CN1152771A - 光信息记录媒体的记录再生装置及其所用的物镜 - Google Patents

Abstract

一种光信息记录媒体的记录再生装置，它配置有将来自作为光源的半导体激光器的射出光束聚光在信息记录媒体上的有限共轭型的物镜，不使用准直仪也能很好地校正寻道时的象散。因寻道而在轴外的位置上，使从物镜射出的波面的象散量产生最小值，而使物镜具有保持象散。

Description

光信息记录媒体的记录再生装 置及其所用的物镜

本发明涉及将入射的发散光聚光到光信息记录媒体上的物镜沿与光轴正交的方向移动以进行寻道的光信息记录媒体的记录再生装置，和光信息记录媒体的记录再生用的物镜。

在使用对光盘等信息记录媒体的记录再生装置的光学系统中，近年来最通用的是如图1所示的将来自光源3的光，用物镜2直接聚光在信息记录面1上的方式。在图1中箭头4表示寻道的方向。通常是由于因光盘本身的偏心、旋转轴的摇摆等，使轨道也摇摆，为不使激光光点脱离轨道，使激光光点沿光盘径向移动，检测出正规的轨道，一般称为寻道。

在使用如图1所示的有限共轭型物镜的光学系统中，寻道是将物镜相对光源沿与光轴正交的方向移动。亦即使用透镜的轴外光。因而要求物镜在轴上、轴外都能很好地校正象差。但是，通常光盘用的物镜受到成本、重量等的制约，大都使用完全消球差单片型非球面透镜，在那种情况下，轴外象差取决于随像高的平方增加的象散。而且那时子午面内光线的会聚点比弧矢面内光线会聚点能在更前方(物镜侧)发生象散。

在使用对光盘等信息记录媒体的记录再生装置的光学系统中，通常用作光源的是波导放大型半导体激光器。这种激光器在其异质结面上垂直方向和水平方向的发光点位置错开，即有象散差。通常为了防止与相邻光道(track)的串扰(cross talk)，在装置中组装时要使衍射环强度小的接结水平方向成为光盘径向。这时，沿光盘的法线和半径方向形成的面内的光线会聚点就会在与其正交的面内的光线会聚点的前方(物镜侧)。作为消除半导体激光器的象散差产生的影响的方法，有在“光学”第14卷第二号(1985年4月)第64-67页所披露的方法，但因成本等原因通常还一直使用有象散差的半导体激光器。

如上所述，因寻道产生的象散使沿光盘法线和半径方向形成的面内的光线会聚点在与其正交的面内的光线会聚点的前方(物镜侧)进而在使用有象散差的半导体激光器时，因寻道产生的象散和半导体激光器具有的主要因象散差引起的象散都会使沿光盘法线与半径方向形成的面内的光线会聚点在与其正交的面内的光线会聚点的前方，对光学系统整体来说，这些象散当然要加到一起。

图2示出只因寻道产生的象散、以及因寻道产生的象散与半导体激光器的象散共同作用对产生的象散的实例。在图2中，使用无象散差的半导体激光器时，只因寻道产生的象散成为在实际状态产生的象散，使用有象散差的半导体激光器时，与半导体激光器的象散现象共同作用时的象散成为实际使用状态的象散。在高的像高的位置，波面象差变得超过0.07λrms即作为读取正常执行的大致标准的马来西鲁界限。

在光盘等信息记录媒体的记录再生装置内使用的光学系统中，作为用以校正象散试验已在例如特公平6-48543号等中披露，该专利公报所公开的信息是使物镜单体导致的象散与构成光学系统的其它光学部件导致的象散互相抵消，从而使从半导体激光器至信息记录媒体的整个光学系统所产生的在轴上的象散大体最小。在为了寻道使物镜沿与光轴正交方向移动时，因上述原因要产生象散，而因这种寻道产生的象散未得到校正。

本发明的目的是提供一种在光盘等光信息记录媒体的记录再生装置中使用的光学系统中，在整个寻道范围都能很好地校正象散的光信息记录媒体的记录再生装置及它所使用的物镜。

为了解决上述课题，根据要求1记载的发明是一种光信息记录媒体的记录再生装置，它配置有由半导体激光器构成的光源，和使由该光源射出的光束作为发散光束入射并将该发散光束聚光在信息记录媒体上的物镜，通过将上述物镜相对上述光源沿与光轴正交的方向移动来进行寻道，其特征是在这样的光信息记录媒体的记录再生装置中，为使上述物镜通过寻道在轴外的位置处从上述物镜射出的波面的象散量的值最小，在上述的物镜上保持象散。

