CN102640218A - 光拾取装置用的物镜以及光拾取装置 - Google Patents

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CN102640218A CN2010800533824A CN201080053382A CN102640218A CN 102640218 A CN102640218 A CN 102640218A CN 2010800533824 A CN2010800533824 A CN 2010800533824A CN 201080053382 A CN201080053382 A CN 201080053382A CN 102640218 A CN102640218 A CN 102640218A
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Abstract

为了提供紧凑并且低成本且能够对具有多层的信息记录面的光盘进行信息的记录/再生的光拾取装置用的物镜以及光拾取装置,在物镜以及光拾取装置中,将光盘的透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX(mm),在满足式(1)的透明基板厚度T(mm)下,球面像差(λrms)成为最小时的倍率M满足式(2),TMAX×0.85≤T≤TMAX×1.1(1),-0.003≤M≤0.003(2),在上述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有正的极大值。

Description

光拾取装置用的物镜以及光拾取装置
技术领域
本发明涉及能够对在厚度方向上具有3个以上的信息记录面的光盘进行信息的记录和/或再生的光拾取装置用的物镜以及光拾取装置。
背景技术
已知使用波长为400nm左右的蓝紫色半导体激光器来进行信息的记录和/或再生(以下,将“记录和/或再生”记载为“记录/再生”)的高密度光盘系统,在作为其一个例子的以NA 0.85、光源波长405nm的规格进行信息记录/再生的光盘、所谓Blu-ray Disc(蓝光光盘,以下称为BD)中,对于作为与DVD(NA0.6、光源波长650nm、存储容量4.7GB)相同的大小的直径为12cm的光盘,能够在每1层记录25GB的信息。
但是,以往的BD大多具有1层或者2层的信息记录面,但根据希望在1个BD中保存更多的数据这样的市场需求,以实用化为目标对于具有3层以上的信息记录面的BD也进行了研究。然而,由于进行信息的记录/再生时的光束的NA大到0.85,所以在具有多个信息记录面的BD中,存在如下问题:如果要对一个信息记录面赋予最小的球面像差,则在透明基板厚度不同的其它信息记录面中球面像差增大,无法适合地进行信息的记录/再生。信息记录面的数量越多(即,距表面的距离最小的信息记录面与距表面的距离最大的信息记录面的间隔越大),上述球面像差的问题越显著。
对此,在专利文献1中,公开了如下的光拾取装置:通过使配置在光源与物镜之间的耦合透镜在光轴方向上移动来变更物镜的倍率,能够使抑制了3次球面像差的光束聚光到所选择的信息记录面。另外,在专利文献2中,公开了具有2层的信息记录面的BD用的塑料制的物镜。另外,在本说明书中,有时将使应进行信息的记录/再生的信息记录面从某个信息记录面变为其它的信息记录面的动作称为“焦点跳跃(focus jump)”。
专利文献1:日本专利第4144763号说明书
专利文献2:日本特开2009-211775号公报
发明内容
然而,为了利用上述专利文献1记载的光拾取装置对具有例如3层以上的信息记录面的光盘进行信息的记录/再生,在选择某一个信息记录面时,需要使耦合透镜的移动距离变长。如果耦合透镜的移动距离变长,则光源至物镜的光路长度变长,例如存在无法实现光拾取装置的小型化这样的问题。另外,存在如下问题:需要对耦合透镜进行驱动的大型的致动器,成本也增大。特别是在要求小型化的薄型的光拾取装置中,具有无法使光源至物镜的光路长度变长这样的制约,所以向具有3层以上的信息记录面的BD的对应变得困难这样的问题会更显著。
一般,在光拾取装置中,在对光盘进行信息的记录/再生时,能够利用通过使物镜沿着上述光盘的径向方向和/或切线方向倾斜(在本说明书中称为透镜歪斜)而产生的慧(彗)形像差,来消除由于光盘的翘曲、倾斜(在本说明书中称为盘歪斜)而产生的慧形像差。因此,如果在发生了透镜歪斜时所产生的慧形像差量小,则用于校正盘歪斜所致的慧形像差而所需的透镜歪斜量变大,所以需要将透镜歪斜量的动态范围确保为足够大,从而产生光拾取装置变大、或致动器的功耗增大这样的问题。但是,在BD用的光拾取装置中,在对透明基板厚度厚的信息记录面L0(100μm)进行信息的记录/再生时,通过使耦合透镜在光轴方向上移动,从而使发散光束入射到物镜,所以相比于平行光束入射的情况,发生了透镜歪斜时的慧形像差量变小。另外,如果希望用由塑料材料构成的物镜来实现高NA,则温度变化所致的射束点(Beam spot)处的球面像差的发生(在本说明书中称为温度像差)变得显著,例如由焦距为1.41mm的塑料材料构成的物镜中的30℃变化下的球面像差的变化量为约100mλrms,超过作为马雷夏尔界限值的70mλrms。这是因为,在以往的DVD中,NA是0.60~0.67程度,所以由于温度变化而产生的球面像差量比较小,无需校正该球面像差,但如果是BD用的物镜,则球面像差会与NA的4次方成比例,由于温度变化而产生的球面像差量变大。因此,在搭载了塑料制的物镜的BD用的光拾取装置中,需要通过使耦合透镜在光轴方向上移动来校正温度像差。根据以上,在BD用的光拾取装置中,在使用塑料制的物镜对信息记录面L0进行信息的记录/再生的期间,在环境温度成为高温的情况下,向物镜入射的入射光的发散程度进一步变大,所以发生了透镜歪斜时的慧形像差量进一步变小,无法良好地校正盘歪斜所致的慧形像差。
针对上述问题,在专利文献2中,公开了具有2层的信息记录面的BD用的塑料制的物镜。在上述物镜中,在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面L0(100μm)进行信息的记录/再生时,考虑到环境温度有可能成为高温(55度),以使通过物镜的倍率变更来校正3次球面像差的状态下的透镜歪斜灵敏度与盘歪斜灵敏度之比不会变得过小的方式,使球面像差被校正为零的玻璃盖厚度比L0还厚,将此时的倍率(设计倍率)设为负(发散光入射)。另外,在有效半径内的全部区域中对设计倍率下的正弦条件进行了校正。此处,在考虑了将专利文献2的物镜应用到具有3层以上的信息记录面的BD用的光拾取装置中的情况下,存在以下说明那样的问题。
(1)如果使用专利文献2的物镜,则由于在有效半径的全部区域中对设计倍率下的正弦条件进行校正,所以存在焦点跳跃时的残留高次球面像差变大的倾向。即,倍率变化了时的3次球面像差与5次球面像差之比、和玻璃盖厚度变化了时的3次球面像差与5次球面像差之比(约5:1)相差很大,所以专利文献2的物镜不适合用于使光束聚光到信息记录面的透明基板厚度的最大差比2层的BD还大的3层以上的BD的信息记录面。
(2)倍率变化了时的3次球面像差的变化量小,所以专利文献2的物镜在焦点跳跃时需要大的耦合透镜的移动量,因此不适合用于薄型的光拾取装置。
本发明是考虑上述问题而完成的,其目的在于提供一种光拾取装置用的物镜以及光拾取装置,即使在焦点跳跃时也不会残留5次球面像差等高次的球面像差而能够降低耦合透镜的移动量,紧凑并且低成本,而且能够对具有多层信息记录面的光盘进行信息的记录/再生。
另外,在本说明书中,“透明基板厚度”是指光盘的光束入射面至信息记录面的距离,在厚度方向上具有多个信息记录面的光盘中,各个信息记录面的透明基板厚度互不相同。
另外,一般在光拾取用的物镜中,与规定的厚度的透明基板组合来决定球面像差的校正状态以使球面像差(λrms)最小。在本说明书中,将上述规定的厚度的透明基板称为玻璃盖,将上述规定的透明基板的厚度称为玻璃盖厚度或者设计玻璃盖厚度。关于设计时的玻璃盖厚度,既有与光盘的某一个信息记录面的透明基板厚度相同的时候,也有不同的时候。如果玻璃盖厚度变化,则物镜的特性也变化,所以在讨论光拾取用的物镜的特性时,需要还一并考虑玻璃盖厚度。
因此,在本说明书中,在叙述物镜的特性时,使用“玻璃盖”这样的用词,而与光盘的“透明基板”区分。另外,虽然使用了“玻璃盖”这样的用语,但玻璃盖厚度不限于玻璃,而当然也可以是树脂。
通过以下的结构来实现上述目的。
发明1记载的物镜的特征在于,是光拾取装置用的物镜,其中,该光拾取装置具有射出波长λ1(390nm<λ1<415nm)的光束的光源和物镜,选择在厚度方向上具有3个以上的透明基板厚度相互不同的信息记录面的光盘中的某一个信息记录面,将从所述光源射出的波长λ1的光束通过所述物镜聚光到所述选择的信息记录面,从而进行信息的记录和/或再生,
所述物镜是单片透镜,
像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下,
所述物镜由塑料材料构成,
在将所述透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX(mm)时,在常温(25±3℃)并且满足式(1)的玻璃盖厚度T(mm)下,球面像差(λrms)成为最小时的倍率M满足式(2),
TMAX×0.85≤T≤TMAX×1.1     (1)
-0.003≤M≤0.003            (2)
在所述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有正的极大值。
适用于具有3层以上的信息记录面的BD的物镜所要求的特性至少有以下的3个。
(特性1)焦点跳跃时的残留高次球面像差小。
(特性2)进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量小。
(特性3)对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生时的物镜的歪斜灵敏度不会变得过小。特别是在使用塑料制的物镜的情况下,需要使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温时的透镜歪斜灵敏度不会变得过小。
本发明人潜心研究的结果,研究出适用于具有3层以上的信息记录面的BD(以下,称为3层以上的BD)的物镜,其中,该物镜以经得住实用的水平具有上述(特性1)~(特性3)的所有特性。以下详细叙述。
关于(特性1)
本发明人脱离在物镜的设计中应满足正弦条件的以往的技术常识,敢于打破正弦条件而研究了能否消除以往技术的问题。但是,如专利文献2所述,如果将设计倍率设为负(发散光入射),并且以在有效半径内的全部区域中满足设计倍率下的正弦条件的方式设定慧形像差的校正状态,则可知在焦点跳跃时,残留高次球面像差变得过大,另外倍率变化了时的3次球面像差与5次球面像差之比、和玻璃盖厚度变化了时的3次球面像差与5次球面像差之比(约5∶1)相差很大。基于上述想法,本发明人研究出在满足式(2)的上述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,通过使正弦条件违反量具有正的极大值,从而能够有效地抑制焦点跳跃时的高次球面像差。
关于(特性2)
为了减小进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量,需要增大相对倍率变化的球面像差变化量。本发明人研究的结果,研究出在满足式(2)的上述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,通过使正弦条件违反量具有正的极大值,不仅能够有效地抑制焦点跳跃时的高次球面像差,而且也能够增大相对倍率变化的3次球面像差变化量。
关于(特性3)
另外,本发明人关于在透镜歪斜了时所产生的慧形像差,研究了3层以上的BD用的塑料制的物镜应满足的目标值。当前,在对2层的BD进行信息的记录/再生的光拾取装置中有的搭载了塑料制的物镜,上述物镜被设计为通过透明基板厚度厚的一方的信息记录面L0(100μm)与透明基板厚度薄的一方的信息记录面L1(75μm)的中间的玻璃盖厚度87.5μm、和零的倍率(相当于平行光束入射的情况)的组合而使球面像差成为最小。在这样设计的塑料制的物镜中,如上所述,透镜歪斜了时所产生的慧形像差量成为最小的情况是在对信息记录面L0执行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况,将在该状态下物镜倾斜(透镜歪斜)所致的3次慧形像差发生量设为CM(LT)。相反,如果以使透镜歪斜了时所产生的慧形像差量的最小值大于CM(LT)的方式设计3层以上的BD用的塑料制的物镜,则能够经得住实用。如后述的比较例所述,在对信息记录面L0进行信息的记录/再生的情况下,在高温(55度)下发生了0.5度的透镜歪斜的状态的2层BD用的塑料制的物镜的慧形像差发生量CM(LT)是0.02λrms左右,在相同的状态下使光盘倾斜了相同量时所产生的3次慧形像差CM(DT)与CM(LT)之比成为0.36左右。本发明人将这些值作为目标值而研究了适合3层以上的BD用的塑料制的物镜的结果,研究出在常温(25±3℃)并且满足(2)的倍率下,通过以使球面像差为最小时的玻璃盖厚度T成为式(1)的下限以上的方式设定球面像差的校正状态,从而满足CM(LT)的目标值。另外,玻璃盖厚度T越厚,能够使CM(LT)越大,但如果玻璃盖厚度T超过式(1)的上限,则产生如下问题所以不优选:在对透明基板厚度最薄的信息记录面进行信息的记录/再生时入射到物镜的光束的聚束程度变得过大,从而使透镜移位特性(是指在光拾取装置中物镜进行了循迹时的像差发生量)变差,或者向透明基板厚度最薄的信息记录面进行了焦点跳跃时的残留高次球面像差变大。
如以上说明那样,发明1记载的物镜以经得住实用的水平具有如下那样的所有特性:(特性1)焦点跳跃时的残留高次球面像差小,(特性2)进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量小,另外是塑料制的物镜,并且(特性3)即使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况下透镜歪斜灵敏度也不会变得过小。因此,通过使用本发明的物镜,能够提供小型、低成本、并且记录/再生特性优良的具有3个以上的信息记录面的光盘用的光拾取装置。
发明2记载的物镜的特征在于,在发明1记载的发明中,所述玻璃盖厚度T(mm)满足以下的式(3),
TMAX×0.85≤T≤TMAX×1.0(3)。
通过将球面像差被校正为零的玻璃盖厚度T设为不比TMAX厚,从而能够进一步防止在对透明基板厚度薄的一方的信息记录面进行信息的记录/再生时入射到物镜的光束的聚束程度变大。因此,能够进一步防止在对透明基板厚度薄的一方的信息记录面进行信息的记录/再生时物镜发生了透镜移位时的慧形像差产生变大。在信息记录面的透明基板厚度的最大差比2层的BD更大的3层以上的BD中,在对透明基板厚度最薄的信息记录面进行信息的记录/再生时入射到物镜的光束的聚束程度变得过大,从而容易使透镜移位特性变差,所以发明2的发明能够解决这样的3层以上的BD中的更大的问题。即,通过使玻璃盖厚度T满足式(3)的上限,进一步抑制在对透明基板厚度最薄的信息记录面进行信息的记录/再生时入射到物镜的光束的聚束程度变得过大,其结果,能够使透镜移位特性进一步变得良好,能够使向透明基板厚度最薄的信息记录面进行了焦点跳跃时的残留高次球面像差也进一步变小,所以是优选的。由此,能够起到比专利文献2的实施例更好的效果。
发明3记载的物镜的特征在于,是光拾取装置用的物镜,其中,该光拾取装置具有射出波长λ1(390nm<λ1<415nm)的光束的光源和物镜,选择在厚度方向上具有3个以上的透明基板厚度相互不同的信息记录面的光盘中的某一个信息记录面,将从所述光源射出的波长λ1的光束通过所述物镜聚光到所述选择的信息记录面,从而进行信息的记录和/或再生,
所述物镜是单片透镜,
像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下,
所述物镜由玻璃材料构成,
在将所述透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX(mm)时,在常温(25±3℃)并且满足式(4)的厚度的玻璃盖厚度T(mm)下,球面像差(λrms)成为最小时的倍率M满足式(2),
TMAX×0.75≤T≤TMAX×1.0  (4)
-0.003≤M≤0.003         (2)
在所述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有正的极大值。
如上所述,本发明人研究出在满足式(2)的上述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,通过使正弦条件违反量具有正的极大值,从而能够有效地抑制焦点跳跃时的高次球面像差。
另外,本发明人如上所述研究的结果,研究出在满足式(2)的上述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,通过使正弦条件违反量具有正的极大值,从而不仅能够有效地抑制焦点跳跃时的高次球面像差,而且也能够增大相对倍率变化的3次球面像差变化量。
而且,本发明人关于在透镜歪斜了时所产生的慧形像差,研究了3层以上的BD用的玻璃制的物镜应满足的目标值。在玻璃制的物镜中,几乎能够忽略温度变化的影响,所以相比于使用了塑料制的物镜的情况,向物镜入射的入射光的发散程度不会变得那么大。因此,研究出在常温(25±3℃)并且满足式(2)的倍率下,球面像差(λrms)成为最小时的玻璃盖厚度变得更薄,其结果,通过设定球面像差的校正状态以使成为式(4)的下限以上,从而满足透镜歪斜所致的3次慧形像差发生量CM(LT)的目标值。另外,通过使玻璃盖厚度T不超过式(4)的上限,由此能够防止在对透明基板厚度最薄的信息记录面进行信息的记录/再生时入射到物镜的光束的聚束程度变得过大,能够防止透镜移位特性变差、或者防止向透明基板厚度最薄的信息记录面进行了焦点跳跃时的残留高次球面像差变大。
