CN102714045B - 光拾取装置以及光信息记录再生装置 - Google Patents

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Abstract

为了提供能够减小偶合透镜的移动量、小型且低成本、能够对具有多层信息记录面的光盘进行信息记录/再生的、适合于扁薄型的光拾取装置,构成一种光拾取装置,其具有:光源;偶合透镜;像侧数值孔径在0.8以上(包括0.8)、0.95以下(包括0.95)的单的物镜;其中,偶合透镜具有1个移动透镜,通过使之在光轴方向在光源和物镜之间移动从而选择信息记录面,以最大的透明基板厚为TMAX(mm)时,在常温(25±3℃)且满足(1)式的玻璃盖厚T(mm)时,球面像差为最小时的倍率M满足(2)式:TMAX×0.80≤T≤TMAX×1.1 (1);-0.003≤M≤0.003 (2)。

Description

光拾取装置以及光信息记录再生装置
技术领域
本发明涉及能够对在厚度方向具有3个以上(包括3个)信息记录面的光盘进行信息记录及/或再生的光拾取装置,以及备有该光拾取装置的光信息记录再生装置。
背景技术
能够用波长400nm左右的蓝紫色半导体激光进行信息记录及/或再生(以下将“记录及/或再生”记述为“记录/再生”)的高密度光盘已为周知,为其一例的用NA0.85、光源波长405nm规格进行信息记录/再生的光盘、即所谓的Blu-ray Disc(以下称为BD)的情况时,对于大小与DVD(NA0.6、光源波长650nm、记忆容量4.7GB)相同的直径12cm的光盘,每一层能够记录25GB的信息。
以往的BD大多具有1层或2层信息记录面,但是由于消费市场的需求,希望在1张BD中保存更大数据,因此,具有3层以上(包括3层)信息记录面的BD的实用化研究正在进展。但是由于进行信息记录/再生时光束的NA为0.85之大,所以具有多个信息记录面的BD中,如果构成付与一个信息记录面最小球面像差的话,则透明基板厚(从光盘的光束入射面到信息记录面的距离)不同的其他信息记录面上球面像差增大,不能确切地进行信息记录/再生,存在问题。信息记录面个数越多(即离表面距离最小的信息记录面与离表面距离最大的信息记录面之间的间隔越大),这种球面像差问题越明显。
对此,专利文献1中公开了一种光拾取装置,其中,通过使配置在光源和物镜之间的偶合透镜在光轴方向移动来改变物镜的倍率,能够使抑制了3次球面像差的光束聚光于所选择的信息记录面。本说明书中,称从某信息记录面,改变必须进行信息记录/再生的信息记录面,到他信息记录面之动作,为“聚焦跳跃”。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:专利第4144763号号说明书
发明内容
发明欲解决的课题
但是,为了用上述专利文献1中记载的光拾取装置对例如具有3层以上(包括3层)信息记录面的光盘进行信息记录/再生,选择任何一个信息记录面时,偶合透镜的移动距离必须长。偶合透镜的移动距离长的话,光源到物镜的光路长变长,有例如不能实现光拾取装置的小型化之问题。另外,必须驱动偶合透镜的大型传动装置,有成本上升之问题。
尤其是能够对具有3层以上(包括3层)信息记录面的B D进行信息记录/再生的光拾取装置,在以往搭载在置放型录音机等中的、被称之谓半高(half-height)的较厚类型中,是能够确保较大的偶合透镜的移动空间的,但在搭载在笔记本型P C和薄型电视机背面等中的、被称之谓扁薄型的较薄的光拾取装置中,则存在不能充分确保偶合透镜的移动空间之问题。
并且一般来说,光拾取装置中,对光盘进行信息记录/再生时,沿所述光盘的径向及/或切向倾斜(本说明书中称谓透镜倾斜)物镜,用由此产生的彗形像差,能够抵消光盘翘起、倾斜(本说明书中称谓盘倾斜)所产生的彗形像差。因此,透镜倾斜时产生的彗形像差量小的话,为了修正盘倾斜引起的彗形像差,所需的透镜倾斜量增大,这样必须充分确保大的透镜倾斜量动态范围,导致光拾取装置大型化以及传动装置耗电大等问题。但是,BD用光拾取装置中对透明基板厚厚的信息记录面L0(例如透明基板厚100μm)进行信息记录/再生时,是通过使偶合透镜在光轴方向移动而对物镜入射发散光束,因此,与平行光束入射时相比,透镜倾斜时的彗形像差量小。
由上述可知,对应于3层以上(包括3层)BD的光拾取装置,其中透镜倾斜时的彗形像差量小,有可能产生不能良好地修正盘倾斜引起的彗形像差之问题。
另外,用由塑料材料构成的物镜实现高NA时,温度变化导致在光束斑点的球面像差(本说明书中称谓温度像差)明显,例如,焦距1.41mm的由塑料材料构成的物镜的情况,变化30℃时,球面像差的变化量约为100mλrms,超过马雷夏尔极限值(Marechal limit)70mλrms。以往D VD的情况时,因为NA为0.60~0.67左右,所以温度变化引起产生的球面像差量较小,没有必要修正该球面像差,但是B D用物镜时,还由于球面像差与NA的四次方成比例,温度变化引起产生的球面像差量变大。因此,搭载了塑料制物镜的BD用光拾取装置中,必须通过使偶合透镜在光轴方向移动来修正温度变化引起产生的像差。因此,在用塑料制物镜对信息记录面L0进行信息记录/再生期间环境温度上升时,物镜入射光的发散程度变得更大,透镜倾斜时的彗形像差量变得更小,因此,不能良好地修正盘倾斜引起的彗形像差之问题变得更大。
本发明考虑上述问题,目的在于提供一种光拾取装置,其中,能够减少偶合透镜的移动量,小型且低成本,适应作为扁薄型光拾取装置,能够对具有多层信息记录面的光盘进行信息记录/再生。
本说明书中,“透明基板厚”是从光盘的光束入射面到信息记录面的距离,在厚度方向具有多个信息记录面的光盘,其中各个信息记录面的透明基板厚是互不相同的。一般来说,光拾取装置用物镜是按照所定厚度的玻璃盖、使球面像差为最小地被定出球面像差的修正状态(该玻璃盖的厚度又称为设计玻璃盖厚)。设计玻璃盖厚有时与光盘任一信息记录面的透明基板厚相同,有时不同。玻璃盖的厚度变化时物镜的特性也变化,所以,讨论光拾取用物镜的特性时,也必须一起考虑玻璃盖厚。因此,本说明书中,论述物镜特性时使用“玻璃盖”之名词,以区别于光盘的“透明基板”(虽然使用“玻璃盖”之说法,但玻璃盖厚并不局限于玻璃,也可以是树脂)。
用来解决课题的手段
第1项记载的光拾取装置,具有:射出波长λ1(390nm<λ1<415nm)光束的光源;偶合透镜;物镜;选择在厚度方向具有3个以上(包括3个)透明基板厚互不相同的信息记录面之光盘中的任何一个信息记录面,由所述物镜将从所述光源射出的波长λ1光束聚光于所述选择的信息记录面,由此进行信息记录及/或再生,光拾取装置的特征在于,
所述偶合透镜至少具有一个能够在光轴方向移动的移动透镜,通过使所述移动透镜在光轴方向在所述光源与所述物镜之间移动,选择光盘中的任何一个信息记录面,
所述物镜是单透镜,
所述物镜的像侧数值孔径(NA)在0.8以上(包括0.8)、0.95以下(包括0.95),
以所述透明基板厚中最大的透明基板厚为TMAX(mm)时,在常温(25±3℃)且满足(1)式的玻璃盖厚T(mm)时,球面像差为最小时的倍率M满足(2)式:
MAX×0.80≤T≤TMAX×1.1        (1)
-0.003≤M≤0.003                       (2)。
较薄的光拾取装置、即所谓扁薄型的光拾取装置中,与较厚的光拾取装置、即所谓半高型的相比,偶合透镜的移动空间有制约。然而偶合透镜与光源之间一般配置偏振分光仪、半面镜等固定元件,所以,难以使偶合透镜向光源侧较大移动,但物镜侧空间却较有空余。对此,本发明者通过锐意研究发现,对于满足(1)式的玻璃盖厚T,使球面像差为最小时的倍率M满足(2)式的话,相对相对原点向物镜侧移动的偶合透镜的移动量来说,能够减小相对原点向光源侧移动的偶合透镜的移动量。这样,能够既避免偶合透镜与固定元件的干涉,又确保偶合透镜总的移动量,选择3层以上(包括3层)信息记录面的任何一面进行信息记录/再生。