权利要求2记载的发明，其特征是当最大寻道量的上述物镜的最大像高的为Y时，由上述物镜射出的波面的象散量的最小值在0.30Y～0.95Y的寻道范围产生。

权利要求3记载的发明，其特征是当最大寻道量的上述物镜的最大像高为Y时，从上述物镜射出的波面的象散量的最小值在0.40Y～0.90Y的寻道范围产生。

权利要求4记载的发明，其特征是当最大寻道量的上述物镜的最大像高为Y时，从上述物镜射出的波面的象散量的最小值在0.60Y～0.80Y的寻道范围产生。

权利要求5记载的发明，其特征是上述半导体激光器有象散差。

权利要求6记载的发明，其特征是上述半导体激光器有象散差，通过上述物镜为了寻道而沿与光轴正交方向移动的方向与该物镜的光轴而形成的面，与该半导体激光器的异质结面平行。

权利要求7记载的发明，其特征是上述物镜是有限共轭型单片双面非球面透镜。

权利要求8记载的发明，其特征是上述物镜是通过成形制成的有限共轭型单片双面非球面透镜。

权利要求9记载的发明，其特征是上述物镜是由因至少一面的一方向的截面形状和与其正交方向的截面形状不同而产生象散的透镜构成。

权利要求10记载的发明，其特征是上述物镜是由因树脂成形造成的双折射而产生象散的透镜构成。

权利要求11记载的发明，其特征是上述物镜是由因为树脂成形造成的双折射，和至少一面的一方向的截面形状和与其正交方向的截面形状不同而产生象散的透镜构成。

权利要求12记载的发明是光信息记录再生装置，配备有由半导体激光器构成的光源，和使由该光源射出的光束作为发散光束入射并将该发散光束会聚在信息记录媒体上的物镜，通过将上述物镜相对上述光源沿与光轴正交的方向移动来进行寻道，其特征是在这样的记录再生装置中，上述物镜有象散，而且该物镜寻道在轴外的位置上使从上述物镜射出的波面的象散量产生最小值，这来来设定沿光轴周围旋转的旋转位置。

权利要求13的发明是在配备有作为光源的半导体激光器如将来自该半导体激光器的射出光束聚光在信息记录媒体上的有限共轭型物镜的光信息记录媒体的记录再生装置中，其特征在于上述物镜是使凸面对着光源侧，光源侧与像侧两面形成非球面的正的单透镜，为了寻道沿与光轴正交的方向移动，通过移动方向与光轴所形成的面与半导体激光器的异质结面大体在同一面内，特别是上述物镜具有的轴上的象散量满足下式，要沿使上述物镜的象散即半导体激光器的和因寻道产生的象散抵消的方向来装配。[数学式1] $\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}+\mathrm{\Δ}{\mathrm{AS}}_{(0.4Y)}\≤{\mathrm{AS}}_{\mathrm{LENS}}$ $\≤\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}+\mathrm{\Δ}{\mathrm{AS}}_{(0.9Y)}$

θ′＝Sin^-1(NA′)    N′：像侧媒质的折射率

NA′：物镜的像侧开口数    N：物镜媒质的折射率

m′：物镜的水平放大率

ΔX：半导体激光器的象散差的一半(μm)

λ：半导体激光器的波长(μm)

ΔAS(0.4Y)、ΔAS(0.9Y)：像高为0.4Y、0.9Y的因寻道产生的象散(WEF·λrms)

Y：由寻道产生的最大像高Y(mm)

AS_LENS：物镜单体具有的轴上象散(WEF·λrms)

权利要求14记载的发明是光信息记录媒体的记录再生装置的物镜使从由半导体激光器构成的光源射出的光束作为发散光束入射，将该发散光束聚光在信息记录媒体上，而且通过相对光源沿与光轴正交的方向移动来进行寻道，其特征是在这样的物镜中，因上述寻道而在轴外的位置处有射出的波面的象散产生最小值这样的象散。

在权利要求1记载的发明中提供这样一种光信息记录媒体的记录再生装置，它为使其物镜由于寻道而在轴外的位置处从上述物镜射出的的波面的象散量产生最小值，在上述物镜上维持象散，在全部寻道范围能使因寻道产生的象散量最小，即使为寻道使物镜移离光轴也能很好地校正象散。

按权利要求2记载的发明，由于从上述物镜射出的波面的象散量的最小值，在最大寻道量时的上述物镜的最大像高为Y时，在0.30Y～0.95Y的寻道范围产生，所以能使只因寻道产生的最大象散量改善约10％以上。

按权利要求3记载的发明，由于从上述物镜射出的波面象散量的最小值，在最大寻道量时的上述物镜的最大像高为Y时，在0.40Y～0.90Y的寻道范围产生，所以能使只因寻道产生的最大象散量改善约20％以上。

