心位置G的距离g(mm)、质量(克)及各面(将光源侧的面8a设为第1面，将光记录介质的面8b设为第2面：以下相同)的有效直径ФA、ФB(mm)的各值(在实施例2～6相同)。
【表1】
波长λ (nm) 404.7
NA 0.85
面 曲率半径R(mm) 面间隔D(mm) 折射率N
1 非球面 2.660 1.83845
2 非球面 0.699 1.00000
3 ∞ 0.100 1.52977
4 ∞
非球面式系数
第1面 第2面
C 0.548674175 0.080574297
K -1.061479418×10-3 -5.611340754×10-2
A3 0.000000000 0.000000000
A4 1.270519830×10-2 3.758299557×10-2
A5 0.000000000 0.000000000
A6 1.030368124×10-3 -4.376347500×10-2
A7 0.000000000 0.000000000
A8 1.005409026×10-4 1.130434946×10-2
A9 0.000000000 0.000000000
A10 1.242029162×10-5 3.806010944×10-3
A11 0.000000000 0.000000000
A12 -1.326556943×10-5 -1.580726242×10-3
A13 0.000000000 0.000000000
A14 5.942473430×10-6 -8.143251324×10-4
A15 0.000000000 0.000000000
A16 -1.274070855×10-6 3.437625596×10-4
A17 0.000000000 0.000000000
A18 0.000000000 0.000000000
A19 0.000000000 0.000000000
A20 0.000000000 0.000000000
焦距f(mm) 2.2860
后焦点bf(mm) 0.7644
光轴上的透镜厚度d(mm) 2.660
保护层的厚度t(mm) 0.100
重心位置g(mm) 1.592
质量(克) 0.160
第1面有效直径φA(mm) 3.8862
第2面有效直径φB(mm) 2.2337
进一步，关于设置光记录介质9时的使用光波长λ的光，在图8表示由此实施例1所涉及的物镜8的波前像差曲线。
从图8可知在有效直径的全范围波前像差为良好。
而且，此实施例1所涉及的物镜8，如表7所示，满足所有上述条件式(1)～(7)(包括(3′)、(4)′)。
[实施例2]
实施例2的物镜8由玻璃制单透镜而成，如图2所示，光源侧的面8a设为大曲率的凸面，光记录介质侧的面8b设为小曲率的凹面(光轴上)。
而且，本实施例的物镜8的两面皆为非球面。
此物镜8是对使用光的波长λ404.7nm的光，将数值孔径NA设定为0.85，并良好地聚束在光记录介质(蓝光光盘)9的光记录层10。另外，此光记录介质9的保护层的厚度t被设为0.1000mm。
在下述表2的上段，作为此实施例2所涉及的物镜8的透镜数据的具体数值，表示曲率半径R(mm)、面间隔D(mm)、以及对上述波长λ的光的折射率N。
【表2】
波长λ (nm) 404.7
NA 0.85
面 曲率半径R(mm) 面间隔D(mm) 折射率N
1 非球面 1.700 1.83845
2 非球面 0.699 1.00000
3 ∞ 0.100 1.62000
4 ∞
非球面式系数
第1面 第2面
C 0.732117631 0.125960246
K -9.410836299×10-3 -5.574710819×10-2
A3 0.000000000 0.000000000
A4 3.155998109×10-2 7.198972260×10-2
A5 0.000000000 0.000000000
A6 4.536801330×10-3 -1.151590934×10-1
A7 0.000000000 0.000000000
A8 1.568451724×10-3 6.609235017×10-2
A9 0.000000000 0.000000000
A10 -1.079042478×10-3 -1.051916599×10-2
A11 0.000000000 0.000000000
A12 7.314946183×10-4 -7.740024206×10-3
A13 0.000000000 0.000000000
A14 -2.275254057×10-4 3.968648120×10-3
A15 0.000000000 0.000000000
A16 -4.184944709×10-6 -5.217266041×10-4
A17 0.000000000 0.000000000