如以上说明那样,发明3记载的物镜以经得住实用的水平具有如下那样的所有特性:(特性1)焦点跳跃时的残留高次球面像差小,(特性2)进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量小,另外在玻璃制的物镜中,(特性3)即使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下透镜移位歪斜灵敏度也不会变得过小,能够良好地确保透镜移位特性。因此,通过使用本发明的物镜,能够提供小型、低成本、并且记录/再生特性优良的具有3个以上的信息记录面的光盘用的光拾取装置。
发明4记载的物镜的特征在于,在发明3记载的物镜中,所述玻璃盖厚度T(mm)满足以下的式(5),
TMAX×0.8≤T≤TMAX×0.95(5)。
通过满足式(5),能够使透镜移位特性变得更好,能够进一步减小向透明基板厚度最薄的信息记录面进行了焦点跳跃时的残留高次球面像差。
发明5记载的物镜的特征在于,是光拾取装置用的物镜,其中,该光拾取装置具有射出波长λ1(390nm<λ1<415nm)的光束的光源和物镜,选择在厚度方向上具有3个以上的透明基板厚度相互不同的信息记录面的光盘中的某一个信息记录面,将从所述光源射出的波长λ1的光束通过所述物镜聚光到所述选择的信息记录面,从而进行信息的记录和/或再生,所述物镜是单片透镜,像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下,在常温(25±3℃)并且满足式(2)的倍率M下,在将球面像差(λrms)成为最小时的玻璃盖厚度设为T(mm)、将常温(25±3℃)下的所述波长λ1的焦距设为f(mm)时,在常温(25±3℃)并且所述玻璃盖厚度T下,相对所述物镜的焦距f与倍率变化ΔM之积的3次球面像差的变化率ΔSA3/(ΔM×f)(λrms/mm)满足式(6),
-0.003≤M≤0.003              (2)
21<|ΔSA3/(ΔM×f)|<25       (6)。
在发明5记载的发明中,根据其它观点而设定了用于同时实现焦点跳跃时的残留高次球面像差的抑制和耦合透镜的移动量的抑制的条件。通过设为比式(6)的下限更大的值,相对倍率变化的3次球面像差变化量变得足够大,能够降低耦合透镜的移动量,并且能够防止进行了焦点跳跃时的高次球面像差被校正得不足。另外,通过设为比式(6)的上限更小的值,能够防止相对倍率变化的3次球面像差变化量变得过大,由此,能够防止进行了焦点跳跃时的高次球面像差被过度校正。即,通过满足式(6),能够同时实现焦点跳跃时的残留高次球面像差的抑制和耦合透镜的移动量的抑制。
发明6记载的物镜的特征在于,是光拾取装置用的物镜,其中,该光拾取装置具有射出波长λ(390nm<λ<415nm)的光束的光源和物镜,选择在厚度方向上具有3个以上的透明基板厚度相互不同的信息记录面的光盘中的某一个信息记录面,将从所述光源射出的波长λ1的光束通过所述物镜聚光到所述选择的信息记录面,从而进行信息的记录和/或再生,所述物镜是单片透镜,像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下,在常温(25±3℃)并且满足式(2)的倍率M下,在将球面像差(λrms)成为最小时的玻璃盖厚度设为T(mm)时,在常温(25±3℃)并且所述玻璃盖厚度T下,在使所述物镜的倍率变化时所产生的3次球面像差ΔSA3(λrms)和5次球面像差ΔSA5(λrms)满足式(7),
-0.003≤M ≤0.003     (2)
4.2<ΔSA3/ΔSA5<5.2    (7)。
在发明6记载的发明中,根据其它观点而设定了用于同时实现焦点跳跃时的残留高次球面像差的抑制和耦合透镜的移动量的抑制的条件。通过设为比式(7)的下限更大的值,倍率变化了时的3次球面像差变化量与5次球面像差变化量之比不会变得过小,能够防止进行了焦点跳跃时的高次球面像差被过度校正,能够降低残留高次球面像差。另外,通过设为比式(7)的上限更小的值,倍率变化了时的3次球面像差变化量与5次球面像差变化量之比不会变得过大,相对倍率变化的3次球面像差变化量不会变得过小,能够降低耦合透镜的移动量,并且能够防止进行了焦点跳跃时的高次球面像差被校正得不足。即,通过满足式(7),能够同时实现焦点跳跃时的残留高次球面像差的抑制和耦合透镜的移动量的抑制。
发明7记载的物镜的特征在于,在发明1~6中的任意一个记载的发明中,在所述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有正的极大值,在所述有效半径内正弦条件违反量不具有负的极大值。
通过设为这样的结构,(特性1)能够进一步减小焦点跳跃时的残留高次球面像差,(特性2)能够进一步减小进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量,另外,(特性3)即使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况下也能够进一步抑制透镜歪斜灵敏度的降低。
发明8记载的物镜的特征在于,在发明1~6中的任意一个记载的发明中,在所述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有正的极大值,而且,在比所述正的极大值靠近光轴的位置处,正弦条件违反量具有负的极大值。
通过设为这样的结构,(特性1)能够减小焦点跳跃时的残留高次球面像差,(特性2)能够减小进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量,另外,(特性3)即使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况下也能够进一步抑制透镜歪斜灵敏度的降低,除此之外,(特性4)能够抑制相向的2个光学面由于制造误差而在光轴正交方向上移位了时的像差的发生量,另外(特性5)还能够抑制光轴上的透镜厚度由于制造误差而在光轴方向上偏移了时的像差的发生量,所以能够提供更容易制造的物镜。
发明9记载的物镜的特征在于,在发明1~8中的任意一个记载的发明中,在常温(25±3℃)、所述玻璃盖厚度T、并且所述倍率M下,在使半视场角为1度的倾斜光束入射到所述物镜的情况下所产生的5次慧形像差CM5(λrms)满足式(8),
0.02<|CM5|<0.05     (8)。
发明10记载的物镜的特征在于,在发明9记载的发明中,在常温(25±3℃)、所述玻璃盖厚度T、并且所述倍率M下,在使半视场角为1度的倾斜光束入射到所述物镜的情况下所产生的3次慧形像差CM3(λrms)满足式(9),
0≤|CM3|<0.02   (9)。
发明11记载的物镜的特征在于,是光拾取装置中使用的物镜,其中,该光拾取装置具有射出波长λ(390nm<λ<415nm)的光束的光源和物镜,选择在厚度方向上具有3个以上的透明基板厚度相互不同的信息记录面的光盘中的某一个信息记录面,将从所述光源射出的波长λ1的光束通过所述物镜聚光到所述选择的信息记录面,从而进行信息的记录和/或再生,所述物镜是单片透镜,像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下,在常温(25±3℃)并且满足式(2)的倍率M下,将球面像差(λrms)成为最小时的玻璃盖厚度设为T(mm)时,在常温(25±3℃)、所述玻璃盖厚度T、并且满足式(2)的倍率M下,在使半视场角为1度的倾斜光束入射到所述物镜的情况下所产生的5次慧形像差CM5(λrms)满足式(8),
-0.003≤M ≤0.003        (2)
0.02<|CM5|<0.05            (8)。
在发明11记载的发明中,根据其它观点来设定了用于同时实现焦点跳跃时的残留高次球面像差的抑制和耦合透镜的移动量的抑制的条件。在满足式(2)的上述倍率M下,通过满足式(8),能够同时实现焦点跳跃时的残留高次球面像差的抑制和耦合透镜的移动量的抑制。
发明12记载的物镜的特征在于,在发明11记载的发明中,在常温(25±3℃)、所述玻璃盖厚度T、并且所述倍率M下,在使半视场角为1度的倾斜光束入射到所述物镜的情况下所产生的3次慧形像差CM3(λrms)满足式(9),
0≤|CM3|<0.02        (9)。
根据发明12记载的发明,即使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下,也能够防止透镜歪斜灵敏度变得过小。而且,即使物镜是塑料制,在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况下也能够防止透镜歪斜灵敏度变得过小,所以是优选的。
发明13记载的物镜的特征在于,在发明5~12中的任意一个记载的发明中,所述物镜由塑料材料构成。
发明14记载的物镜的特征在于,在发明13记载的发明中,在将所述透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX(mm)时,所述玻璃盖厚度T满足式(1),
TMAX×0.85≤T≤TMAX×1.1      (1)。
发明15记载的物镜的特征在于,在发明14记载的发明中,所述玻璃盖厚度T和所述倍率M满足式(3)以及式(10),
TMAX×0.85≤T ≤TMAX×1.0     (3)
M=0                           (10)。
发明16记载的物镜的特征在于,在发明5~12中的任意一个记载的发明中,所述物镜由玻璃材料构成。
通过由玻璃材料构成物镜,能够降低温度变化时的耦合透镜的移动量,所以能够将耦合透镜的移动量抑制得较小。另外,(特性3)在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下,即使成为高温,透镜歪斜灵敏度也不容易变小,所以是优选的。另外,在不仅能够进行BD的再生而且还能够进行记录的光拾取装置中,高倍速化的要求强烈,所以使用高输出的激光光源的情形较多。玻璃材料针对蓝紫色波长的耐久性高,所以优选用作光拾取装置用的物镜。
发明17记载的物镜的特征在于,在发明16记载的发明中,在将所述透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX(mm)时,所述玻璃盖厚度T满足式(4),
TMAX×0.75≤T≤TMAX×1.0            (4)。
发明18记载的物镜的特征在于,在发明17记载的发明中,所述玻璃盖厚度T和所述倍率M满足式(5)以及式(10),
TMAX×0.8≤T ≤TMAX×0.95           (5)
M=0                                 (10)。
发明19记载的物镜的特征在于,在发明1~18中的任意一个记载的发明中,在将所述正弦条件违反量的正的极大值设为OSCMAX(mm)、并将常温(25±3℃)下的所述波长λ1的焦距设为f(mm)时,满足式(11),
0.003<OSCMAX/f<0.022            (11)。
发明20记载的物镜的特征在于,在发明1~3、5~17、19中的任意一个记载的发明中,在高温(55±3℃)并且与所述最大的透明基板厚度TMAX相等的玻璃盖厚度下,以使所述物镜所致的聚光光点的3次球面像差被校正的方式在使非平行光束入射到所述物镜的状态下使在所述物镜倾斜了的情况下所产生的3次慧形像差CM(LT)(λrms)和在玻璃盖倾斜了相同量的情况下所产生的3次慧形像差CM(DT)(λrms)满足式(12),
0.3≤|CM(LT)/CM(DT)|≤0.8        (12)。
根据发明20记载的发明,即使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下,也能够防止透镜歪斜灵敏度变得过小。而且,即使物镜是塑料制,在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况下也能够防止透镜歪斜灵敏度变得过小,所以是优选的。
发明21记载的物镜的特征在于,在发明1~3、5~17、19、20中的任意一个记载的发明中,在常温(25±3℃)并且与所述最大的透明基板厚度TMAX相等的玻璃盖厚度下以使所述物镜所致的聚光光点的3次球面像差被校正的方式使非平行光束入射到所述物镜的状态下的倍率M1、和在常温(25±3℃)并且与所述透明基板厚度中的所述最小的透明基板厚度TMIN相等的玻璃盖厚度下以使所述物镜所致的聚光光点的3次球面像差被校正的方式使非平行光束入射到所述物镜的状态下的倍率M2满足式(13),
0≤M1/M2<0.92           (13)。
在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下,为了防止透镜歪斜灵敏度变得过小,优选使玻璃盖厚度T在TMAX与TMIN之间接近TMAX。在式(13)中,根据倍率的观点来规定了其优选的范围。
发明22记载的物镜的特征在于,在发明1~21中的任意一个记载的发明中,常温(25±3℃)下的相对所述波长λ1的所述物镜的折射率N、和所述光源侧的光学面的有效直径最周边中的倾斜角θ(度)满足式(14),
-59.8×N+162<θ<-59.8×N+166        (14)。
本发明人等潜心研究的结果,研究出如图39所示那样在本发明的实施例中,透镜的折射率N、和物体侧的光学面的有效直径最周边中的倾斜角θ存在于一定条件的范围内。依据这个思想,在式(14)中,根据优选的形状的观点而规定了本发明的物镜。
发明23记载的物镜的特征在于,在发明1~22中的任意一个记载的发明中,在将所述透明基板厚度中的最小的透明基板厚度设为TMIN、并将所述透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX时,满足式(15),
0.03(mm)<TMAX-TMIN<0.06(mm)     (15)。
在满足式(15)那样的具有3层以上的信息记录面的光盘中,如上所述,(特性1)焦点跳跃时的残留高次球面像差容易变大、(特性2)进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量容易变大、并且(特性3)在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下透镜歪斜灵敏度容易变大这样的问题变得显著,但本发明解决了这样的显著的问题。
发明24记载的物镜的特征在于,在发明1~23中的任意一个记载的发明中,在将常温(25±3℃)下的相对所述波长λ1的所述物镜的折射率设为N、并将所述光盘侧的光学面的非球面变形量X(h)(mm)的1次微分X’(h)从负切换为正的半径高度设为H(mm)时,满足式(16),
-2.8×N+5.1<H<-2.8×N+5.4        (16)。
其中,非球面变形量X(h)是利用与所述光盘侧的光学面的面顶点相接的平面至非球面的光轴方向的距离来规定的,将从所述平面向所述光源侧变形的情况设为负,将从所述平面向所述光盘侧变形的情况设为正,H是将有效半径设为1时的相对值。
本发明人等潜心研究的结果,研究出如图40所示那样在本发明的实施例中,透镜的折射率N、和像侧的光学面的非球面变形量X(h)(mm)的1次微分X’(h)从负切换为正的半径高度H(mm)存在于一定条件的范围内。依据这个思想,在式(16)中,根据优选的形状的观点而规定了本发明的物镜。
发明25记载的光拾取装置的特征在于,具有:发明1~24中的任意一个记载的物镜;以及耦合透镜,能够在光轴方向上移动,其中,通过使所述耦合透镜在光轴方向上移动,从而选择光盘中的某一个信息记录面。
在与具有3层以上的信息记录面的光盘对应的光拾取装置中,(问题1)焦点跳跃时的残留高次球面像差容易变大、(问题2)进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量容易变大、并且(问题3)在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下透镜歪斜灵敏度容易变大这样的问题变得显著,但通过在搭载了本发明的物镜的基础上使耦合透镜在光轴方向上移动而选择某一个信息记录面,(特性1)能够减小焦点跳跃时的残留高次球面像差,(特性2)进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量也被抑制得较小,另外(特性3)即使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下透镜歪斜灵敏度也不会变得过小,即使假设使用塑料制的物镜,在透明基板厚度厚且在高温下使用时,透镜歪斜灵敏度也不会变得过小,所以能够提供小型、低成本、并且记录/再生特性优良的具有3个以上的信息记录面的光盘用的光拾取装置。
发明26记载的光拾取装置的特征在于,在发明25记载的发明中,所述耦合透镜由单片透镜构成。
发明27记载的光拾取装置的特征在于,在发明25记载的发明中,所述耦合透镜由正的透镜群以及负的透镜群这2个群构成,通过使所述正的透镜群的至少1个透镜移动,从而选择光盘中的某一个信息记录面。
通过本发明,能够进一步抑制耦合透镜的移动量,能够提供更紧凑的光拾取装置。
本发明的光拾取装置具有至少1个光源(第1光源)。当然,也可以具有多个种类的光源以使能够对应于多个种类的光盘。而且,本发明的光拾取装置至少具有用于使来自第1光源的第1光束聚光到第1光盘的信息记录面上的聚光光学系统。在能够对应于多个种类的光盘的光拾取装置中,聚光光学系统也可以使第2光束聚光到第2光盘的信息记录面上,并使第3光束聚光到第3光盘的信息记录面上。另外,本发明的光拾取装置至少具有接收来自第1光盘的信息记录面的反射光束的受光元件。在能够对应于多个种类的光盘的光拾取装置中,受光元件也可以接收来自第2光盘的信息记录面的反射光束,并接收来自第3光盘的信息记录面的反射光束。另外,在本说明书中,“物体侧”表示光源侧,“像侧”表示光盘侧。
第1光盘具有厚度是t1的透明基板和信息记录面。第2光盘具有厚度是t2(t1<t2)的透明基板和信息记录面。第3光盘具有厚度是t3(t2<t3)的透明基板和信息记录面。优选第1光盘是BD,第2光盘是DVD,第3光盘是CD,但不限于此。
第1光盘在厚度方向上重叠地具有3个以上的信息记录面。即,第1光盘是在厚度方向上具有3个以上的光盘的光束入射面至信息记录面的距离(在本说明书中将其称为“透明基板厚度”)相互不同的信息记录面的光盘。当然,也可以具有4个以上的信息记录面。另外,第2光盘、第3光盘也可以具有多个信息记录面。另外,“最大的透明基板厚度”是指,多个信息记录面中的、光盘中的从光束的入射面最远的信息记录面的透明基板厚度,“最小的透明基板厚度”是指,光盘中的从光束的入射面最近的信息记录面的透明基板厚度。