按权利要求4记载的发明，由于从上述物镜射出的波面的象散量的最小值在最大寻道量时的上述物镜的最大像高为Y时，在0.60Y～0.80Y的寻道范围产生，所以能使只因寻道产生的最大象散量改善约36％以上。

按权利要求5记载的发明，由于上述半导体激光器有象散差，所以能使用廉价的半导体激光器。

按权利要求6记载的发明，由于上述半导体激光器有象散差，通过上述物镜为了寻道而沿与光轴正交方向移动的方向和该物镜的光轴所形成的面，与该半导体激光器的异质结面互相平行，所以能防止相邻光道的串扰。

按权利要求7记载的发明，由于上述所镜是由有限共轭型的单片两面非球面透镜构成，所以能提供重量轻而且价廉的光信息记录媒体的记录再生装置。

按权利要求8记载的发明，由于上述物镜是由通过成形制造的有限共轭型的单片双面非球面透镜构成，从而能提供更加廉价的光信息记录媒体的记录再生装置。

按权利要求9记载的发明，由于上述物镜是由因至少一面的一方向的截面形状和与其正交方向的截面形状不同而产生象散的透镜构成，还由于为使之产生象散不需要物镜以外的光学部件，所以能提供轻量、小型的光信息记录媒体的记录再生装置。

按权利要求10记载的发明，由于上述物镜是由因树脂成形引起的双折射而产生象散的透镜构成，还由于为使之产生象散不需要物镜以外的光学部件，所以能提供轨轻量、小型、廉价的光信息记录媒体的记录再生装置。

按权利要求11记载的发明，由于上述物镜是由因为树脂造成的双折射，以及使至少一面的一方向的截面形状和与其正交方向的截面的形状不同而使之产生象散的透镜构成，还由于为使之产生象散不需要物镜以外的光学部件，所以能提供轻量、小型、廉价的光信息记录媒体的记录再生装置。

按权利要求12记载的发明，由于物镜有象散，而且该物镜是因寻道在轴外面的位置处，从上述物镜射出的波面的象散量产生最小值，这样来设定其旋转位置构成，从而能提供一种在整个寻道范围都能使因跟踪产生的象散量小，即使因寻道而使物镜从光轴移动也能很好地校正象散的光信息记录媒体的记录再生装置。

按权利要求13记载的发明，物镜是凸面朝向光源侧，光源侧与像侧两面都形成非球面的正的单透镜，为了寻道沿与光轴正交的方向移动，通过该移动方向与光轴所形成的面和半导体激光器的异质结面大体在同一面内，而且上述物镜具有的轴上的象散量满足下列的数学式2：[数学式2] $\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}+\mathrm{\ΔA}{S}_{(0.4Y)}\≤{\mathrm{AS}}_{\mathrm{LENS}}$ $\≤\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}+\mathrm{\Δ}{\mathrm{AS}}_{(0.9Y)}$

θ′＝Sin^-1(NA′)    NA′：物镜的像侧开口数

N′：像侧媒质的折射率      N：物镜媒体质的折射率

m′：物镜的水平放大率      λ：半导体激光器的波长(μm)

ΔX：半导体激光器的象散差的一半(μm)

ΔAS(0.4Y)、ΔAS(0.9Y).因像高KY的寻道而产生的象散量(WEF·λrms)

Y：由寻道产生的最大像高Y(mm)

AS_LENS：物镜单体具有的轴上的象散(WEF·λrms)由于上述物镜的象散是沿半导体激光器和因寻道而产生的象散相抵消的方向装配所产生的象散，所以能防止产生串扰，并且由于半导体激光器产生的象散与因寻道产生的象散能互相抵消，作为系统整体，能提供即使在寻道时物镜从光轴移动也能良好地校正象散的光信息记录媒体的记录再生装置。

按权利要求14记载的发明，由于有因寻道而使在轴外的位置上射出的波面的象散量产生最小值这样的象散，所以能提供可校正因寻道产生的象散的物镜。

进而在权利要求1记载的发明中，从上述物镜射出的波面的象散量的最小值，在最大寻道量的上述物镜最大像高为Y时，最好在0.70Y产生。

而且在权利要求1～5中任一权利要求记载的发明中，当使用有限共轭型的物镜作为物镜时，该物镜是由其凸面朝向光源，光源侧与像侧两面都形成非球面的正的单透镜构成，通过为寻道而与光轴正交的移动方向和光轴所形成的面与半导体激光器的异质结面所成的角度在±45°以内。一旦超出此角度，由于衍射环强度变大的方向与光盘的半径方向成为同方向，就要发生串扰。此外，在这种情况下，因半导体激光器发光点偏移产生的象散和因寻道产生的象散都能使在光盘的法线和半径方向形成的面内的光线会聚点在与其正交的面内的光线会聚点的前方，即象散量合并。这时产生的象散量如在图2所示，在寻道时得不到所需的性能。

