CN102411940B - 光拾取器透镜 - Google Patents

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CN102411940B CN201110353287.2A CN201110353287A CN102411940B CN 102411940 B CN102411940 B CN 102411940B CN 201110353287 A CN201110353287 A CN 201110353287A CN 102411940 B CN102411940 B CN 102411940B
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Abstract

本发明提供在高NA的光拾取器透镜中，兼备良好的轴上特性及轴外特性，同时能够确保更长的工作距离的光拾取器透镜。光拾取器透镜(1a)将来自激光源的光束会聚在光信息记录介质上，透镜为单透镜，其两面之中与靠近激光源R1面(11)相反的一侧R2面(12)的面形状为连续形状，从光轴朝向透镜外径，在做成半径h1、半径h2、半径h3(h1＜h2＜h3)的场合，将在半径h1、半径h2、半径h3的各凹陷量设为sag1、sag2、sag3，将各凹陷的变化量设为Δsag1、Δsag2、Δsag3时，存在满足0＞Δsag1＞Δsag2以及Δsag2＜Δsag3的h1、h2及h3。

Description

光拾取器透镜
本申请为分案申请；其母案的申请号为“2007101650399”，发明名称为“光拾取器透镜”。
技术领域
本发明涉及对光盘进行记录或再生的光学系统所使用的光拾取器透镜。
背景技术
近年来，光盘的记录容量不断增大，每单位面积的记录密度也不断增大。在光盘的信息的读出中，通过将来自光盘装置的光源的光以波长板或准直仪透镜等的透明部件作为光程，最终使用光拾取器透镜在光盘上形成光点，从而能够读取光盘上的信息。通常，将从激光源发出的光通过准直仪透镜等作为平行光入射到光拾取器透镜。这里，读出大容量的光盘所使用的光拾取器透镜，使用波长在410nm以下的激光，并且数值孔径NA在0.84以上的场合较多。
作为现有的光拾取器透镜，例如有专利文献1至3所记载的技术。专利文献1所记载的光盘用物镜是数值孔径在0.7以上的双面非球面单透镜，透镜的中心厚度比焦距长。另外，专利文献2所记载的物镜是一面为非球面，且在将d1作为轴上透镜厚度、将f作为焦距时，满足1.1≤d1/f≤3。还有，专利文献3所记载的物镜是数值孔径在0.75以上的物镜，该物镜是双面为非球面的单片物镜，若使所使用波长的至少一个中的折射率为n、d线中色散系数为v，则满足1.75＜n且35＜v。
专利文献1：特开2002-156579号公报
专利文献2：特开2001-324673号公报
专利文献3：特开2002-303787号公报
然而，为了将光拾取器透镜安装在光拾取器上，就需要使轴外特性良好。但是，若数值孔径NA大于0.80，则难以使光拾取器透镜的球面像差等的轴上像差以及像散或彗差等的轴外像差这两特性良好。尤其是靠近光源的一侧的面(R1)及其相反一侧的面(R2)的凸状的双凸透镜难以具有良好的视场角特性。
另外，若数值孔径NA大于0.80，则表示光拾取器透镜和光盘的距离的工作距离(WD)会变小。存在R2面不是凸状且凹凸透镜等尤其是工作距离变小致使光盘和光拾取器透镜冲突的情况。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的技术方案，目的在于提供，在高NA的光拾取器透镜中，兼备良好的轴上特性及轴外特性，同时能够确保更长的工作距离的光拾取器透镜。
本发明的光拾取器透镜，将来自激光源的光束会聚在光信息记录介质上，上述透镜为单透镜，其两面之中与靠近上述激光源的第一面相反的一侧第二面的面形状为连续形状，从光轴朝向透镜外径，在做成半径h1、半径h2、半径h3(h1＜h2＜h3)的场合，将在半径h1、半径h2、半径h3的各凹陷量设为sag1、sag2、sag3，将各凹陷的变化量设为Δsag1、Δsag2、Δsag3时，存在满足0＞Δsag1＞Δsag2以及Δsag2＜Δsag3的h1、h2及h3。
在本发明中，由于第二面的面形状满足0＞Δsag1＞Δsag2以及Δsag2＜Δsag3，所以能够充分确保工作距离(光拾取器透镜和光盘的距离)，并能够获得轴上像差特性良好的透镜。
此外，上述第二面的面形状最好是在将透镜半径h4(h3＜h4)的凹陷量设为sag4时，存在满足sag2＞sag3以及sag3＜sag4的h1、h2、h3及h4。或者，上述第二面的面形状最好是在将透镜半径h4(h3＜h4)的凹陷量设为sag4，凹陷变化量设为Δsag4时，存在满足Δsag3＜0，Δsag4＞0的h1、h2、h3及h4。此外，最好是上述第二面的形状具有极小值。或者，最好是上述第二面由中央部分为凸状、外周部分为凹状的面形状构成。通过满足这些条件，能够进一步充分确保工作距离，而且可进一步获得良好的轴上特性及轴外特性。
本发明的光拾取器透镜，最好是用于使用410nm以下波长的激光的记录以及/或者再生用光拾取器装置，且将数值孔径设为NA、将单透镜中心厚度设为d、将物镜的焦距设为f时，满足0.84≤NA，以及0.9≤d/f。