在将透明基板厚度中的最小的透明基板厚度设为TMIN、将透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX时,优选满足式(15),
0.03(mm)<TMAX-TMIN<0.06(mm)(15)。
在满足式(15)那样的具有3层以上的信息记录面的光盘中,如上所述,(问题1)焦点跳跃时的残留高次球面像差容易变大、(问题2)进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量容易变大、另外(问题3)在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下透镜歪斜灵敏度容易变大这样的问题变得显著,但本发明解决了这样的显著的问题。
因此,光拾取装置选择第1光盘的多个信息记录面中的某一个信息记录面,通过物镜使从光源射出的光束聚光到所选择的信息记录面,从而进行信息的记录和/或再生。
在本说明书中,BD是指,通过波长为390~415nm程度的光束、NA为0.8~0.9程度的物镜进行信息的记录/再生、且透明基板的厚度是0.05~0.125mm程度的BD系列光盘的总称,包括仅具有单一的信息记录面的BD、具有3层以上的信息记录面的BD等,但本发明的光拾取装置能够对应于具有至少3层以上的信息记录面的BD。而且,在本说明书中,DVD是指,通过NA为0.60~0.67程度的物镜进行信息的记录/再生、且透明基板的厚度是0.6mm左右的DVD系列光盘的总称,包括DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等。另外,在本说明书中,CD是指,通过NA为0.45~0.51程度的物镜进行信息的记录/再生、且透明基板的厚度是1.2mm左右的CD系列光盘的总称,包括CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等。另外,关于记录密度,BD的记录密度最高,其次按照DVD、CD的顺序变低。
另外,关于透明基板的厚度t1、t2、t3,优选满足以下的条件式(17)、(18)、(19),但不限于此。
0.050mm≤t1≤0.125mm    (17)
0.5mm≤t2≤0.7mm        (18)
1.0mm≤t3≤1.3mm        (19)
在本说明书中,第1光源、第2光源、第3光源优选为激光光源。作为激光光源,优选能够使用半导体激光器、硅激光器等。从第1光源射出的第1光束的第1波长λ1、从第2光源射出的第2光束的第2波长λ2(λ2>λ1)、从第3光源射出的第3光束的第3波长λ3(λ3>λ2)优选满足以下的条件式(20)、(21)。
1.5·λ1<λ2<1.7·λ1   (20)
1.8·λ1<λ3<2.0·λ1   (21)
另外,在分别使用BD、DVD以及CD作为第1光盘、第2光盘、第3光盘的情况下,第1光源的第1波长λ1优选为350nm以上且440nm以下,更优选为390nm以上且415nm以下,第2光源的第2波长λ2优选为570nm以上且680nm以下,更优选为630nm以上且670nm以下,第3光源的第3波长λ3优选为750nm以上且880nm以下,更优选为760nm以上且820nm以下。
另外,也可以将第1光源、第2光源、第3光源中的至少2个光源进行单元化。单元化是指,例如将第1光源和第2光源固定收纳到1个封装中。另外,除了光源以外,也可以将后述的受光元件进行1个封装化。
作为受光元件,优选使用光电二极管等光检测器。在光盘的信息记录面上反射的光入射到受光元件,使用其输出信号,得到各光盘中记录的信息的读取信号。而且,能够检测受光元件上的光点的形状变化、位置变化所致的光量变化,进行对焦检测、轨道检测,基于该检测,为了对焦、循迹而使物镜移动。受光元件也可以由多个光检测器构成。受光元件也可以具有主(main)的光检测器和子(sub)的光检测器。例如,也可以设为如下那样的受光元件:在接收用于信息的记录再生的主光的光检测器的两侧设置2个子的光检测器,通过该2个子的光检测器来接收循迹调整用的子光。另外,受光元件也可以具有与各光源对应的多个受光元件。
聚光光学系统具有耦合透镜和物镜。耦合透镜是指,配置于物镜与光源之间并改变光束的发散角的透镜群。另外,准直仪是耦合透镜的一种,是使所入射的光束成为平行光或者大致平行光而射出的耦合透镜。耦合透镜有仅由正透镜群构成的情况、和具有正透镜群和负透镜群的情况。正透镜群具有至少1个正透镜。正透镜群既可以仅是1个正透镜,也可以具有多个透镜。在具有负透镜群的情况下,负透镜群具有至少1个负透镜。负透镜群既可以仅是1个负透镜,也可以具有多个透镜。优选的耦合透镜的例子是仅由1个单片透镜的正透镜构成、或者由1个单片的正透镜和1个单片的负透镜的组合构成。
另外,在本说明书中,在耦合透镜中,将能够在光轴方向上移动的透镜称为“可动透镜”。另外,在本说明书中,“耦合透镜的移动量”与“可动透镜的移动量”的意思相同。
另外,在进行焦点跳跃时,作为将耦合透镜的移动量抑制得较小的方法,考虑增大构成耦合透镜的透镜群中的在光轴方向上移动的透镜群的光焦度(即,缩短在光轴方向上移动的透镜群的焦距)。这是因为,透镜群的光焦度越大(即,该透镜群的焦距越短),在光轴方向上移动的该透镜群的移动量越小。然而,在使耦合透镜成为一个群结构的情况下,如果使在光轴方向上移动的透镜群的焦距(即,与耦合透镜的焦距相等)变短,则由物镜聚光的光点成为椭圆形状,有可能在针对BD的信息的记录和/或再生中产生故障。以下说明其理由。
一般,从作为光拾取装置的光源而被使用的半导体激光器射出的光束是椭圆形状,所以椭圆的长轴方向和短轴方向的光量分布不同。如果耦合透镜的焦距变得过短,则耦合透镜取入的光量分布的非对称性变得显著,所以由物镜聚光的光点成为椭圆形状,有可能在针对BD的信息的记录和/或再生中产生故障。因此,在耦合透镜是一个群结构的情况下,难以在减小当焦点跳跃时所需的耦合透镜的移动量的同时实现耦合透镜取入的光量分布的对称性。
为了同时实现上述减小和对称性,优选通过将耦合透镜设为由正透镜群和负透镜群构成的2个群结构,并使正透镜群的至少1个透镜在光轴方向上移动,从而选择聚光到光盘中的哪一个信息记录面。
为了简化说明,将耦合透镜设为由正透镜和负透镜构成的2个群结构的薄壁透镜系统,并在焦点跳跃时使正透镜沿着光轴方向移动。如果将正透镜的光焦度设为PP、将正透镜的焦距设为fP、将负透镜的光焦度设为PN、将负透镜的焦距设为fN、将正透镜与负透镜的距离设为L,则耦合透镜整个系统的光焦度PC以及耦合透镜整个系统的焦距fC如以下的式(22)所示。
PC=PP+PN-L·PP·PN
PC=1/fC
PC=1/fP+1/fN-L/(fP·fN)(22)
此处,如果将物镜的焦距设为fO,则由耦合透镜和物镜构成的聚光光学系统的倍率M如以下的式(23)所示
M=-fO/fC    (23)
为了改善耦合透镜取入的光量分布的对称性,并使由物镜聚光的光点的形状成为圆形形状,需要针对从用作光源的半导体激光器射出的光束的椭圆率,将光学系统倍率M设定为最佳的值。另外,在BD用的光拾取装置中,聚光光学系统的倍率的最佳的值是-0.1左右。另外,如果考虑配置光学元件的空间,则无法将耦合透镜整个系统的焦距fC设为极其短,其中,该光学元件是在光源与耦合透镜之间配置的偏振光分束器等光学元件。而且,为了使对BD进行信息的记录和/或再生时的、物镜与BD的距离(还称为动作距离)不会变得过短,并且使光拾取装置变薄,物镜的焦距fO的最佳的范围自然而然地会被确定。通过以上,根据式(23),作为BD用的光拾取装置用的耦合透镜,其整个系统的焦距范围需要为某个规定的范围,无法仅考虑在焦点跳跃时所需的耦合透镜的移动量来随便减小耦合透镜整个系统的焦距fC
此处,为了将焦点跳跃时的移动量抑制得较小,优选增大正透镜的光焦度PP,而且,增大负透镜的光焦度PN的绝对值以使耦合透镜整个系统的焦距fC不会变得过短(参照式(22))。
根据以上,在由正透镜群和负透镜群这2个透镜群构成的耦合透镜中,通过使正透镜群在光轴方向上移动,能够在减小焦点跳跃时所需的正透镜群的移动量的同时实现耦合透镜取入的光量分布的对称性。
另外,正透镜群和负透镜群的配置既可以从光源侧按照负透镜群、正透镜群的顺序配置,也可以从光源侧按照正透镜群、负透镜群的顺序配置。优选的配置是前者。
根据以上,从减少耦合透镜的移动量这样的观点出发,光拾取装置中的耦合透镜的最佳的例子是由1个正透镜和1个负透镜的组合构成,且从光源侧按照负透镜、正透镜的顺序进行了配置。但是,本发明不限于此,从尽可能简化耦合透镜的结构这样的观点出发,也可以有1个单片的正透镜的耦合透镜这样的选项。
根据以上那样的理由,为了校正在第1光盘的所选择的信息记录面中产生的球面像差,优选使正透镜群的至少1个透镜(优选为正透镜)能够在光轴方向上移动。例如,在进行第1光盘的某个信息记录面的记录和/或再生,接下来进行第1光盘的其它信息记录面的记录和/或再生的情况下,耦合透镜群的正透镜群中的至少1个透镜在光轴方向上移动,使光束的发散性变化,并使物镜的倍率变化,从而校正在向第1光盘的不同的信息记录面进行焦点跳跃时所产生的球面像差。
图1是示出本发明人进行的研究结果的图。本发明人以塑料制、焦距f=1.18mm、光学面为非球面或者衍射面、且像侧数值孔径为0.85的物镜为例子,求出了在具有多个信息记录面的第1光盘(BD)中在相距最远的信息记录面分别形成了最佳的聚光光点时所产生的最大的球面像差的差A(λrms)、在环境温度变化了±30℃时所产生的最大的球面像差B(λrms)、以及在光源的波长变化了±5nm时所产生的最大的球面像差C(λrms)。将其用图1的条形图来表示。上述球面像差虽然能够通过使耦合透镜在光轴方向上移动而使物镜的倍率变化来校正,但如果使用相同的耦合透镜,则球面像差量的总和相当于耦合透镜的移动量。
此处,如图1的(a)、(b)所示,在使用具有2个信息记录面的光盘的情况下,在光学面为非球面折射面、衍射面的某一个的物镜中,球面像差量的总和都是410~430mλrms程度,可以说耦合透镜的移动量比较小。另一方面,如图1的(c)所示,在使用具有4个信息记录面的光盘的情况下,在光学面是非球面折射面的物镜中,球面像差量的总和为680mλrms,相比于使用具有2个信息记录面的光盘的情况,耦合透镜的移动量需成为约1.5倍。而且,如图1的(d)所示,在光学面是衍射面的物镜中,在使用具有4个信息记录面的光盘的情况下,作为衍射面的效果,虽然降低了伴随温度变化而产生的球面像差,但伴随波长变化而产生的球面像差会相应地增加,其结果,球面像差量的总和成为660mλrms,相比于使用具有2个信息记录面的光盘的情况,耦合透镜的移动量同样地需成为约1.5倍。
但是,如果使物镜为玻璃制并且使光学面为非球面折射面,则环境温度变化所致的球面像差B(=140mλrms)大致成为零,所以耦合透镜的移动量进一步变小(在图1的(c)中相当于球面像差540mλrms的校正量)。而且,如果使物镜为玻璃制并且将光学面设为对在波长变动时所产生的球面像差进行校正的衍射面,则除了环境温度变化所致的球面像差B以外,通过衍射面的功能还能够减少光源的波长变动所致的球面像差C,所以耦合透镜的移动量进一步变小(在图1的(c)中相当于球面像差500mλrms的校正量)。即,为了减少耦合透镜的移动量,优选使物镜由玻璃材料构成。但是,即使这样改进物镜,相对于使用具有2个信息记录面的光盘时的耦合透镜的移动量,使用具有4个信息记录面的光盘时的耦合透镜的移动量依然是2倍左右,所以为了抑制耦合透镜的移动量,优选进一步采取措施。这对于使用具有3个信息记录面或者5个以上的信息记录面的光盘时的耦合透镜的移动量也是同样的。因此,在本发明中,通过打破物镜的正弦条件,从而能够进一步降低耦合透镜的移动量。
另外,在上述研究中,作为具有2个信息记录面的光盘(将光盘的距光束入射面的距离小的一方的信息记录面设为RL1、将光盘的距光束入射面的距离大的一方的信息记录面设为RL2),设想了光盘的光束入射面至RL1的距离是75μm、光盘的光束入射面至RL2的距离是100μm的光盘。而且,作为具有4个信息记录面的光盘(将光盘的距光束入射面的距离最小的信息记录面设为RL1、将光盘的距光束入射面的距离最大的信息记录面设为RL4),设想了光盘的光束入射面至RL1的距离是50μm、光盘的光束入射面至RL4的距离是100μm的光盘。
在本说明书中,物镜是指,在光拾取装置中配置于与光盘相向的位置,并具有将从光源射出的光束聚光到光盘的信息记录面上的功能的光学系统。物镜是单片的塑料透镜或者玻璃透镜。优选为由单片的凸透镜构成的物镜。物镜既可以仅由折射面构成,也可以具有光程差赋予构造。另外,也可以是在玻璃透镜上通过光固化性树脂、UV固化性树脂、或者热固化性树脂等而设置了光程差赋予构造的混合透镜。另外,物镜优选为折射面是非球面。另外,物镜优选为设置光程差赋予构造的基底面是非球面。另外,有时将物镜的光源侧的光学面称为物体侧的光学面,并将光盘侧的光学面称为像侧的光学面。在物镜中,优选光源侧的光学面的曲率半径的绝对值小于像侧的光学面的曲率半径的绝对值。
如果物镜是玻璃透镜,则如参照图1所说明那样,无需为了对伴随温度变化而产生的球面像差进行校正而使耦合透镜移动,所以能够减少耦合透镜的移动量,能够使光拾取装置小型化,所以是优选的。
另外,在将物镜设为玻璃透镜的情况下,优选使用玻璃转变点Tg为500℃以下、更优选为400℃以下的玻璃材料。通过使用玻璃转变点Tg为500℃以下的玻璃材料,能够在比较低的温度下成形,所以能够延长模具的寿命。作为这样的玻璃转变点Tg低的玻璃材料,例如有(株)住田光学玻璃制(住田光学ガラス製)的K-PG325、K-PG375(都是产品名)。
而且,在使玻璃透镜成形而进行制作时重要的物性值是线膨胀系数α。即使假设选择了Tg为400℃以下的材料,相比于树脂材料,与室温之间的温度差依然大。在使用线膨胀系数α大的玻璃材料进行了透镜成形的情况下,在降温时容易产生裂纹。玻璃材料的线膨胀系数α优选为200(×10-7/K)以下,更优选为120(×10-7/K)以下。
另外,玻璃透镜一般比重比塑料透镜更大,所以如果将物镜设为玻璃透镜,则重量变大,对驱动物镜的致动器造成负担。因此,在将物镜设为玻璃透镜的情况下,优选使用比重小的玻璃材料。具体而言,优选比重为4.0以下,更优选比重为3.0以下。
在将物镜设为塑料透镜的情况下,优选使用环烯烃系的树脂材料等脂环式烃系聚合物材料。另外,关于该树脂材料,更优选使用针对波长405nm的温度25℃下的折射率是1.54~1.60的范围内、且-5℃至70℃的温度范围内的与温度变化相伴的针对波长405nm的折射率变化率dN/dT(℃-1)是-20×10-5~-5×10-5(更优选为-10×10-5~-8×10-5)的范围内的树脂材料。另外,在将物镜设为塑料透镜的情况下,耦合透镜也优选为塑料透镜。
以下示出脂环式烃系聚合物的几个优选例。
第1优选例是由具有含有下述式(1)所表示的重复单位〔1〕的聚合物段〔A〕,和含有下述式(1)所表示的重复单位〔1〕以及下述式(2)所表示的重复单位〔2〕或/和下述式(3)所表示的重复单位〔3〕的聚合物段〔B〕,且段〔A〕中的重复单位〔1〕的摩尔分数a(摩尔%)和上述段〔B〕中的重复单位〔1〕的摩尔分数b(摩尔%)的关系是a>b的嵌段共聚物组成的树脂组合物。
【化1】
Figure BDA00001681789000261
(式中,R1表示氢原子、或者碳原子数1~20的烷基,R2-R12各自独立地是氢原子、碳原子数1~20的烷基、羟基、碳原子数1~20的烷氧基、或者卤素基。)
【化2】
Figure BDA00001681789000262
(式中,R13表示氢原子、或者碳原子数1~20的烷基。)
【化3】
(式中,R14及R15各自独立地表示氢原子、或者碳原子数1~20的烷基。)
接下来,第2优选例是包括通过加聚至少碳原子数2~20的α-烯烃和由下述通式(1)所表示的环状烯烃组成的单体组合物而得到的聚合物(A),和通过加聚碳原子数2~20的α-烯烃和由下述通式(2)所表示的环状烯烃组成的单体组合物而得到的聚合物(B)的树脂组合物。
【化4】
通式(1)
Figure BDA00001681789000271
〔式中,n是0或1,m是0或1以上的整数,q是0或1,R1~R18、Ra及Rb各自独立地是氢原子、卤素原子或烃基,R15~R18可互相结合而形成单环或多环,括弧内的单环或多环可有双键,另外可由R15和R16,或者R17和R18形成亚烷基。〕
【化5】
通式(2)
Figure BDA00001681789000272
〔式中,R19~R26各自独立地是氢原子、卤素原子或烃基。〕
为了向树脂材料附加进一步的性能,也可添加如以下那样的添加剂。
【稳定剂】
优选添加选自苯酚系稳定剂、干扰胺系稳定剂、磷系稳定剂及硫系稳定剂的至少1种的稳定剂。通过适宜选择并添加这些的稳定剂,可更高标准地抑制例如继续照射405nm这样的短波长的光时的白浊或折射率的变动等光学特性变动。
作为优选的苯酚系稳定剂,可使用以往公知的,例如,可举出2-t-丁基-6-(3-t-丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2,4-二-t-戊基-6-(1-(3,5-二-t-戊基-2-羟苯基)乙基)苯基丙烯酸酯等的特开昭63-179953号公报或特开平1-168643号公报中记载的丙烯酸酯系化合物;十八烷基-3-(3,5-二-t-丁基-4-羟苯基)丙酸酯、2,2′-亚甲基-双(4-甲基-6-t-丁基苯酚)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-t-丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-t-丁基-4-羟基苄基)苯、四(亚甲基-3-(3′,5′-二-t-丁基-4′-羟苯基丙酸酯))甲烷[即,季戊四甲基-四(3-(3,5-二-t-丁基-4-羟苯基丙酸酯))]、三乙二醇双(3-(3-t-丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯)等的烷基取代苯酚系化合物;6-(4-羟基-3,5-二-t-丁基苯胺基)-2,4-双辛基硫代-1,3,5-三嗪、4-双辛基硫代-1,3,5-三嗪、2-辛基硫代-4,6-双-(3,5-二-t-丁基-4-氧基苯胺基)-1,3,5-三嗪等的含有三嗪基的苯酚系化合物;等。