并且,作为与具有3层以上(包括3层)信息记录面的B D对应的拾取装置,如上所述,必须是对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生时物镜的倾斜灵敏度不太小。尤其是使用塑料制物镜时,必须是正在对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生中环境温度上升时透镜倾斜灵敏度不太小。通过满足(1)式,能够防止对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生时物镜的倾斜灵敏度太小。
第2项记载的光拾取装置是第1项中记载的发明,其特征在于,以从所述偶合透镜向所述物镜侧射出平行光束之位置为所述移动透镜的原点,所述移动透镜从所述原点向所述光源侧的最大移动距离,小于所述移动透镜从所述原点向所述物镜侧的最大移动距离。这样,在具有有限空间的扁薄型光拾取装置中,能够既避免偶合透镜与固定在光源侧的元件干涉,又选择3层以上(包括3层)信息记录面的任何一面进行信息记录/再生。并且,优选选择所述光盘的离光束入射面最远的信息记录面聚光所述光束时、所述移动透镜从所述原点的移动距离,小于选择所述光盘的离光束入射面最近的信息记录面聚光所述光束时、所述移动透镜从所述原点的移动距离。
第3项记载的光拾取装置是第1或2项中记载的发明,其特征在于,以从所述偶合透镜向所述物镜侧射出平行光束之位置为所述移动透镜的原点、所述原点的所述光源一侧为(-)、所述原点的所述光盘一侧为(+)时,在选择所述光盘的离光束入射面最远的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为A(A<0),选择所述光盘的最接近于光束入射面的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为B(B>0)时,满足下式:
-10≤B/A≤-1.5       (3)。
通过满足(3)式,在具有有限空间的扁薄型光拾取装置中,能够既避免偶合透镜与固定在光源侧的元件干涉,又选择3层以上(包括3层)信息记录面的任何一面进行信息记录/再生。另外,能够确切防止对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生时物镜倾斜灵敏度太小。
第4项记载的光拾取装置是第1或2项中记载的发明,其特征在于,以从所述偶合透镜向所述物镜侧射出平行光束之位置为所述移动透镜的原点,所述原点的所述光源一侧为(-)、所述原点的所述光盘一侧为(+)时,在选择所述光盘的离光束入射面最远的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为A(A>0),选择所述光盘的最接近于光束入射面的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为B(B>0)时,满足下式:
5≤B/A≤15        (4)。
通过满足(4)式,在具有有限空间的扁薄型光拾取装置中,移动透镜不向光源侧移动,偶合透镜和固定在光源侧的元件的配置自由度提高。
第5项记载的光拾取装置是第1至4的任何一项中记载的发明,其特征在于,所述物镜在所述波长λ1时的焦距f(mm)满足下式:
1.0≤f≤1.45             (5)。
第6项记载的光拾取装置是第1至5的任何一项中记载的发明,其特征在于,所述倍率M时,在有效半径的70%到90%之间正弦条件违反量持正的极大值,在所述有效半径内正弦条件违反量不持负的极大值。
这种结构能够进一步减小聚焦跳跃时的残留高次球面像差,能够进一步减小聚焦跳跃时的偶合透镜移动量,另外,即使是正在对透明基板厚厚的一个信息记录面进行记录/再生之中,也能够抑制透镜倾斜灵敏度降低,并且,塑料物镜在环境温度上升时,也能够抑制透镜倾斜灵敏度降低。
第7项记载的光拾取装置是第1至5的任何一项中记载的发明,其特征在于,所述倍率M时,在有效半径的70%到90%之间正弦条件违反量持正的极大值,并且,在比所述正的极大值还要靠近光轴的位置,正弦条件违反量持负的极大值。
这种结构能够减小聚焦跳跃时的残留高次球面像差,能够减小聚焦跳跃时的偶合透镜移动量,另外,即使是正在对透明基板厚厚的一个信息记录面进行记录/再生之中,也能够抑制透镜倾斜灵敏度降低,并且,塑料物镜在环境温度上升时,也能够抑制透镜倾斜灵敏度降低,加上还能够抑制相对的2个光学面因制造误差而在光轴垂直方向偏移时的像差发生量,另外,还能够抑制光轴上的透镜厚因制造误差而在光轴方向偏差时的像差发生量,因此,能够提供更容易制造的物镜。
第8项记载的光拾取装置是第1至7的任何一项中记载的发明,其特征在于,所述物镜由玻璃材料构成。
第9项记载的光拾取装置是第1至7的任何一项中记载的发明,其特征在于,所述物镜由塑料材料构成。
第10项记载的光拾取装置是第1至9的任何一项中记载的发明,其特征在于,所述偶合透镜由单透镜组成,所述单透镜是所述移动透镜。
第11项记载的光拾取装置是第1至9的任何一项中记载的发明,其特征在于,所述偶合透镜由正透镜组及负透镜组之2组结构组成,所述正透镜组的至少1个透镜是所述移动透镜。
根据本发明能够进一步抑制移动透镜的移动量为较小,能够提供更小型的光拾取装置。
本发明涉及的光拾取装置至少具有1个光源(第1光源)。当然也可以具有多种光源使之能与多种光盘对应。并且,本发明的光拾取装置至少具有用来使第1光源发出的第1光束聚光于第1光盘信息记录面上的聚光光学系统。在能够与多种光盘对应的光拾取装置中,也可以构成聚光光学系统使第2光束聚光于第2光盘的信息记录面上、使第3光束聚光于第3光盘的信息记录面上。另外,本发明的光拾取装置具有至少接受来自于第1光盘信息记录面的反射光束的受光元件。在能够与多种光盘对应的光拾取装置中,也可以构成使受光元件接受来自于第2光盘信息记录面的反射光、接受来自于第3光盘信息记录面的反射光。本说明书中,“物体侧”意味光源侧,“像侧”意味光盘侧。
第1光盘具有厚度为t1的透明基板和信息记录面。第2光盘具有厚度为t2(t1<t2)的透明基板和信息记录面。第3光盘具有厚度为t3(t2<t3)的透明基板和信息记录面。优选第1光盘为BD、第2光盘为DVD、第3光盘为CD,但并不局限于此。
第1光盘在厚度方向重叠地具有3个以上(包括3个)信息记录面。即第1光盘是在厚度方向具有3个以上(包括3个)从光盘的光束入射面到信息记录面的距离(本说明书中称之为“透明基板厚”)互不相同的信息记录面之光盘。当然也可以具有4个以上(包括4个)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,“最大透明基板厚”是指多个信息记录面中光盘的离光束入射面最远的信息记录面的透明基板厚,“最小透明基板厚”是指光盘的最接近光束入射面的信息记录面的透明基板厚。
在以透明基板厚中最小透明基板厚为TMIN、透明基板厚中最大透明基板厚为TMAX时,优选满足(6)式:
0.03(mm)<TMAX-TMIN<0.06(mm)     (6)
在满足(6)式的具有3层以上(包括3层)信息记录面的光盘中,如上所述,聚焦跳跃时偶合透镜的移动量变得更长,有关偶合透镜移动量的课题变大,而本发明是解决这种较大课题的技术。
因此,光拾取装置在第1光盘的多个信息记录面中选择任何一个信息记录面,由物镜将光源射出的光束聚光于被选择的信息记录面,由此进行信息记录及/或再生。
本说明书中,BD是由波长390~415nm左右的光束、NA0.8~0.95程度的物镜进行信息记录/再生、透明基板厚度为0.05~0.125mm程度的光盘的总称,包括只有单一信息记录面的BD和具有3层以上(包括3层)信息记录面的BD等,但本发明的光拾取装置至少能够对应于具有3层以上(包括3层)信息记录面的BD。并且,本说明书中,DVD是由NA0.60~0.6
7程度的物镜进行信息记录/再生、透明基板厚度为0.6mm程度的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,本说明书中,CD是由NA0.45~0.51程度的物镜进行信息记录/再生、透明基板厚度为1.2mm程度的CD系列光盘的总称,包括CD-ROM、CD-Audio、CD-Video、CD-R、CD-RW等。记录密度是BD的记录密度最高,以下按DVD、CD顺序降低。