图1是用于光信息记录媒体的记录再生装置的光学系统图。

图2是已有技术的象散图。

图3是主要由半导体激光器产生的象散和因寻道产生的象散合成所得到的象散的说明图。

图4是表示实施例的光学系统图。

图5是实施例1的象散图。

图6是实施例2的象散图。

图7是实施例3的象散图。

图8是实施例4的象散图。

图9是实施例5的象散图。

在光盘等信息记录媒体的记录再生装置中使用的光学系统中，通常是使能很好地校正球面象差和彗形象差的完全消球差的单片两面非球面的透镜作为物镜。这时，在因寻道产生像高时所产生的象差是以象散为主。已知此象散相对像高Y按平方律增加。因而在因寻道引起的最大像高Y的十分之七处所产生的象散量大体是在最大像高Y处所产生的象散量的一半。而且这时所产生的象散的方向是使在光盘的法线和半径方向所形成的面内的光线会聚点在与其正交的面内的光线会聚点前方，即靠近物镜的方向。

而且，半导体激光器的发光点的偏移，即主要因象散差引起的象散量(RMS值)AS_LASER(单位λ、λ是波长)可用下式表示。[数学式3] ${\mathrm{AS}}_{\mathrm{LASER}}=\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\×N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}$

其中θ＝Sin^-1(NA′)  NA′：物镜的像侧开口数

N′：像侧媒质的折射率      N：物体侧媒质的折射率

m′：物镜的水平放大率

ΔX：半导体激光器的象散差的一半(μm)

λ：半导体激光器的波长(μm)

半导体激光器在与异质结面平行的方向和垂直的方向有不同的发散角，与结面平行方向的发散角比垂直方向的发散角更小。通常，该椭圆形光束因圆形开口而成为圆形光束，但在与受更大影响的结面垂直的方向，衍射环的强度会变大。在光盘等中，此衍射环一到相邻光道上，就会产生串扰这样的不良情况。

为了避免这种不良情况，通过为了寻道使物镜移动的方向即光盘的半径方向和光学系统的光轴所形成的面与半导体激光器的异质结面所成的角度在±45°以内成为减少串扰的必要条件。进入而最好使光盘的半径方向即光道相邻的方向和与半导体激光器的结面平行的方向一致来决定半导体激光器和光盘的关系。

这样，与半导体激光器的异质结面平行的方向和光盘半径方向变成在±45°以内或者一致，在光盘的法线和半径方向形成的面内的光线会聚点可和与其正交的面内的光线会聚点相同，或者在前方(即靠近物镜)。

因而，将半导体激光器设定成这样的方向时，由于主要由半导体激光器具有的象散差引起的象散如因寻道产行的象散的方向都使在光盘法线和半径方向形成的面内的光线会聚点在与其正交的面内的光线会聚点的前方，即能靠近物镜，作为光学系统整体，就会使它们的象散相加，这在实用上是不希望的。

在本发明中，使物镜预先产生象散，而且由于借助该象散在光盘法线和半径方向形成的面内的光线会聚点能在与其正交的面内的光线会聚点的后方，通过这样地装配，能使主要因上述半导体激光器产生的象散和因寻道产生的象散互相抵消，作为整体系统，即使在寻道时使物镜从光轴移动，也能很好地校正象散。

在此对主要由半导体激光器产生的象散和因寻道产生的象散合成所得到的象散进行说明。

象散是有180°旋转的周期性的象差。所以，将象散量相同，象散方向正交时的象散合成时，象散成为0。

按一周360°的圆图考虑这样种情况时，可按图3所示的矢量和考虑。

在图3中，Δ表示象散的量，θ表示象散的方向。

现在，当主要因半导体激光器产生的象散发生在θ＝45°(在图3中是2θ＝90°)方向，大小为2Δ，因寻道产生的象散发生在θ＝0°(在图3中是2θ＝0°)方向，大小为2Δ时，两者合成的象散发生在θ＝22.5°(在图3中是2θ＝45°)方向，大小是2√2Δ。

因而，在这种情况下为了使主要因半导体激光器产生的象散与因寻道产生的象散互相抵消，最好是将在θ＝135°(在图3中是2θ＝270°)方向大小的为2Δ的象散与在θ＝90°(在图3中是2θ＝180°)方向，大小为2Δ的象散合成后的象散赋与物镜。但是，在此必须注意，主要由半导体激光器产生的象散量不随寻道变化，而因寻道产生的象散是随寻道量而变化的。所以，实际上为了很好地在寻道的全部范围都能很好地校正象散，例如在上述情况下，因寻道产生的象散2Δ如果是因寻道产生的最大象散量时，如将在θ＝135°(在图3中是2θ＝270°)方向大小的为2Δ的象散与在θ＝90°(在图3中是2θ＝180°)方向大小为因寻道产生的最大象散量的一半即Δ的象散合成而得到的象散赋与物镜，则能完全抵消半导体激光器产生的象散，而且因寻道产生的象散变动也能成为只因寻道产生的最大象散量未进行校正时的只能因寻道产生的象散量的1/2以下，从而能得到具有在最大寻道量为7/10时象散量为0这样特性的光信息记录媒体的记录再生装置。