A18 0.000000000 0.000000000
A19 0.000000000 0.000000000
A20 0.000000000 0.000000000
焦距f(mm) 1.7600
后焦点bf(mm) 0.7610
光轴上的透镜厚度d(mm) 1.700
保护层的厚度t(mm) 0.100
重心位置g(mm) 1.059
质量(克) 0.056
第1面有效直径φA(mm) 2.9920
第2面有效直径φB(mm) 2.1003
进一步，关于设置光记录介质9时的使用光波长λ的光，在图9表示由此实施例2所涉及的物镜8的波前像差曲线。
从图9可知在有效直径的全范围波前像差为良好。
而且，此实施例2所涉及的物镜8，如表7所示，满足所有上述条件式(1)～(7)(包括(3′)、(4′))。
[实施例3]
实施例3的物镜8由玻璃制单透镜而成，如图3所示，光源侧的面8a设为大曲率的凸面，光记录介质侧的面8b设为小曲率的凹面(光轴上)。
而且，本实施例的物镜8的两面皆为非球面。
此物镜8是对使用光的波长λ404.7nm的光，将数值孔径NA设定为0.85，并良好地聚束在光记录介质(蓝光光盘)9的光记录层10。另外，此光记录介质9的保护层的厚度t被设为0.1000mm。
在下述表3的上段，作为此实施例3所涉及的物镜8的透镜数据的具体数值，表示曲率半径R(mm)、面间隔D(mm)、以及对上述波长λ的光的折射率N。
【表3】
波长λ (nm) 404.7
NA 0.85
面 曲率半径R(mm) 面间隔D(mm) 折射率N
1 非球面 2.210 1.83845
2 非球面 0.475 1.00000
3 ∞ 0.100 1.62000
4 ∞
非球面式系数
第1面 第2面
C 0.689630774 0.039276841
K -8.688889711×10-3 -5.619160401×10-2
A3 0.000000000 0.000000000
A4 2.569152680×10-2 1.630668463×10-1
A5 0.000000000 0.000000000
A6 2.943292477×10-3 -3.557924631×10-1
A7 0.000000000 0.000000000
A8 1.573660098×10-3 2.181733794×10-1
A9 0.000000000 0.000000000
A10 -1.458312707×10-3 1.191817126×10-1
A11 0.000000000 0.000000000
A12 9.914170566×10-4 -1.230552513×10-1
A13 0.000000000 0.000000000
A14 -3.190780605×10-4 -1.298144710×10-1
A15 0.000000000 0.000000000
A16 1.869168441×10-5 1.211246037×10-1
A17 0.000000000 0.000000000
A18 0.000000000 0.000000000
A19 0.000000000 0.000000000
A20 0.000000000 0.000000000
焦距f(mm) 1.7600
后焦点bf(mm) 0.5367
光轴上的透镜厚度d(mm) 2.210
保护层的厚度t(mm) 0.100
重心位置g(mm) 1.312
质量(克) 0.086
第1面有效直径φA(mm) 2.9920
第2面有效直径φB(mm) 1.5624
进一步，关于设置光记录介质9时的使用光波长λ的光，在图10表示由此实施例3所涉及的物镜8的波前像差曲线。
从图10可知在有效直径的全范围波前像差为良好。
而且，此实施例3所涉及的物镜8，如表7所示，满足所有上述条件式(1)～(7)(包括(3′)、(4′))。
[实施例4]
实施例4的物镜8由塑料制单透镜而成，如图4所示，光源侧的面8a设为大曲率的凸面，光记录介质侧的面8b设为小曲率的凸面(光轴上)。
而且，本实施例的物镜8的两面皆为非球面。
此物镜8是对使用光的波长λ408.0nm的光，将数值孔径NA设定为0.85，并良好地聚束在光记录介质(蓝光光盘)9的光记录层10。另外，此光记录介质9的保护层的厚度t被设为0.1000mm。
在下述表4的上段，作为此实施例4所涉及的物镜8的透镜数据的具体数值，表示曲率半径R(mm)、面间隔D(mm)、以及对上述波长λ的光的折射率N。
【表4】
波长λ (nm) 408
NA 0.85
面 曲率半径R(mm) 面间隔D(mm) 折射率N
1 非球面 2.253 1.52522
2 非球面 0.502 1.00000
3 ∞ 0.100 1.61786
4 ∞
非球面式系数
第1面 第2面
C 0.877164470 -0.630277255