有关透明基板厚度t1、t2、t3,优选满足以下条件式(7)、(8)、(9),但并不局限于此:
0.050mm≤t1≤0.125mm    (7)
0.5mm≤t2≤0.7mm        (8)
1.0mm≤t3≤1.3mm        (9)。
本说明书中,优选第1光源、第2光源、第3光源是激光光源。激光光源可以优选采用半导体激光、硅激光等。优选从第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(λ
3>λ2)满足以下条件式(10)、(11):
1.5×λ1<λ2<1.7×λ1        (10)
1.8×λ1<λ3<2.0×λ1        (11)。
第1光盘、第2光盘、第3光盘分别采用BD、DVD、CD时,第1光源的第1波长λ1优选在350nm以上(包括350nm)、440nm以下(包括440nm),较优选长于390nm短于415nm,第2光源的第2波长λ2优选在570nm以上(包括570nm)、680nm以下(包括680nm),较优选在630nm以上(包括630nm)、670nm以下(包括670nm),第3光源的第3波长λ3优选在750nm以上(包括750nm)、880nm以下(包括880nm),较优选在760nm以上(包括760nm)、820nm以下(包括820nm)。
可以对第1光源、第2光源、第3光源中的至少2个光源进行单元化。单元化是指例如第1光源和第2光源被固定收纳在1插件中。另外,除了光源之外,也可以使后述受光元件1插件化。
作为受光元件,优选采用光电二极管等光检出器。在光盘信息记录面上反射的光入射到受光元件,用其输出信号能够得到记录在各光盘上的信息的读取信号。进一步可以检出受光元件上的斑点的形状变化、位置变化的光量变化,进行聚焦检出和轨迹检出,根据该检出使物镜移动,进行聚焦、追踪。受光元件可以由多个光检出器组成。受光元件也可以具有主的光检出器和副的光检出器。也可以构成下述受光元件:例如,在接受用于信息记录再生之主光的光检出器两旁设2个副的光检出器,由该2个副的光检出器接受追踪调整用的副光。受光元件也可以具有与各光源对应的多个受光元件。
聚光光学系统具有偶合透镜和物镜。偶合透镜是指配置在物镜和光源之间、改变光束发散角的透镜组。准直透镜是偶合透镜的一种,是将入射光束作为平行光或略平行光射出的偶合透镜。偶合透镜可以有只由正透镜组构成的情况和具有正透镜组和负透镜组的情况。正透镜组至少具有1个正透镜。正透镜组可以只是1个正透镜,也可以具有多个透镜。具有负透镜组时,负透镜组至少具有1个负透镜。负透镜组可以只是1个负透镜,也可以具有多个透镜。优选的偶合透镜的例子是只由1个单透镜的正透镜构成的,或由1个单的正透镜和1个单的负透镜的组合构成的。
本说明书中,对于偶合透镜,有时将在光轴方向能够移动的透镜称为“移动透镜”。另外,本说明书中,“偶合透镜的移动量”与“移动透镜的移动量”用作相同意义。
进行聚焦跳跃时,作为抑制偶合透镜移动量为较小的方法,可以考虑提高构成偶合透镜的透镜组中在光轴方向移动的透镜组的能力(即缩短在光轴方向移动的透镜组的焦距)。这是因为在光轴方向移动的透镜组的移动量是其透镜组的能力越大(即其透镜组的焦距越短)移动量越小。然而,将偶合透镜构成为一组结构的情况时,如果缩短在光轴方向移动的透镜组的焦距(即等于偶合透镜的焦距),则由物镜聚光的斑点将变为椭圆形,有担忧妨碍对BD的信息记录及/或再生。以下叙述有关理由。
一般来说,从作为光拾取装置的光源所采用的半导体激光射出的光束是椭圆形的,所以椭圆的长轴方向和短轴方向的光量分布是不同的。偶合透镜的焦距太短的话,偶合透镜取入的光量分布的非对称性明显,所以,由物镜聚光的斑点呈椭圆形,有担忧妨碍对BD的信息记录及/或再生。因此,偶合透镜为一组结构的情况时,难以使减小聚焦跳跃时所必须的偶合透镜的移动量与偶合透镜取入的光量分布的对称性得到两立。
为了使上述得到两立,优选使偶合透镜为正透镜组和负透镜组构成的2组结构,构成通过使正透镜组的至少1个透镜在光轴方向移动从而选择是聚光于光盘上哪一个信息记录面之结构。
为了说明的简略化,设偶合透镜是由正透镜和负透镜构成的2组结构的薄透镜系统,聚焦跳跃时使正透镜沿光轴方向移动。若以正透镜的能力为P、正透镜的焦距为f、负透镜的能力为P、负透镜的焦距为f、正透镜与负透镜的距离为L,则偶合透镜整体的能力P以及偶合透镜整体的焦距f由以下(12)式表示:
=P+P-L×P×P
=1/f
=1/f+1/f-L/(f×f)    (12)。
在此,若以物镜的焦距为f,则由偶合透镜和物镜构成的聚光光学系统的倍率M为以下(13)式:
M=-f/f                              (13)。
为了完善偶合透镜取入的光量分布的对称性,使物镜聚光的斑点的形状为圆形,必须对从用作光源的半导体激光射出的光束的椭圆率,设定最适当值的光学系统倍率M。BD用光拾取装置中,聚光光学系统的倍率的最适当值为-0.1程度。若考虑配置在光源与偶合透镜之间的偏振分光仪等光学元件的配置空间,则不能极端地缩短整个偶合透镜的焦距f。并且,为了使得对BD进行信息记录及/或再生时、物镜与BD的距离(又称工作距离)不至于太短、且对光拾取装置进行薄型化,物镜焦距f的最适当范围自然而定。根据上述,基于(13)式,作为BD用光拾取装置用的偶合透镜,其整体的焦距范围必须在某一所定范围,而不能只考虑聚焦跳跃时所需的偶合透镜的移动量,不顾一切地减小偶合透镜整体的焦距f
在此,为了抑制聚焦跳跃时的移动量为较小,优选增大正透镜的能力P,并且使偶合透镜整体的焦距f不过分太短地增大负透镜的能力P的绝对值(请参照(12)式)。
根据上述,在正透镜组和负透镜组之2透镜组组成的偶合透镜中,通过在光轴方向移动正透镜组,能够使得减小聚焦跳跃时所需的正透镜组的移动量与偶合透镜取入的光量分布的对称性得到两立。
至于正透镜组和负透镜组的配置,可以从光源侧按负透镜组、正透镜组之次序配置,也可以从光源侧按正透镜组、负透镜组之次序配置。优选前者配置。
根据上述,从减小偶合透镜移动量之观点出发,光拾取装置中最合适的偶合透镜例子是由1个正透镜和1个负透镜组合而成的,优选从光源侧按负透镜、正透镜之次序配置。但本发明并不局限于此,从尽可能简略偶合透镜结构之观点出发,也可以选择1个单正透镜的偶合透镜。
根据上述理由,为了修正第1光盘被选择的信息记录面上产生的球面像差,优选正透镜组的至少1个透镜(优选是正透镜)能够在光轴方向移动。例如,在进行第1光盘某一信息记录面的记录及/或再生、接下去进行第1光盘另一信息记录面的记录及/或再生时,使偶合透镜正透镜组中的至少1个透镜在光轴方向移动、改变光束发散度、改变物镜倍率,由此修正向第1光盘不同信息记录面聚焦跳跃时产生的球面像差。
图1是本发明者所作探讨的结果示意图。本发明者以塑料制的、焦距f=1.18mm的、光学面为非球面或衍射面的、像侧数值孔径为0.85的物镜为例,求得在具有多个信息记录面的第1光盘(BD)的离开最大限度的信息记录面上分别形成最合适的聚光斑点时所产生的最大球面像差的差AS、环境温度变化±30℃时所产生的最大的球面像差BS,以及光源波长变化±5nm时所产生的最大的球面像差CS。用图1中的条形图来表示它们。这种球面像差可以通过使偶合透镜在光轴方向移动、改变物镜倍率来修正,采用相同偶合透镜时,球面像差量的合计与偶合透镜的移动量相当。
如图1(a)、(b)所示,使用具有2个信息记录面的光盘的情况,光学面为非球面折射面、衍射面之任何一种的物镜时,球面像差的合计为410~430mλrms程度,可以说偶合透镜的移动量比较小。而如图1(c)所示,使用具有4个信息记录面的光盘的情况,光学面为非球面折射面的物镜时,球面像差量的合计为680mλrms,偶合透镜的移动量与使用具有2个信息记录面的光盘时相比必须约1.5倍。并且如图1(d)所示,光学面为衍射面的物镜时,使用具有4个信息记录面的光盘的情况,作为衍射面的效果,伴随温度变化而产生的球面像差降低,但与此相应,伴随波长变化而产生的球面像差增加,结果,球面像差量的合计为660mλrms,偶合透镜的移动量与使用具有2个信息记录面的光盘时相比,同样必须约1.5倍。
