CN1154539A - 光学传感装置 - Google Patents

光学传感装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1154539A
CN1154539A CN96108423A CN96108423A CN1154539A CN 1154539 A CN1154539 A CN 1154539A CN 96108423 A CN96108423 A CN 96108423A CN 96108423 A CN96108423 A CN 96108423A CN 1154539 A CN1154539 A CN 1154539A
Authority
CN
China
Prior art keywords
convex lens
object lens
thickness
lens
sensing devices
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN96108423A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1104716C (zh
Inventor
山本健二
市村功
前田史贞
渡边俊夫
大里洁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN1154539A publication Critical patent/CN1154539A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1104716C publication Critical patent/CN1104716C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1374—Objective lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B2007/13727—Compound lenses, i.e. two or more lenses co-operating to perform a function, e.g. compound objective lens including a solid immersion lens, positive and negative lenses either bonded together or with adjustable spacing

Abstract

一种光学传感装置，它由一个物镜和一个凸透镜组成，物镜射出聚焦光束，将光源发出的光束聚向光学记录介质，凸透镜安装在光学记录介质和物镜之间，从物镜射出的光束入射的表面是一个凸球面，其曲率半径为一预定值，靠近并面对光学记录介质的一个表面部分的另一面是一个平面。根据这种安排，相对物镜光轴的凸透镜的偏心允许值可以增加，从而减小了象差的存在。

Description

光学传感装置
本发明涉及一种用于将光源发出的光聚在一种如所谓的＂光记录盘＂，光记录卡和光记录带那样的光学记录介质上的光学传感装置。
通常，如所谓的＂光记录盘＂，光记录卡和光记录带那样的各种光学记录介质被认为是信息信号记录介质。那么，光学传感装置用来将光源发出的光聚在该光学记录介质上并根据光学记录介质读出/写入信息信号。
有一种光学传感装置，其用于将光源发出的光聚在光学记录介质上的物镜的数值孔经(N.A.)做得很大，以致当光聚在该光学记录介质上时形成的光斑直径很小，这样，可以改善该光学记录介质的信息记录密度。
为了加大物镜的数值孔径，提出了各种方案，例如在USP5,004,307，USP 5,121,256和USP 5,125,750等文献中，半球形凸透镜放在物镜和光学记录介质之间。在这个方案中，由于将凸透镜与物镜组合在一起的光学系统的数值孔径大于该物镜本身的数值孔径，无须改变该物镜的数值孔径就能减小光斑直径。
上述凸透镜就是所谓的＂固体浸没透镜(SIL)＂，其表面为一凸球面，从物镜射出的光束入射其上，面对光学记录介质的表面为一平面。
位于面对光学记录介质的凸透镜的平面被放置在非常靠近该光学记录介质的信号记录表面的位置。于是，从物镜射出的光束沿垂直方向入射在凸透镜的凸球面上。换句话说，从物镜射出的光束是聚焦光束，并且是朝着凸球面的曲率中心聚焦的光束。
将物镜与凸透镜组合起来得到的数值孔径等于该凸透镜的折射率与该物镜的数值孔径相乘所获得的值。
在有上述凸透镜的光学传感装置中，因为将凸透镜与物镜组合得到的数值孔径较大，对于物镜的离轴入射允许值(与物镜光轴不平行方向入射在该物镜上)，在这种情况下相对于光轴物镜的歪斜以及相对于光轴凸透镜的偏心都要极其的小，以使象差小于预定值。
在各个透镜都固定在镜筒中的如显微镜那样的光学系统中，各个透镜的位置能精确地给定。然而，在光学传感装置中，因为物镜和凸透镜必须随光学记录介质高速移动，要保持各透镜的高精确位置是相当困难的。
在使用所谓的＂聚焦伺服系统＂的情况下，即物镜和凸透镜都沿光轴方向移动以保持聚焦在光学记录介质的状态，这些物镜和凸透镜也可能相对于光轴倾斜大约0.2°。
当物镜装在镜筒上，其相对于光轴也可能倾斜大约0.2°。并且，在光学传感装置工作期间凸透镜相对于光轴也可能产生30μm的偏心量。
另外，应使凸透镜平面与光学记录介质之间的间隙(空间)足够宽，以防止光学记录介质上的灰尘沾上凸透镜，并保持这种间隔不变。然而，当这种间隔变宽，由物镜相对光轴的上述倾斜引起的象差量将随之增加。
因此，在上述常用的光学传感装置中，实际上很难保持各透镜的精确位置，所以象差不能充分地被抑制。如果象差的存在不能充分地被抑制，那么信息信号就不能正确地从光学记录介质中读出。
因此，本发明的目的是提供一种光学传感装置，其凸透镜(固体浸没透镜)安装在物镜和光学记录介质之间，在该装置中，离轴入射允许度，相对于光轴的物镜歪斜和相对于光轴的凸透镜的偏心量都可增大，但能充分地抑制象差而无须提高各个透镜的位置精度。
为了解决上述问题并达到上述目的，根据第一项发明的光学传感装置是一种将光源发出的光聚到光学记录介质的信号记录表面的光学传感装置，包括：为发射聚光束将光源发出的光聚向光学记录介质的物镜；安装在所述光学记录介质和所述物镜之间的凸透镜，从物镜射出的光束入射的表面为一个凸球面，其曲率半径为一预定值，靠近并面对所述光学记录介质的一个表面部分的另一面是一个平面。在这样的情况下，通过凸透镜的光束被聚到信号记录表面。假定，当从物镜射出的光束垂直地入射到凸球面上这时物镜的厚度为参照厚度，那么该物镜的厚度应厚于该参照厚度。
根据上述光学传感装置和第二项发明是，相对该参照厚度增加凸透镜的厚度，增加量选择在凸球面曲率半径的20％至50％。
根据本发明的光学传感装置，凸透镜放置在光学记录介质和物镜之间。从物镜射出的光束入射的该凸透镜表面为一凸球面，其曲率半径为一预定值，而靠近并面向光学记录介质的表面部分的该凸透镜的表面为一平面。由于凸透镜的厚度比参照厚度厚，其增加量小于或等于该凸球面曲率半径的60％，离轴入射的允许度相对于光轴的物镜歪斜和相对于光轴的凸透镜偏心量都能增加，象差的存在能得到抑制。参照厚度按以下方式定义：当从物镜射出的光束垂直入射在凸球面上时，通过该凸透镜的光束被聚焦在该光学记录介质的信号记录面上。
如果相对于参照厚度凸透镜的厚度增加量选择在凸球面曲率半径的20％至50％，那么就能够抑制由离轴入射，相对于光轴的物镜歪斜和相对于光轴的凸透镜的偏心量的组合所引起的象差。