使与半导体激光器的结面平行的方向和光盘半径的方向即光道相邻的方向(跟踪方向)一致这样来设置半导体激光器时，将主要由半导体激光器产生的象散与因寻道产生的象散合成所得到的象散量满足下式。[数学式4] ${\mathrm{AS}}_{\mathrm{SUM}}=\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}+\mathrm{\ΔA}{S}_{\left(\mathrm{KY}\right)}$ 其中θ′＝Sin^-1(NA′)

NA′：物镜的像侧开口数 N′：像侧媒质的折射率

N：物体侧镜质的折射率  m′：物镜的水平放大率

ΔX：半导体激光器的象散差的一半(μm)

λ：半导体激光器的波长(μm)

Y：由寻道引起的最大像高

ΔAS(KY)：因像高KY的寻道产生的象散量(WEF·λrms)

KY：因寻道引起的最大像高的K/10的像高(mm)

AS_sum：在像高为KY的半导体激光器的象散量与因寻道产生的象散量合成所得的象散量(WEF·λrms)

所以，如果使物镜单体所具有的轴上的象散量(AS_LENS)与在规定像高KY的合成的象散量AS_sum相等，在该规定的象高KY可使象散量为0，如将该规定的像高KY设定在0.30Y～0.95Y的范围内，则在整个寻道范围都能很好地校正象散。

按照图4～图9说明本发明的实施例。

图4示出实施例的光学系统，11是光盘的玻璃盖，12是物镜。

本发明的实施例的物镜的光源侧、像侧的面的非球面形状，在以面的顶点为原点，以光轴方向为X轴的正交座标系统中，K为圆锥系数，Ai为非球面系数，Pi为非球面的幂数时，可用下式表示：[数学式5] $X=\frac{C{\mathrm{\φ}}^2}{1+\sqrt{1-(1+k)C^2{\mathrm{\φ}}^2}}+\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{Ai}{\mathrm{\φ}}^{\mathrm{Pi}}$ $\mathrm{\φ}=\sqrt{Y^2+Z^2},C=\frac{1}{r}$

d：轴上物镜的厚度

n：物镜在780nm的折射率

ν：物镜在d线的阿贝数(Abbe numver)

[实施例1]

半导体激光器的波长              λ＝0.78(μm)

半导体激光器的象散差            2ΔX＝10(μm)

物镜的像侧开口数                NA′＝0.45

物镜的水平放大率                m＝-1/5.5

像侧媒质的折射率                N′＝1

物体侧媒质的折射率              N＝1

由跟踪引起的最大像高            Y＝0.1(mm)

光盘玻璃盖的玻璃厚度            t＝1.2(mm)

光盘玻璃盖的折射率              n＝1.55物镜的数据为：R₁＝+2.570，d₁＝2.50，n₁＝1.48595ν＝55.0 R₂＝-4.362，当圆锥系数、非球面系数、非球面的幂数如下表所示时：

[表1]

第1面	k＝-2.5423A1＝+1.2348×10-2    P1＝4.0A2＝-1.5378×10-3    P2＝6.0A3＝+1.6980×10-4    P3＝8.0A4＝-2.1100×10-5    P4＝10.0
		第2面	k＝-1.0368×10A1＝-4.1699×10-3    P1＝4.0A2＝+8.0548×10-4    P2＝6.0A3＝-2.2768×10-4    P3＝8.0A4＝+1.5118×10-5    P4＝10.0

象散量如下列所示：

[数学式6] ${\mathrm{AS}}_{\mathrm{LASER}}=\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}=0.009\left(\mathrm{\λrms}\right)$ ΔAS_(0.4Y)＝0.007(λrms)ΔAS_(0.7Y)＝0.019(λrms)ΔAS_(0.9Y)＝0.031(λrms)0.016 ≤AS_LENS≤0.040

图5示出本实施例的象散。在图5中，横轴表示象高，纵轴表示波面象数。给出由寻道引起的波面象散量。

在图中的“寻道”表示不考虑半导体激光器的象散，只考虑由寻道引起的波面象散量。

“寻道＋半导体激光器的象散”表示包含由半导体激光器的象散时，由于寻道而产生的波面象散量。

“ΔAS(0.4Y)，ΔAS(0.7Y)，ΔAS(0.9Y)抵消的情况”是指上述的“寻道＋半导体激光器的象散”中，本发明中的，分别对ΔAS(0.4Y)，ΔAS(0.7Y)，ΔAS(0.9Y)进行抵消的情况下，由于寻道而产生的波面的象散量。