但是,如果使物镜为玻璃制的且使光学面为非球面折射面的话,则环境温度变化引起的球面像差BS(=140mλrms)几乎为零,所以偶合透镜的移动量变小(图1(c)中球面像差540mλrms的修正量相当)。进一步,如果使物镜为玻璃制的且使光学面为衍射面修正波长变动时产生的球面像差,则除了环境温度变化引起的球面像差BS之外,由于衍射面的功能,光源波长变动引起的球面像差CS也可以减少,所以,偶合透镜的移动量更小(图1(c)中球面像差500mλrms的修正量相当)。也就是说,为了减少偶合透镜的移动量,优选物镜用玻璃材料构成。但是,即使是如此改良物镜,相对具有2个信息记录面的光盘使用时的偶合透镜的移动量来说,具有4个信息记录面的光盘使用时的偶合透镜的移动量依然为2倍左右,因此,为了抑制偶合透镜的移动量,优选进一步化一些功夫。关于具有3个信息记录面或5个以上(包括5个)信息记录面的光盘使用时的偶合透镜的移动量,可以说是同样的情况。对此,本发明中通过不满足物镜的正弦条件,实现能够进一步降低偶合透镜的移动量。
上述探讨中,作为具有2个信息记录面的光盘(以离光盘的光束入射面距离小的信息记录面为RL1、离光盘的光束入射面距离大的信息记录面为RL2),设想了从光盘的光束入射面到RL1的距离为75μm、从光盘的光束入射面到RL2的距离为100μm的光盘。并且,作为具有4个信息记录面的光盘(以离光盘的光束入射面距离最小的信息记录面为RL1、离光盘的光束入射面距离最大的信息记录面为RL4),设想了从光盘的光束入射面到RL1的距离为50μm、从光盘的光束入射面到RL4的距离为100μm的光盘。
本说明书中,物镜是指在光拾取装置中被配置在对着光盘之位置上的、具有将从光源射出的光束聚光于光盘的信息记录面上之功能的光学系统。物镜是单塑料透镜或玻璃透镜。物镜可以只由折射面构成,也可以具有光程差付与构造。还可以是在玻璃透镜上用光固化性树脂、UV固化性树脂或热固化性树脂等设光程差付与构造的混合透镜。另外,优选物镜的折射面为非球面。还优选物镜设有光程差付与构造的基底面为非球面。并且,有时称物镜光源侧的光学面为物体侧光学面、称光盘侧的光学面为像侧光学面。优选物镜光源侧光学面的曲率半径的绝对值,小于像侧光学面的曲率半径的绝对值。
物镜为玻璃透镜的话,如参照图1已说明的那样,没有必要使偶合透镜移动去修正由于温度变化而产生的球面像差,所以,能够减少偶合透镜的移动量,能够使光拾取装置小型化,因而优选。
使物镜为玻璃透镜时,优选使用玻璃转移点Tg在500℃以下(包括500℃)、更优选400℃以下(包括400℃)的玻璃材料。通过使用玻璃转移点Tg在500℃以下(包括500℃)的玻璃材料,能够用较低的温度成型,这样能够延长模具的寿命。作为这种玻璃转移点Tg低的玻璃材料,有例如(株式会社)住田光学玻璃制造的K-PG325、K-PG375(同为产品名称)。
成型制作玻璃透镜时重要的物理特性值是线膨胀系数α。假设即使选择Tg在400℃以下(包括400℃)的材料,与树脂材料相比与室温的温度差仍然大。采用线膨胀系数α大的玻璃材料进行透镜成型时,降温时容易出现裂痕。优选玻璃材料的线膨胀系数α在200(×10-7/K)以下(包括200(×10-7/K),更优选在120(×10-7/K)以下(包括120(×10-7/K)。
但是,一般来说与塑料透镜相比玻璃透镜比重大,所以使物镜为玻璃透镜的话质量大,驱动物镜的传动装置的负担增大。因此,使物镜为玻璃透镜时优选使用比重小的玻璃材料。具体则优选比重在4.0以下(包括4.0)的,更优选比重在3.0以下(包括3.0)的。
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405n m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405n m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】
(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】
(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(4)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(5)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】
〔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】
〔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(C 12~C 15)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、DNODP-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Z E ONE X或三井化学公司制的APEL、TOPASADVANCED 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0.95以下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)
而且,不管物镜是玻璃的还是塑料的,(1)式都能适用。
至于透镜倾斜时产生的彗形像差,探讨3层以上(包括3层)BD用物镜应该满足的目标值,对在离光束入射面最远位置上的信息记录面(即透明基板厚最厚的信息记录面)正在实行信息记录/再生之中环境温度上升时,设定倾斜光盘时产生的3次彗形像差CM(DT)与物镜倾斜时产生的3次彗形像差CM(LT)之比为0.36程度。如上所述,该比值等于用搭载了对2层BD进行信息记录/再生之物镜的光拾取装置,正在对透明基板厚厚的信息记录面L0(100μm)实行信息记录/再生之中环境温度上升时,光盘倾斜时的3次彗形像差CM(DT)与物镜倾斜时的3次彗形像差CM(LT)之比。
本发明者们以这些值为目标值,探讨了适合于3层以上(包括3层)BD用的物镜,结果发现在常温(25±3℃)且满足(2)式的倍率时,通过设定球面像差的修正状态,使球面像差为最小时的玻璃盖厚T大于等于(1)式下限,由此满足CM(LT)的目标值。玻璃盖厚T越厚,越能够增大CM(LT),但玻璃盖厚T超过(1)式上限的话,在透明基板厚最薄的信息记录面上进行信息记录/再生时,入射到物镜上的光束的收敛程度太大,产生透镜移动特性劣化以及向透明基板厚最薄的信息记录面聚焦跳跃时的残留高次球面像差变大等课题,故不优选。另外通过满足(1)式,相对相对原点向物镜侧移动的偶合透镜的移动量来说,能够减小相对原点向光源侧移动的偶合透镜的移动量,所以,在扁薄型那样的光拾取装置中尤其适合。
较优选满足以下条件式(1′):
MAX×0.85≤T≤TMAX×1.1        (1′)。
通过玻璃盖厚T满足(1′)式的上限,进一步抑制在透明基板厚最薄的信息记录面上进行信息记录/再生时入射到物镜上的光束的收敛程度太大,结果能够进一步良好透镜移动特性,能够进一步减小向透明基板厚最薄的信息记录面聚焦跳跃时的残留高次球面像差,故优选。
更优选满足以下条件式(1″):
MAX×0.85≤T≤TMAX×1.0        (1″)。
此时,尤其优选M=0。
以从偶合透镜向物镜侧射出平行光束的位置为移动透镜的原点。此时通过满足条件式(1),相比从原点向物镜侧移动偶合透镜的最大移动距离来说,能够减小从原点向光源侧移动移动透镜的最大移动距离。这样,在具有有限空间的扁薄型光拾取装置中,能够既避免偶合透镜与固定在光源侧的元件干涉,又选择3层以上(包括3层)信息记录面的任何一面进行信息记录/再生。以原点的光源侧为(-),原点的光盘侧为(+)时,以选择光盘的离光束入射面最远的信息记录面聚光光束时移动透镜的位置为A(A<0),选择光盘的离光束入射面最近的信息记录面聚光光束时移动透镜的位置为B(B>0)时,进一步优选满足下式:
-10≤B/A≤-1.5                       (3)。
另外,通过满足条件式(1),可以不使移动透镜从原点向光源侧移动,只使移动透镜从原点向物体侧移动。这样,在具有有限空间的扁薄型光拾取装置中,更进一步能够既避免偶合透镜与固定在光源侧元件的干涉,又选择3层以上(包括3层)信息记录面的任何一个进行信息记录/再生。以原点的光源侧为(-),原点的光盘侧为(+)时,以选择光盘的离光束入射面最远的信息记录面聚光光束时移动透镜的位置为A(A>0),选择光盘的离光束入射面最近的信息记录面聚光光束时移动透镜的位置为B(B>0)时,优选进一步满足下式:
5≤B/A≤15            (4)。
接下去对物镜正弦条件的优选条件作说明。如图2所示,正弦条件是离光轴高度h1的光线平行于光轴入射到透镜上时,该光线从透镜射出时的射出角度为U时,h1/sinU满足一定值。当其与离光轴高度h1的高度无关而为一定值时,视为满足正弦条件,有效径内的各光线的横向倍率为一定。虽然该正弦条件是轴上的计算值,但对于进行轴外横向倍率误差(即轴外彗形像差)修正来说是有效的。
而h1/sinU不为一定值时,将OSC=h1/sinU-f定义为正弦条件违反量。图3是取横轴为物镜的正弦条件违反量、取纵轴为离光轴的高度所表示的曲线。满足正弦条件的物镜时,曲线在纵轴是一致的,而不满足正弦条件的物镜的情况则如图3所示,曲线偏离纵轴在正侧及/或负侧。另外,如果欲使不满足正弦条件的物镜在光轴及有效径附近满足正弦条件的话,则正弦条件违反量必定持极大值。在此,以正弦条件违反量的正侧极大值为SCmax,负侧极大值为SCmin。
图3(a)所示特性的物镜,是正弦条件违反量具有1个负侧极大值SCmin没有正侧极大值SCmax的例子。这种物镜具有以下特性:面位移灵敏度小,而且轴上厚误差灵敏度小,容易制造,但伴随偶合透镜移动,高次球面像差增大,倍率变化时的球面像差变化小。因此,为了在3层以上(包括3层)光盘上选择信息记录面而移动偶合透镜时,所需的移动量有可能增大。
而图3(b)、图3(c)所示特性的物镜,在上述倍率M时,在物镜有效半径的70%到90%之间,正弦条件违反量至少具有1个正侧极大值SCmax(优选只有1个)。如图3(b)、图3(c)所示的从物镜有效半径的70%到90%之间、正弦条件违反量具有正侧极大值SCmax的物镜,具有伴随偶合透镜移动而产生的高次球面像差减少、倍率变化引起的球面像差的变化大之特性,所以,为了在3层以上(包括3层)光盘上选择信息记录面而移动偶合透镜时,能够减小所需的移动量。
图3(b)的例子中,正弦条件违反量在比正侧极大值还要靠光轴一侧具有一个负侧极大值。另外图3(c)的例子中,正弦条件违反量只有正侧极大值没有负侧极大值。图3(b)例子中、图3(c)例子中都是从极大值到周边部正弦条件违反量单调减少。
如图3(b)所示的倍率M时在有效半径的70%到90%之间正弦条件违反量持正的极大值、并且正弦条件违反量持负的极大值时,能够减小聚焦跳跃时的残留高次球面像差,能够减小进行聚焦跳跃时的偶合透镜移动量,另外,即使是正在对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生之中环境温度升高时,也能够进一步抑制透镜倾斜灵敏度的降低,还能够抑制相对的2个光学面因制造误差而在光轴垂直方向偏移时的像差发生量,另外,也能够抑制光轴上的透镜厚因制造误差而在光轴方向偏差时的像差发生量,所以,能够提供更容易制造的物镜。
而如图3(c)所示的倍率M时在有效半径的70%到90%之间正弦条件违反量持正的极大值、正弦条件违反量不持负的极大值时,能够更进一步减小聚焦跳跃时的残留高次球面像差,能够更进一步减小聚焦跳跃时的偶合透镜移动量,另外,即使是正在对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生之中环境温度升高时,也能够更进一步抑制透镜倾斜灵敏度的降低。
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,使得由于入射光的发散收敛度的变化而在物镜产生的3次球面像差以及高次球面像差的变化,与聚焦跳跃时产生的3次球面像差以及高次球面像差的变化几乎相似形。
物镜可以是优先减小偶合透镜移动量,设定正弦条件违反量的形状,也可以是优先抑制聚焦跳跃时的残留像差为较小,设定正弦条件违反量的形状。
另外,在常温(25±3℃)满足上述(2)式的倍率M时,以球面像差最小时的玻璃盖厚为T(mm)、常温(25±3℃)时所述波长λ1的焦距为f(mm)时,优选在常温(25±3℃)且玻璃盖厚T时,相对物镜倍率变化的3次球面像差的变化率ΔSA3/(ΔM×f)(λrms/mm)满足(14)式:
21<|ΔSA3/(ΔM×f)|<25      (14)。
通过使满足(14)式地规定相对物镜倍率变化的3次球面像差的变化率,能够使聚焦跳跃时的残留高次球面像差的抑制与偶合透镜的移动量的抑制得到两立。
较优选满足以下条件式(14′):
21.5<|ΔSA3/(ΔM×f)|<24.5(14′)。
另外,优选在常温(25±3℃)玻璃盖厚T时,使物镜倍率变化时产生的3次球面像差ΔSA3和5次球面像差ΔSA5满足(15)式:
4.2<ΔSA3/ΔSA5<5.2           (15)。
通过使满足(15)式,倍率变化时的3次球面像差与5次球面像差的变化之比,接近玻璃盖厚变化时的3次球面像差与5次球面像差之比,所以,能够使聚焦跳跃时的残留高次球面像差的抑制与偶合透镜的移动量的抑制得到两立。
较优选满足以下条件式(15′):
4.3<ΔSA3/ΔSA5<4.9            (15′)。
另外,在常温(25±3℃)、所述透明基板厚T、且倍率M时,优选半角1度的倾斜光束入射到物镜上时产生的5次彗形像差CM5(λrms)满足(16)式:
0.02<|CM5|<0.05                 (16)。
条件式(16)是从别的观点设定为了使聚焦跳跃时的残留高次球面像差的抑制与偶合透镜的移动量的抑制得到两立的条件。在满足(2)式的倍率M时,通过满足(16)式,能够使聚焦跳跃时的残留高次球面像差的抑制与偶合透镜的移动量的抑制得到两立。
特征在于,在常温(25±3℃)、且透明基板厚、且所述倍率M时,半角1度的倾斜光束入射到所述物镜上时产生的3次彗形像差CM3(λrms)满足(17)式:
0≤|CM3|<0.02                     (17)。
通过满足条件式(17),对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生时也能够防止透镜倾斜灵敏度变得太小。并且,即使物镜是塑料制的在正在对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生之中环境温度升高时,也能够防止透镜倾斜灵敏度变得太小,故优选。
另外,物镜在以正弦条件违反量的正的极大值为SCMAX(mm)、常温(25±3℃)时的所述波长λ1的焦距为f(mm)时,优选满足(18)式:
0.003<SCMAX/f<0.022      (18)。
使正弦条件违反量大于(18)式下限地设定倾斜光束入射时的彗形像差的修正状态的话,则聚焦跳跃时的高次球面像差不会修正不足,使正弦条件违反量小于(18)式上限地设定倾斜光束入射时的彗形像差的修正状态的话,则高次球面像差不会修正过剩,所以能够有效地抑制聚焦跳跃时的高次球面像差。
较优选满足以下条件式(18′):
0.003<SCMAX/f<0.015     (18′)。
对光盘进行信息记录及/或再生时,如果能够沿所述光盘径向及/或切向倾斜物镜的话,则能够用物镜倾斜(本说明书中称为透镜倾斜)引起产生的彗形像差,抵消光盘翘起和倾斜(本说明书中称为盘倾斜)引起产生的彗形像差,能够安定进行对光盘的信息记录及/或再生。
如果透镜倾斜引起产生的彗形像差相对盘倾斜引起产生的彗形像差来说太小,则用来修正盘倾斜引起产生的彗形像差所必需的透镜倾斜量增大,这样消耗电力增大,透镜倾斜時物镜与光盘碰撞等,产生问题。