结合附图通过以下详细描述本发明的目的，特征及其优点将会更加清楚。
图1为本发明的一种光学传感装置主要部分的结构的侧视图；
图2为该光学传感装置的凸透镜(固体浸没透镜)的结构侧视图；
图3为该光学传感装置的物镜驱动机构的侧向示意图；
图4为该光学传感装置总装侧向示意图；
图5为该光学传感装置中存在的离轴入射状态的侧视图；
图6为该光学传感装置中存在的相对光轴物镜歪斜的侧视图；
图7为该光学传感装置中存在的相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心的侧视图；
图8为由物镜歪斜，离轴入射以及相对于光轴凸透镜(固体浸没透镜)的偏心引起的波前象差量随光学传感装置中的凸透镜(固体浸没透镜)的厚度增加的曲线图；
图9为由离轴入射(0.3°)引起的波前象差量随光学传感装置中凸透镜(固体浸没透镜)的厚度增加的曲线图；
图10为相对于光轴物镜歪斜(0.5°)引起的波前象差量随光学传感装置中凸透镜(固体浸没透镜)的厚度增加的曲线图；
图11为相对于光轴凸透镜(固体浸没透镜)的偏心(30μm)引起的波前象差量随光学传感装置中凸透镜(固体浸没透镜)的厚度增加的曲线图；
图12为该光学传感装置中存在的波前象差量与离轴入射角的曲线图；
图13为该光学传感装置中存在的波前象差量与相对于光轴物镜歪斜的曲线图；
图14为该光学传感装置中存在的波前象差量与相对于光轴凸透镜(固体浸没透镜)的偏心的曲线图；
图15为该光学传感装置中离轴入射引起的畸变象差量的曲线图；
图16为该光学传感装置中由离轴入射引起的散光象差量的曲线图；
图17为该光学传感装置中由离轴入射引起的球面象差量的曲线图；
图18为该光学传感装置中由离轴入射引起的沿切线方向的间歇象差量的曲线图；
图19为该光学传感装置中由离轴入射引起的径向间歇象差量的图形；
图20为该光学传感装置中由离轴入射引起的沿切线方向的间歇象差量的图形；
图21为该光学传感装置中由离轴入射引起的径向间歇象差量的图形；
图22为该光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的散光象差量的图形；
图23为该光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的球面象差量的图形；
图24为该光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的沿切线方向的间歇象差量的图形；
图25为该光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的径向间歇象差量的图形；
图26为该光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的沿切线方向的间歇象差量的图形；
图27为该光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的径向间歇象差的图形；
图28为该光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的散光象差量的图形；
图29为该光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的球面象差量的图形；
图30为该光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的沿切线方向的间歇象差量的图形；
图31为该光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的径向间歇象差量的图形；
图32为该光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的沿切线方向的间歇象差量的图形；
图33为该光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的径向间歇象差量的图形；
图34为具有凸透镜(固体浸没透镜)的常用光学传感装置中由离轴入射引起的畸变象差量的图形；
图35为常用光学传感装置中由离轴入射引起的散光象差量的图形；
图36为常用光学传感装置中由离轴入射引起的球面象差量的图形；
图37为常用光学传感装置中由离轴入射引起的沿切线方向的间歇象差量的图形；
图38为常用的光学传感装置中由离轴入射引起的径向间歇象差量的图形；
图39为常用光学传感装置中由离轴入射引起的沿切线方向的间歇象差量的图形；
图40为常用光学传感装置中由离轴入射引起的径向间歇象差量的图形；
图41为常用光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的散光象差量的图形；
图42为常用光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的球面象差量的图形；
图43为常用光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的沿切线方向的间歇差象量的图形；
图44为常用光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的径向间歇象差量的图形；
图45为常用光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的沿切线方向的间歇象差量的图形；
图46为常用光学传感装置中相对光轴物镜歪斜引起的径向间歇象差量的图形；
图47为常用光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的散光象差量的图形；
图48为常用光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的球面象差量的图形；
图49为常用光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的沿切线方向的间歇象差量的图形；
图50为常用光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的径向间歇象差量的图形；
图51为常用光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的沿切线方向的间歇象差量的图形；
图52为常用光学传感装置中相对光轴凸透镜(固体浸没透镜)偏心引起的径向间歇象差量的图形。
下面参照附图，根据本发明的各种实施例对光学传感装置进行描述。
如图4所示，根据本发明的一种光学传感装置将从光源1射出的光聚在如光盘(光盘存储器)那样的光学记录介质20的一个信号记录表面20b上。
参见图1和图3，在光学记录介质20中，在光入射面20a和信号记录面20b之间有一个平行/平面透明层20c。例如，该透明层构成了盘基底的一部分，并有0.1至0.2mm的厚度。来自光入射面20a的入射光束透过透明层20c并聚在信号记录面20b上。
例如，可以用半导体激光器作为光源1。准直透镜2使光源1发出的光束变成平行光束，然后衍射光栅3使其产生衍射。随后，衍射光束通过偏振分光器4和λ/4(四分之一波长)波片5，并成为圆偏振平行光束入射在物镜6上。
如图1所示，从物镜6出射的光束作为聚焦光束朝着光学记录介质20入射。