上述说明内容也适应于附图6、7、8、9。

[实施例2]

半导体激光器的波长                λ＝0.7 8(μm)

半导体激光器的象散差              2ΔX＝20(μm)

物镜的像侧开口数                  NA′＝0.45

物镜的水平放大率                  m＝-1/5.5

像侧媒质的折射率                  N′＝1

物体侧媒质的折射率                N＝1

寻道引起的最大像高                Y＝0.1(mm)

光盘玻璃盖的玻璃厚度              t＝1.2(mm)

光盘玻璃盖的折射率                n＝1.55物镜的数据为：R₁＝+2.570，d₁＝2.50，n₁＝1.48595ν＝55.0 R₂＝-4.362，当圆锥系数、非球面系数、非球面的幂数如下表所示时：

[表2]

第1面	k＝-2.5423A1＝+1.2348×10-2     P1＝4.0A2＝-1.5378×10-3     P2＝6.0A3＝+1.6980×10-4     P3＝8.0A4＝-2.1100×10-5     P4＝10.0
		第2面	k＝-1.0368×10A1＝-4.1699×10-3     P1＝4.0A2＝+8.0548×10-4     P2＝6.0A3＝-2.2768×10-4     P3＝8.0A4＝+1.5118×10-5     P4＝10.0

象散量AS_LASER用下式表示。

[数学式7] ${\mathrm{AS}}_{\mathrm{LASER}}=\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}=0.019\left(\mathrm{\λrms}\right)$ ΔAS_(0.4Y)＝0.007(λrms)ΔAS_(0.7Y)＝0.019(λrms)ΔAS_(0.9Y)＝0.031(λrms)0.026(λrms)≤AS_LENS≤0.050(λrms)图6示出本实施例的象散。[实施例3]半导体激光器的波长                 λ＝0.78(μm)半导体激光器的象散差               2ΔX＝10(μm)物镜的像侧开口数                   NA′＝0.45物镜的水平放大率                   m＝-1/5.5

像侧媒质的折射率                 N′＝1

物体侧媒质的折射率               N＝1

寻道引起的最大像高               Y＝0.1(mm)

光盘玻璃盖的玻璃厚度             t＝1.2(mm)

光盘玻璃盖的折射率               n＝1.55物镜的数据为：R₁＝+2.280，d₁＝2.50，n₁＝1.48595ν＝55.0 R₂＝-3.603，当圆锥系数、非球面系数、非球面的幂数如下表所示时：

[表3]

第1面	k＝-2.0931A1＝+1.3143×10-2    P1＝4.0A2＝-1.5401×10-3    P2＝6.0A3＝+1.5746×10-4    P3＝8.0A4＝-2.0157×10-5    P4＝10.0
		第2面	k＝-9.1686A1＝-4.1871×10-3    P1＝4.0A2＝+9.3262×10-4    P2＝6.0A3＝-2.5020×10-4    P3＝8.0A4＝+1.9118×10-5    P4＝10.0

象散量AS_LASER用下式表示。

[数学式8] ${\mathrm{AS}}_{\mathrm{LASER}}=\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}=0.011\left(\mathrm{\λrms}\right)$

ΔAS_(0.4Y)＝0.014(λrms)

ΔAS_(0.7Y)＝0.032(λrms)

ΔAS_(0.9Y)＝0.048(λrms)

0.025(λrms)≤AS_LENS≤0.059(λrms)

图7示出本实施例的象数。

[实施例4]

半导体激光器的波长               λ＝0.78(μ m)

半导体激光器的象散差             2ΔX＝20(μm)

物镜的像侧开口数                 NA′＝0.45

物镜的水平放大率                 m＝-1/5.0

像侧媒质的折射率                 N′＝1

物体侧媒质的折射率               N＝1

寻道引起的最大像高               Y＝0.1(mm)

光盘玻璃盖的玻璃厚度             t＝1.2(mm)

光盘玻璃盖的折射率               n＝1.55物镜的数据为：R₁＝+2.280，d₁＝2.50，n₁＝1.48595ν＝55.0，R₂＝-3.603，在圆锥系数、非球面系数、非球面的幂数如下表所示时：

[表4]

第1面	k＝-2.0931A1＝+1.3143×10-2    P1＝4.0A2＝-1.5401×10-3    P2＝6.0A3＝+1.5746×10-4    P3＝8.0A4＝-2.0157×10-5    P4＝10.0
		第2面	k＝-9.1686A1＝-4.1871×10-3    P1＝4.0A2＝+9.3262×10-4    P2＝6.0A3＝-2.5020×10-4    P3＝8.0A4＝+1.9118×10-5    P4＝10.0