K 4.496547921×10-2 1.524018153
A3 0.000000000 0.000000000
A4 3.823031376×10-2 8.778900757×10-1
A5 0.000000000 0.000000000
A6 3.518063967×10-3 -1.557286522
A7 0.000000000 0.000000000
A8 1.858860704×10-2 1.879314685
A9 0.000000000 0.000000000
A10 -2.594878831×10-2 -1.370939101
A11 0.000000000 0.000000000
A12 2.385687100×10-2 1.300798787
A13 0.000000000 0.000000000
A14 -1.122473371×10-2 -2.270369528
A15 0.000000000 0.000000000
A16 2.344349476×10-3 2.611797039
A17 0.000000000 0.000000000
A18 -8.484603101×10-5 -1.482269017
A19 0.000000000 0.000000000
A20 -8.752092239×10-6 3.299435201×10-1
焦距f(mm) 1.7654
后焦点bf(mm) 0.5640
光轴上的透镜厚度d(mm) 2.253
保护层的厚度t(mm) 0.100
重心位置g(mm) 1.333
质量(克) 0.015
第1面有效直径φA(mm) 3.0011
第2面有效直径φB(mm) 1.9632
进一步，关于设置光记录介质9时的使用光波长λ的光，在图11表示由此实施例4所涉及的物镜8的波前像差曲线。
从图11可知在有效直径的全范围波前像差为良好。
而且，此实施例4所涉及的物镜8，如表7所示，满足所有上述条件式(1)～(7)(包括(3′)、(4′))。
[实施例5]
实施例5的物镜8由玻璃制单透镜而成，如图5所示，光源侧的面8a设为大曲率的凸面，光记录介质侧的面8b设为小曲率的凹面(光轴上)。
而且，本实施例的物镜8的两面皆为非球面。
此物镜8是对使用光的波长λ405.0nm的光，将数值孔径NA设定为0.85，并将规定光束径的光良好地聚束在光记录介质(蓝光光盘)9的光记录层10。另外，此光记录介质9设为2层光盘，从为了对应于2层光盘的设计上的观点考虑保护层的厚度t时，代替实际保护层的厚度而使用像差最小的距表面的位置的0.0875mm。
在下述表5的上段，作为此实施例5所涉及的物镜8的透镜数据的具体数值，表示曲率半径R(mm)、面间隔D(mm)、以及对上述波长λ的光的折射率N。
【表5】
波长λ (nm) 405
NA 0.85
面 曲率半径R(mm) 面间隔D(mm) 折射率N
1 非球面 1.470 1.83833
2 非球面 0.318 1.00000
3 ∞ 0.0875 1.61900
4 ∞
非球面式系数
第1面 第2面
C 1.020043332 0.018068790
K 2.619137643×10-2 -4.998689364
A3 -1.636212462×10-3 -1.058609924×10-2
A4 8.702680781×10-2 5.322862004×10-1
A5 -1.007631900×10-2 -2.855879205×10-1
A6 -3.872665379×10-2 -2.740661807×10-1
A7 1.389458414×10-1 -2.757875038
A8 1.309803469×10-2 -2.808922015
A9 -1.271309360×10-1 1.959877807
A10 -9.619290977×10-2 1.749121483×10
A11 6.260776506×10-2 2.589541494×10
A12 1.516934152×10-1 -7.605743196
A13 1.467006948×10-1 -7.440033486×10
A14 -1.522983345×10-1 -8.297958500×10
A15 -2.812044935×10-1 -3.452097139×10
A16 2.010179246×10-1 2.651724208×102
A17 0.000000000 0.000000000
A18 0.000000000 0.000000000
A19 0.000000000 0.000000000
A20 0.000000000 0.000000000
焦距f(mm) 1.1760
后焦点bf(mm) 0.3718
光轴上的透镜厚度d(mm) 1.470
保护层的厚度t(mm) 0.0875
重心位置g(mm) 0.892
质量(克) 0.031