在所述光学传感装置中，一种凸透镜7(固体浸没透镜，简称为＂SIL＂)安装在光学记录介质20和物镜6之间。
参见图1和图2，凸透镜7按如下方式构成：从物镜6出入的光束入射的表面是一个凸球面7a，其曲率半径为一预定值＂γ＂，相对光学记录介质20并靠近和面对光入射面20a的表面是一个平面7b。
如图3和图4所示，凸透镜驱动机构31(调节器)调整凸透镜7，使平面7b与光入射面20a之间的间隙总是保持为一个恒定的极小间隔。即在平面7b和光入射面20a之间形成一个薄空气层AG(空气隙)。
参见图3和图4，物镜驱动机构12(调节器)沿光轴方向(聚焦方向)和与该光轴和记录轨迹垂直的另一方向(轨迹方向)调整物镜6，使通过凸透镜7后的光束光点总是形成在信号记录表面20b的记录轨迹上。也就是说，通过凸透镜7的光束总是聚焦在信号记录面20b上所形成的记录轨迹上。
凸透镜驱动机构31和物镜驱动机构12是根据信号记录面20b的反射光获得的探测信号(错误信号)进行工作的。
也就是说，已经通过了凸透镜7并聚焦在信号记录面20b上的光束，作为由信号记录面20b的反射光束再次穿过凸透镜7和物镜6并到达λ/4波片5。λ/4波片5将该反射光束转变成与光源发出的光束偏振方向垂直的线偏振光束。该反射光束由偏振分光器4反射到第一半反镜8。
入射在第一半反镜8上的反射光束的一部分通过聚焦透镜9和复合透镜10聚焦到由光电二极管及类似器件组成的第一光探测器的光接收面上。复合透镜10由圆柱透镜和凹透镜组成并成为一体。该复合透镜10对入射的反射光束产生散光象差，并将该反射光束聚到第一光探测器11的光接收面上。
第一光探测器11有一个被分割成多个表面部分(例如6个表面部分)的光接收面，并产生相应于来自光学记录介质20的阅读信号的RF信号，根据这些分割的光接收面探测的信号通过运算也产生各种错误信号，如聚焦错误信号和轨迹错误信号。
对于聚焦错误信号，由物镜驱动机构12沿上述聚焦方向调整物镜6使光束的聚焦状态保持聚焦在信号记录面20b上。
对于轨迹错误信号，由物镜驱动机构12沿轨迹方向调整物镜6使通过凸透镜的光束射在信号记录面20b的记录轨迹上。
通过了第一半反镜8的反射光束入射在第二半反镜12上。该第二半反镜12将入射的反射光束分半，使一半反射光束R2经过聚焦透镜13和复合透镜14到达第2光探测器15，使另一半反射光束R3经过反射镜16，聚焦透镜17和复合透镜18到达第三光探测器19。
通过沿光轴方向调整入射的反射光束的位置使第二光探测器15探测来自光入射面20a的反射光束。同样，通过沿光轴方向调整入射的反射光束的位置使第三光探测器19可以探测来自平面7b的反射光束。
减法器21将第2光探测器15和第三光探测器19的光探测输出Pb和Pc进行减法运算。该减法器21的输出被送到调节器驱动器22。
根据减法器21的输出，该调节器驱动器22驱动凸透镜驱动机构31，使平面7b和光入射面20a之间的空气间隙(AG)厚度能够保持恒定。
在该光学传感装置中，使凸透镜7的厚度厚于参照厚度＂to＂，参照厚度＂to＂由下述状态定义：设定经过该凸透镜7的光束被聚焦在信号记录表面20a上，从物镜6射出的光束垂直入射在凸球面7a上。
应当注意，从物镜6射出的光束垂直入射在凸球面7a上的状态相当于该光束射向凸球面7a的曲率中心以致被聚焦，也就是说该光束在凸球面7a上并无折射。
换言之，凸透镜7的平面7b移到了离开凸球面7a的一个面的位置，而不是参照厚度＂to＂的厚度。这样，通过凸透镜7光束被聚焦在信号记录面20b上，入射在凸透镜7的凸球面7a上的光束沿光轴的聚焦方向折射。
凸透镜7的厚度增加量最好是小于或等于凸球面7a曲率半径的60％。
在该光学传感装置中，离轴入射的允许度，相对于光轴的物镜歪斜以及相对于光轴凸透镜7的偏心都可增加。因此，可以抑制象差的产生。
现在，将凸透镜7的厚度选在参照厚度＂to＂，并对表1和表2给出的光学传感装置的透镜特性进行比较。表1
     曲率半径           厚度               玻璃名称OBJ：无穷大             无穷大STO：2.81940            2.600000           FCD_HOYAA：-0.235476×10-2B：-0.655445×10-3C：-0.682554×10-42： -6.57878           1.163402A：0.139038×10-1 B：-0.581075×10-2C：0.970059×10-33： 1.25000            1.400000           BK7_SCHOTT4： 无穷大             0.0750005： 无穷大             0.100000           ′PC′IMG：无穷大             0.000000
表2
    入射光孔直径     3.95710
    波长(nm)     680.00
    折射率玻璃号BK7_SCHOTTFCD1-HOYA′PC′ 680.001.5136151.4946111.576900
    总直径聚焦长度     2.473
在表1中，符号＂OBJ＂表示无限远物点，第二平面相当于与STO相应的物镜6。
STO的符号A，B和C表示第四，第六和第八非球面参数。应当注意，STO的第十排球面参数＂D＂是-0.123316×10-4。第2平面的符号A，B，C表示第四，第六和第八非球面参数。应当注意，第二平面的第十非球面参数＂D＂是-0.677027×10-4。
由此，第四而不是第三平面相当于凸透镜7。第五平面相当于光从入射面20a，而符号IMG相当于信号记录面20b。
相应地，在本光学传感装置中，凸透镜7的厚度是1.4mm，凸球面7a的曲率半径是1.25mm，平面7b和光入射面20a之间的间隔(AG)是75μm，透明层20c的厚度是0.1mm。庆当注意，当透明层20c的厚度变化时，可以由向透明层厚度变化相反的方向改变凸透镜7的厚度来抵消。
参见表2，入射光孔直径(EPD)，光束波长(WL)和整个系统的总直径聚焦长度(EFL)分别为3.95710mm，680.00nm，和2.473mm。表2中给出的各种玻璃材料的折射率：BK7(凸透镜7)是1.513615；FCD1(物镜6)是1.494611；PC(聚碳酸酯)(光学记录介质20的透明层)是1.576900。
由于凸透镜7的参照厚度＂to＂是0.995mm，该光学传感装置中使用的凸透镜7相对参照厚度＂to＂的厚度增加量等于曲率半径＂r＂的32.4％。应当注意，数值孔径等于0.8。
在本光学传感装置中，由离轴入射(0.3°)，相对于光轴物镜6的歪斜(0.5°)和相对于光轴凸透镜7的偏心(30μm)引起的波前象差分别0.026rms(λ)，0.030rms(λ)，和0.010rms(λ)，如表3中所示。表3
    原  因     波前象差rms(λ)
 1)离轴(0.3°)     0.026
 2)相对于光轴物镜歪斜(0.5°)     0.030
 3)相对于光轴SIL的偏心(30μm)     0.010
那么，当凸透镜7的厚度选自为参照厚度＂to＂(0.995mm)时，由离轴入射(0.3°)，相对于光轴物镜6的歪斜(0.5°)和相对于光轴凸透镜7的偏心(30μm)导致原波前象差分别为0.050rms(λ)，0.049rms(λ)和0.050rms(λ)，如表4中所示。表4
    原  因     波前象差rms(μ)
 1)离轴(0.3°)     0.050