透镜倾斜引起产生的彗形像差依存于物镜的正弦条件违反量而变化,而正弦条件违反量依存于对光盘进行信息记录/再生状态下的物镜倍率而变化。具体则是,平行光束入射到物镜上的状态时正弦条件违反量得到修正的物镜在发散光束入射到物镜上的状态时正弦条件违反量向负侧变化,因此,透镜倾斜引起产生的彗形像差量变小。入射到物镜上的光束的发散度越大,这种彗形像差量越小。
BD用光拾取装置中,入射到物镜上的光束的发散度最大的是对离光束入射面距离最大的信息记录面进行信息记录及/或再生时的情况,并且由塑料材料构成物镜时,为了修正起因于环境温度变化而产生的球面像差,光束的发散度变得更大。
对此,优选在高温(55±3℃)时,对于与最大透明基板厚TMAX相等的玻璃盖厚,使物镜聚光斑点的3次球面像差得到修正地使非平行光束入射到物镜上的状态下,使相对倾斜物镜时产生的3次彗形像差CM(LT)的同量倾斜玻璃盖时产生的3次彗形像差CM(DT)之比的绝对值在0.3以上(包括0.3)地、设定对离光束入射面距离最大的信息记录面进行信息记录及/或再生状态时的物镜的正弦条件违反量。由此,对离光束入射面距离最大的信息记录面进行信息记录及/或再生时,也能够通过透镜倾斜良好地修正盘倾斜引起的彗形像差,对光盘含有的所有的信息记录面能够得到良好的记录/再生特性。
即,通过满足以下条件式(19):
0.3≤|CM(LT)/CM(DT)|≤0.8(19),
在对透明基板厚厚的信息记录面进行信息记录/再生时,也能够防止透镜倾斜灵敏度变得太小。并且,即使物镜是塑料制的,在正在对透明基板厚厚的信息记录面进行信息记录/再生之中环境温度升高时,也能够防止透镜倾斜灵敏度变得太小,所以优选。
优选满足以下条件式(19′):
0.35≤|CM(LT)/CM(DT)|≤0.8(19′)。
为了更进一步发挥上述效果,更优选如下所述地设定物镜的正弦条件违反量和球面像差的修正状态。
优选在满足(2)式之倍率M的光束入射到物镜的状态时设定物镜的球面像差修正状态,使经由与最小透明基板厚TMIN相等的玻璃盖聚光的斑点的球面像差,小于经由与最大透明基板厚TMAX相等的玻璃盖聚光的斑点的球面像差的绝对值。
这同义于在光拾取装置中,当以所述倍率M的光束入射到物镜上之状态时可动透镜的位置为T0、对透明基板厚为TMAX的信息记录面进行信息记录及/或再生状态时可动透镜的位置为T1、对透明基板厚为TMIN的信息记录面进行信息记录及/或再生状态时可动透镜的位置为T2时,以下(20)式成立:
|T1-T0|<|T2-T0|       (20)。
并且,优选在常温(25±3℃)且最大透明基板厚TMAX时使物镜聚光斑点的3次球面像差得到修正地使非平行光束入射到物镜上之状态时的倍率M1,与在常温(25±3℃)且最小透明基板厚TMIN时使物镜聚光斑点的3次球面像差得到修正地使非平行光束入射到物镜上之状态时的倍率M2,满足(21)式:
0≤M1/M2<0.92               (21)。
因为对透明基板厚厚的信息记录面进行信息记录/再生时能够防止透镜倾斜灵敏度小,所以,优选T并非TMAX和TMIN的中间地点而是接近TMAX。从倍率的观点出发,规定其优选范围的公式是(21)式。
较优选满足以下(21′)式:
0≤M1/M2<0.8(21′)。
从透镜形状观点出发,优选物镜对常温(25±3℃)时波长λ1的折射率N和光源侧(物体侧)光学面有效径最周边的倾斜角θ(度)满足(22)式:
-59.8×N+162<θ<-59.8×N+166(22)。
并且从透镜形状观点出发,特征在于,当以物镜对常温(25±3℃)时波长λ1的折射率为N、光盘侧光学面非球面变形量X(h)(mm)的1次微分X′(h)从负转为正的半径高度为H(mm)时,满足(23)式:
-2.8×N+5.1<H<-2.8×N+5.4(23)。
其中,非球面变形量X(h)由从相接于光盘侧光学面面顶点的平面到非球面的光轴方向的距离规定,以从该平面向光源侧变形时为负,从该平面向光盘侧变形时为正,H是以有效半径为1时的相对值。
本发明光拾取装置中使用的物镜也可以是略满足正弦条件的物镜。
以对第1光盘再生/记录信息所需要物镜的像侧数值孔径为NA1,对第2光盘再生/记录信息所需要物镜的像侧数值孔径为NA2(NA1>NA2),对第3光盘再生/记录信息所需要的物镜像侧数值孔径为NA3(NA2>NA3)。NA1在0.8以上(包括0.8)、0.95以下(包括0.95),较优选在0.8以上(包括0.8)、0.9以下(包括0.9)。尤其优选NA1为0.85。优选NA2在0.55以上(包括0.55)、0.7以下(包括0.7)。尤其优选NA2为0.60或0.65。优选NA3在0.4以上(包括0.4)、0.55以下(包括0.55)。尤其优选NA3为0.45或0.53。
另外,优选物镜满足以下(24)式:
0.9≤d/f≤1.5          (24)。
其中,d表示物镜光轴上的厚度(mm),f表示第1光束时物镜的焦距(mm)。
与BD那样短波长、高NA光盘对应的物镜的场合,如果物镜光轴上的厚度与焦距之比太大的话,则出现轴外光束入射到物镜上时容易产生像散、以及不能确保工作距离(工作距离)之课题。反之,如果物镜光轴上的厚度与焦距之比太小的话,则出现面位移灵敏度变大之课题。通过满足(24)式,能够抑制像散发生和面位移灵敏度。
本发明光拾取装置可以适用于焦距f在1.0mm以上(包括1.0mm)、2.4mm以下(包括2.4mm)的物镜,但本发明的效果较显著的是扁薄型的光拾取装置,所以,本发明的效果较显著的物镜的焦距在1.0mm以上(包括1.0mm)、1.45mm以下(包括1.45mm)。较显著的是在1.0mm以上(包括1.0mm)、1.41mm以下(包括1.41mm),更显著的是在1.0mm以上(包括1.0mm)、1.27mm以下(包括1.27mm)。最显著的是在1.0mm以上(包括1.0mm)、1.2mm以下(包括1.2mm)。
另外,作为用于扁薄型光拾取装置的物镜,优选物镜的光束入射面的有效径在1.7mm以上(包括1.7mm)、2.4mm以下(包括2.4mm)。较优选在1.7mm以上(包括1.7mm)、2.2mm以下(包括2.2mm),更优选在1.7mm以上(包括1.7mm)、2.0mm以下(包括2.0mm)。
并且,作为用于扁薄型光拾取装置的偶合透镜,优选其在第1光束时的焦距在8.5mm以上(包括8.5mm)、14.2mm以下(包括14.2mm),较优选在12mm以上(包括12mm)、14mm以下(包括14mm)。
另外,优选在采用第1光盘时的物镜的工作距离在0.15mm以上(包括0.15mm)、1.0mm以下(包括1.0mm)。
本发明涉及的光信息记录再生装置备有光盘驱动装置,其中具有上述光拾取装置。
对装备在光信息记录再生装置中的光盘驱动装置作说明,光盘驱动装置有下述方式:只有在搭载状态下能够支承光盘的盘,从收纳着光拾取装置的光信息记录再生装置,向外部取出;连同收纳着光拾取装置等的光盘驱动装置本体一起,向外部取出。
采用上述各方式的光信息记录再生装置大致装备下述构成部件,但并不局限于此:收纳在外壳等中的光拾取装置;使光拾取装置连同外壳一起向光盘内周或外周移动的搜索马达等光拾取装置驱动源;具有向光盘内周或外周导向光拾取装置外壳之导向轨等的光拾取装置移送手段;进行光盘旋转驱动的主轴马达等。
前者方式中除了上述各构成部件之外,还设有在搭载状态下能够支承光盘的托盘以及用来使托盘滑动的装载机构等;后者方式中没有托盘以及装载机构,优选各构成部件设在能够拉到外部的相当于机壳的抽屉上。
本说明书中定义厚度在8mm以下(包括8mm)的光拾取装置为扁薄型光拾取装置。光拾取装置的厚度如图4所示,是指从光拾取装置本体的下面到光盘表面的距离,包括物镜的工作距离(从物镜的光束出射面到光盘表面的距离)。搭载了扁薄型光拾取装置的光盘驱动装置优选在厚度13mm以下(包括13mm),可以举出例如厚度12.7mm、9.5mm的光盘驱动装置。
发明之效果
根据本发明,能够提供一种适合作为小型且低成本、扁薄型的光拾取装置,其能够对具有多层信息记录面的光盘进行信息记录/再生的光拾取装置。
附图说明
图1:根据本发明者探讨结果的各球面像差的比较示意图。