第1面有效直径φA(mm) 1.9992
第2面有效直径φB(mm) 1.0898
进一步，关于设置光记录介质9时的使用光波长λ的光，在图12表示由此实施例5所涉及的物镜8的波前像差曲线。
从图12可知在有效直径的全范围波前像差为良好。
而且，此实施例5所涉及的物镜8，如表7所示，满足所有上述条件式(1)～(7)(包括(3′)、(4′))。
[实施例6]
实施例6的物镜8由玻璃制单透镜而成，如图6所示，光源侧的面8a设为大曲率的凸面，光记录介质侧的面8b设为小曲率的凸面(光轴上)。
而且，本实施例的物镜8的两面皆为非球面。
此物镜8是对使用光的波长λ405.0nm的光，将数值孔径NA设定为0.85，并将规定光束径的光被良好地聚束在光记录介质(蓝光光盘)9的光记录层10。另外，此光记录介质9设为2层光盘，从为了对应于2层光盘的设计上的观点考虑保护层的厚度t时，代替实际保护层的厚度而使用像差最小的距表面的位置的0.0875mm。
在下述表6的上段，作为此实施例6所涉及的物镜8的透镜数据的具体数值，表示曲率半径R(mm)、面间隔D(mm)、以及对上述波长λ的光的折射率N。
【表6】
波长λ (nm) 405
NA 0.85
面 曲率半径R(mm) 面间隔D(mm) 折射率N
1 非球面 2.580 1.60532
2 非球面 0.721 1.00000
3 ∞ 0.0875 1.61900
4 ∞
非球面式系数
第1面 第2面
C 0.665963094 -0.241274788
K 1.485482017×10-1 -1.592117057
A3 0.000000000 0.000000000
A4 1.458997407×10-2 2.062426083×10-1
A5 0.000000000 0.000000000
A6 1.248696532×10-3 -1.965367777×10-1
A7 0.000000000 0.000000000
A8 2.034812605×10-3 1.092415726×10-1
A9 0.000000000 0.000000000
A10 -1.289837288×10-3 -2.610313432×10-2
A11 0.000000000 0.000000000
A12 6.134250622×10-4 -4.565082721×10-3
A13 0.000000000 0.000000000
A14 -1.409898547×10-4 4.109929533×10-3
A15 0.000000000 0.000000000
A16 1.313656939×10-5 -6.899202346×10-4
A17 0.000000000 0.000000000
A18 0.000000000 0.000000000
A19 0.000000000 0.000000000
A20 0.000000000 0.000000000
焦距f(mm) 2.2000
后焦点bf(mm) 0.7747
光轴上的透镜厚度d(mm) 2.580
保护层的厚度t(mm) 0.0875
重心位置g(mm) 1.539
质量(克) 0.073
第1面有效直径φA(mm) 3.7400
第2面有效直径φB(mm) 2.4847
进一步，关于设置光记录介质9时的使用光波长λ的光，在图13表示由此实施例6所涉及的物镜8的波前像差曲线。
从图13可知在有效直径的全范围波前像差为良好。
而且，此实施例6所涉及的物镜8，如表7所示，满足所有上述条件式(1)～(7)(包括(3′)、(4′))。
【表7】
式(1) 式(2) 式(3) 式(4) 式(5) 式(6) 式(7)
NA d/f g/d X ΦA(mm) Y t1(mm) λ(nm)
实施例1 0.85 1.164 0.598 0.527 3.886 0.434 0.100 404.7
实施例2 0.85 0.966 0.623 0.535 2.992 0.422 0.100 404.7
实施例3 0.85 1.256 0.594 0.511 2.992 0.448 0.100 404.7
实施例4 0.85 1.276 0.592 0.523 3.001 0.423 0.100 408.0
实施例5 0.85 1.250 0.607 0.501 1.999 0.453 0.0875 405.0
实施例6 0.85 1.173 0.597 0.529 3.740 0.425 0.0875 405.0
另外，作为本发明的物镜不限于上述的物镜，可变更为各种方式。而且，作为本发明的光拾取装置或光记录介质记录及/或再生装置也同样可变更为各种方式。
例如，即使作为本发明的物镜也不限于如实施例的物镜，光源侧的面及光记录介质侧的面皆为旋转对称的非球面的构成。至少将一方的面(只要是一方的面优选为光源侧的面)设为非球面，则其他面可设为平面或球面。
而且，今后作为光记录介质还预测开发上述以外的例如，使用光波长进一步短波长化到紫外线区域的规格的光记录介质，但在此情况当然也可适用本发明。此时，作为透镜材料优选使用在使用在光波长具有良好的透过率的材料，例如，作为本发明的物镜的透镜材料也可使用萤石或石英。
Claims (14)
1.一种物镜，对进行信息的记录或再生的光记录介质，使使用光聚束在所希望的位置，其特征在于，
由至少1个面为非球面的单透镜而成，且满足下述条件式(1)、2)：
0.70＜NA＜0.98(1)
0.50＜g/d＜0.80(2)
式中，
NA：上述物镜的光记录介质侧的数值孔径
d：上述物镜的光轴上的厚度，其单位为毫米mm
g：垂直于光轴、从上述物镜的光源侧的面的顶点的切平面到上述物镜重心位置的距离，其单位为毫米mm。
2.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，满足下述条件式(3)：
0.70＜d/f＜3.00(3)
f：上述物镜的焦距，其单位为毫米mm。
3.根据权利要求1所示的物镜，其特征在于，满足下述条件式(4)：
0.35＜X＜0.80(4)
式中，
X：(X1-X2)·(n-1)/(NA·f)
在此，上述n为上述物镜的在使用光波长下的折射率，
上述X1为垂直于光轴且在光源侧的面的顶点的切平面与在光源侧的面的有效直径最外周位置即上述NA的边缘光线入射的光源侧的面上的位置的光轴方向的距离，其单位为毫米mm，另外，以上述切平面位置为基准，将光记录介质方向设为正，将光源方向设为负，
上述X2为垂直于光轴且在光记录介质侧的面的顶点的切平面与光记录介质侧的面的有效直径最外周位置即上述NA的边缘光线入射的光记录介质侧的面上的位置的光轴方向的距离，其单位为毫米mm，另外，以上述切平面位置为基准，将光记录介质方向设为正，将光源方向设为负。
4.根据权利要求2所示的物镜，其特征在于，满足下述条件式(4)：
0.35＜X＜0.80(4)
式中，
X：(X1-X2)·(n-1)/(NA·f)
在此，上述n为上述物镜的在使用光波长下的折射率，
上述X1为垂直于光轴且在光源侧的面的顶点的切平面与在光源侧的面的有效直径最外周位置即上述NA的边缘光线入射的光源侧的面上的位置的光轴方向的距离，其单位为毫米mm，另外，以上述切平面位置为基准，将光记录介质方向设为正，将光源方向设为负，
上述X2为垂直于光轴且在光记录介质侧的面的顶点的切平面与光记录介质侧的面的有效直径最外周位置即上述NA的边缘光线入射的光记录介质侧的面上的位置的光轴方向的距离，其单位为毫米mm，另外，以上述切平面位置为基准，将光记录介质方向设为正，将光源方向设为负。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的物镜，其特征在于，满足下述条件式(5)：
1.0≤ΦA≤5.0(5)
式中，
ΦA：上述物镜的光源侧的面的有效直径。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的物镜，其特征在于，满足下述条件式(6)
0.25＜Y＜0.65(6)
式中，
Y：R1/(n·f)
在此，R1为上述物镜的光源侧的面的光轴附近的曲率半径。
7.根据权利要求2～4中任一项所述的物镜，其特征在于，满足下述条件式(3′)：
0.70＜d/f＜1.40(3′)。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的物镜，其特征在于，满足下述条件式(4′)：
0.48＜X＜0.55(4′)。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的物镜，其特征在于，上述使用光的波长λ为405.0±5.0nm。
10.根据权利要求1～4中任一项所述的物镜，其特征在于，上述使用光的波长λ为405.0±5.0nm，上述数值孔径NA为0.85，上述光记录介质的保护层的厚度t为0.1mm。
11.根据权利要求1～4中任一项所述的物镜，其特征在于，上述使用光的波长λ为405.0±5.0nm，上述数值孔径NA为0.85，在从上述光记录介质的表面向该光记录介质内部进入了厚度t1的位置的像差设定为最小，该厚度t1的单位为毫米mm，并且，满足下述条件式(7)：
0.075≤t1≤0.1…(7)。
12.根据权利要求1～4中任一项所述的物镜，其特征在于，质量设为0.5克以下。
13.一种光拾取装置，其特征在于，具备权利要求1～12中任一项所述的物镜，且具备进行该物镜的聚焦操作及跟踪操作的致动器而成。
14.一种光记录介质记录及/或再生装置，其特征在于，装载了权利要求13所述的光拾取装置。
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