象散量AS_LASER用下式表示。

[数学式9] ${\mathrm{AS}}_{\mathrm{LASER}}=\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}=0.023\left(\mathrm{\λrms}\right)$

ΔAS_(0.4Y)＝0.014(λrms)

ΔAS_(0.7Y)＝0.032(λrms)

ΔAS_(0.9Y)＝0.048(λrms)

0.037(λrms)≤AS_LENS≤0.071(λrms)

图8示出本实施例的象数。

[实施例5]

半导体激光器的波长                  λ＝0.78(μm)

半导体激光器的象散差                2ΔX＝0(μm)

物镜的像侧开口数                    NA′＝0.45

物镜的水平放大率                    m＝-1/5.0

像侧媒质的折射率                 N′＝1

物体侧媒质的折射率               N＝1

因寻道导致的最大像高             Y＝0.1(mm)

光盘玻璃盖的玻璃厚度             t＝1.2(mm)

光盘玻璃盖的折射率               n＝1.55物镜的数据为：R₁＝+2.280，d₁＝2.50，n₁＝1.48595ν＝55.0，R₂＝-3.603，当圆锥系数、非球面系数、非球面的幂数如下表所示时：

[表5]

第1面	k＝-2.0931A1＝+1.3143×10-2    P1＝4.0A2＝-1.5401×10-3    P2＝6.0A3＝-1.5746×10-4    P3＝8.0A4＝-2.0157×10-5    P4＝10.0
		第2面	k＝-9.1686A1＝-4.1871×10-3    P1＝4.0A2＝+9.3262×10-4    P2＝6.0A3＝-2.5020×10-4    P3＝8.0A4＝+1.9118×10-5    P4＝10.0

象散量AS_LASER用下式表示：

[数学式10] ${\mathrm{AS}}_{\mathrm{LASER}}=\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}=0\left(\mathrm{\λrms}\right)$

ΔAS_(0.4Y)＝0.014(λrms)

ΔAS_(0.7Y)＝0.032(λrms)

ΔAS_(0.9Y)＝0.048(λrms)

0.014(λrms)≤ AS_LENS≤0.048(λrms)

图9示出本实施例的象散。

按照权利要求1～13中任一项的光信息记录媒体的记录再生装置，在寻道时即使物镜移离光轴，也能很好地校正象散。

按照权利要求14的光信息记录媒体的记录再生装置使用的物镜，能很好地校正寻道时的象散。

Claims (22)

1、一种光信息记录媒体的记录再生装置，它配置有由半导体激光器构成的光源，和从该光源射出的光束作为发散光束入射并使该发散光束在信息记录媒体上聚光的物镜，通过使上述物镜相对上述光源沿与光轴正交的方向移动来进行寻道，其特征在于：

由于寻道使上述物镜在轴外的位置上，为使从上述物镜射出的波面的象散量产生最小值，使上述的物镜上保持象散。

2、如权利要求1所述的光信息记录媒体的记录再生装置，其特征在于从上述物镜射出的波面的象散量的最小值，在最大寻道量的上述物镜的最大像高为Y时，在0.30Y～0.95Y的寻道范围中产生。

3、如权利要求1所述的光信息记录媒体的记录再生装置，其特征在于从上述物镜射出的波面的象散量的最小值，在最大寻道量的上述物镜的最大像高为Y时，在0.40Y～0.90Y的寻道范围中产生。

4、如权利要求1所述的光信息记录媒体的记录再生装置，其特片在于从上述物镜的射出的波面的象散量的最小值，在最大寻道的上述物镜的最大像高为Y时，在0.60Y～0.80Y的寻道范围中产生。

5、如权利要求1～4中任何一项所述的光信息记录媒体的记录再生装置，其特征在于上述半导体激光器有象散差。

6、如权利要求1～4中任何一项所述的光信息记录媒体的记录再生装置，其特征在于上述半导体激光器有象散差，通过上述物镜为了寻道沿与光轴正交方向移动的方向和该物镜的光轴所形成的面，与该半导体激光器的异质结面是平行的。

7、如权利要求1～6中任何一项所述的光信息记录媒体的记录再生装置，其特征在于上述物镜是有限共轭型单片双面非球面透镜。

8、如权利要求1～6中任何一项所述的光信息记录媒体的记录再生装置，其特征在于上述物镜是通过成形制造的有限共轭型的单片两面非球面透镜。

9、如权利要求7或8所述的光信息记录媒体的记录再生装置，其特征在于上述物镜是由因为至少一面的一方向的截面形状和与其正交方向的截面形状不同使其产生象散的透镜构成。

10、如权利要求8所述的光信息记录媒体的记录再生装置，其特征在于上述物镜是通过树脂成形制造的，由因树脂成形导致取向畸变而产生象散的透镜构成。

11、如权利要求8所述的光信息记录媒体的记录再生装置，其特征在于上述物镜是由因树脂成形导致的取向畸变，以及至少一面的一方向的截面形状和与其正交方向的截面形状不同而产生象散的透镜构成。