 2)相对于光轴物镜歪斜(0.5°)     0.049
 3)相对于光轴SIL的偏心(30μm)     0.050
结果，可以看到在本光学传感装置中象差的存在被抑制。也就是说，由离轴入射，相对于光轴物镜6的歪斜和相对于光轴凸透镜7的偏心导致的象差存在量被抑制在低于预定值，因此安装位置的精度和位置的保持精度都可放宽。
应当注意，图5中的离轴入射角＂θ＂相当于入射在物镜6上的光束相对于光轴的倾斜。图6中相对于光轴物镜6的歪斜角＂θ＂相当于相对光轴物镜6的倾斜。那么，图7中相对于光轴凸透镜7的偏心＂h＂相当于物镜7相对光轴的偏心。
结果，对于离轴入射(0.3°)，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其厚度增加量小于或等于上述曲率半径＂r＂的60％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂的情况相比，波前象差(rms(λ))的变化得到了改善，如图9所示。
其次，对于相对光轴物镜6的歪斜(0.5°)，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其厚度增加量小于或等于上述曲率半径＂r＂的40％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to的情况相比，波前象差(rms(λ))的变化得到了改善，如图10所示。
还有，对于相对光轴凸透镜7的偏心为(30μm)时，当凸透镜7的厚度大于参照存度＂to＂，其厚度增加量小于或等于上述曲率半径＂r＂的60％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂的情况相比波前象差(rms(λ)的变化得到了改善，如图11所示。
而对于离轴入射角的改变，当凸透镜7的厚度(t＝1.4mm)大于参照厚度to(to＝0.995mm)，其增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的情况相比波前象差(rms(λ))的变化得到了改善，如图12所示。
其次，对于相对光轴物镜6的歪斜的变化，当凸透镜7的厚度(t＝1.4mm)大于参照厚度to(to＝0.995mm)，其厚度增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的情况相比波前象差(rms(λ))的变化得到了改善，如图13所示。
还有，对于相对光轴凸透镜7的偏心量的变化，当凸透镜7的厚度(t＝1.4mm)大于参照厚度to(to＝0.995mm)，其厚度增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的情况相比，波前象差(rms(λ))的变化得到了改善，如图14所示。
现在假定离轴入射选为0.225°，相对光轴物镜6的歪斜角选为0.200°，相对光轴凸透镜7的偏心量选为15μm，对于波前象差(rms(λ))的变化，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其厚度增加量为曲率半径＂r＂的20％至50％时，由离轴入射，相对光轴物镜6的歪斜以及相对光轴凸透镜7的偏心所引起的象差可以被完全抑制，如图8所示。
应当注意，相对参照厚度＂to＂，凸透镜7的最佳厚度增加量等于曲率半径＂r＂的32％至33％。
其次，对于离轴入射(0.225°)，如图17所示，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其厚度增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的球面象差(见图36)比较，球面象差得到了改善。
对于离轴入射(0.225°)，如图16所示，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其厚度增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的散光象差(见图35)相比，散光象差也得到了改善。
如图15所示，对于离轴入射(0.225°)，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其厚度增加为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的畸变象差(见图34)相比，畸变象差并不存在。
如图18和图19所示，对于离轴入射(0.225°)，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的间歇象差(见图37和图40)进行比较相对成象高度1.00的切向和径向来说，间歇象差得到了改进。进一步地，如图20和图21所示，相对成象高度0.00的切向和径向来说，间歇象差也得到了改善。
如图23所示，对于相对光轴物镜6的歪斜(0.2°)，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其厚度增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的球面象差(见图42)相比，球面象差得到了改善。
如图22所示，对于相对光轴物镜6的歪斜(0.2°)，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其厚度增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的散光象差(见图41)相比，散光明差得到了改善。
进一步地，如图24和图25所示，对于相对光轴物镜6的歪斜(0.2°)，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其厚度增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的间歇象差相比，参见图43和图46，相对成象高度1.00的切向(Y)和径向(X)，间歇象差得到了改善。如图26和图27所示，相对成象高度0.00的切向(Y)和径向(X)来说，间歇象差也得到了改善。
如图29所示，对于相对光轴凸透镜7的偏心量(30μm)，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的球面象差相比，参见图48，球面象差得到了改善。
如图28所示，对于相对光轴凸透镜7的偏心量(30μm)，当凸透镜7的厚度大于参照厚度＂to＂，其增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的散光象差相比，参见图47，散光象差得到了改善。
进一步地，如图30和图31所示，对于相对光轴凸透镜7的偏心量(30μm)，当凸透镜的厚度大于参照厚度＂to＂，其厚度增加量为曲率半径＂r＂的32.4％时，与凸透镜7的厚度等于参照厚度＂to＂时的间歇象差相比，参见图49至图52，相对成象高度1.00的切向(Y)和径向(X)来说，间歇象差得到了改善。如图32和图33所示，相对成象高度0.00的切向(Y)和径向(X)来说，上述间歇象差也得到了改善。
应当注意，在根据本发明的光学传感装置中，可以由相同的驱动机构来整体调整凸透镜7和物镜6。

Claims (11)