该场合，最好是用于使用410nm以下波长的激光的记录以及/或者再生用光拾取器装置，且将数值孔径设为NA、将单透镜中心厚度设为d、将物镜的焦距设为f时，满足0.84≤NA，以及0.9≤d/f≤1.2。通过满足该条件，能够确保适当的褶边厚度。容易制造满足0＞Δsag1＞Δsag2以及Δsag2＜Δsag3的第二面的面形状。
再有，最好是405nm波长的折射率n为1.51≤n≤1.64。
该场合，405nm波长的折射率n为1.59≤n≤1.62则更好。通过满足这些条件，能够确保适当的褶边厚度，同时容易设计满足0＞Δsag1＞Δsag2以及Δsag2＜Δsag3的第二面的面形状。
另外，最好是上述单透镜的有效直径D为1.8≤D≤3.2mm。通过将本发明应用于该有效直径，可确保工作距离长以及发挥提高轴上特性及轴外特性的效果。
再有，作为外轴特性，最好是在视场角为0.3度时，像差在15mλrms以下。
再有，最好是上述第一面的切线角度α为60°≤α。若切线角度α变大，则第一面的凹陷量变大，随之，第二面的凹陷量变小，因而容易制造满足0＞Δsag1＞Δsag2以及Δsag2＜Δsag3的第二面的面形状。
最好是透镜材料的色散系数vd为50≤vd。这样，能够将凹槽(pit)列正确地写入光盘。成为色散系数越大，越能够抵抗写入时的波长波动的透镜。
再有，能够从上述第一面侧入射平行光或弱有限光。而且，上述单透镜由塑料材料构成。
根据本发明，在高NA的光拾取器透镜中，能够提供兼备良好的轴上特性及轴外特性，同时能够确保更长的工作距离的光拾取器透镜。
附图说明
图1(a)是表示本发明的实施方式的光拾取器透镜的图，(b)是放大表示(a)中用虚线包围的部分的模式图。
图2(a)是表示本发明的实施方式的其它光拾取器透镜的图，(b)是放大表示(a)的用虚线表示的部分的模式图。
图3是说明本发明的实施方式的光拾取器透镜的透镜中心厚度d、有效直径D及工作距离WD的图。
图4是表示本发明的实施例的波像差的图。
图5是表示本发明的实施例1的光拾取器透镜的特性值的图。
图6(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例1的光拾取器透镜的图。
图7是表示本发明的实施例2的光拾取器透镜的特性值的图。
图8(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例2的光拾取器透镜的图。
图9是表示本发明的实施例3的光拾取器透镜的特性值的图。
图10(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例3的光拾取器透镜的图。
图11是表示本发明的实施例4的光拾取器透镜的特性值的图。
图12(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例4的光拾取器透镜的图。
图13是表示本发明的实施例5的光拾取器透镜的特性值的图。
图14(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例5的光拾取器透镜的图。
图15是表示本发明的实施例6的光拾取器透镜的特性值的图。
图16(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例6的光拾取器透镜的图。
图17是表示本发明的实施例7的光拾取器透镜的特性值的图。
图18(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例7的光拾取器透镜的图。
图19是表示本发明的实施例8的光拾取器透镜的特性值的图。
图20(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例8的光拾取器透镜的图。
图21是表示本发明的实施例9的光拾取器透镜的特性值的图。
图22(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例9的光拾取器透镜的图。
图23是表示本发明的实施例10的光拾取器透镜的特性值的图。
图24(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例10的光拾取器透镜的图。
图25是表示本发明的实施例11的光拾取器透镜的特性值的图。
图26(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例11的光拾取器透镜的图。
图27是表示本发明的实施例12的光拾取器透镜的特性值的图。
图28(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例12的光拾取器透镜的图。
图29是表示本发明的实施例13的光拾取器透镜的特性值的图。
图30(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例13的光拾取器透镜的图。
图31是表示本发明的实施例14的光拾取器透镜的特性值的图。