12、一种光信息记录媒体的记录再生装置，它配备有由半导体激光器组成的光源，和从该光源射出的光束作为发散光束入射并将该发散光束在信息记录媒体上聚光的物镜，使上述物镜相对上述光源沿与光轴正交的方向移动以便进行寻道，其特征在于：

上述物镜有象散，而且该物镜是因寻道而在轴外位置，使从上述物镜射出的波面的象散量产生最小值，这样来设定其旋转位置。

13、一种光信息记录媒全的记录再生装置，它配备有作为光源的半导体激光器，和使来自该半导体激光器的射出光束聚光在信息记录媒体上的有限共轭型的物镜，其特征在于：

上述物镜是其凸面朝向光源侧，其光源侧和像侧两面都形成非球面的正的单透镜，为了寻道沿与光轴正交的方向移动，通过该移动方向与光轴所形成的面与半导体激光器的异质结面大体在同一面内，而上述物镜具有的轴上的象散量满足下列的数学式，沿使上述物镜的象散抵消半导体激光器的和因寻道产生的象散的方向来进行装配。

[数学式] $\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}+\mathrm{\ΔA}{S}_{(0.4Y1}\≤A{S}_{\mathrm{LENS}}$ $\≤\frac{1}{\sqrt{6}}\×\frac{1}{2}\·N^{\′}\·{\mathrm{\θ}}^{\′2}\×\frac{N^{\′}}{N}\·m^{\′2}\·\mathrm{\ΔX}/\mathrm{\λ}+\mathrm{\ΔA}{S}_{(0.9Y)}$

θ′＝Sin^-1(NA′)

NA′：物镜的像侧开口数

N′像侧媒质的折射率

N：物体侧媒质的折射率

m′：物镜的水平方向放大率

ΔX：半导体激光器的象散差的一半(μm)

λ：半导体激光器的波长(μm)

ΔAS(0.4Y)、ΔAS(0.9Y)：因在像高0.4Y，0.9Y的寻道产生的象散量(WEF·λrms)

Y：由寻道引起的最大像高Y像高(mm)

ASLENS：物镜单体所具有的轴上的象散量(WEF·λrms)。

14、一种光信息记录媒体的记录再生装置所用的物镜，它使从由半导体激光器构成的光源射出的光作为发散光束入射并使该发散光束聚光在信息记录媒体上，而且相对光源沿与光轴的正交的方向移动来进行寻道，其特征在于：其凸面朝向光源侧，光源侧和像侧两边的面由非球面形成的正的单透镜，在因寻道而处于轴外的位置上，有射出的波面的象散量产生最小值这样的象散。

15、如权利要求14所述的光信息记录媒体的记录再生装置用的物镜，其特征在于从上述物镜射出的波面的象散量的最小值，在最大寻道量的上述物镜的最大像高为Y时，在0.30Y～0.95Y的寻道范围产生。

16、如权利要求14所述的光信息记录媒体的记录再生装置用的物镜，其特征在于从上述物镜射出的波面象散量的最小值，在最大寻道量的上述物镜的最大像高为Y时，在0.40Y～0.90Y的寻道范围内产生。

17、如权利要求14所述的光信息记录媒体的记录再生装置用的物镜，其特征在于从上述物镜射出的波面象散量的最小值，在最大寻道量的上述物镜的最大像高为Y时，在0.60Y～0.80Y的寻道范围内产生。

18、如权利要求15至17所述的光信息记录媒体的记录再生装置用的物镜，其特征在于所述的物镜是有限共轭型的单一双面非球面透镜。

19、如利要求15至17项所述的光信息记录媒体的记录再生装置用的物镜，其特征在于所述物镜是由成形制造的有限共轭型单片两面非球面透镜。

20、如权利要求18至17所述的光信息记录媒体的记录再生装置用的物镜，其特征在于所述对物镜是由因为至少一面的一方向的截面形状和与其正交方向的截面的形状不同使其产生象散的透镜构成。

21、如权利要求19所述的光信息记录媒体的记录再生装置用的物镜，其特征在于，所述的物镜由树脂成形制造，由因树脂成形导致取向畸变而产生象散的透镜构成。

22、如权利要求19所述的光信息记录媒体的记录再生装置用的物镜，其特征在于，所述的物镜由因树脂成形导致的取向畸变，以及至少一面的一方向的截面形状和与其正交方向的截面形状不同而产生象散的透镜构成。

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