1.一种光学传感装置，其中从光源射出的光束被聚焦在光学记录介质的一个用以记录/读出信息信号的信号记录面上，它包括：
一个发光光源；
一个物镜，从其射出聚焦光束将光源发出的光聚向光学记录介质；以及
一个凸透镜，安装在所述光学记录介质和所述物镜之间，从物镜射出的光束入射的表面是一个凸球面，其曲率半径为一预定值，靠近并面对所述光学记录介质的一个表面部分的另一面是一个平面，其中：
在将经过所述凸透镜的光束聚焦到所述信号记录面的条件下，假定当从所述物镜射出的光束垂直入射在所述凸球面上时，所述物镜的厚度为参照厚度，则所述物镜厚度大于该参照厚度。
2.根据权利要求1所述的光学传感装置，其特征在于：
相对所述参照厚度所述凸透镜的厚度增加量小于或等于所述凸球面曲率半径的60％。
3.根据权利要求1所述的光学传感装置，其特征在于还包括：
一个探测器件，探测所述物镜相对所述光学记录介质的位置；以及
一个调节器件，根据所述探测器件的输出调整所述物镜的位置。
4.根据权利要求1所述的光学传感装置，其特征在于还包括：
一个探测器件，探测所述凸透镜相对所述光学记录介质的位置；以及
一个调节器件，根据所述探测器件的输出调整所述凸透镜的位置。
5.根据权利要求1所述的光学传感装置，其特征在于还包括：
一个第一探测器件，探测所述物镜的位置；
一个第二探测器件，探测所述凸透镜位置；
一个第三探测器件，探测所述记录介质的信号记录面的位置；
一个第一调节器件，根据的述第一探测器件的输出调整所述物镜的位置；以及
一个第二调节器件，根据所述第二探测器件的输出调整所述凸透镜的位置。
6.根据权利要求1所述的光学传感装置，其特征在于：
所述光学传感装置中所述物镜和所述凸透镜由同样的调节器件整体调整。
7.一种光学传感装置，其中从光源射出的光束聚焦在光学记录介质的一个信号记录面上用以记录/读出信息信号，它包括：
一个发光光源；
一个物镜，从其射出聚焦光束，将光源发出的光束聚向一个光学记录介质；以及
一个凸透镜，安装在所述光学记录介质和所述物镜之间，从物镜射出的光束入射的表面是一个凸球面，其曲率半径为一预定值，靠近并面对所述光学记录介质的表面部分的另一面是一个平面；其中
在将经过所述凸透镜的光束聚焦在所述信号记录面的条件下，假定当从所述物镜射出的光束垂直入射在所述凸球面上时所述物镜的厚度为参照厚度，所述物镜厚度大于该参照厚度，所述凸透镜的厚度增加量选在所述凸球面曲率半径的20％至50％。
8.根据权利要求7所述的光学传感装置，其特征在于还包括：
一个探测器件，探测所述物镜相对所述光学记录介质的位置；以及
一个调节器件，根据所述探测器件的输出调整所述物镜的位置。
9.根据权利要求7所述的光学传感装置，其特征在于还包括：
一个探测器件，探测所述凸透镜相对所述光学记录介质的位置；以及
一个调节器件，根据所述探测器件的输出调整所述凸透镜的位置。
10.根据权利要求7所述的光学传感装置，其特征在于还包括：
一个第一探测器件，探测所述物镜位置；
一个第二探测器件，探测所述凸透镜位置；
一个第三探测器件，探测所述记录介质的信号记录面的位置；
一个第一调节器件，根据所述第一探测器件的输出调整所述物镜的位置；以及
一个第二调节器件，根据所述第二探测器件的输出调整所述凸透镜的位置。
11.根据权利要求7所述的光学传感装置，其特征在于：
所述光学传感装置中所述物镜和所述凸透镜由同样的调节器件整体调整。
CN96108423A 1995-05-18 1996-05-18 光学传感装置 Expired - Fee Related CN1104716C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP119947/95 1995-05-18
JP119947/1995 1995-05-18
JP7119947A JPH08315404A (ja) 1995-05-18 1995-05-18 光学ピックアップ装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN02118153A Division CN1389861A (zh) 1995-05-18 2002-04-20 光学传感装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1154539A true CN1154539A (zh) 1997-07-16
CN1104716C CN1104716C (zh) 2003-04-02

Family

ID=14774124

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN96108423A Expired - Fee Related CN1104716C (zh) 1995-05-18 1996-05-18 光学传感装置
CN02118153A Pending CN1389861A (zh) 1995-05-18 2002-04-20 光学传感装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN02118153A Pending CN1389861A (zh) 1995-05-18 2002-04-20 光学传感装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5764613A (zh)
JP (1) JPH08315404A (zh)
KR (1) KR100388515B1 (zh)
CN (2) CN1104716C (zh)

Families Citing this family (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6115347A (en) * 1996-02-12 2000-09-05 Sony Corporation Optical pick-up device, optical recording/reproducing apparatus and objective lens
JPH09251645A (ja) * 1996-03-15 1997-09-22 Sony Corp 記録媒体記録再生装置および記録媒体記録再生方法
JPH09251662A (ja) * 1996-03-15 1997-09-22 Sony Corp 記録媒体記録再生装置および記録媒体記録再生方法
ID16848A (id) * 1996-05-01 1997-11-13 Terastor Corp Kepala layang dengan lensa padat yang terbenam
US6243350B1 (en) * 1996-05-01 2001-06-05 Terastor Corporation Optical storage systems with flying optical heads for near-field recording and reading
IL119020A (en) * 1996-08-06 2000-02-29 Elop Electrooptics Ind Ltd Photochromic supra-density optical memory
JP3545139B2 (ja) * 1996-10-04 2004-07-21 パイオニア株式会社 光学式ピックアップ及び情報記録再生装置