图2:正弦条件的说明图。
图3:正弦条件不满足量的例示图。
图4:光拾取装置PU1结构的概略示意图。
图5:光拾取装置PU2结构的概略示意图。
图6:实施例1在纵轴取光瞳半径在横轴取正弦条件的示意曲线。
图7:实施例2在纵轴取光瞳半径在横轴取正弦条件的示意曲线。
图8:实施例3在纵轴取光瞳半径在横轴取正弦条件的示意曲线。
图9:实施例4在纵轴取光瞳半径在横轴取正弦条件的示意曲线。
图10:实施例5在纵轴取光瞳半径在横轴取正弦条件的示意曲线。
具体实施方式
以下参照附图,对本发明实施方式作说明。图4是对在厚度方向具有3个信息记录面RL1~RL3(从离光盘光束入射面距离小之顺序依次为RL1、RL2、RL3)的光盘BD能够确切地进行信息记录/再生的本实施方式光拾取装置PU1的结构概略示意图。该光拾取装置PU1是高度H=8mm以下(包括H=8mm)的扁薄型光拾取装置(用虚线概略表示外形)。本发明并不局限于本实施方式。例如,图4中出示的是BD专用的光拾取装置,但是也可以通过使物镜OBJ为BD/DVD/CD互换用的或另行配置DVD/CD用物镜,构成BD/DVD/CD互换用的光拾取装置。
光拾取装置PU1备有:物镜OBJ;3轴传动装置AC2,使物镜OBJ在聚焦方向及追踪方向移动,在光盘径向及/或切向倾斜物镜OBJ;λ/4波片QWP;反射镜MR;偶合透镜CL,具有由1个具有正折射力的正透镜构成的正透镜组L2和由1个具有负折射力的负透镜构成的负透镜组L3;只使正透镜组L2在光轴方向移动的1轴传动装置AC1;偏振分光仪PBS;射出405nm激光光束的半导体激光LD;传感用透镜SL;接受BD信息记录面RL1~RL3反射光的受光元件PD。
本实施方式中,偶合透镜CL被配置在偏振分光仪PBS与λ/4波片QWP之间。偶合透镜CL的正透镜组L2的移动量,是以从半导体激光LD射出的光束穿过正透镜组L2射出平行光束时的位置为原点,从原点向半导体激光LD一侧的正透镜组L2的最大移动距离,小于从原点向物镜OBJ一侧的正透镜组L2的最大移动距离。
并且,当以原点的半导体激光LD一侧为(-)、原点的物镜OBJ一侧为(+)时,选择BD的离光束入射面最远的信息记录面RL3聚光光束时正透镜组L2的位置为A(A<0),选择BD的离光束入射面最近的信息记录面RL1聚光光束时正透镜组L2的位置为B(B>0)时,满足以下(3)式:
-10≤B/A≤-1.5         (3)。
同样,选择BD的离光束入射面最远的信息记录面RL3聚光光束时正透镜组L2的位置为A(A>0),选择BD的离光束入射面最近的信息记录面RL1聚光光束时正透镜组L2的位置为B(B>0),满足以下(4)式:
5≤B/A≤15                (4)。
本实施方式中,物镜OBJ是塑料制或玻璃制的单透镜,物镜OBJ在波长λ1时的焦距f(mm)满足以下(5)式:
1.0≤f≤1.45              (5)。
先说明对BD的第1信息记录面RL1进行记录/再生的情况。此时,由1轴传动装置AC1使偶合透镜CL的正透镜组L2移动到实线位置(B)。从蓝紫色半导体激光LD射出的光束(λ1=405nm)的发散光束,透过偏振分光仪PBS,穿过偶合透镜CL的负透镜组L3,发散角增大,进一步穿过正透镜组L2,变为弱发散光束,之后由反射镜MR反射,由λ/4波片QWP从直线偏振光变换为圆偏振光,通过没有图示的光阑光束径被规制,由物镜OBJ经由第1厚度的透明基板PL1,如实线所示,成为形成在第1信息记录面RL1上的斑点。
在第1信息记录面RL1上经信息槽调制的反射光束,再次透过物镜OBJ、光阑之后,由λ/4波片QWP从圆偏振光变换为直线偏振光,经反射镜MR反射,穿过偶合透镜CL的正透镜组L2及负透镜组L3,变为收敛光束,经偏振分光仪PBS反射之后,通过传感用透镜SL,收敛于受光元件PD的受光面上。然后用受光元件PD的输出信号,由3轴传动装置AC2使物镜OBJ聚焦、追踪,由此能够读取记录在第1信息记录面RL1上的信息。
接下去说明对BD的第2信息记录面RL2进行记录/再生的情况。此时,由1轴传动装置AC1使偶合透镜CL的正透镜组L2移动到点划线位置(B到A之间)。从蓝紫色半导体激光LD射出的光束(λ1=405nm)的发散光束,透过偏振分光仪PBS,穿过偶合透镜CL的负透镜组L3,发散角增大,进一步穿过正透镜组L2,变为略平行光束,之后由反射镜MR反射,由λ/4波片QWP从直线偏振光变换为圆偏振光,通过没有图示的光阑光束径被规制,由物镜OBJ经由第2厚度(比第1厚度厚的)的透明基板PL2,如点划线所示,成为形成在第2信息记录面RL2上的斑点。
在第2信息记录面RL2上经信息槽调制的反射光束,再次透过物镜OBJ、光阑之后,由λ/4波片QWP从圆偏振光变换为直线偏振光,经反射镜MR反射,穿过偶合透镜CL的正透镜组L2及负透镜组L3,变为收敛光束,经偏振分光仪PBS反射之后,通过传感用透镜SL,收敛于受光元件PD的受光面上。然后用受光元件PD的输出信号,由3轴传动装置AC2使物镜OBJ聚焦、追踪,由此能够读取记录在第2信息记录面RL2上的信息。
接下去说明对BD的第3信息记录面RL3进行记录/再生的情况。此时,由1轴传动装置AC1使偶合透镜CL的正透镜组L2移动到虚线位置(A)。从蓝紫色半导体激光LD射出的光束(λ1=405nm)的发散光束,透过偏振分光仪PBS,穿过偶合透镜C
L的负透镜组L3,发散角增大,进一步穿过正透镜组L2,变为弱收敛光束,之后由反射镜MR反射,由λ/4波片QWP从直线偏振光变换为圆偏振光,通过没有图示的光阑光束径被规制,由物镜OBJ经由第3厚度(比第2厚度厚的)的透明基板PL3,如虚线所示,成为形成在第3信息记录面RL3上的斑点。
在第3信息记录面RL3上经信息槽调制的反射光束,再次透过物镜OBJ、光阑之后,由λ/4波片QWP从圆偏振光变换为直线偏振光,经反射镜MR反射,穿过偶合透镜CL的正透镜组L2及负透镜组L3,变为收敛光束,经偏振分光仪PBS反射之后,通过传感用透镜SL,收敛于受光元件PD的受光面上。然后用受光元件PD的输出信号,由3轴传动装置AC2使物镜OBJ聚焦、追踪,由此能够读取记录在第3信息记录面RL3上的信息。
根据本实施方式,因为相对偶合透镜CL来说,是在半导体激光LD一侧接近地配置偏振分光仪PBS,而在物镜OBJ一侧比较离开地配置反射镜MR,因此,使得被配置在原点的偶合透镜CL向半导体激光LD一侧移动的最大距离,小于向物镜OBJ一侧移动的最大距离,由此,能够既确保用来使斑点聚光于不同信息记录面的总的移动距离,又得到小型的光拾取装置。另外,对光盘进行信息记录及/或再生时,为了修正光盘翘起倾斜引起产生的彗形像差,通过3轴传动装置AC2使物镜OBJ沿光盘径向及/或切向倾斜。由此,能够对持有翘曲的光盘安定地进行信息记录及/或再生,并且,在光盘在旋转中倾斜时也能够良好地保持信息记录面上的斑点质量。
图5是对厚度方向具有3个信息记录面RL1~RL3(从离光盘光束入射面距离小之顺序依次为RL1、RL2、RL3)的光盘BD能够确切地进行信息记录/再生的别的实施方式光拾取装置PU2的结构概略示意图。该光拾取装置PU2也是高度H=8mm以下(包括H=8mm)的扁薄型光拾取装置(用虚线概略表示外形)。
本实施方式中,由单正透镜构成的偶合透镜CL通过传动装置AC1能够在光轴方向移动,仅这一点不同,其他结构省略说明。本实施方式中也是在偏振分光仪PBS和λ/4波片QWP之间配置偶合透镜CL,偶合透镜CL的移动量是以从半导体激光LD射出的光束穿过偶合透镜CL射出平行光束时的位置为原点,从原点向半导体激光LD一侧的偶合透镜CL的最大移动距离,小于从原点向物镜OBJ一侧的偶合透镜CL的最大移动距离。
并且,当以原点的半导体激光LD一侧为(-)、原点的物镜OBJ一侧为(+)时,选择BD的离光束入射面最远的信息记录面RL3聚光光束时偶合透镜CL的位置为A(A<0),选择BD的离入射面最近的信息记录面RL1聚光光束时偶合透镜CL的位置为B(B>0)时,满足以下(3)式:
-10≤B/A≤-1.5        (3)。