图32(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例14的光拾取器透镜的图。
图33是表示本发明的实施例15的光拾取器透镜的特性值的图。
图34(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例15的光拾取器透镜的图。
图35是表示本发明的实施例16的光拾取器透镜的特性值的图。
图36(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例16的光拾取器透镜的图。
图37是表示本发明的实施例17的光拾取器透镜的特性值的图。
图38(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例17的光拾取器透镜的图。
图39是表示本发明的实施例18的光拾取器透镜的特性值的图。
图40(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例18的光拾取器透镜的图。
图41是表示本发明的实施例19的光拾取器透镜的特性值的图。
图42(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例19的光拾取器透镜的图。
图43是表示本发明的实施例20的光拾取器透镜的特性值的图。
图44(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例20的光拾取器透镜的图。
图45是表示本发明的实施例21的光拾取器透镜的特性值的图。
图46(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例21的光拾取器透镜的图。
图47是表示本发明的实施例22的光拾取器透镜的特性值的图。
图48(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例22的光拾取器透镜的图。
图49是表示本发明的实施例23的光拾取器透镜的特性值的图。
图50(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例23的光拾取器透镜的图。
图51是表示本发明的实施例24的光拾取器透镜的特性值的图。
图52(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例24的光拾取器透镜的图。
图53是表示本发明的实施例25的光拾取器透镜的特性值的图。
图54(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例25的光拾取器透镜的图。
图55是表示本发明的实施例26的光拾取器透镜的特性值的图。
图56(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例26的光拾取器透镜的图。
图57是表示本发明的实施例27的光拾取器透镜的特性值的图。
图58(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例27的光拾取器透镜的图。
图59是表示本发明的实施例28的光拾取器透镜的特性值的图。
图60(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例28的光拾取器透镜的图。
图61是表示本发明的实施例29的光拾取器透镜的特性值的图。
图62(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例29的光拾取器透镜的图。
图63是表示本发明的实施例30的光拾取器透镜的特性值的图。
图64(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例30的光拾取器透镜的图。
图65是表示本发明的实施例31的光拾取器透镜的特性值的图。
图66(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例31的光拾取器透镜的图。
图67是表示本发明的实施例32的光拾取器透镜的特性值的图。
图68(a)表示纵向像差、(b)表示半径方向的凹陷量、(c)表示实施例32的光拾取器透镜的图。
图中：
1a、1b-光拾取器透镜，11-R1面，12a、12b-R2面，21-可变光阑，30-光盘，31-光盘内光透过层，32-光盘基板。
具体实施方式
以下参照附图对应用了本发明的具体实施方式进行详细说明。该实施方式是将本发明应用于在光学信息记录介质上进行信息的记录、再生用的光拾取器透镜的实施方式。
图1(a)是表示本发明的实施方式的光拾取器透镜的图。此外图1(b)是用于说明光拾取器透镜的凹陷量的图，是放大表示(a)中用虚线包围的部分的模式图。如图1所示，在单透镜构成的本实施方式的光拾取器透镜1a的两面之中与靠近激光源的第一面(以下称为R1面。)11相反的一侧，即与由光盘基板32及光盘内光透过层31构成的光盘30相面对的一侧的面即第二面(以下称为R2面)12a中，具有如下面形状。
即，在朝向透镜外径做成半径h1＜半径h2＜半径h3、将半径h1、半径h2、半径h3的凹陷的变化量设为Δsag1、Δsag2、Δsag3的场合，R2面12的面形状满足下述(1)及(2)的关系。
0＞Δsag1＞Δsag2…(1)
Δsag2＜Δsag3…(2)
首先，对凹陷sag及凹陷的变化量Δsag进行说明。图1(b)模式地表示从R2面12b的中心h0到外周端13b。如图1(b)所示，所谓凹陷量(sag)是指光拾取器透镜1的光轴和R2面的透镜中心h0一致地配置时，在任意的半径上，从透镜中心h0上的光轴的垂线L到R2面的距离。还有，从R1面11朝向R2面12a的方向为正。此外，所谓凹陷的变化量Δsag是指在R2面12a上的任意半径h上的凹陷的倾斜量，即半径h上的R2面的切线的从直线的倾斜。还有从内周朝向外周凹陷量增加的场合为正、减少的场合为负。
在图1中，将对应于半径h1、h2、h3的凹陷量分别设为sag1、sag2、sag3时，成为h1＜h2＜h3，sag1＞sag2＞sag3。
图2(a)是表示本发明的实施方式的其它光拾取器透镜的图，图2(b)是放大表示用图2(a)的虚线所示的部分的模式图。不仅是图1所示的形状，而且图2所示的形状也可以。即如图2所示，R2面12b具有满足上述式(1)(2)且具有极小值k(半径hk)的面形状。
这里，所谓具有极小值是表示，做成半径h1＜h2＜h3，且将其凹陷量分别设为sag1、sag2、sag3、sag4时，满足
sag1＞sag2＞sag3…(3)
sag3＜sag4…(4)
的关系。即R2面12b具有满足式(3)、(4)的半径h1至h4。
此外，该场合，在透镜的半径h1、h2、h3、h4满足h1＜h2＜h3＜h4，且将将半径h1、h2、h3、h4的凹陷变化量设为Δsag1、Δsag2、Δsag3、Δsag4的场合，不仅式(1)、(2)，而且具有满足式(5)的h1至h4。
0＞Δsag1＞Δsag2…(1)
Δsag2＜Δsag3＜0…(2)
Δsag4＞0…(5)
在图1中，从透镜中心h0朝向外侧倾斜(Δsag)从缓慢到急剧再到缓慢，中央部分成为凸透镜的面形状。在图2中，在周边部还具有凹部，从半径方向看时成为重复凹凸那样的面形状。即图2所示的光拾取器透镜的R2面12b由中央部分为凸状、外周部分为凹状的面形状构成。
图1及图2所示的光拾取器透镜的R2面为连续形状，而不是形成像衍射透镜那样的具有阶梯差的环带构造。但是，在大致不影响本发明的技术思想的情况下设置两三个阶梯差也没关系。R1面既可以是连续形状，也可以是具有阶梯差的环带构造。
另外，光拾取器透镜的R2面只要其倾斜为连续的即可，若R2面形状为连续的场合，则连续的R2面形状包含使透镜面的一部分区间向光轴方向平行移动那样的形状。
通过具有这种R2面12a或12b的面形状，从而发挥以下效果。即通常的光拾取器透镜是双面凸的双凸透镜，或者是由凸透镜和凹透镜构成的凹凸透镜。对于各个透镜，其特征在于，在将R2面的中心位置和到光盘30的距离设为工作距离(WD)的场合，凹凸透镜在R2面为凹的关系基础上，与双凸透镜相比，工作距离变短。另一方面，轴外特性的视场角特性，通过凹凸透镜两面向相同方向弯曲从而表示出比凸透镜更好的特性。
对此，若为本实施方式的光拾取器透镜1a或1b，由于在外周侧形成凹部且在中央部形成凸部，所以能够满足该凹凸透镜和双凸透镜这两方的特性。即工作距离变长，而且满足轴上特性，同时，作为轴外特性，可以使视场角特良好。
也就是，在图1所示的光拾取器透镜1a中，从R2面12a的半径方向中心h0朝向外周13a，凹陷量逐渐增加，达到某一半径，在图1中半径h3以后，凹陷量几乎没有变化。另外，在图2所示的光拾取器透镜1b中，从R2面12b的半径方向中心h0朝向外周13b，凹陷量逐渐增加，达到某一半径，在本例中，若达到半径h4，则由此直到外周13b，至此相反，凹陷量逐渐减小。由这些凹陷量的增减量发生变化的位置在内径具有双凸透镜的特征，因此，在外径可以具有凹凸透镜的特性。
即，由于透镜中央部分是双凸透镜，所以能够使工作距离变长，由于没有那样大的极率半径，所以为双凸透镜的同时，还可以使视场角特性良好。并且，在从该凹陷量的增减量发生变化的位置至外径侧(R2面的外周部)，通过使其具有凹凸透镜的特征，能够得到作为凹凸透镜的特长的良好的视场角特性。另外，相当于凹凸透镜的部分不是形成于中央部而是外周部分，从而不缩短工作距离。这样，本实施方式的光拾取器透镜1a、1b，通过外周部分形成大致平坦至凹部，吸取凹凸透镜的特长，通过内周部分形成凸部吸取双凸透镜的特长，从而确保长的工作距离，而且，轴上特性不用说，视场角特性也能够良好。根据以上的观点，图1及图2的半径h1～h4最好全部存在于激光的光束通过的区域。
另外，在图1所示的光拾取器透镜1a中，从凹陷量的增减量发生变化的半径h3的位置直到外径做成了凹凸透镜形状，图2所示的光拾取器透镜1b以大致具有极小值k来做成了极端的凹凸透镜形状。通过做成这种形状，能够使工作距离进一步变长，而且，作为轴上特性及轴外特性，能够使视场角特性更加良好。
这里，光拾取器透镜1a、1b作为光读取头及光盘装置所使用的激光，用于使用410nm以下波长的激光的记录以及/或者再生用光拾取器装置的场合，最好满足以下式子。
0.84≤NA
0.9≤d/f≤1.2
其中，NA表示光拾取器透镜的数值孔径。另外，d表示光拾取器透镜的单透镜中心厚度(参照图3)，f表示焦距。
这里，若数值孔径NA比0.84更小，则随之R2面的有效直径也变小。若R2面的有效直径变小，则如上所述，在R2面的外周部分形成双凸透镜和凹凸透镜的结合部变得困难。因此，数值孔径NA最好是在0.8以上，更好是在0.84以上。
此外，一般地，从工作距离的观点来讲，使中心厚度d变薄并且使折射率n变低的话较好。然而，要使数值孔径NA比0.84大、工作距离变长，而且使视场角特性良好，最好是规定透镜的性能即焦距f和中心厚度d的关系d/f。
首先，对于最好是使d/f为0.9以上的理由进行说明。在将焦距f设为固定值的场合，若使中心厚度d变薄，则d/f的值将变小。若d/f的值变小，则在R1面和R2面的各自的面直径的端部的距离(褶边(coba)厚度)将变小。若褶边变薄，则发生褶边破裂等的不适，透镜的安装将变得困难。另外，由于f＝h/NA(f：焦距、h：半径)，所以具有d/f＝d×NA/h的关系，但是如上所述，数值孔径NA在0.84以上最好，所以在将NA设为固定值的场合，若半径越大则d/f的值越小，与此相应，若不使中心厚度d变大则不能充分确保褶边厚度。因而d/f最好是在0.9以上。
而且，通过使d/f在1.2以下，易于形成R2面的面形状。因而d/f最好是在1.2以下。
这样，通过使数值孔径在0.84以上，使d/f至少在0.9以上，设计图1及图2所示的形状的光拾取器透镜变得容易，能够增大工作距离，轴上特性不必说，视场角特性也变得良好。
此外，最好是将折射率设定为1.51≤n≤1.64。这里，n表示波长为405nm的蓝色激光的折射率。若折射率n小于1.51，则与相同中心厚而折射率大的透镜相比较，曲率变大，作为R1面和R2面的面直径端的距离的褶边厚度减小。因而，最好是折射率在1.51以上。
另一方面，若折射率大于1.64，则难以维持具有双凸透镜和凹凸透镜双方的形状的本发明的R2面的形状，易成为完全的凹凸透镜。因而，折射率n最好是在1.64以下，但是在将R2面的中部分做成凸状并在外周部分形成凹部的场合，当然折射率n大于1.64也可以。
此外，更好是将折射率设定为1.59≤n≤1.62。通过将折射率n设定为1.59至1.62，设计图2所示形状的光拾取器透镜变得容易。因而更好是使折射率为1.59至1.62。
通过使折射率n为1.51至1.64，更好为1.59至1.62，可设计图2所示形状的光拾取器透镜，能够确保长的工作距离的同时，能够提高轴上特性和视场角特性。还有，光拾取器透镜做成实用的透镜直径。
再有，有效直径D(参照图3)最好为1.8≤D≤3.2mm。若有效直径D大于3.2mm，则工作距离过宽，难以制作。另外，若有效直径D小于1.8mm，则工作距离过小，不实用。因而有效直径D最好为1.8至3.2mm。
再有，最好将光拾取器透镜的单透镜的两面中靠近激光源的面即R1面的切线角度α设定为60°≤α。若切线角度α变大，则R1面的凹陷量变大，随之R2面的凹陷量减小，因而容易制造图1或图2所记载的光拾取器透镜的形状。另一方面，若切线角度α小于60°，则R1面的凹陷量变小，随之R2面的凹陷量增大，这样一来，制造R2面的形状变得困难的同时，视场角特性变差。因而最好是R1面的切线角度α在60°以上。这样容易制造R2面的形状的同时，能够获得轴上特性以及良好的视场角特性。
再有，色散系数vd最好是50≤vd。色散系数越大的透镜越能够使拾波器透镜的特性的色像差优良。所谓色像差是表示波长偏离+1nm时的最佳点位置的偏离。在拾取器透镜进行记录时，使激光功率上升，但是为了使激光功率上升，会引起波长暂时偏于长波长一侧的现象。若记录时最佳点位置偏离，则脱离追踪，在最佳点位置的记录变得困难。因而想要维持良好的记录特性，必须使色散系数vd上升。这里，色散系数vd处于与折射率成反比的关系。如上所述，虽然折射率最好是1.51≤n≤1.64，但是，该范围的折射率的场合，色散系数为50≤vd≤81程度。这样，因而色散系数最好是50以上，更好是60以上。
其次，对应用了本发明的实施例进行说明。图4表示各实施例1至32中的波像差。另外，实施例1与图5、图6对应，实施例2与图7、图8对应，实施例3与图9、图10对应，以下同样，一直对应到图67、图68的实施例32。这里，实施例1至实施例4是与图1所示的光拾取器透镜1a对应的实施例。另外，实施例5至实施例32是与图2所示的光拾取器透镜1b对应的实施例。另外，例如在实施例1中，图5表示光拾取器透镜的各特性值。再有，图6(a)表示纵向像差，图6(b)表示从R2面的中心位置到外径的凹陷量，图6(c)表示实施例1的光拾取器透镜。
接着，对实施例1至34中的各系数进行说明。首先，光拾取器透镜R1面的曲线的公式Z1(H1)表示为如公式(6)。
Z 1 ( h 1 ) = h 1 1 R 1 ( 1 + 1 - ( 1 + k 1 ) h 1 2 R 1 2 ) + A 1 4 h 1 4 + A 1 6 h 1 6 + A 1 8 h 1 8 + A 1 10 h 1 10 + A 1 12 h 1 12 + A 1 14 h 1 14 +
A 1 16 h 1 16 + . . .
. . . . . . ( 6 )
这里，
Z1(h1)：从光轴H1高度上的光拾取器透镜R1面的凹陷；
H1：自光轴的高度；
K1：光拾取器透镜R1面的圆锥系数；
A14、A16、A18、A110、A112、A114、A116：光拾取器透镜R1面的非球面系数；
R1：R1面的曲率半径。
接着，光拾取器透镜R2面的曲线的公式Z2(H2)表示为如公式(7)。
Z 2 ( h 2 ) = h 2 2 R 2 ( 1 + 1 - ( 1 + k 2 ) h 2 2 R 2 2 ) + A 2 4 h 2 4 + A 2 6 h 2 6 + A 2 8 h 2 8 + A 2 10 h 2 10 + A 2 12 h 2 12 + A 2 14 h 2 14 +
A 2 16 h 2 16 + . . .
. . . . . . ( 7 )
这里，
Z2(h2)：从光轴H1高度上的光拾取器透镜R2面的凹陷；
H2：自光轴的高度；
K2：光拾取器透镜R2面的圆锥系数；
A24、A26、A28、A210、A212、A214、A216：光拾取器透镜R2面的非球面系数；
R2：R2面的曲率半径。
其次，对代表图1所示的光拾取器透镜1a的图5、图6所示的实施例1，以及对代表图2所示的光拾取器透镜1b的图13、图14所示的实施例5进行说明。实施例1对具有图5(a)所示的曲率半径R、面间隔d、波长在450nm的折射率n、色散系数vd的实施例1中的对单透镜(光拾取器透镜)及光盘测定了纵向像差。图6(a)表示其结果。此外，将实施例1的光拾取器透镜的焦距d、工作距离WD、数值孔径NA、有效直径表示在图5(b)中；将R1面、R2面的非球面系数表示在图5(c)、图5(d)中；将该光拾取器透镜的模式图表示在图6(c)中。此外，在图6(b)中，将该R2面的形状从中心h0到外径端取为横轴，将sag量取为纵轴来表示。图6(b)所示可知，该实施例1与图1所示的光拾取器透镜1a同样，在透镜有效直径范围内满足
0＞Δsag1＞Δsag2…(1)
Δsag2＜Δsag3…(2)
以及
h1＜h2＜h3，
sag1＞sag2＞sag3。
根据图5所示的数据而易于理解地说明这点，如下。
在实施例1中，作为具体数值，在取h1＝0.100mm，h2＝0.500mm，h3＝0.950mm的情况下，sag1＝-0.00365mm，sag2＝-0.04780mm，sag3＝-0.07172mm。
其次，在求Δsag1、Δsag2、Δsag3时，对h1、h2、h3的各半径位置，如下述那样计算加0.005mm的位置的sag。
h1+0.005mm＝0.105mm的sag为-0.00400mm，
h2+0.005mm＝0.505mm的sag为-0.04831mm，
h3+0.005mm＝0.955mm的sag为-0.07176mm。
由此，
为Δsag1＝((-0.00400)-(-0.00305))/(0.105-0.100)＝-0.0704，
为Δsag2＝((-0.04831)-(-0.04780))/(0.505-0.500)＝-0.1020，
为Δsag3＝((-0.07176)-(-0.07172))/(0.955-0.950)＝-0.0080，
从根据以上具体数值的验证可知，实施例1与图1所示的的光拾取器透镜1a同样，在透镜有效直径范围内，满足上述式。
具有这种R2面的实施例1的光拾取器透镜如图6(a)所示，可得到良好的纵向像差直到达到有效直径。而且如图4所示，可得到良好的视场角特性。
此外，如图14(b)所示可知，实施例5与图2所示的光拾取器透镜1b同样，满足
sag1＞sag2＞sag3…(3)
sag3＜sag4…(4)
以及
0＞Δsag1＞Δsag2…(1)
Δsag2＜Δsag3＜0…(2)
Δsag4＞0…(5)。
根据图13所示的数据而易于理解地说明这点，如下。
在实施例5中，作为具体数值，在取h1＝0.100mm，h2＝0.600mm，h3＝0.700mm，h4＝1.200mm的情况下，sag1＝-0.00141mm，sag2＝-0.02460mm，sag3＝-0.02690mm，sag4＝-0.01280mm。
其次，在求Δsag1、Δsag2、Δsag3、Δsag4时，对h1、h2、h3、h4的各半径位置，如下述那样计算加0.005mm的位置的sag。
h1+0.005mm＝0.105mm的sag为-0.00155mm，
h2+0.005mm＝0.605mm的sag为-0.02440mm，
h3+0.005mm＝0.705mm的sag为-0.02698mm，
h4+0.005mm＝1.205mm的sag为-0.01246mm。
由此，
为Δsag1＝((-0.00155)-(-0.00141))/(0.105-0.100)＝-0.0280，
为Δsag2＝((-0.02440)-(-0.02460))/(0.605-0.600)＝-0.0400，
为Δsag3＝((-0.02698)-(-0.02690))/(0.705-0.700)＝-0.0160，
为Δsag3＝((-0.01246)-(-0.01280))/(1.205-1.200)＝+0.068。
从根据以上具体数值的验证可知，实施例1与图2所示的的光拾取器透镜1b同样，在透镜有效直径范围内，满足上述式。
具有这种R2面的实施例5的光拾取器透镜如图14(a)所示，可得到良好的纵向像差直到达到有效直径。而且如图4所示，可得到良好的视场角特性。
同样，即使对于其它的实施例也能获得良好的纵向像差直到达到有效直径，从而如图4所示，可获得良好视场角特性。
即，如图4以及图5至图68所示，在实施例1至32中，在高NA的光拾取器透镜中，能够制作兼备良好的正弦条件、轴外特性并且具有长的工作距离的光拾取器透镜。

Claims (6)

1.一种光拾取器透镜，其特征在于，
上述透镜为单透镜，其具有来自激光源的光束入射的第一面，以及，位于上述第一面相反一侧且位于与由光盘基板及光盘内光透过层构成的光盘相面对的一侧的第二面；并且，用于专门将波长为410nm以下且来自上述激光源的光束聚光在上述光盘上，其数值孔径NA的数值为0.84以上，有效直径D为1.8≤D≤2.45mm；
对于上述第二面，其为连续形状，在从光轴朝向透镜外径，做成半径h1、半径h2、半径h3的场合，其中h1<h2<h3，在将半径h1、半径h2、半径h3上的各凹陷量设为sag1、sag2、sag3且将各凹陷的变化量设为Δsag1、Δsag2、Δsag3时，上述第二面的面形状为朝向所述光盘侧凸起的非球面形状，且存在满足0>Δsag1>Δsag2以及Δsag2<Δsag3的h1、h2及h3，
并且，在波长为405nm时的折射率n为1.51≤n≤1.57。
2.一种光拾取器透镜，其特征在于，
上述透镜为单透镜，其具有来自激光源的光束入射、且向光源侧凸起的第一面，以及，位于上述第一面相反一侧且位于与由光盘基板及光盘内光透过层构成的光盘相面对的一侧的第二面；并且，用于专门将波长为410nm以下且来自上述激光源的光束聚光在上述光盘上，其数值孔径NA的数值为0.84以上，有效直径D为1.8≤D≤2.45mm；
对于上述第二面，其为连续形状，在从光轴朝向透镜外径，做成半径h1、半径h2、半径h3的场合，其中h1<h2<h3，在将半径h1、半径h2、半径h3上的各凹陷量设为sag1、sag2、sag3且将各凹陷的变化量设为Δsag1、Δsag2、Δsag3时，上述第二面的面形状为朝向所述光盘侧凸起的非球面形状，且存在满足0>Δsag1>Δsag2以及Δsag2<Δsag3的h1、h2及h3，
并且，在波长为405nm时的折射率n为1.51≤n≤1.5899。
3.一种光拾取器透镜，其特征在于，