JP3932578B2 (ja) * 1996-10-24 2007-06-20 ソニー株式会社 対物レンズ及び光学ピックアップ装置
JPH10188320A (ja) * 1996-12-20 1998-07-21 Sony Corp 光ディスク記録再生装置および方法
JPH10188301A (ja) * 1996-12-20 1998-07-21 Sony Corp 光ディスク記録再生装置および方法
JPH10283644A (ja) * 1997-04-02 1998-10-23 Sony Corp 焦点制御装置および方法、光ディスク装置
WO1998049675A1 (en) * 1997-04-29 1998-11-05 Terastor Corporation Electro-optical storage system with flying head for near-field recording and reading
WO1998053450A2 (en) * 1997-05-23 1998-11-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Device for optically scanning a record carrier
US6192022B1 (en) * 1997-05-23 2001-02-20 U.S. Philips Corporation Focusing a light beam more than thirty focal depths from the aplanatic point with a plano-convex lens
US5883872A (en) * 1997-05-29 1999-03-16 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Near field magneto-optical recording system employing slit illumination
GB2327291B (en) 1997-06-26 2001-12-12 Asahi Optical Co Ltd Optical system for optical disk drive
US6424068B2 (en) 1997-06-27 2002-07-23 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Galvano mirror unit
DE19828689A1 (de) 1997-06-27 1999-01-07 Asahi Optical Co Ltd Spiegelgalvanometereinheit
FR2765351B1 (fr) 1997-06-27 2005-04-22 Asahi Optical Co Ltd Systeme de detection de rotation pour miroir galvanique
US5946282A (en) * 1997-07-24 1999-08-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical recording/reproducing apparatus
US6275454B1 (en) * 1997-08-18 2001-08-14 Seagate Technology, Inc. Microactuator for track positioning a slider-mounted lens of an optical disc drive
DE59813644D1 (de) * 1997-09-05 2006-08-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Immersionssystem
JPH1186328A (ja) 1997-09-12 1999-03-30 Asahi Optical Co Ltd 光学式情報記録再生装置
JPH11110794A (ja) 1997-09-30 1999-04-23 Sony Corp レンズ駆動装置及び光学ヘッド
US6404715B1 (en) 1997-10-06 2002-06-11 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Detecting system for detecting rotation angle of deflection mirror
US6151174A (en) * 1997-10-06 2000-11-21 U.S. Philips Corporation Device for optically scanning a record carrier
US6421156B1 (en) 1997-10-17 2002-07-16 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Galvano mirror unit
US6344917B1 (en) 1997-10-17 2002-02-05 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Galvano mirror unit
JP3845982B2 (ja) 1997-10-17 2006-11-15 ソニー株式会社 光ピックアップ装置
US6292447B1 (en) 1997-10-24 2001-09-18 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Head for optical disc drive
US6404485B1 (en) 1997-10-24 2002-06-11 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Rotation amount detecting system of deflection mirror for optical disc drive
US6324141B2 (en) 1997-10-24 2001-11-27 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Optical system for optical disc drive
US6333910B1 (en) 1997-10-31 2001-12-25 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Optical system for optical disc drive
WO1999023648A1 (fr) * 1997-11-05 1999-05-14 Nikon Corporation Tete optique, enregistreur optique, microlentille et fabrication de cette microlentille
US6341106B1 (en) 1997-11-05 2002-01-22 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Optical disc drive