另外,作为优选的干扰胺系稳定剂,可举出双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(N-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(N-苄基氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(N-环己基氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)2-(3,5-二-t-丁基-4-羟基苄基)-2-丁基丙二酸酯、双(1-丙烯酰-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)2,2-双(3,5-二-t-丁基-4-羟基苄基)-2-丁基丙二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、4-[3-(3,5-二-t-丁基-4-羟苯基)丙酰氧基]-1-[2-(3-(3,5-二-t-丁基-4-羟苯基)丙酰氧基)乙基]-2,2,6,6-四甲基哌啶、2-甲基-2-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)氨基-N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丙酰胺、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯等。
另外,作为优选的磷系稳定剂,只要是一般树脂工业中通常使用的物质,就无特别的限定,例如,可举出三苯基亚磷酸酯、二苯基异癸基亚磷酸酯、苯基二异癸基亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(二壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-t-丁基苯基)亚磷酸酯、10-(3,5-二-t-丁基-4-羟基苄基)-9,10-二氢-9-噁-10-磷杂菲-10-氧化物等的单亚磷酸酯系化合物;4,4′-亚丁基-双(3-甲基-6-t-丁基苯基-二-十三烷基亚磷酸酯)、4,4′异亚丙基-双(苯基-二-烷基(C12~C15)亚磷酸酯)等的二亚磷酸酯系化合物等。在这些之中还优选单亚磷酸酯系化合物,特别优选三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(二壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-t-丁基苯基)亚磷酸酯等。
另外,作为优选的硫系稳定剂,例如,可举出二月桂基3,3-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基3,3′-硫代二丙酸酯、二硬脂基3,3-硫代二丙酸酯、月桂基硬脂基3,3-硫代二丙酸酯、五赤藓糖醇-四-(β-月桂基-硫代)-丙酸酯、3,9-双(2-十二烷基硫代乙基)-2,4,8,10-四噁螺[5,5]十一烷等。
这些各稳定剂的配合量可在不损害本发明的目的的范围内适宜选择,但相对脂环式烃系共聚物100质量份而通常是0.01~2质量份、优选是0.01~1质量份。
【表面活性剂】
表面活性剂是在同一分子中有亲水基和疏水基的化合物。表面活性剂通过调节向树脂表面的水分的附着或从上述表面的水分的蒸发的速度,使防止树脂组合物的白浊成为可能。
作为表面活性剂的亲水基,具体而言,可举出羟基、碳原子数1以上的羟基烷基、羟基、羰基、酯基、氨基、酰胺基、铵盐、巯基、磺酸盐、磷酸盐、聚亚烷基二醇基等。其中,氨基也可为伯氨基、仲氨基、叔氨基之中的任一个。作为表面活性剂的疏水基,具体而言可举出碳原子数6以上的烷基、有碳原子数6以上的烷基的甲硅烷基、碳原子数6以上的氟烷基等。其中,碳原子数6以上的烷基也可作为取代基而有芳香环。作为烷基,具体而言可举出己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、肉豆蔻基、硬脂基、月桂基、棕榈基、环己基等。作为芳香环,可举出苯基等。此表面活性剂在同一分子中分别有至少各1个如上述一样的亲水基和疏水基即可,也可有2个以上的各基。
作为这样的表面活性剂,更具体而言,可举出例如,肉豆蔻基二乙醇胺、2-羟乙基-2-羟基十二烷基胺、2-羟乙基-2-羟基十三烷基胺、2-羟乙基-2-羟基十四烷基胺、五赤藓糖醇单硬脂酸酯、五赤藓糖醇二硬脂酸酯、五赤藓糖醇三硬脂酸酯、二-2-羟乙基-2-羟基十二烷基胺、烷基(碳原子数8~18)苄基二甲基铵氯化物、亚乙基双烷基(碳原子数8~18)酰胺、硬脂基二乙醇酰胺、月桂基二乙醇酰胺、肉豆蔻基二乙醇酰胺、棕榈基二乙醇酰胺等。在这些中还优选使用有羟基烷基的胺化合物或酰胺化合物。在本发明中,也可将这些化合物的2种以上组合使用。
从有效抑制伴随温度、湿度的变动的成形物的白浊,维持成形物的光透过率为高水平的观点来看,优选相对于脂环式烃系聚合物100质量份添加0.01~10质量份的表面活性剂。表面活性剂的添加量相对于脂环式烃系聚合物100质量份更优选为0.05~5质量份,再优选为0.3~3质量份。
【塑化剂】
为了调节共聚物的熔体指数而根据需要添加塑化剂。
作为塑化剂,可适用己二酸双(2-乙基己基)、己二酸双(2-丁氧基乙基)、壬二酸双(2-乙基己基)、二丙二醇二苯甲酸酯、柠檬酸三-n-丁基、柠檬酸三-n-丁基乙酰、环氧化大豆油、2-乙基己基环氧化妥尔油、氯化石蜡、磷酸三-2-乙基己基、磷酸三甲酚酯、磷酸-t-丁基苯基、磷酸三-2-乙基己基二苯基、酞酸二丁酯、酞酸二异己酯、酞酸二庚酯、酞酸二壬酯、酞酸二十一烷酯、酞酸二-2-乙基己基、酞酸二异壬酯、酞酸二异癸酯、酞酸二十三烷酯、酞酸丁基苄酯、酞酸二环己酯、癸二酸二-2-乙基己酯、偏苯三酸三-2-乙基己酯、Santicizer 278、Paraplex G40、Drapex 334F、Plastolein 9720、Mesamoll、DN ODP-610、HB-40等的公知的塑化剂。塑化剂的选定及添加量的确定以不损害共聚物的透过性或对环境变化的抗性作为条件适宜进行。
作为这些树脂,适宜地使用环烯烃树脂,具体而言,作为优选例可举出日本ZEON公司制的ZEONEX或三井化学公司制的APEL、TOPAS ADVANCED POLYMERS公司制的TOPAS、JSR公司制的ARTON等。
另外,构成物镜的材料的阿贝数优选为50以上。
在是物镜的像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下的由塑料材料构成的单片透镜的情况下,在将光盘的透明基板厚度中的最大的透明基板厚度(位于最深的位置处的信息记录面与光盘的表面之间的距离)设为TMAX(mm)时,在常温(25±3℃)并且满足以下的式(1)的玻璃盖厚度T(mm)下,球面像差(λrms)成为最小时的倍率M优选满足式(2)。
TMAX×0.85≤T≤TMAX×1.1      (1)
-0.003≤M≤0.003             (2)
另外,关于在透镜歪斜了时所产生的慧形像差,研究了3层以上的BD用的塑料制的物镜应满足的目标值,在对位于从光束入射面最远的位置处的信息记录面(即,透明基板厚度最厚的信息记录面)执行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况下,在使光盘倾斜了时产生的3次慧形像差CM(DT)、与CM(LT)之比被设定为0.36左右。该比的值等于如上所述由对2层BD进行信息的记录/再生的搭载了塑料制的物镜的光拾取装置对透明基板厚度厚的一方的信息记录面L0(100μm)执行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况下的物镜歪斜了时的3次慧形像差CM(DT)与光盘倾斜了时的CM(LT)之比。
本发明人将这些值作为目标值而研究了适合3层以上的BD用的塑料制的物镜的结果,研究出在常温(25±3℃)并且满足式(2)的倍率下,通过以使球面像差成为最小时的玻璃盖厚度T成为式(1)的下限以上的方式设定球面像差的校正状态,从而满足CM(LT)的目标值。另外,虽然玻璃盖厚度T越厚,CM(LT)越大,但如果玻璃盖厚度T超过式(1)的上限,则产生如下那样的问题所以不是优选的:在对透明基板厚度最薄的信息记录面进行信息的记录/再生时入射到物镜的光束的聚束程度变得过大,从而透镜移位特性变差,或者向透明基板厚度最薄的信息记录面进行了焦点跳跃时的残留高次球面像差变大。
更优选为满足以下的式(3)。
TMAX×0.85≤T≤TMAX×1.0(3)
此时,特别优选为M=0。
通过使玻璃盖厚度T满足式(3)的上限,进一步抑制在对透明基板厚度最薄的信息记录面进行信息的记录/再生时入射到物镜的光束的聚束程度变得过大,其结果,能够进一步改进透镜移位特性,还能够使向透明基板厚度最薄的信息记录面进行焦点跳跃时的残留高次球面像差进一步变小,所以是优选的。
更优选为满足以下的条件式(3)′。
TMAX×0.9≤T≤TMAX×0.95(3)′
此时,特别优选为M=0。
接下来,在是物镜的像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下的由玻璃材料构成的单片透镜的情况下,在将光盘的透明基板厚度中的最大的透明基板厚度(位于最深的位置处的信息记录面与光盘的表面之间的距离)设为TMAX(mm)时,在常温(25±3℃)并且满足以下的式(4)的厚度的玻璃盖厚度T(mm)下,球面像差(λrms)成为最小时的倍率M优选满足式(2)。
TMAX×0.75≤T≤TMAX×1.0       (4)
-0.003≤M≤0.003              (2)
在由玻璃材料构成的物镜中,几乎能够忽略温度变化的影响,所以相比于使用了塑料制的物镜的情况,向物镜入射的入射光的发散程度不会变得那么大。因此,研究出在常温(25±3℃)并且满足式(2)的倍率下,球面像差成为最小时的玻璃盖厚度T变得更薄,其结果,研究出通过以使成为式(4)的下限以上的方式设定球面像差的校正状态,从而满足透镜移位歪斜所致的3次慧形像差发生量CM(LT)的目标值。另外,通过使玻璃盖厚度T不超过式(4)的上限,能够防止在对透明基板厚度最薄的信息记录面进行信息的记录/再生时入射到物镜的光束的聚束程度变得过大,能够防止透镜移位特性变差或者向透明基板厚度最薄的信息记录面进行了焦点跳跃时的残留高次球面像差变大。
更优选为满足以下的式(5)。
TMAX×0.8≤T≤TMAX×0.95  (5)
此时,特别优选为M=0。
接下来,说明物镜的正弦条件的优选的条件。正弦条件是指,如图2所示,在距光轴的高度为h1的光线相对于透镜而平行光轴入射时,上述光线从透镜射出了时的射出角度是U时h1/sinU满足恒定值。在它不取决于从距光轴的高度h1起的高度而是恒定值的情况下,被视为满足正弦条件从而使有效直径内的各光线的横向倍率为恒定。该正弦条件是轴上的计算值,但在进行轴外的横向倍率误差(即,轴外慧形像差)校正时是有效的。
另一方面,在h1/sinU未成为恒定值的情况下,将OSC=h1/sinU-f定义为正弦条件违反量。图3是以物镜中的正弦条件违反量为横轴、以距光轴的高度为纵轴而示出的曲线图。在满足正弦条件的物镜的情况下,曲线图与纵轴一致,但在不满足正弦条件的物镜的情况下,如图3所示,曲线图从纵轴向正侧和/或负侧离开。另外,关于不满足正弦条件的物镜,如果使得在光轴以及有效直径附近满足正弦条件,则正弦条件违反量一定具有极大值。此处,将正弦条件违反量的正侧的极大值设为OSCmax,将负侧的极大值设为OSCmin。
图3的(a)所示的特性的物镜是正弦条件违反量具有1个负侧的极大值OSCmin、且不具有正侧的极大值OSCmax的例子。根据这样的物镜,面移位灵敏度小,并且轴上厚度误差灵敏度小,所以具有如下特性:容易制造,另一方面,伴随耦合透镜的移动,高次球面像差增大,倍率变化所致的球面像差的变化小。因此,在为了选择3层以上的光盘中的信息记录面而使耦合透镜移动的情况下,所需的移动量有可能增大。
相对于此,在作为本发明的物镜的图3的(b)、图3的(c)所示的特性的物镜中,在上述倍率M下,在物镜的有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有至少1个正侧的极大值OSCmax(优选仅1个)。根据图3的(b)、图3的(c)所示那样的在物镜的有效半径的70%至90%之间正弦条件违反量具有正侧的极大值OSCmax的物镜,具有伴随耦合透镜的移动而产生的高次球面像差减少、倍率变化所致的球面像差的变化大这样的特性,所以在为了选择3层以上的光盘中的信息记录面而使耦合透镜移动的情况下,能够减小所需的移动量。
在图3的(b)的例子中,正弦条件违反量相比于正侧的极大值而在光轴侧具有一个负侧的极大值。另外,在图3的(c)的例子中,正弦条件违反量仅具有正侧的极大值,不具有负侧的极大值。另外,不论是在图3的(b)的例子中还是在图3的(c)的例子中,正弦条件违反量从极大值开始在周边部分单调地减少。
在图3的(b)所示那样的倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有正的极大值而且正弦条件违反量具有负的极大值的情况下,(特性1)能够减小焦点跳跃时的残留高次球面像差,(特性2)能够减小进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量,并且(特性3)即使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况下也能够进一步抑制透镜歪斜灵敏度的降低,(特性4)还能够抑制相向的2个光学面由于制造误差而在光轴正交方向上移位时的像差的发生量,并且(特性5)还能够抑制光轴上的透镜厚度由于制造误差而在光轴方向上偏移时的像差的发生量,所以能够提供更容易制造的物镜。
另一方面,在图3的(c)所示那样的倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有正的极大值且正弦条件违反量不具有负的极大值的情况下,(特性1)能够更进一步减小焦点跳跃时的残留高次球面像差,(特性2)能够更进一步减小进行焦点跳跃时的耦合透镜的移动量,并且(特性3)即使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况下也能够更进一步抑制透镜歪斜灵敏度的降低。
另外,为了进一步抑制高次球面像差,优选设定正弦条件的正的极大值以使由于入射光的发散聚束性的变化而在物镜中产生的3次球面像差以及高次球面像差的变化成为与在焦点跳跃时产生的3次球面像差以及高次球面像差的变化大致相似的形状。
关于物镜,既可以优先减小耦合透镜的移动量来设定正弦条件违反量的形状,也可以优先将焦点跳跃时的残留像差抑制得较小而设定正弦条件违反量的形状。
另外,在常温(25±3℃)并且满足上述式(2)的倍率M下,在将球面像差(λrms)成为最小时的玻璃盖厚度设为T(mm)、将常温(25±3℃)下的上述波长λ1的焦距设为f(mm)时,在常温(25±3℃)并且玻璃盖厚度T下,相对物镜的焦距f与倍率变化ΔM的3次球面像差的变化率ΔSA3/(ΔM×f)(λrms/mm)优选满足式(6)。
21<|ΔSA3/(ΔM×f)|<25    (6)
通过以满足式(6)的方式规定相对物镜的倍率变化的3次球面像差的变化率,从而能够在抑制焦点跳跃时的残留高次球面像差的同时抑制耦合透镜的移动量。
更优选为满足以下的条件式(6)′。
21.5<|ΔSA3/(ΔM×f)|<24.5  (6)′
另外,在常温(25±3℃)并且玻璃盖厚度T下,在使物镜的倍率变化了时产生的3次球面像差ΔSA3和5次球面像差ΔSA5优选满足式(7)。
4.2<ΔSA3/ΔSA5<5.2   (7)
通过满足式(7),倍率变化时的3次球面像差与5次球面像差的变化之比接近玻璃盖厚度变化了时的3次球面像差与5次球面像差之比,所以能够在抑制焦点跳跃时的残留高次球面像差的同时抑制耦合透镜的移动量。
更优选为满足以下的条件式(7)′。
4.3<ΔSA3/ΔSA5<4.9     (7)′
另外,在常温(25±3℃)、上述透明基板厚度T、并且倍率M下,在使半视场角为1度的倾斜光束入射到物镜的情况下产生的5次慧形像差CM5(λrms)优选满足式(8)。
0.02<|CM5|<0.05        (8)
在条件式(8)中,根据其它的观点来设定了用于抑制焦点跳跃时的残留高次球面像差的同时抑制耦合透镜的移动量的条件。在满足式(2)的倍率M下,通过满足式(8),能够抑制焦点跳跃时的残留高次球面像差的同时抑制耦合透镜的移动量。
另外,在常温(25±3℃)、玻璃盖厚度、并且上述倍率M下,在使半视场角为1度的倾斜光束入射到上述物镜的情况下产生的3次慧形像差CM3(λrms)优选满足式(9)。
0≤|CM3|<0.02        (9)
通过满足条件式(9),即使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下,也能够防止透镜歪斜灵敏度变得过小。而且,即使物镜是塑料制,在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况下也能够防止透镜歪斜灵敏度变得过小,所以是优选的。
另外,关于物镜,在将正弦条件违反量的正的极大值设为OSCMAXmm)、将常温(25±3℃)下的上述波长λ1的焦距设为f(mm)时,优选满足式(11)。
0.003<OSCMAX/f<0.022       (11)
如果以使正弦条件违反量大于式(11)的下限的方式设定倾斜光束入射时的慧形像差的校正状态,则焦点跳跃时的高次球面像差不会被校正得不足,如果以使正弦条件违反量小于式(11)的上限的方式设定倾斜光束入射时的慧形像差的校正状态,则高次球面像差不会被过度校正,所以能够有效地抑制焦点跳跃时的高次球面像差。
更优选为满足下式。
0.003<OSCMAX/f<0.015        (11)′
在对光盘进行信息的记录和/或再生时,如果能够使物镜沿着上述光盘的径向方向和/或切线方向倾斜,则能够利用由于物镜倾斜(在本说明书中称为透镜歪斜)而产生的慧形像差来消除由于光盘的翘曲、倾斜(在本说明书中称为盘歪斜)而产生的慧形像差,能够对光盘稳定地进行信息的记录和/或再生。