同样,选择BD的离光束入射面最远的信息记录面RL3聚光光束时偶合透镜CL的位置为A(A>0),选择BD的离光束入射面最近的信息记录面RL1聚光光束时偶合透镜CL的位置为B(B>0),满足以下(4)式:
5≤B/A≤15               (4)。
实施例
对能够用于上述实施方式的物镜的实施例作以下说明。物镜的设计波长为405nm或408nm,以下表中,r表示曲率半径,d表示从第i面到第i+1面的光轴方向的位置,Nd表示各面对d线(587.6nm)的折射率,N405表示设计波长405nm时各面的折射率,N408表示设计波长408nm时各面的折射率,νd表示d线时的阿贝数。以下(包括表中的透镜数据),10的幂乘数(例如2.5×10-3)用E(例如2.5E-3)来表示。物镜光学面被形成为绕光轴轴对称的非球面,其由在数1式中分别代入表1系数后的数式规定。
[数1]
其中,X(h)是光轴方向的轴(以光的行进方向为正),κ为圆锥系数,A为非球面系数,h是离开光轴的高度,r是近轴曲率半径。
实施例1
在表1及表2中出示适合用于图4实施方式的实施例1的透镜数据。本实施例是与3层以上(包括3层)的多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的玻璃制物镜,焦距f=1.412mm、有效径2.40mm、玻璃盖厚T=0.095mm。另外,偶合透镜由1个正透镜和1个负透镜构成,正透镜是移动透镜,B/A=-9.763。记录/再生最里面层时,移动透镜向光源一侧移动,记录/再生最跟前层时,移动透镜向物镜一侧移动(即A为负值,B为正值)。在图6中出示实施例1的正弦条件曲线。如图6所示,实施例1物镜的正弦条件违反量在光瞳半径的85%的位置持正的极大值。
实施例2
在表3及表4中出示适合用于图5实施方式的实施例2的透镜数据。本实施例是与3层以上(包括3层)的多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的玻璃制物镜,焦距f=1.270mm、有效径2.16mm、玻璃盖厚T=0.080mm。另外,偶合透镜由1个正透镜构成,正透镜是移动透镜,B/A=-1.601。记录/再生最里面层时,偶合透镜向光源一侧移动,记录/再生最跟前层时,偶合透镜向物镜一侧移动(即A为负值,B为正值)。在图7中出示实施例2的正弦条件曲线。如图7所示,实施例2物镜的正弦条件违反量在光瞳半径的80%的位置持正的极大值,在光瞳半径的40%的位置持负的极大值。
实施例3
在表5及表6中出示适合用于图4实施方式的实施例1的透镜数据。本实施例是与3层以上(包括3层)的多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的塑料制物镜,焦距f=1.180mm、有效径2.00mm、玻璃盖厚T=0.105mm。另外,偶合透镜由1个正透镜和1个负透镜构成,正透镜是移动透镜,B/A=12.067。记录/再生最里面层时、记录/再生最跟前层时,偶合透镜都向物镜一侧移动(即A、B都为正值)。在图8中出示实施例3的正弦条件曲线。如图8所示,实施例3物镜的正弦条件违反量在光瞳半径的85%的位置持正的极大值。
实施例4
在表7及表8中出示适合用于图5实施方式的实施例4的透镜数据。本实施例是与3层以上(包括3层)的多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的玻璃制物镜,焦距f=1.180mm、有效径2.00mm、玻璃盖厚T=0.0875mm。另外,偶合透镜由1个正透镜构成,正透镜是移动透镜,B/A=-3.309。记录/再生最里面层时,偶合透镜向光源一侧移动,记录/再生最跟前层时,偶合透镜都向物镜一侧移动(即A为负值、B为正值)。在图9中出示实施例4的正弦条件曲线。如图9所示,实施例1物镜的正弦条件违反量在光瞳半径的80%的位置持正的极大值,在光瞳半径的30%的位置持负的极大值。
实施例5
在表9及表10中出示适合用于图5实施方式的实施例5的透镜数据。本实施例是与3层以上(包括3层)的多层BD(TMAX=0.1mm、TMIN=0.05mm)对应的玻璃制物镜,焦距f=1.000mm、有效径1.70mm、玻璃盖厚T=0.085mm。另外,偶合透镜由1个正透镜构成,正透镜是移动透镜,B/A=-2.681。记录/再生最里面层时,偶合透镜向光源一侧移动,记录/再生最跟前层时,偶合透镜都向物镜一侧移动(即A为负值、B为正值)。在图10中出示实施例5的正弦条件曲线。如图10所示,实施例5物镜的正弦条件违反量几乎为零。
在表11中出示各实施例的特性值。表中带“*”的行程A及行程B的数值,是以从偶合透镜射出平行光束之位置为0(原点),移动透镜向光源一侧移动时为(-)、向光盘一侧移动时为(+)。
[表11]
(实施例一览表)
本技术领域的专业人员可以明确,本发明并不局限于说明书中记载的实施例,也包括其他实施例/变形例。说明书中的记载以及实施例的目的只不过是例证,本发明的范围如权利要求项所示。
符号说明
OBJ物镜
PU1,PU2光拾取装置
LD蓝紫色半导体激光
AC11轴传动装置
AC23轴传动装置
PBS偏振分光仪
CL偶合透镜
L2正透镜组
L3负透镜组
LD半导体激光
MR反射镜
PD受光元件
SL传感用透镜
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
QWPλ/4波片

Claims (7)

1.一种光拾取装置,具有:射出波长λ1光束的光源;偶合透镜;由塑料材料构成的物镜;该光拾取装置选择在厚度方向具有3个或以上透明基板厚互不相同的信息记录面之光盘中的任何一个信息记录面,由所述物镜将从所述光源射出的波长λ1光束聚光于所述选择的信息记录面,由此进行信息记录及/或再生,其中,390nm<λ1<415nm,该光拾取装置的特征在于,
所述偶合透镜具有能够在光轴方向移动的由单透镜构成的移动透镜,通过使所述移动透镜在光轴方向在所述光源与所述物镜之间移动,选择光盘中的任何一个信息记录面,
所述物镜是单透镜,
所述物镜的像侧数值孔径NA在0.8或以上、0.95或以下,
以所述透明基板厚中最大的透明基板厚为TMAX时,在常温25±3℃且满足(1)式的玻璃盖厚T时,球面像差为最小时的倍率M满足(2)式:
TMAX×0.80≤T≤TMAX×0.95    (1)
-0.003≤M≤0.003    (2)
其中,TMAX和T的单位是mm,
以从所述偶合透镜向所述物镜侧射出平行光束之位置为所述移动透镜的原点、所述原点的所述光源一侧为(-)、所述原点的所述光盘一侧为(+)时,在选择所述光盘的离光束入射面最远的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为A,其中A<0,选择所述光盘的最接近于光束入射面的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为B,其中B>0时,满足下式:
-10≤B/A≤-1.5    (3)。
2.如权利要求1中记载的光拾取装置,其特征在于,所述物镜在所述波长λ1时的焦距f满足下式:
1.0≤f≤1.45    (5)
其中,f的单位是mm。
3.如权利要求1或2中记载的光拾取装置,其特征在于,所述物镜在所述倍率M时,在有效半径的70%到90%之间正弦条件违反量持正的极大值,在所述有效半径内正弦条件违反量不持负的极大值。
4.如权利要求1中记载的光拾取装置,其特征在于,所述物镜在所述倍率M时,在有效半径的70%到90%之间正弦条件违反量持正的极大值,并且,在比所述正的极大值还要靠近光轴的位置,正弦条件违反量持负的极大值。
5.如权利要求1中记载的光拾取装置,其特征在于,所述偶合透镜由正透镜组及负透镜组之2组结构组成,所述正透镜组的至少1个透镜是所述移动透镜。
6.如权利要求1中记载的光拾取装置,其特征在于,
TMAX×0.85≤T≤TMAX×0.95    (1’)
7.一种光信息记录再生装置,其特征在于备有光盘驱动装置,该光驱动装置具有权利要求1至6的任何一项中记载的光拾取装置。
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