上述透镜为单透镜，其具有来自激光源的光束入射、且向光源侧凸起的第一面，以及，位于上述第一面相反一侧且位于与由光盘基板及光盘内光透过层构成的光盘相面对的一侧的第二面；并且，用于专门将波长为410nm以下且来自上述激光源的光束聚光在上述光盘上，其数值孔径NA的数值为0.84以上，有效直径D为1.8≤D≤2.45mm；
对于上述第二面，其为连续形状，在从光轴朝向透镜外径，做成半径h1、半径h2、半径h3的场合，其中h1<h2<h3，在将半径h1、半径h2、半径h3上的各凹陷量设为sag1、sag2、sag3且将各凹陷的变化量设为Δsag1、Δsag2、Δsag3时，上述第二面的面形状为朝向所述光盘侧凸起的非球面形状，且存在满足0>Δsag1>Δsag2以及Δsag2<Δsag3的h1、h2及h3，
在波长为405nm时的折射率n为1.51≤n≤1.64，
并且，相对于来自上述激光源的平行光束，在距离上述光盘内的上述光盘内光透过层的表面面间隔0.0875的位置聚光。
4.一种光拾取器透镜，其特征在于，
上述透镜为单透镜，其具有来自激光源的光束入射、且向光源侧凸起的第一面，以及，位于上述第一面相反一侧且位于与由光盘基板及光盘内光透过层构成的光盘相面对的一侧的第二面；并且，用于专门将波长为410nm以下且来自上述激光源的光束聚光在上述光盘上，其数值孔径NA的数值为0.84以上，有效直径D为1.8≤D≤2.45mm；
对于上述第二面，其为连续形状，在从光轴朝向透镜外径，做成半径h1、半径h2、半径h3的场合，其中h1<h2<h3，在将半径h1、半径h2、半径h3上的各凹陷量设为sag1、sag2、sag3且将各凹陷的变化量设为Δsag1、Δsag2、Δsag3时，上述第二面的面形状为朝向所述光盘侧凸起的非球面形状，且存在满足0>Δsag1>Δsag2以及Δsag2<Δsag3的h1、h2及h3，
色散系数νd为55.0≤νd≤62.1，
并且，相对于来自上述激光源的平行光束，在距离上述光盘内的上述光盘内光透过层的表面面间隔0.0875的位置聚光。
5.一种光盘装置，其特征在于，
将单透镜作为光拾取器透镜使用，
上述单透镜具有来自激光源的光束入射的第一面，以及，位于上述第一面相反一侧且位于与由光盘基板及光盘内光透过层构成的光盘相面对的一侧的第二面；并且，用于专门将波长为410nm以下且来自上述激光源的光束聚光在上述光盘上，其数值孔径NA的数值为0.84以上，有效直径D为1.8≤D≤2.45mm；
对于上述第二面，其为连续形状，在从光轴朝向透镜外径，做成半径h1、半径h2、半径h3的场合，其中h1<h2<h3，在将半径h1、半径h2、半径h3上的各凹陷量设为sag1、sag2、sag3且将各凹陷的变化量设为Δsag1、Δsag2、Δsag3时，上述第二面的面形状为朝向所述光盘侧凸起的非球面形状，且存在满足0>Δsag1>Δsag2以及Δsag2<Δsag3的h1、h2及h3，
并且，在波长为405nm时的折射率n为1.51≤n≤1.57。
6.一种光盘装置，其特征在于，
将单透镜作为光拾取器透镜使用，
上述单透镜具有来自激光源的光束入射、且向光源侧凸起的第一面，以及，位于上述第一面相反一侧且位于与由光盘基板及光盘内光透过层构成的光盘相面对的一侧的第二面；并且，用于专门将波长为410nm以下且来自上述激光源的光束聚光在上述光盘上，其数值孔径NA的数值为0.84以上，有效直径D为1.8≤D≤2.45mm；
对于上述第二面，其为连续形状，在从光轴朝向透镜外径，做成半径h1、半径h2、半径h3的场合，其中h1<h2<h3，在将半径h1、半径h2、半径h3上的各凹陷量设为sag1、sag2、sag3且将各凹陷的变化量设为Δsag1、Δsag2、Δsag3时，上述第二面的面形状为朝向所述光盘侧凸起的非球面形状，且存在满足0>Δsag1>Δsag2以及Δsag2<Δsag3的h1、h2及h3，
并且，在波长为405nm时的折射率n为1.51≤n≤1.5899。
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