US6278682B1 (en) 1997-11-08 2001-08-21 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Optical system for optical disc drive
US6650604B1 (en) 1997-12-27 2003-11-18 Pentax Corporation Optical head of disk drive
JP3478969B2 (ja) * 1998-03-12 2003-12-15 パイオニア株式会社 光ヘッド
US6407975B1 (en) 1998-03-16 2002-06-18 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Of Tokyo Optical disk drive
US6091549A (en) * 1998-04-14 2000-07-18 Siros Technologies, Inc. Method and apparatus for adjustable spherical aberration correction and focusing
KR100297764B1 (ko) * 1998-04-27 2001-08-07 윤종용 고밀도 기록/재생 가능한 광픽업장치
US6496468B2 (en) 1998-05-29 2002-12-17 Terastor Corp. Beam focusing in near-field optical recording and reading
US5995292A (en) * 1998-06-16 1999-11-30 Siros Technologies, Inc. Apparatus for adjustable spherical aberration correction
US6064529A (en) * 1998-07-02 2000-05-16 Optiteck, Inc. Spherical aberration correction using flying lens and method
JP3972484B2 (ja) 1998-09-16 2007-09-05 コニカミノルタオプト株式会社 固浸レンズ
MY130565A (en) * 1998-09-18 2007-06-29 Samsung Electronics Co Ltd Near-field optical storage medium and optical data storage system therefor
US6958865B1 (en) * 1998-11-12 2005-10-25 California Institute Of Technology Microlicensing particles and applications
JP3918331B2 (ja) 1998-11-25 2007-05-23 コニカミノルタオプト株式会社 反射微小光学系
KR100603893B1 (ko) * 1998-12-10 2006-07-24 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 기록매체의 광학 주사장치
US6594204B1 (en) * 1999-03-31 2003-07-15 Sony Corporation Lens holder, method for manufacturing lens holder, metal die for producing lens holder and objective lens device
US6163415A (en) * 1999-04-02 2000-12-19 Siros Technologies, Inc. Loading and unloading a flying lens
US6671246B1 (en) 1999-04-28 2003-12-30 Olympus Optical Co., Ltd. Optical pickup
JP3770367B2 (ja) * 1999-05-11 2006-04-26 シャープ株式会社 光ピックアップ装置
US6687058B1 (en) 1999-06-21 2004-02-03 The Trustees Of Boston University Numerical aperature increasing lens (nail) techniques for high-resolution sub-surface imaging
AU6952700A (en) * 1999-06-21 2001-01-09 Trustees Of Boston University Numerical aperture increasing lens (nail) techniques for high-resolution sub-surface imaging
JP2001126305A (ja) * 1999-10-29 2001-05-11 Fujitsu Ltd 光ディスク装置およびそのレンズ調整方法
JP2001176118A (ja) 1999-12-15 2001-06-29 Minolta Co Ltd 光ヘッド、記録再生装置、および固浸レンズ
JP2001236673A (ja) 2000-02-17 2001-08-31 Minolta Co Ltd 光ヘッド及び光記録・再生装置
US7424127B1 (en) * 2000-03-21 2008-09-09 Bose Corporation Headrest surround channel electroacoustical transducing
US6301055B1 (en) 2000-08-16 2001-10-09 California Institute Of Technology Solid immersion lens structures and methods for producing solid immersion lens structures
GB2371818B (en) * 2001-02-06 2004-09-22 Ruff Pup Ltd A casing scraper
US6477298B1 (en) 2001-05-15 2002-11-05 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Collection mode lens system
JP2003021770A (ja) * 2001-07-09 2003-01-24 Sony Corp 対物レンズ、対物レンズの製造方法、光学ピックアップ装置及び記録再生装置
JP4130938B2 (ja) * 2001-09-28 2008-08-13 Ｈｏｙａ株式会社 光ピックアップ用対物光学系
US6594086B1 (en) * 2002-01-16 2003-07-15 Optonics, Inc. (A Credence Company) Bi-convex solid immersion lens
WO2004088386A1 (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Hamamatsu Photonics K.K. 固浸レンズ、及びそれを用いた試料観察方法