此处,如果由于透镜歪斜而产生的慧形像差相对于由于盘歪斜而产生的慧形像差过小,则为了校正由于盘歪斜而产生的慧形像差而所需的透镜歪斜量变大,所以产生功耗增大、或在透镜歪斜时物镜和光盘碰撞这样的问题。
另外,由于透镜歪斜而产生的慧形像差依赖于物镜的正弦条件违反量而变化,其正弦条件违反量依赖于对光盘进行信息的记录/再生的状态下的物镜的倍率而变化。具体而言,关于在使平行光束入射到物镜的状态下校正了正弦条件违反量的物镜,在使发散光束入射到物镜的状态下正弦条件违反量向负侧变化,所以由于透镜歪斜而产生的慧形像差量变小。入射到物镜的光束的发散性越大,上述慧形像差量越小。
在BD用的光拾取装置中入射到物镜的光束的发散性成为最大的情况是对距光束入射面的距离最大的信息记录面进行信息的记录和/或再生的情况,而且在由塑料材料构成的物镜的情况下,为了校正由于环境温度的变化而产生的球面像差,光束的发散性会进一步变大。
因此,优选在高温(55±3℃)时,在与最大的透明基板厚度TMAX相等的玻璃盖厚度下,为了校正物镜所致的聚光光点的3次球面像差,在使非平行光束入射到物镜的状态下,设定对距光束入射面的距离最大的信息记录面进行信息的记录和/或再生的状态下的物镜的正弦条件违反量,以使针对使物镜倾斜了的情况下产生的3次慧形像差CM(LT)的、使玻璃盖倾斜了相同量的情况下产生的3次慧形像差CM(DT)的比的绝对值成为0.3以上。由此,即使在对距光束入射面的距离最大的信息记录面进行信息的记录和/或再生的情况下,也能够通过透镜歪斜而良好地校正盘歪斜所致的慧形像差,针对光盘中包含的所有信息记录面能够得到良好的记录/再生特性。
即,通过满足以下的条件式(12),即使在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下,也能够防止透镜歪斜灵敏度变得过小。而且,即使物镜是塑料制,在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的过程中环境温度成为高温的情况下也能够防止透镜歪斜灵敏度变得过小,所以是优选的。
0.3≤|CM(LT)/CM(DT)|≤0.8   (12)
另外,优选满足以下的条件式(12)′。
0.35≤|CM(LT)/CM(DT)|≤0.8     (12)′
另外,为了进一步发挥上述效果,更优选如下所述那样设定物镜的正弦条件违反量、球面像差的校正状态。
在使满足式(2)的倍率M的光束入射到物镜的状态下,设定物镜的球面像差的校正状态,以使经由与最小的透明基板厚度TMIN相等的玻璃盖厚度而聚光的光点的球面像差的绝对值小于经由与最大的透明基板厚度TMAX相等的玻璃盖厚度而聚光的光点的球面像差的绝对值。
这等同于在光拾取装置中,在将上述倍率M的光束入射到物镜的状态下的可动透镜的位置设为T0、将对透明基板厚度是TMAX的信息记录面进行信息的记录和/或再生的状态下的可动透镜的位置设为T1、将对透明基板厚度是TMIN的信息记录面进行信息的记录和/或再生的状态下的可动透镜的位置设为T2时,以下的式(24)成立。
|T1-T0|<|T2-T0|        (24)
而且,在常温(25±3℃)并且最大的透明基板厚度TMAX下为了校正物镜所致的聚光光点的3次球面像差而使非平行光束入射到物镜的状态下的倍率M1、与在常温(25±3℃)并且最小的透明基板厚度TMIN下为了校正物镜所致的聚光光点的3次球面像差而使非平行光束入射到物镜的状态下的倍率M2优选满足式(13)。
0≤M1/M2<0.92       (13)
在对透明基板厚度厚的一方的信息记录面进行信息的记录/再生的情况下,为了防止透镜歪斜灵敏度变得过小,T优选为在TMAX与TMIN之间接近TMAX。在式(13)中,从倍率的观点出发,规定了其优选的范围。
更优选为满足式(13)′。
0≤M1/M2<0.8   (13)′
另外,根据透镜形状的观点,常温(25±3℃)下的针对波长λ1的物镜的折射率N、和光源侧(物体侧)的光学面的有效直径最周边中的倾斜角θ(度)优选满足式(14)。
-59.8×N+162<θ<-59.8×N+166  (14)
如图39所示,在本发明的实施例中,研究出透镜的折射率N与物体侧的光学面的有效直径最周边中的倾斜角θ存在于一定条件的范围内。依据该思想,在式(14)中,根据优选的形状的观点而规定了本发明的物镜。另外,图39是以常温(25±3℃)下的波长λ1的折射率N为横轴、以物体侧的光学面的有效直径最周边中的倾斜角θ(度)为纵轴而描绘出后述的比较例和实施例1~16的图。
而且,从透镜形状的观点出发,特征在于,在将常温(25±3℃)下的针对波长λ1的物镜的折射率设为N、将光盘侧的光学面的非球面变形量X(h)(mm)的1次微分X’(h)从负切换为正的半径高度设为H(mm)时,满足式(16)。
-2.8×N+5.1<H<-2.8×N+5.4      (16)
其中,非球面变形量X(h)是用与光盘侧的光学面的面顶点相接的平面至非球面的光轴方向的距离来规定的,将从该平面向光源侧变形的情况设为负,将从该平面向光盘侧变形的情况设为正,H是将有效半径设为1时的相对值。
如图40所示,在本发明的实施例中,研究出透镜的折射率N、与像侧的光学面的非球面变形量X(h)(mm)的1次微分X’(h)从负切换为正的半径高度H(mm)存在于一定条件的范围内。依据该思想,在式(16)中,根据优选的形状的观点而规定了本发明的物镜。另外,图40是以常温(25±3℃)下的波长λ1的折射率N为横轴、以像侧的光学面的非球面变形量X(h)的1次微分X’(h)从负切换为正的半径高度H为纵轴而描绘出后述的实施例1~16的图,示出了实施例的相关关系。
将用于对第1光盘进行信息的再生/记录所需的物镜的像侧数值孔径设为NA1,将用于对第2光盘进行信息的再生/记录所需的物镜的像侧数值孔径设为NA2(NA1>NA2),将用于对第3光盘进行信息的再生/记录所需的物镜的像侧数值孔径设为NA3(NA2>NA3)。NA1优选为0.8以上且0.95以下,更优选为0.8以上且0.9以下。特别是NA1优选为0.85。NA2优选为0.55以上且0.7以下。特别是NA2优选为0.60或者0.65。另外,NA3优选为0.4以上且0.55以下。特别是NA3优选为0.45或者0.53。
另外,物镜优选满足以下的条件式(25)。
0.9≤d/f≤1.5    (25)
其中,d表示物镜在光轴上的厚度(mm),f表示第1光束中的物镜的焦距。另外,f优选为1.0mm以上且1.8mm以下。
在与BD那样的短波长、高NA的光盘对应的物镜的情况下,如果光轴上的厚度相对物镜的焦距之比变得过大,则产生在轴外光束入射到物镜时容易产生像散、或无法确保动作距离这样的问题。另一方面,如果光轴上的厚度相对物镜的焦距之比变得过小,则产生面移位灵敏度变大这样的问题。通过满足条件式(25),能够抑制像散的产生、面移位灵敏度。
另外,使用第1光盘时的物镜的动作距离优选为0.15mm以上且1.0mm以下。
本发明的光信息记录再生装置具备具有上述光拾取装置的光盘驱动装置。
此处,如果说明光信息记录再生装置中装备的光盘驱动装置,则在光盘驱动装置中有如下方式:从收纳有光拾取装置等的光信息记录再生装置主体,向外部仅取出在搭载了光盘的状态下能够保持该光盘的托盘;将收纳有光拾取装置等的光盘驱动装置主体一同取出到外部。
在使用上述各方式的光信息记录再生装置中,一般装备有接下来的构成部件,但不限于此。是外壳等中收纳的光拾取装置、使光拾取装置与外壳一起朝向光盘的内周或者外周移动的寻迹马达等光拾取装置的驱动源、具有朝向光盘的内周或者外周引导光拾取装置的外壳的导轨等的光拾取装置的移送部件、以及进行光盘的旋转驱动的主轴马达等。
在前者的方式中,除了这些各构成部件以外,还设置了在搭载了光盘的状态下能够保持该光盘的托盘以及用于使托盘滑动的载入机构等,在后者的方式中,没有托盘以及载入机构,而优选各构成部件设置于与能够取出到外部的机壳相当的抽出部。
根据本发明,能够提供紧凑并且低成本、而且能够对具有多层的信息记录面的光盘进行信息的记录/再生的光拾取装置。
附图说明
图1是比较示出基于本发明人进行的研究结果的各球面像差的图。
图2是用于说明正弦条件的图。
图3是示出正弦条件不满足量的例子的图。
图4是概要地示出光拾取装置PU1的结构的图。
图5是关于比较例以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图6是关于比较例以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图7是关于实施例1以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图8是关于实施例1以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图9是关于实施例2以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图10是关于实施例2以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图11是关于实施例3以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图12是关于实施例3以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图13是关于实施例4以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图14是关于实施例4以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图15是关于实施例5以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图16是关于实施例5以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图17是关于实施例6以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图18是关于实施例6以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图19是关于实施例7以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图20是关于实施例7以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图21是关于实施例8以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图22是关于实施例8以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图23是关于实施例9以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图24是关于实施例9以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图25是关于实施例10以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图26是关于实施例10以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图27是关于实施例11以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图28是关于实施例11以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图29是关于实施例12以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图30是关于实施例12以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图31是关于实施例13以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图32是关于实施例13以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图33是关于实施例14以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图34是关于实施例14以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图35是关于实施例15以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图36是关于实施例15以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图37是关于实施例16以有效半径为纵轴、以球面像差以及正弦条件为横轴而示出的曲线图。
图38是关于实施例16以有效半径为纵轴、并采用实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分X’(h)而示出的曲线图。
图39是以常温(25±3℃)下的上述波长λ的折射率N为横轴、以物体侧的光学面的有效直径最周边中的倾斜角θ(度)为纵轴而描绘出比较例和实施例1~16的图。
图40是以常温(25±3℃)下的上述波长λ的折射率N为横轴、以像侧的光学面的非球面变形量X(h)的1次微分X’(h)从负切换为正的半径高度H为纵轴而描绘出实施例1~16的图。
(附图标记说明)
OBJ:物镜;PU1:光拾取装置;LD:蓝紫色半导体激光器;AC1:1轴致动器;AC2:3轴致动器;PBS:偏振光棱镜;CL:耦合透镜;L2:正透镜群;L3:负透镜群;PL1:第1透明基板;PL2:第2透明基板;PL3:第3透明基板;RL1:第1信息记录面;RL2:第2信息记录面;RL3:第3信息记录面;QWP:λ/4波片。
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的实施方式。图4是概要地示出能够针对作为在厚度方向上具有3个信息记录面RL1~RL3(按照光盘的距光束入射面的距离从小到大的顺序设为RL1、RL2、RL3)的光盘的BD适合地进行信息的记录/再生的本实施方式的光拾取装置PU1的结构的图。上述光拾取装置PU1能够搭载于光信息记录再生装置。另外,本发明不限于本实施方式。例如,虽然在图4中示出了BD专用的光拾取装置,但还能够通过将物镜OBJ设为BD/DVD/CD互换用、或者单独地配置DVD/CD用的物镜从而设为BD/DVD/CD互换用的光拾取装置。
光拾取装置PU1具有物镜OBJ、使物镜OBJ在聚焦方向以及循迹方向上移动并向光盘的径向方向和/或切线方向倾斜的3轴致动器AC2、λ/4波片QWP、具备由具有正的屈光力(refractive power)的1个正透镜构成的正透镜群L2和由具有负的屈光力的1个负透镜构成的负透镜群L3的耦合CL、仅使正透镜群L2在光轴方向上移动的1轴致动器AC1、偏振光棱镜PBS、射出405nm的激光光束(光束)的半导体激光器LD、传感器用透镜SL、接收来自BD的信息记录面RL1~RL3的反射光束的受光元件PD。在本实施方式中,耦合透镜CL配置在偏振光棱镜PBS与λ/4波片QWP之间。另外,在本实施方式中,物镜OBJ是塑料制或者玻璃制的单片透镜。
首先,说明针对BD的第1信息记录面RL1进行记录/再生的情况。在上述情况下,通过1轴致动器AC1使耦合透镜CL的正透镜群L2移动到实线的位置。此处,从蓝紫色半导体激光器LD射出的光束(λ1=405nm)的发散光束透过偏振光棱镜PBS,穿过准直透镜CL的负透镜群L3从而发散角被增大,进而穿过正透镜群L2成为弱的聚束光束之后,通过λ/4波片QWP而从直线偏振光变换为圆偏振光,通过未图示的光圈来限制其光束直径,通过物镜OBJ经由第1厚度的透明基板PL1,如实线所示成为在第1信息记录面RL1上形成的光点。
在第1信息记录面RL1上通过信息凹坑进行了调制的反射光束再次透过物镜OBJ、光圈之后,通过λ/4波片QWP从圆偏振光变换为直线偏振光,穿过准直透镜CL的正透镜群L2以及负透镜群L3而成为聚束光束,并由偏振光棱镜PBS反射了之后,通过传感器用透镜SL而聚束到受光元件PD的受光面上。然后,使用受光元件PD的输出信号,通过3轴致动器AC2使物镜OBJ进行聚焦、循迹,从而能够读取第1信息记录面RL1中记录的信息。
接下来,说明针对BD的第2信息记录面RL2进行记录/再生的情况。在上述情况下,耦合透镜CL的正透镜群L2通过1轴致动器AC1移动到单点划线的位置。此处,从蓝紫色半导体激光器LD射出的光束(λ1=405nm)的发散光束透过偏振光棱镜PBS,穿过准直透镜CL的负透镜群L3从而发散角被增大,进而穿过正透镜群L2而成为大致平行光束之后,通过λ/4波片QWP从直线偏振光变换为圆偏振光,通过未图示的光圈来限制其光束直径,通过物镜OBJ经由第2厚度(比第1厚度厚)的透明基板PL2,如单点划线所示那样成为在第2信息记录面RL2上形成的光点。
在第2信息记录面RL2上通过信息凹坑进行了调制的反射光束再次透过物镜OBJ、光圈之后,通过λ/4波片QWP从圆偏振光变换为直线偏振光,穿过准直透镜CL的正透镜群L2以及负透镜群L3成为聚束光束,并由偏振光棱镜PBS反射了之后,通过传感器用透镜SL而聚束到受光元件PD的受光面上。然后,使用受光元件PD的输出信号,通过3轴致动器AC2使物镜OBJ进行聚焦、循迹,从而能够读取第2信息记录面RL2中记录的信息。
接下来,说明针对BD的第3信息记录面RL3进行记录/再生的情况。在上述情况下,耦合透镜CL的正透镜群L2通过1轴致动器AC1而移动到虚线的位置。此处,从蓝紫色半导体激光器LD射出的光束(λ1=405nm)的发散光束透过偏振光棱镜PBS,穿过准直透镜CL的负透镜群L3从而发散角被增大,进而穿过正透镜群L2而成为弱的发散光束之后,通过λ/4波片QWP从直线偏振光变换为圆偏振光,通过未图示的光圈来限制其光束直径,通过物镜OBJ经由第3厚度(比第2厚度厚)的透明基板PL3,如虚线所示那样成为在第3信息记录面RL3上形成的光点。
在第3信息记录面RL3上通过信息凹坑进行了调制的反射光束再次透过物镜OBJ、光圈之后,通过λ/4波片QWP从圆偏振光变换为直线偏振光,穿过准直透镜CL的正透镜群L2以及负透镜群L3而成为聚束光束,并由偏振光棱镜PBS反射了之后,通过传感器用透镜SL而聚束到受光元件PD的受光面上。然后,使用受光元件PD的输出信号,通过3轴致动器AC2使物镜OBJ进行聚焦、循迹,从而能够读取第3信息记录面RL3中记录的信息。
另外,在以上的实施方式中,在针对光盘进行信息的记录和/或再生时,为了校正由于光盘的翘曲、倾斜而产生的慧形像差,通过3轴致动器AC2而使物镜OBJ沿着光盘的径向方向和/或切线方向倾斜。由此,能够针对具有翘曲的光盘稳定地进行信息的记录和/或再生,并且即使光盘在旋转过程中倾斜了的情况下也能够良好地确保信息记录面上的光点的质量。
(实施例)
接下来,以下说明能够在上述实施方式中使用的物镜的实施例。物镜的设计波长是405nm,以下的表中的r表示曲率半径、d表示第i面至第i+1面的光轴方向的间隔、Nd表示d线(587.6nm)下的各面的折射率、N405表示设计波长405nm下的各面的折射率、νd表示d线下的阿贝数。另外,以下(包括表的透镜数据),使用E(例如,2.5×E-3)来表示10的幂乘数(例如,2.5×10-3)。物镜的光学面形成为通过分别对式1代入表1所示的系数后的公式来规定的、绕光轴呈轴对称的非球面。
[式1]
Figure BDA00001681789000471
此处,X(h)是光轴方向的轴(将光的前进方向设为正)、κ是圆锥系数、A2i是非球面系数、h是距离光轴的高度、r是近轴曲率半径。
(比较例)
在说明实施例之前,说明比较例。表1示出与比较例的物镜相关的透镜数据。比较例是与具有2个信息记录面的2层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.075mm)对应的由塑料材料构成的物镜。将比较例与后述实施例1~9、14、16的塑料材料中的折射率的温度依赖性(针对温度变化的折射率变化)设为-10×10-5/℃。图5示出比较例的球面像差以及正弦条件曲线,图6示出比较例的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图5所示,在比较例的物镜中,正弦条件违反量OSC是大致零,即进行了满足正弦条件的设计。
[表1]
比较例
近轴量
Figure BDA00001681789000481
变量
  基准状态   透明基板厚度最大   透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0042   -0.0074   0.0044
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   335.00000   191.50000   -320.00000
  d4   0.0875   0.100   0.100   0.075
  N2   1.561516   1.561516   1.558517   1.561516
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.73488E-01   -4.65899E+01
  A4   2.20061E-02   2.96500E-01
  A 6   -2.12576E-02   -6.21179E-01
  A8   8.09635E-02   9.78657E-01
  A10   -1.17809E-01   -1.39902E+00
  A12   6.33199E-02   1.41675E+00
  A14   7.45924E-02   -8.20375E-01
  A16   -1.41828E-01   1.99134E-01
  A18   8.82576E-02   0.00000E+00
  A20   -2.04154E-02   0.00000E+00
(实施例1)
表2示出实施例1的透镜数据。本实施例是与3层以上的多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制的物镜,设为T=0.075mm(对应于基准状态的d4)。图7示出实施例1的球面像差以及正弦条件曲线,图8示出实施例1的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图7所示,在实施例1的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的84%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表2]
实施例1
近轴量
Figure BDA00001681789000491
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0079   -0.0107   0.0086
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   180.00000   133.50000   -163.00000
  d4   0.075   0.100   0.100   0.050
  N2   1.561516   1.561516   1.558517   1.561516
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.65145E-01   -4.88574E+01
  A4   2.08344E-02   3.35199E-01
  A6   -1.87763E-02   -6.19971E-01
  A8   7.75569E-02   9.59282E-01
  A10   -1.15268E-01   -1.41848E+00
  A12   6.49975E-02   1.43304E+00
  A14   7.42839E-02   -7.67192E-01
  A16   -1.42610E-01   1.57412E-01
  A18   8.82029E-02   0.00000E+00
  A20   -1.98053E-02   0.00000E+00
(实施例2)
表3示出实施例2的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制的物镜,设为T=0.080mm(对应于基准状态的d4)。图9示出实施例2的球面像差以及正弦条件曲线,图10示出实施例2的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图9所示,在实施例2的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的85%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表3]
实施例2
近轴量
Figure BDA00001681789000501
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0064   -0.0094   0.0106
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   220.00000   151.50000   -132.50000
  d4   0.080   0.100   0.100   0.050
  N2   1.561516   1.561516   1.558517   1.561516
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.67213E-01   -4.82773E+01
  A4   2.09249E-02   3.26774E-01
  A6   -1.86919E-02   -6.03647E-01
  A8   7.75877E-02   9.53021E-01
  A10   -1.15107E-01   -1.42657E+00
  A12   6.37551E-02   1.43774E+00
  A14   7.59267E-02   -7.63612E-01
  A16   -1.43291E-01   1.55035E-01
  A18   8.80306E-02   0.00000E+00
  A20   -1.96556E-02   0.00000E+00
(实施例3)
表4示出实施例3的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制的物镜,设为T=0.085mm(对应于基准状态的d4)。图11示出实施例3的球面像差以及正弦条件曲线,图12示出实施例3的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图11所示,在实施例3的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的85%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表4]
实施例3
近轴量
Figure BDA00001681789000511
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0048   -0.0078   0.0123
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   293.00000   183.00000   -113.50000
  d4   0.085   0.100   0.100   0.050
  N2   1.561516   1.561516   1.558517   1.561516
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.65139E-01   -4.73530E+01
  A4   2.08386E-02   3.35233E-01
  A6   -1.87762E-02   -6.19827E-01
  A8   7.75555E-02   9.59079E-01
  A10   -1.15261E-01   -1.41873E+00
  A12   6.49999E-02   1.43296E+00
  A14   7.42792E-02   -7.66994E-01
  A16   -1.42617E-01   1.57402E-01
  A18   8.81987E-02   0.00000E+00
  A20   -1.98069E-02   0.00000E+00
(实施例4)
表5示出实施例4的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制的物镜,设为T=0.090mm(对应于基准状态的d4)。图13示出实施例4的球面像差以及正弦条件曲线,图14示出实施例4的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图13所示,在实施例4的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的85%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表5]
实施例4
近轴量
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0032   -0.0063   0.0142
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   437.00000   225.00000   -98.00000
  d4   0.090   0.100   0.100   0.050
  N2   1.561516   1.561516   1.558517   1.561516
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.65139E-01   -4.73530E+01
  A4   2.08386E-02   3.35233E-01
  A6   -1.87762E-02   -6.19827E-01
  A8   7.75555E-02   9.59079E-01
  A10   -1.15261E-01   -1.41873E+00
  A12   6.49999E-02   1.43296E+00
  A14   7.42792E-02   -7.66994E-01
  A16   -1.42617E-01   1.57402E-01
  A18   8.81987E-02   0.00000E+00
  A20   -1.98069E-02   0.00000E+00
(实施例5)
表6示出实施例5的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制的物镜,设为T=0.095mm(对应于基准状态的d4)。图15示出实施例5的球面像差以及正弦条件曲线,图16示出实施例5的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图15所示,在实施例5的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的86%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表6]
实施例5
近轴量
Figure BDA00001681789000531
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0016   -0.0048   0.0164
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   860.00000   293.00000   -85.00000
  d4   0.095   0.100   0.100   0.050
  N2   1.561516   1.561516   1.558517   1.561516
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.50735E-01   -5.23155E+01
  A4   1.98626E-02   3.04136E-01
  A6   -1.83819E-02   -5.74706E-01
  A8   7.45802E-02   1.02686E+00
  A10   -1.15913E-01   -1.51875E+00
  A12   6.69122E-02   1.29063E+00
  A14   7.44058E-02   -4.67646E-01
  A16   -1.43644E-01   2.09089E-02
  A18   8.77657E-02   0.00000E+00
  A20   -1.92058E-02   0.00000E+00
(实施例6)
表7示出实施例6的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制的物镜,设为T=0.1mm(对应于基准状态的d4)。图17示出实施例6的球面像差以及正弦条件曲线,图18示出实施例6的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图17所示,在实施例6的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的83%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表7]
实施例6
近轴量
Figure BDA00001681789000541
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   0.0000   -0.0031   0.0175
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   ∞   455.00000   -79.30000
  d4   0.100   0.100   0.100   0.050
  N2   1.561516   1.561516   1.558517   1.561516
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.49501E-01   -5.78177E+01
  A4   2.41171E-02   2.99760E-01
  A6   -2.03344E-02   -5.74646E-01
  A8   7.54780E-02   1.03104E+00
  A10   -1.15291E-01   -1.52077E+00
  A12   6.68640E-02   1.28869E+00
  A14   7.42181E-02   -4.64461E-01
  A16   -1.43705E-01   1.91846E-02
  A18   8.77731E-02   0.00000E+00
  A20   -1.91631E-02   0.00000E+00
(实施例7)
表8示出实施例7的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制的物镜,设为T=0.11mm(对应于基准状态的d4)。图19示出实施例7的球面像差以及正弦条件曲线,图20示出实施例7的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图19所示,在实施例7的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的84%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表8]
实施例7
近轴量
Figure BDA00001681789000551
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   0.0034   0.0001   0.0223
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   -420.00000   -15000.00000   -62.20000
  d4   0.110   0.100   0.100   0.050
  N2   1.561516   1.561516   1.558517   1.561516
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.68149E-01   -4.76123E+01
  A4   2.19891E-02   3.23686E-01
  A6   -1.73397E-02   -5.95837E-01
  A8   7.64665E-02   9.54365E-01
  A10   -1.15858E-01   -1.43084E+00
  A12   6.64423E-02   1.41428E+00
  A14   7.44510E-02   -7.22526E-01
  A16   -1.43163E-01   1.36400E-01
  A18   8.78955E-02   0.00000E+00
  A20   -1.94937E-02   0.00000E+00
(实施例8)
表9示出实施例8的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制的物镜,设为T=0.090mm(对应于基准状态的d4)。本实施例相对于实施例4,轴外像差的CM3大。图21示出实施例8的球面像差以及正弦条件曲线,图22示出实施例8的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图21所示,在实施例8的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的79%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表9]
实施例8
近轴量
Figure BDA00001681789000561
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0031   -0.0059   0.0137
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   455.00000   240.00000   -102.50000
  d4   0.090   0.100   0.100   0.050
  N2   1.561516   1.561516   1.558517   1.561516
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.60704E-01   -5.36575E+01
  A4   2.17147E-02   3.26612E-01
  A6   -1.76702E-02   -6.16966E-01
  A8   7.56906E-02   9.76306E-01
  A10   -1.14870E-01   -1.42425E+00
  A12   6.58213E-02   1.40733E+00
  A14   7.42896E-02   -7.43465E-01
  A16   -1.43050E-01   1.52794E-01
  A18   8.79719E-02   0.00000E+00
  A20   -1.95525E-02   0.00000E+00
(实施例9)
表10示出实施例9的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制的物镜,设为T=0.090mm(对应于基准状态的d4)。本实施例相对于实施例8,轴外像差的CM3大。图23示出实施例9的球面像差以及正弦条件曲线,图24示出实施例9的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图23所示,在实施例9的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的72%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表10]
实施例9
近轴量
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0030   -0.0064   0.0132
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   468.00000   224.00000   -106.00000
  d4   0.090   0.100   0.100   0.050
  N2   1.525455   1.525455   1.522457   1.525455
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.52843E-01   -3.56957E+01
  A4   2.00035E-02   3.09574E-01
  A6   -1.94092E-02   -5.91256E-01
  A8   7.49836E-02   9.86079E-01
  A10   -1.14901E-01   -1.43138E+00
  A12   6.58817E-02   1.40638E+00
  A14   7.42531E-02   -7.71792E-01
  A16   -1.43125E-01   1.77365E-01
  A18   8.79626E-02   0.00000E+00
  A20   -1.94632E-02   0.00000E+00
(实施例10)
表11示出实施例10的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的玻璃制的物镜,其原材料是SK5(株式会社小原(株式会社オハラ)制造),设为T=0.075mm(对应于基准状态的d4)。图25示出实施例10的球面像差以及正弦条件曲线,图26示出实施例10的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图25所示,在实施例10的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的85%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表11]
实施例10
近轴量
Figure BDA00001681789000581
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0080   -0.0080   0.0087
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   178.00000   178.00000   -161.00000
  d4   0.075   0.100   0.100   0.050
  N2   1.605245   1.605245   1.605245   1.605245
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.62680E-01   -9.03961E+01
  A4   2.11247E-02   3.44234E-01
  A6   -1.72536E-02   -6.38672E-01
  A8   7.63079E-02   9.24875E-01
  A10   -1.15316E-01   -1.42073E+00
  A12   6.51910E-02   1.45887E+00
  A14   7.42755E-02   -6.81554E-01
  A16   -1.42782E-01   6.60546E-02
  A18   8.81008E-02   0.00000E+00
  A20   -1.98441E-02   0.00000E+00
(实施例11)
表12示出实施例11的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的玻璃制的物镜,其原材料是SK12(株式会社小原制造),设为T=0.08mm(对应于基准状态的d4)。图27示出实施例11的球面像差以及正弦条件曲线,图28示出实施例11的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图27所示,在实施例11的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的85%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表12]
实施例11
近轴量
Figure BDA00001681789000591
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0064   -0.0064   0.0105
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   221.00000   221.00000   -133.00000
  d4   0.080   0.100   0.100   0.050
  N2   1.599656   1.599656   1.599656   1.599656
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.62442E-01   -8.17989E+01
  A4   2.09677E-02   3.43973E-01
  A6   -1.71893E-02   -6.32914E-01
  A8   7.62026E-02   9.29716E-01
  A10   -1.15214E-01   -1.42730E+00
  A12   6.52881E-02   1.44789E+00
  A14   7.42810E-02   -6.66392E-01
  A16   -1.42819E-01   6.32131E-02
  A18   8.80981E-02   0.00000E+00
  A20   -1.98051E-02   0.00000E+00
(实施例12)
表13示出实施例12的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的玻璃制的物镜,其原材料是LAC13(HOYA株式会社制),设为T=0.095mm(对应于基准状态的d4)。图29示出实施例12的球面像差以及正弦条件曲线,图30示出实施例12的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图29所示,在实施例12的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的87%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表13]
实施例12
近轴量
Figure BDA00001681789000601
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0016   -0.0016   0.0164
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   865.00000   865.00000   -85.00000
  d4   0.095   0.100   0.100   0.050
  N2   1.715566   1.715566   1.715566   1.715566
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.55756E-0L   -1.05631E+03
  A4   2.03701E-02   3.25386E-01
  A6   -1.48228E-02   -6.51690E-01
  A8   7.07854E-02   8.58592E-01
  A10   -1.15355E-01   -1.59492E+00
  A12   6.68912E-02   1.67898E+00
  A14   7.44352E-02   -2.39287E-01
  A16   -1.44017E-01   -4.47459E-01
  A18   8.73158E-02   0.00000E+00
  A20   -1.92999E-02   0.00000E+00
(实施例13)
表14示出实施例13的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的玻璃制的物镜,其原材料是SK5(株式会社小原制造),设为T=0.1mm(对应于基准状态的d4)。图31示出实施例13的球面像差以及正弦条件曲线,图32示出实施例13的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图31所示,在实施例13的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的85%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表14]
实施例13
近轴量
Figure BDA00001681789000611
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   0.0000   0.0000   0.0183
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   ∞   ∞   -76.00000
  d4   0.100   0.100   0.100   0.050
  N2   1.605245   1.605245   1.605245   1.605245
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.62315E-01   -8.39712E+01
  A4   2.10652E-02   3.43537E-01
  A6   -1.68332E-02   -6.32843E-01
  A8   7.58334E-02   9.25875E-01
  A10   -1.15135E-01   -1.43184E+00
  A12   6.54287E-02   1.45616E+00
  A14   7.42432E-02   -6.61910E-01
  A16   -1.42935E-01   5.53348E-02
  A18   8.80811E-02   0.00000E+00
  A20   -1.97763E-02   0.00000E+00
(实施例14)
表15示出实施例14的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制的物镜,设为T=0.09mm(对应于基准状态的d4)。图33示出实施例14的球面像差以及正弦条件曲线,图34示出实施例14的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图33所示,在实施例14的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的85%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表15]
实施例14
近轴量
Figure BDA00001681789000621
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0029   -0.0052   0.0125
  温度   25   25   55   25
  d0   ∞   493.00000   272.50000   -112.40000
  d4   0.090   0.100   0.100   0.050
  N2   1.561516   1.561516   1.558517   1.561516
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.61765E-01   -6.46852E+01
  A4   2.68682E-02   3.26465E-01
  A6   -2.25585E-02   -6.28336E-01
  A8   8.22989E-02   9.72062E-01
  A10   -1.17005E-01   -1.41271E+00
  A12   6.46146E-02   1.42260E+00
  A14   7.48481E-02   -7.67242E-01
  A16   -1.42545E-01   1.59300E-01
  A18   8.80873E-02   0.00000E+00
  A20   -1.98062E-02   0.00000E+00
(实施例15)
表16示出实施例15的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的玻璃制的物镜,其原材料是SK5(株式会社小原制造),设为T=0.08mm(对应于基准状态的d4)。图35示出实施例15的球面像差以及正弦条件曲线,图36示出实施例15的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图35所示,实施例15的物镜是正弦条件违反量OSC在有效半径的85%的位置处具有正的极大值、而且在比正的极大值更接近光轴的位置处还具有负的极大值的例子。
[表16]
实施例15
近轴量
Figure BDA00001681789000631
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0071   -0.0071   0.0121
  温度   25   25   25   25
  d0   ∞   180.00000   180.00000   -104.00000
  d4   0.080   0.100   0.100   0.050
  N2   1.604862   1.604862   1.604862   1.604862
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -4.88485E-01   -4.01096E+01
  A4   6.79951E-03   7.04342E-01
  A6   -9.10893E-03   -2.25414E+00
  A8   5.93690E-02   4.90447E+00
  A10   -1.00446E-01   -7.33385E+00
  A12   -1.41236E-02   6.31245E+00
  A14   3.89275E-01   -2.31165E+00
  A16   -6.84263E-01   0.00000E+00
  A18   5.12369E-01   0.00000E+00
  A20   -1.48772E-01   0.00000E+00
(实施例16)
表17示出实施例16的透镜数据。本实施例是与多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制的物镜,设为T=0.09mm(对应于基准状态的d4)。图37示出实施例16的球面像差以及正弦条件曲线,图38示出实施例16的光盘侧光学面中的非球面形状的1阶微分曲线。如图37所示,在实施例16的物镜中,正弦条件违反量OSC在有效半径的85%的位置处具有正的极大值。另一方面,正弦条件违反量OSC不具有负的极大值。
[表17]
实施例16
近轴量
Figure BDA00001681789000641
变量
  基准状态   透明基板厚度最大  透明基板厚度最大+高温   透明基板厚度最小
  倍率   0.0000   -0.0033   -0.0064   0.0145
  温度   25   25   25   25
  d0   ∞   431.00000   223.00000   -96.30000
  d4   0.090   0.100   0.100   0.050
  N2   1.561516   1.561516   1.558517   1.561516
非球面系数
  第2面   第3面
  κ   -5.69211E-01   -4.78627E+01
  A4   2.12921E-02   3.15805E-01
  A6   -1.89157E-02   -6.07681E-01
  A8   7.81286E-02   9.63352E-01
  A10   -1.15731E-01   -1.42206E+00
  A12   6.32906E-02   1.43285E+00
  A14   7.60996E-02   -7.79599E-01
  A16   -1.43058E-01   1.67445E-01
  A18   8.80102E-02   0.00000E+00
  A20   -1.98355E-02   0.00000E+00
表18(A)~表18(C)汇总示出比较例以及实施例1~5的特性值,表19(A)~表19(C)汇总示出实施例6~11的特性值,表20(A)~表20(C)汇总示出实施例12~16的特性值。另外,表21、表22、表23示出发明记载的各条件式的值。另外,表21~表23的值是常温(25±3℃)的值,T、TMAX、TMAX-TMIN、H的单位是mm,ΔSA3/ΔM、CM3、CM5的单位是λrms,θ的单位是度(°)。如果使用各实施例,则可知相比于比较例,焦点跳跃时的高次球面像差(参照表18~表20的玻璃盖厚度最大时的轴上像差的5次球面像差的项)被抑制,并且相对倍率变化量与焦距之积的3次球面像差变化量(参照表21~表23的|ΔSA3/(ΔM×f)|的项)增大。另外,专利文献2的焦点跳跃时的高次球面像差的差以绝对值产生0.02λrms以上,与此相对,本实施例的高次球面像差的差几乎为0或者0.001λrms,最大也是0.01λrms左右。据此也可知,本发明的物镜在抑制焦点跳跃时的高次球面像差的方面出色。
[表18A]
Figure BDA00001681789000661
[表18B]
Figure BDA00001681789000671
[表18C]
Figure BDA00001681789000681
[表19A]
Figure BDA00001681789000691
[表19B]
Figure BDA00001681789000701
[表19C]
Figure BDA00001681789000711
[表20A]
Figure BDA00001681789000721
[表20B]
Figure BDA00001681789000731
[表20C]
[表21]
Figure BDA00001681789000751
[表22]
Figure BDA00001681789000752
[表23]
Figure BDA00001681789000761
根据本说明书记载的实施例、思想,本领域技术人员可知本发明不限于说明书记载的实施例,而还包括其它实施例、变形例。说明书的记载以及实施例仅以例证为目的,本发明的范围通过后述的权利要求来示出。

Claims (27)

1.一种物镜,其特征在于,是光拾取装置用的物镜,其中,该光拾取装置具有射出波长λ1的光束的光源和物镜,选择在厚度方向上具有3个以上的透明基板厚度相互不同的信息记录面的光盘中的某一个信息记录面,将从所述光源射出的波长λ1的光束通过所述物镜聚光到所述选择的信息记录面,从而进行信息的记录和/或再生,其中,390nm<λ1<415nm,
所述物镜是单片透镜,
像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下,
所述物镜由塑料材料构成,
在将所述透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX(mm)时,在常温(25±3℃)并且满足式(1)的玻璃盖厚度T(mm)下,球面像差(λrms)成为最小时的倍率M满足式(2),
TMAX×0.85≤T ≤TMAX×1.1(1)
-0.003≤M ≤0.003(2)
在所述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有正的极大值。
2.根据权利要求1所述的物镜,其特征在于,
所述玻璃盖厚度T(mm)满足以下的式(3),
TMAX×0.85≤T ≤TMAX×1.0(3)。
3.一种物镜,其特征在于,是光拾取装置用的物镜,其中,该光拾取装置具有射出波长λ1的光束的光源和物镜,选择在厚度方向上具有3个以上的透明基板厚度相互不同的信息记录面的光盘中的某一个信息记录面,将从所述光源射出的波长λ1的光束通过所述物镜聚光到所述选择的信息记录面,从而进行信息的记录和/或再生,其中,390nm<λ1<415nm,
所述物镜是单片透镜,
像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下,
所述物镜由玻璃材料构成,
在将所述透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX(mm)时,在常温(25±3℃)并且满足式(4)的玻璃盖厚度T(mm)下,球面像差(λrms)成为最小时的倍率M满足式(2),
TMAX×0.75≤T ≤TMAX×1.0(4)
-0.003≤M ≤0.003(2)
在所述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有正的极大值。
4.根据权利要求3所述的物镜,其特征在于,
所述玻璃盖厚度T(mm)满足以下的式(5),
TMAX×0.8≤T ≤TMAX×0.95(5)。
5.一种物镜,其特征在于,是光拾取装置用的物镜,其中,该光拾取装置具有射出波长λ1的光束的光源和物镜,选择在厚度方向上具有3个以上的透明基板厚度相互不同的信息记录面的光盘中的某一个信息记录面,将从所述光源射出的波长λ1的光束通过所述物镜聚光到所述选择的信息记录面,从而进行信息的记录和/或再生,其中,390nm<λ1<415nm,
所述物镜是单片透镜,
像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下,
在常温(25±3℃)并且满足式(2)的倍率M下,在将球面像差(λrms)成为最小时的玻璃盖厚度设为T(mm)、将常温(25±3℃)下的所述波长λ1的焦距设为f(mm)时,
在常温(25±3℃)并且所述透明基板厚度T下,相对所述物镜的焦距f与倍率变化ΔM之积的3次球面像差的变化率ΔSA3/(ΔM×f)(λrms/mm)满足式(6),
-0.003≤M ≤0.003(2)
21<|ΔSA3/(ΔM×f)|<25(6)。
6.一种物镜,其特征在于,是光拾取装置用的物镜,其中,该光拾取装置具有射出波长λ1的光束的光源和物镜,选择在厚度方向上具有3个以上的透明基板厚度相互不同的信息记录面的光盘中的某一个信息记录面,将从所述光源射出的波长λ1的光束通过所述物镜聚光到所述选择的信息记录面,从而进行信息的记录和/或再生,其中,390nm<λ1<415nm,
所述物镜是单片透镜,
像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下,
在常温(25±3℃)并且满足式(2)的倍率M下,在将球面像差(λrms)成为最小时的玻璃盖厚度设为T(mm)时,
在常温(25±3℃)并且所述玻璃盖厚度T下,在使所述物镜的倍率变化时所产生的3次球面像差ΔSA3(λrms)和5次球面像差ΔSA5(λrms)满足式(7),
-0.003≤M ≤0.003(2)
4.2<ΔSA3/ΔSA5<5.2(7)。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的物镜,其特征在于,
在所述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有正的极大值,在所述有效半径内正弦条件违反量不具有负的极大值。
8.根据权利要求1~6中的任意一项所述的物镜,其特征在于,
在所述倍率M下,在有效半径的70%至90%之间,正弦条件违反量具有正的极大值,而且,在比所述正的极大值靠近光轴的位置处,正弦条件违反量具有负的极大值。
9.根据权利要求1~8中的任意一项所述的物镜,其特征在于,
在常温(25±3℃)、所述玻璃盖厚度T、并且所述倍率M下,在使半视场角为1度的倾斜光束入射到所述物镜的情况下所产生的5次慧形像差CM5(λrms)满足式(8),
0.02<|CM5|<0.05(8)。
10.根据权利要求9所述的物镜,其特征在于,
在常温(25±3℃)、所述玻璃盖厚度T、并且所述倍率M下,在使半视场角为1度的倾斜光束入射到所述物镜的情况下所产生的3次慧形像差CM3(λrms)满足式(9),
0≤|CM3|<0.02                (9)。
11.一种物镜,其特征在于,是光拾取装置用的物镜,其中,该光拾取装置具有射出波长λ1的光束的光源和物镜,选择在厚度方向上具有3个以上的透明基板厚度相互不同的信息记录面的光盘中的某一个信息记录面,将从所述光源射出的波长λ1的光束通过所述物镜聚光到所述选择的信息记录面,从而进行信息的记录和/或再生,其中,390nm<λ1<415nm,
所述物镜是单片透镜,
像侧数值孔径(NA)为0.8以上且0.95以下,
在常温(25±3℃)并且满足式(2)的倍率M下,将球面像差(λrms)成为最小时的玻璃盖厚度设为T(mm)时,
在常温(25±3℃)、所述玻璃盖厚度T、并且满足式(2)的倍率M下,在使半视场角为1度的倾斜光束入射到所述物镜的情况下所产生的5次慧形像差CM5(λrms)满足式(8),
-0.003≤M ≤0.003                   (2)
0.02<|CM5|<0.05                       (8)。
12.根据权利要求11所述的物镜,其特征在于,
在常温(25±3℃)、所述玻璃盖厚度T、并且所述倍率M下,在使半视场角为1度的倾斜光束入射到所述物镜的情况下所产生的3次慧形像差CM3(λrms)满足式(9),
0≤|CM3|<0.02                            (9)。
13.根据权利要求5~12中的任意一项所述的物镜,其特征在于,
所述物镜由塑料材料构成。
14.根据权利要求13所述的物镜,其特征在于,
在将所述透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX(mm)时,所述玻璃盖厚度T满足式(1),
TMAX×0.85≤T≤TMAX×1.1                 (1)。
15.根据权利要求14所述的物镜,其特征在于,
所述玻璃盖厚度T和所述倍率M满足式(3)以及式(10),
TMAX×0.85≤T ≤TMAX×1.0           (3)
M=0                                 (10)。
16.根据权利要求5~12中的任意一项所述的物镜,其特征在于,所述物镜由玻璃材料构成。
17.根据权利要求16所述的物镜,其特征在于,
在将所述透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX(mm)时,所述玻璃盖厚度T满足式(4),
TMAX×0.75≤T ≤TMAX×1.0                 (4)。
18.根据权利要求17所述的物镜,其特征在于,
所述玻璃盖厚度T和所述倍率M满足式(5)以及式(10),
TMAX×0.8≤T≤TMAX×0.95                    (5)
M=0                                         (10)。
19.根据权利要求1~18中的任意一项所述的物镜,其特征在于,
在将所述正弦条件违反量的正的极大值设为OSCMAX(mm)、并将常温(25±3℃)下的所述波长λ1的焦距设为f(mm)时,满足式(11),
0.003<OSCMAX/f<0.022                         (11)。
20.根据权利要求1~3、5~17、19中的任意一项所述的物镜,其特征在于,
在高温(55±3℃)并且与所述最大的透明基板厚度TMAX相等的玻璃盖厚度下,以使所述物镜所致的聚光光点的3次球面像差被校正的方式在使非平行光束入射到所述物镜的状态下使在所述物镜倾斜了的情况下所产生的3次慧形像差CM(LT)(λrms)和在玻璃盖倾斜了相同量的情况下所产生的3次慧形像差CM(DT)(λrms)满足式(12),
0.3≤|CM(LT)/CM(DT)|≤0.8                        (12)。
21.根据权利要求1~3、5~17、19、20中的任意一项所述的物镜,其特征在于,
在常温(25±3℃)并且与所述最大的透明基板厚度TMAX相等的玻璃盖厚度下以使所述物镜所致的聚光光点的3次球面像差被校正的方式使非平行光束入射到所述物镜的状态下的倍率M1、和在常温(25±3℃)并且与所述透明基板厚度中的最小的透明基板厚度TMIN相等的玻璃盖厚度下以使所述物镜所致的聚光光点的3次球面像差被校正的方式使非平行光束入射到所述物镜的状态下的倍率M2满足式(13),
0≤M1/M2<0.92(13)。
22.根据权利要求1~21中的任意一项所述的物镜,其特征在于,
常温(25±3℃)下的相对所述波长λ1的所述物镜的折射率N、和所述光源侧的光学面的有效直径最周边中的倾斜角θ(度)满足式(14),
-59.8×N+162<θ<-59.8×N+166            (14)。
23.根据权利要求1~22中的任意一项所述的物镜,其特征在于,
在将所述透明基板厚度中的最小的透明基板厚度设为TMIN、并将所述透明基板厚度中的最大的透明基板厚度设为TMAX时,满足式(15),
0.03(mm)<TMAX-TMIN<0.06(mm)             (15)。
24.根据权利要求1~23中的任意一项所述的物镜,其特征在于,在将常温(25±3℃)下的相对所述波长λ1的所述物镜的折射率设为N、并将所述光盘侧的光学面的非球面变形量X(h)(mm)的1次微分X’(h)从负切换为正的半径高度设为H(mm)时,满足式(16),
-2.8×N+5.1<H<-2.8×N+5.4                 (16)
其中,非球面变形量X(h)是利用与所述光盘侧的光学面的面顶点相接的平面至非球面的光轴方向的距离来规定的,将从所述平面向所述光源侧变形的情况设为负,将从所述平面向所述光盘侧变形的情况设为正,H是将有效半径设为1时的相对值。
25.一种光拾取装置,其特征在于,具有:
权利要求1~24中的任意一项所述的物镜;以及
耦合透镜,能够在光轴方向上移动,其中,
通过使所述耦合透镜在光轴方向上移动,从而选择光盘中的某一个信息记录面。
26.根据权利要求25所述的光拾取装置,其特征在于,
所述耦合透镜由单片透镜构成。
27.根据权利要求25所述的光拾取装置,其特征在于,
所述耦合透镜由正的透镜群以及负的透镜群这2个群构成,通过使所述正的透镜群的至少1个透镜移动,从而选择光盘中的某一个信息记录面。
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