EP1612590A4 (en) 2003-03-20 2011-05-04 Hamamatsu Photonics Kk SOLID IMMERSION LENS AND MICROSCOPE
US7212485B2 (en) * 2003-04-14 2007-05-01 Hoya Corporation Objective lens and method for manufacture thereof
US7042649B2 (en) * 2003-08-11 2006-05-09 California Institute Of Technology Microfabricated rubber microscope using soft solid immersion lenses
US7312921B2 (en) * 2004-02-27 2007-12-25 Hamamatsu Photonics K.K. Microscope and sample observation method
JP4643994B2 (ja) * 2005-01-19 2011-03-02 浜松ホトニクス株式会社 固浸レンズホルダ
US20050220266A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Gregory Hirsch Methods for achieving high resolution microfluoroscopy
US20090190461A1 (en) * 2004-04-20 2009-07-30 Koninklijke Phillips Electronics N.V. Optical data storage system for recording and/or reading an optical data storage medium for use in such system
EP2701194B1 (en) 2004-06-07 2018-08-29 Fluidigm Corporation Method and apparatus for imaging a microfluidic device under temperature control
EP1931158B1 (en) * 2006-12-08 2013-04-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for selecting frame structure in multihop relay broadband wireless access communication system
CN106471412B (zh) 2014-03-11 2020-04-21 Dcg系统有限公司 自校准的悬浮固体浸没透镜端部

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5004307A (en) * 1990-04-12 1991-04-02 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Near field and solid immersion optical microscope
US5125750A (en) * 1991-03-14 1992-06-30 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Optical recording system employing a solid immersion lens
US5121256A (en) * 1991-03-14 1992-06-09 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Lithography system employing a solid immersion lens
US5553052A (en) * 1993-03-02 1996-09-03 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Inclination of an objective lens in an optical information system
US5497359A (en) * 1994-08-30 1996-03-05 National Business Machines Corporation Optical disk data storage system with radiation-transparent air-bearing slider

Also Published As

Publication number Publication date
CN1389861A (zh) 2003-01-08
US5764613A (en) 1998-06-09
CN1104716C (zh) 2003-04-02
JPH08315404A (ja) 1996-11-29
KR960042566A (ko) 1996-12-21
KR100388515B1 (ko) 2003-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1104716C (zh) 光学传感装置
CN1069433C (zh) 光拾取装置，光盘记录和/或重放装置及补偿彗形象差的方法
CN1404047A (zh) 光学头
CN1146888C (zh) 高密度光学聚焦物镜及其光拾取器
CN1126084C (zh) 光学拾象器及光学拾象器物镜的装配方法
CN1639780A (zh) 能补偿光学记录介质的厚度偏差的光学拾取设备
CN1287185C (zh) 用于光学头的物镜、光学头以及光盘驱动器
CN1146883C (zh) 光头设备
CN1249699C (zh) 用于信息记录介质重放的光学拾波器
CN1255791C (zh) 光学扫描装置
CN1181833A (zh) 物镜和采用该物镜的扫描设备
CN1249695C (zh) 使用两个波长光源组件的光学拾取器和校正位置差的方法
CN1203599C (zh) 半导体激光器单元和光学头装置
CN1248206C (zh) 光学拾取装置和用于此装置的记录介质
CN1925035A (zh) 兼容的光学拾取器以及光学记录和/或再现设备
CN1299283C (zh) 光学扫描设备、用于该设备的透镜系统及其制造方法
CN1993738A (zh) 衍射部件
CN1253729C (zh) 用于扫描光盘(dvd)的物镜
CN1153197C (zh) 光学拾波器和其所用的校正透镜
CN1206640C (zh) 光信息存储装置和光器件
CN1095159C (zh) 光学式记录重现装置
CN1310233C (zh) 光学扫描装置
CN1685410A (zh) 光拾取器和盘驱动装置
CN1267912C (zh) 光盘装置及记录/重放方法
CN1815582A (zh) 光学拾取器和光盘装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee