CN1298175A - 光拾取装置及用于光拾取装置的物镜 - Google Patents
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Abstract
进行光信息记录介质的信息再生以及/或者记录的光拾取装置具有:出射波长为λ(nm)的光束的光源;将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的具有物镜的集光光学系统;以及接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;上述物镜是塑料透镜,且至少在一个面上带有衍射部并满足以下条件式0.3≤ΦR/Φ≤1.5,这里,ΦR:上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的折射光焦度,Φ:上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的光焦度。
Description
本发明涉及光拾取装置及树脂制的物镜,特别是涉及改善了温度特性以及象差的物镜和使用了该物镜的适合于作为光信息记录介质的记录或者再生使用的光拾取装置。
作为传统的CD再生装置中具有要求的精度的光信息记录介质的记录再生用光学系统(本说明书中所说的记录再生用光学系统或者记录再生装置包括:记录用光学系统、再生用光学系统、记录再生两用的光学系统或者使用这些光学系统的装置),日本特开昭57-76512号公开有无限共轭型光学系统,日本特开昭61-56314号公开有有限共轭型光学系统。此外,为了减少使用树脂制物镜时的因温度变化的象差的产生,在日本特开平6-258573号上还公开有使用了组合透镜的系统。而且,由于近年来低成本化等的要求,对于记录再生用光学系统,特别是对于其物镜,使用树脂(塑料)材料形成的透镜正在被广泛使用。
但是,利用树脂形成的物镜存在着伴随温度变化而导致折射率改变引起的象差比利用玻璃材料形成的透镜大的问题。一般而言,在树脂材料和玻璃材料之间其折射率的变化有一位数以上的差异。在此,如果设基准设计温度和实际使用环境的温度差为△T,则因该温差△T而引起变化的象差主要是3次球差。设用rms(均方差)值表示波阵面象差的3次球差成分的符号为SA,并在此定义球差为正时(过度)符号为SA>0,为负时(不足)符号为SA<0。因该温差变化△T而引起变化的3次球差△SA(λrms)可以使用物镜的光信息记录介质侧(像侧)数值孔径NA、焦距f、成像倍率m、比例系数k、光的波长λ表达为
△SA/△T=k·f(1-m)4(NA)4/λ (1)那么,当利用树脂材料形成的透镜具有正的折射率时,如果温度上升则3次球差将进一步过度。即,在上式(1)中,系数k为正值。另外,当以利用树脂材料形成的单透镜作为物镜时,系数k将成为更大的正值。
由于现在广泛使用的小型光盘的物镜中,NA为0.45左右,所以,可以说伴随使用环境的温度变化而产生的象差还没有达到成为问题的程度。但是,随着现在不断推进的光信息记录介质的高密度化,将要求构成记录再生装置光学系统的物镜也必须与之(高密度化)对应。
具体地讲,作为光信息记录介质,以与CD(存储容量:650MB)一样程度的大小提高记录密度的DVD(存储容量:4.7GB)已经开发出来并正在迅速普及。要再生DVD,一般使用光源波长为635nm~660nm范围内的某规定波长的激光。而一般地,激光源发出的发散光束在被平行光管变换成平行光束后,入射到DVD侧NA为0.6或者其以上的物镜,并经由DVD的透明基板会聚在信息记录面上。
特别是最近,正在盛行利用更高NA的物镜或更短波长的光源开发具有10至30GB存储容量的和CD或DVD同样的光信息记录介质。作为短波长光源有望看到的光源有激发波长400nm左右的GaN兰色半导体激光或SHG兰色激光。即,对记录再生装置中的光学系统,在要求高NA的同时,还要求其必须能够对应波长更短的激光。
从波阵面象差考察此点,在上述式(1)中,如果将NA从0.45增大至0.6,激光的波长λ由660nm缩短至400nm,则波阵面象差Wrms将增大到(0.6/0.45)4÷400/660=5.17倍。
这里,为了基于式(1)抑制减小波阵面象差,可以考虑缩小焦距f,但是,在现实中,因为有需要确保聚焦的动作距离,故将f进一步缩小已十分困难。另外,在m<0的有限共轭型光学系统或m=0的无限共轭型光学系统中,高NA情况下伴随温度变化而产生的象差正在成为更深刻的问题。虽然也可以考虑在使用了组合透镜的光学系统中取0<m<1来改善温度特性,但在该情况下,为了确保聚焦所需要的动作距离,需要或加长光学系统物像间的距离、或使用高NA的组合透镜,因而存在光学系统以至装置被大型化的问题。
这样,在使用了利用传统的树脂材料形成的物镜的透镜系统中,由于以因温度变化而产生的树脂材料的折射率变化△n为原因所产生的象差正比于物镜的像方数值孔径NA的4次方,故实现高NA的光学系统是很困难的。
因此,在试图利用激光源的短波长化和物镜的高NA化来达成高密度的信息记录的光信息记录再生装置的光学系统中,不得不代替树脂制的物镜,使用对于温度的变化折射率变化小但成本更高的玻璃模制透镜或玻璃的组合透镜。
针对这样的问题,在日本特开平11-337818号上,公开了在光学头用的物镜上设置带有规定的球差特性的衍射透镜构造来校正对应温度变化的象差的技术。
然而,为了谋求光信息记录介质的记录再生装置的小型化以及低成本化,又存在要求减少集光光学系统中透镜的片数的呼声。要满足所需的要求,就需要用一片物镜构成所谓的有限共轭光学系统,但日本特开平11-337818号所公开的物镜并非是对应有限共轭光学系统的东西。
本发明的目的在于提供在光信息记录介质的记录再生装置(光拾取装置)用物镜中,对其装置的光源激发波长不因使用环境的温度变化而变化的SHG激光的情况,或者对激发波长发生变化的半导体激光的情况,均能对于使用环境的温度变化确保足够的性能的利用树脂材料形成的物镜、或者至少包括一片由树脂材料形成的透镜的物镜,以及使用了这样的物镜的光拾取装置。即以提供无论是怎样的激光源,都能对于使用环境的温度变化,减少3次球差的变化以至减少球差的变化的物镜、光拾取装置、光信息记录介质记录再生装置为目的。
本发明的目的在于提供由对于使用环境的温度变化可确保足够的性能的树脂材料形成、且可构成有限共轭光学系统的物镜,以及使用了所构成的物镜的光拾取装置。
上述目的可利用下面的构成达成。
(1-1)进行光信息记录介质的信息再生/或者记录的光拾取装置具有:出射波长为λ(nm)的光束的光源;将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的具有物镜的集光光学系统;以及接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
上述物镜是塑料透镜,至少在一个面上带有衍射部并满足以下条件式
0.3≤φR/φ≤1.5
φR:上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的折射光焦度
φ:上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的光焦度。
(1-2)在(1-1)所记载的光拾取装置中,当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2,对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,满足以下条件式
(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0λrms2/(℃·nm)
这里,△SA2/△λ1是一定温度下的值,
△SA1/△T是一定波长下的值。
(1-3)在(1-2)所记载的光拾取装置中,上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.58以上,上述物镜的成像倍率mo1大致为0。
(1-4)在(1-2)所记载的光拾取装置中,上述物镜的成像倍率mo1满足以下的条件式
-1/2≤mo1≤-1/7.5
(1-5)在(1-2)所记载的光拾取装置中,满足以下的条件式
△SA2/△λ1<0λrms/nm
△SA1/△T>0λrms/℃
(1-6)在(1-1)所记载的光拾取装置中,当设对于环境温度20℃至30℃范围内的温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,满足以下条件式
|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃
这里,△SA1/△T是一定波长下的值。
(1-7)在(1-6)所记载的光拾取装置中,上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.58以上,上述物镜的成像倍率mo1大致为0。
(1-8)在(1-6)所记载的光拾取装置中,上述光源的波长λ(nm)为680nm以下。
(1-9)在(1-6)所记载的光拾取装置中,上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.48以上,不足0.58,上述物镜的成像倍率mo1大致为0,并满足以下的条件式
|△SA1/△T|≤0.0004λrms/℃
(1-10)在(1-6)所记载的光拾取装置中,上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.49以上,上述物镜的成像倍率mo1满足以下的条件式
-1/2≤mo1≤-1/7.5
进而,还满足以下的条件式
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃
(1-11)在(1-10)所记载的光拾取装置中,上述物镜可以在与上述物镜的光轴垂直的方向上移动,上述物镜和上述光源的相对位置可以变化,
在上述物镜的光轴和上述光源的光束中心偏离的位置上,从上述光源出射并通过上述物镜的光束的波阵面象差的象散性成分为最小。
(1-12)在(1-10)所记载的光拾取装置中,当设上述光源和上述光信息记录介质的信息记录面的距离为U时,满足以下的条件式。
10mm<U<40mm
(1-13)在(1-10)所记载的光拾取装置中:
其为一个对具有厚度t1的第1透明基板的第1光信息记录介质和具有厚度t2(t2>t1)的第2透明基板的第2光信息记录介质进行信息的再生/或者记录的光拾取装置;
除了出射波长为λ的光束的光源外,还具有出射波长为λ2(λ<λ2)的第2光束的第2光源;
上述集光光学系统将上述光源或者上述第2光源出射的光束会聚在上述第1光信息记录介质或者上述第2光信息记录介质的信息记录面上;
上述光检出器接收来自上述第1光信息记录介质或者上述第2光信息记录介质的反射光;
设上述NA为用波长λ记录或者再生上述第1光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第1光信息记录介质侧的数值孔径;
设NA2(NA2<NA1)为用波长λ2记录或者再生上述第2光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第2光信息记录介质侧的数值孔径;
在上述mo1是上述第1光信息记录介质的记录或者再生时的上述物镜的成像倍率时,其满足以下条件式。
NA≥0.56
-1/5≤mo1≤-1/7.5
(1-14)在(1-13)所记载的光拾取装置中,当设上述第2光信息记录介质的记录或者再生时的上述物镜的成像倍率为mo2时,其满足以下条件式。
|mo2-mo1|<0.1
(1-15)在(1-1)所记载的光拾取装置中,当设对于环境温度20℃至30℃范围内的温度变化△T(℃)的上述光源的波长变化量为△λ2(nm)时,满足以下条件式
0nm/℃<△λ2/△T≤0.5nm/℃
(1-16)在(1-1)所记载的光拾取装置中,当设对于环境温度20℃至30℃范围内的温度变化△T(℃)的上述物镜的折射率变化量为△n时,满足以下条件式
-0.002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃
(1-17)在(1-16)所记载的光拾取装置中,满足以下条件式
-0.0002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃
(1-18)在(1-1)所记载的光拾取装置中,上述光源的波长λ(nm)和上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足以下条件式。
0.00015/nm≤(NA)4/λ≤40/nm
(1-19)在(1-1)所记载的光拾取装置中,上述光源的波长λ(nm)和上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足以下条件式。
10nm≤λ/NA≤1100nm
(1-20)在(1-1)所记载的光拾取装置中,当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2时,其满足以下条件式
|△SA2/△λ1|≤0.1λrms/nm
这里,△SA2/△λ1是一定温度下的值,
(1-21)在(1-1)所记载的光拾取装置中,当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的焦点位置变化量为△f(μm)时,其满足以下条件式
|△f/△λ1|≤200
(1-22)在(1-1)所记载的光拾取装置中,上述物镜的至少一个面是非球面。
(1-23)在(1-1)所记载的光拾取装置中,上述衍射部具有以上述物镜的光轴为近似中心的同心圆状的多条波带的形状,表示上述多条波带体的各波带位置的光程差函数至少包含幂级数的6次项。
(1-24)在(1-1)所记载的光拾取装置中,上述物镜是单透镜。
(1-25)在(1-1)所记载的光拾取装置中,当设上述物镜的与光信息记录介质侧相反一侧的基础面的近轴曲率半径为r1(mm)、上述物镜的折射率为n、上述物镜的折射的焦距为fR(mm)时,其满足以下条件式。
1.0≤r1/{(n-1)·fR}≤1.2
(1-26)在(1-1)所记载的光拾取装置中,上述物镜由聚烯烃类树脂、降冰片烯类树脂、芴类树脂中的任意一种树脂构成。
(1-27)在(1-1)所记载的光拾取装置中,通过将上述物镜的至少一面做成非球面,校正因环境温度变化产生的轴上球差变化量,通过在上述物镜的至少一个面上设置衍射部,校正球差。
(1-28)在(1-1)所记载的光拾取装置中,当设为用波长λ记录或者再生上述光信息记录介质所必要的上述物镜的上述光信息记录介质侧的数值孔径为NA时,在环境温度20℃至30℃范围内的由上述光源出射并通过上述物镜的、NA以下的光束会聚在上述光信息记录介质的信息记录面上时的3次轴上球差成分的绝对值为0.07λrms以内。
(1-29)在(1-1)所记载的光拾取装置中:
这是一个对具有厚度t1的第1透明基板的第1光信息记录介质和具有厚度t2(t2>t1)第2透明基板的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光拾取装置;
除了出射波长为λ的光束的光源外,还具有出射波长为λ2(λ<λ2)的第2光束的第2光源;
上述集光光学系统将上述光源或者上述第2光源所出射的光束会聚在上述第1光信息记录介质或者上述第2光信息记录介质的信息记录面上;
上述光检出器接收来自上述第1光信息记录介质或者上述第2光信息记录介质的反射光;
使用来自上述光源的上述波长为λ的光束进行上述第1光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录;
使用来自上述第2光源的上述波长为λ2的光束进行上述第2光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录。
(1-30)在(1-29)所记载的光拾取装置中:
当设上述NA是为用波长λ记录或者再生上述第1光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第1光信息记录介质侧的数值孔径、
设NA2(NA2<NA1)是为用波长λ2记录或者再生上述第2光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第2光信息记录介质侧的数值孔径时,
在环境温度20℃至30℃范围内的由上述光源出射并通过上述物镜的、NA以下的光束会聚在上述第1光信息记录介质的信息记录面上时的3次轴上球差成分的绝对值为0.07λrms以内;
在环境温度20℃至30℃范围内的由上述第2光源出射并通过上述物镜的、NA2以下的光束会聚在上述第2光信息记录介质的信息记录面上时的3次轴上球差成分的绝对值为0.07λrms以内。
(1-31)在进行光信息记录介质的信息再生以及/或者记录的光拾取装置用物镜中,上述透镜是塑料透镜,且至少在一个面上带有衍射部,并满足以下条件式
0.3≤φR/φ≤1.5
φR:在上述物镜的规定波长λ(nm)处的折射光焦度
φ:在上述物镜的规定波长λ(nm)处的光焦度
(1-32)在(1-31)所记载的物镜中,当设对于上述规定波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2,对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,其满足以下条件式
(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0λrms2/(℃·nm)
这里,△SA2/△λ1是一定温度下的值,
△SA1/△T是一定波长下的值。
(1-33)在(1-31)所记载的物镜中,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,其满足以下条件式
|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃
这里,△SA1/△T是一定波长下的值。
(1-34)在进行光信息记录介质的信息再生以及/或者记录的光信息记录介质记录以及/或者再生装置中,光拾取装置具有:
出射波长为λ(nm)的光束的光源;
将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的具有物镜的集光光学系统;以及
接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
上述物镜是塑料透镜,且至少在一个面上带有衍射部并满足以下条件式
0.3≤φR/φ≤1.5
这里,φR:上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的折射光焦度
φ:上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的光焦度
进而,利用下面的最佳构成也可以达成上述目的。
(2-1)光拾取装置具有:
出射波长为λ(nm)的光束的光源;
经由光信息记录介质的透明基板并用于将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的物镜;以及
用于接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
上述物镜包含具有折射光焦度的塑料透镜;
在上述物镜至少的一个面上带有衍射图案;
上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足
NA≥0.58
同时,当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2,对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,其满足以下条件式
(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0λrms2/(℃·nm)
(2-2)在(2-1)所记载的光拾取装置中,上述3次轴上球差变化量△SA2满足
△SA2/△λ1<0λrms/nm同时,上述3次轴上球差变化量△SA1满足
△SA1/△T>0λrms/℃
(2-3)在(2-1)所记载的光拾取装置中,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述光源的波长变化量为△λ2(nm)时,其满足
0nm/℃<△λ2/△T≤0.5nm/℃
(2-4)在(2-1)所记载的光拾取装置中,上述3次轴上球差变化量△SA1满足
|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃
(2-5)光拾取装置具有:
出射波长为λ(nm)的光束的光源;
经由光信息记录介质的透明基板用于将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的物镜;以及
用于接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
上述物镜包含具有折射光焦度的塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足
NA≥0.58
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃
(2-6)光拾取装置具有:
出射波长为λ(nm)的光束的光源;
经由光信息记录介质的透明基板用于将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的物镜;以及
用于接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
上述物镜包含具有折射光焦度的塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足
0.58>NA≥0.48
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.00040λrms/℃
(2-7)光拾取装置具有:
出射波长为λ(nm)的光束的光源;
经由光信息记录介质的透明基板用于将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的物镜;以及
用于接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
上述物镜包含具有折射光焦度的塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
上述光源的波长λ(nm)满足
λ≤680nm
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃
(2-8)在(2-7)所记载的光拾取装置中,上述光源的波长λ(nm)满足
λ≤500nm
(2-9)在(2-1)到(2-8)之任意一项所记载的光拾取装置中,上述光源的波长λ(nm)和上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足
0.00015/nm≤(NA)4/λ≤40/nm
(2-10)在(2-1)到(2-9)之任意一项所记载的光拾取装置中,上述光源的波长λ(nm)和上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足
10nm≤λ/NA≤1100nm
(2-11)在(2-1)到(2-10)之任意一项所记载的光拾取装置中,当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2时,其满足
|△SA2/△λ1|≤0.10λrms/nm
(2-12)在(2-1)到(2-11)之任意一项所记载的光拾取装置中,当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的焦点位置变化量为△f(μm)时,其满足
|△f/△λ1|≤200
(2-13)在(2-1)到(2-12)之任意一项所记载的光拾取装置中,上述物镜的至少1个面是非球面。
(2-14)在(2-1)到(2-12)之任意一项所记载的光拾取装置中,上述物镜的至少2个面是非球面。
(2-15)在(2-1)到(2-14)之任意一项所记载的光拾取装置中,上述衍射图案具有以光轴为近似中心的同心圆状的多条波带的形状,表示上述多条波带体的各波带位置的光程差函数至少包含幂级数的6次项。
(2-16)在(2-1)到(2-15)之任意一项所记载的光拾取装置中,上述物镜由上述塑料透镜的单透镜构成。
(2-17)在(2-16)所记载的光拾取装置中,当设上述物镜的上述光源波长λ(nm)处的光焦度为φ,折射光焦度为φR时,其满足
0.3≤φR/φ≤1.5
(2-18)在(2-16)或(2-17)所记载的光拾取装置中,当设上述物镜的与光信息记录介质侧相反一侧的基础面的近轴曲率半径为r1(mm)、上述物镜的折射率为n、折射的焦距为fR(mm)时,其满足
1.0≤r1/{(n-1)·fR}≤1.2
(2-19)在(2-16)到(2-18)之任意一项所记载的光拾取装置中,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的折射率变化量为△n时,其满足
-0.002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃
(2-20)在(2-16)到(2-19)之任意一项所记载的光拾取装置中,上述物镜由非晶聚烯烃类树脂、降冰片烯类树脂及芴类树脂中的任意一种树脂构成。
(2-21)在(2-16)到(2-20)之任意一项所记载的光拾取装置中,上述物镜的光学功能部的外周带有凸缘。
(2-22)在(2-21)所记载的光拾取装置中,在上述凸缘部的一部上带有切口部。
(2-23)光拾取装置用物镜由具有折射光焦度并至少在一个面上带有衍射图案的塑料的单透镜构成,当设与配置光信息记录介质侧相反一侧的基础面的近轴曲率半径为r1(mm)、折射率为n、折射的焦距为fR(mm)时,其满足
1.0≤r1/{(n-1)·fR}≤1.2
(2-24)在(2-23)所记载的光拾取装置用物镜中,上述衍射图案具有以光轴为近似中心的同心圆状的多条波带的形状,且表示上述多条波带体的各波带位置的光程差函数至少包含幂级数的6次项。
(2-25)在(2-23)或(2-24)所记载的光拾取装置用物镜中,至少有1个面是非球面。
(2-26)在(2-23)所记载的光拾取装置用物镜中,2个面都是非球面。
(2-27)光拾取装置用的物镜通过包含至少一个具有折射光焦度的塑料透镜并至少将一个面做成非球面,校正因环境温度变化而产生的轴上球差变化量,同时,通过至少在一个面上设置的衍射图案,校正球差。
(2-28)在(2-27)所记载的光拾取装置用物镜中,上述物镜由上述塑料透镜的单透镜构成。
(2-29)光拾取装置用物镜包含具有折射光焦度的塑料透镜,并让来自测定光源的波长为λ(nm)的光束入射到至少在一个面带有衍射图案的物镜上,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SAX时,上述3次轴上球差变化量△SAX满足
|△SAX/△T|≤0.001λrms/℃
(2-30)在(2-29)所记载的光拾取装置用物镜中,上述测定利用菲佐型干涉计或者泰曼格林型干涉计进行。
(2-31)在(2-29)或(2-30)所记载的光拾取装置用物镜中,上述测定光源的波长λ(nm)为680nm以下。
(2-32)在(2-29)或(2-30)所记载的光拾取装置用物镜中,上述测定光源的波长λ(nm)为633nm以下。
(2-33)在(2-29)或(2-30)所记载的光拾取装置用物镜中,上述测定光源的波长λ(nm)为500nm以下。
(2-34)在(2-29)到(2-33)之任意一项所记载的光拾取装置用物镜中,上述物镜的射出光束侧的数值孔径NA为0.58以上。
(2-35)在(2-29)到(2-33)之任意一项所记载的光拾取装置用物镜中,上述物镜的射出光束侧的数值孔径NA为0.62以上。
(2-36)在(2-29)到(2-35)之任意一项所记载的光拾取装置用物镜中,利用上述测定所获得的波阵面象差的3次轴上球差成分的绝对值在环境温度20℃至30℃范围内为0.07λrms以下。
(2-37)光拾取装置用物镜是利用来自光源的光,对于具有透明基板的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光拾取装置用的光拾取装置用物镜,其包含具有折射光焦度的塑料透镜;
相对于上述物镜,将来自上述光拾取装置光源的光束和可以照射具有大致同一波长的测定光的测定光源、上述光信息记录介质的透明基板和具有大约同一折射率及厚度的测定介质,等价地设定成对应上述光拾取装置的光源以及透明基板的位置关系;
在让来自上述测定光源的波长为λ(nm)的测定光入射到上述物镜,并让上述物镜的温度在20℃至30℃范围内变化,此时测定对于温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量△SAX,上述3次轴上球差变化量△SAX满足
|△SAX/△T|≤0.001λrms/℃
(3-1)光拾取装置具有:
出射波长为λ1(nm)的光束的光源;
经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的含有物镜的集光光学系统;以及
接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
当设上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径为NA(1)、上述物镜的成像倍率为mo1时,满足
NA(1)≥0.49
-1/2≤mo1≤-1/7.5
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃
(3-2)在上述(3-1)所记载的光拾取装置中,当设对于环境温度20℃至30℃范围内的温度变化△T(℃)的上述光源的波长变化量为△λ1(nm)时,其为
0nm/℃<△λ2/△T≤0.5nm/℃
(3-3)在(3-1)所记载的光拾取装置中,对波长λ1(nm),当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述塑料透镜素材的折射率变化量为△n1时,其为
-0.0002/℃<△n1/△T<-0.00005/℃
(3-4)是(3-1)至(3-3)之任意一项所记载的光拾取装置,
为了进行跟踪,通过在垂直于上述物镜的光轴的方向上驱动上述物镜来改变其与光源的相对位置,出射于上述物镜的光束的波阵面象差的象散性成分最小的位置是物镜光轴和上述光源的光束中心偏离的位置。
(3-5)在(3-1)至(3-4)之任意一项所记载的光拾取装置中,当设上述光源和上述光信息记录介质的信息记录面的距离为U时,其满足
10mm<U<40mm
(3-6)光拾取装置具有:
出射波长为λ1(nm)的第1光源;
出射波长为λ2(nm)(λ2>λ1)的第2光源;
经由光信息记录介质的透明基板将上述第1光源以及第2光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的含有物镜的集光光学系统;以及
接收来自上述光信息记录介质的、上述第1光源以及第2光源的出射光束的反射光的光检出器;
利用来自第1光源的第1光束,相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质记录以及/或者再生信息;
利用来自第2光源的第2光束,相对于透明基板厚度为t2的第2光信息记录介质记录以及/或者再生信息;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
为了利用波长λ1记录或者再生上述第1光信息记录介质,当设上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA1、
为了利用波长λ2记录或者再生上述第2光信息记录介质,当设上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA2时,其为
t1<t2
NA1>NA2
当设对于上述物镜的上述第1光束的光信息记录介质侧的数值孔径为NA(1)、上述物镜的对于上述第1光束的成像倍率为mo1时,满足
NA(1)≥0.56
-1/5≤mo1≤-1/7.5
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃
(3-7)是(3-6)中所记载的光拾取装置,当设上述物镜的对于上述第2光束的成像倍率为mo2时,其为
|mo2-mo1|<0.10
(3-8)在(3-6)或(3-7)所记载的光拾取装置中,具有可以混合上述第1光束和上述第2光束的光混合装置。
(3-9)在(3-6)至(3-8)之任意一项所记载的光拾取装置中,在上述第1光束和上述第2光束共同通过的光路上,具有透过第1光束、透过第2光束中的中央部分并遮蔽其外侧区域的孔径限制装置。
(3-10)在(3-9)所记载的光拾取装置中,上述孔径限制装置与物镜一体化。
(3-11)在(3-10)所记载的光拾取装置中,与上述物镜一体化的上述孔径限制装置是设置在上述物镜方的面上的、透过第1光束和透过第2光束中的中央部分并反射外侧的区域的部分二向色镀层。
(3-12)在(3-11)所记载的光拾取装置中,上述衍射图案只存在于上述物镜方的面上,上述部分二向色镀层则设置在没有衍射图案侧的面上。
(3-13)在(3-11)或(3-12)所记载的光拾取装置中,上述部分二向色镀层的波长为λ2的光束的反射率为30%到70%。
(3-14)在(3-10)所记载的光拾取装置中,上述物镜的两侧的面上带有衍射图案,与上述物镜一体化的上述孔径限制装置是透过位于上述物镜的一侧的面上的第1光束和透过第2光束中的中央部分并衍射外侧区域的部分衍射图案。
(3-15)在(3-6)到(3-14)之任意一项所记载的光拾取装置中,在将入射到上述信息记录面的光束分为光轴近旁的内侧光束、较上述内侧光束靠外侧的中间光束、较上述中间光束更靠外侧的外侧光束这样至少3个光束时,是通过主要利用来自上述第1光源的光束中的内侧光束以及外侧光束来形成束点,并相对于第1光信息记录介质记录以及/或者再生信息,以及通过主要利用来自上述第2光源的光束中的内侧光束以及中间光束来形成束点,并相对于第2光信息记录介质记录以及/或者再生信息的。
(3-16)在(3-15)所记载的光拾取装置中,在来自上述第2光源的光束中,入射到上述第2光信息记录介质的信息记录面的内侧区域的波阵面象差的3次球差成分是不足(Under)。
(3-17)在(3-16)所记载的光拾取装置中,上述光检出器相对于第1光源和第2光源是共同的。
(3-18)在(3-6)到(3-16)之任意一项所记载的光拾取装置中,上述光检出器分别具有第1光源用的第1光检出器和第2光源用的第2光检出器,并在空间上分别位于各自离开的位置。
(3-19)在(3-18)所记载的光拾取装置中,上述第1光源和第1光检出器或者第2光源和第2光检出器的至少一对被组合单元化。
(3-20)在(3-17)所记载的光拾取装置中,上述第1光源、第2光源以及共同的光检出器(单一光检出器)被组合单元化。
(3-21)在(3-6)到(3-16)之任意一项所记载的光拾取装置中,上述光检出器中的第1光源用的第1光检出器和第2光源用的第2光检出器是分开的个体,上述第1光源和第2光源和第1光检出器和第2光检出器被组合单元化。
(3-22)在(3-6)到(3-16)之任意一项所记载的光拾取装置中,上述第1光源和第2光源被组合单元化,在空间上位于与上述光检出器相离开的位置。
(3-23)在(3-6)到(3-22)之任意一项所记载的光拾取装置中,在从上述第1光源到上述物镜的光路中或者从上述第2光源到上述物镜的光路中的至少一方上,含有减小来自光源的光束的发散度的组合透镜。
(3-24)光拾取装置具有:
波长为λ1(nm)的光源;
经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的含有物镜的集光光学系统;以及
接收来自上述光信息记录介质的、上述光源出射的光束的反射光的光检出器;
利用来自上述光源的光束,相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质以及透明基板厚度为t2的第2光信息记录介质记录以及/或者再生信息;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
为了利用波长λ1记录或者再生上述第1光信息记录介质,当设上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA1、
为了利用波长λ1记录或者再生上述第2光信息记录介质,当设上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA2时,其为
t1<t2
NA1>NA2
且当设上述物镜的成像倍率为mo1时,其满足
-1/5≤mo1≤-1/7.5
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃
进而,具有在进行第2光信息记录介质的记录以及/或者再生时透过来自光源的光束中的中央部分并遮蔽其外侧区域的孔径限制装置。
(3-25)物镜,是具有出射波长为λ1(nm)的光束的光源、经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的含有物镜的集光光学系统、和接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器的光拾取装置用的物镜;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
当设上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径为NA(1)、上述物镜的成像倍率为mo1时,其满足
NA(1)≥0.49
-1/2≤mo1≤-1/7.5
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃
(3-26)在(3-25)所记载的物镜中,当设对于环境温度20℃至30℃范围内的温度变化△T(℃)的上述光源的波长变化量为△λ1(nm)时,其为
0≤△λ1/△T≤0.5nm/℃
(3-27)在(3-25)或(3-26)所记载的物镜中,在波长λ1(nm),设对于环境温度20℃至30℃范围内的温度变化△T(℃)的上述塑料透镜素材的折射率变化量为△n1时,其为
-0.002/℃<△n1/△T<-0.00005/℃
(3-28)是(3-25)至(3-27)之任意一项所记载的物镜中,为了进行在上述光拾取装置中的跟踪,通过在垂直于上述物镜的光轴的方向上驱动上述物镜来改变其与光源的相对位置,出射于上述物镜的光束的波阵面象差的象散性成分最小的位置,是物镜光轴和上述光源的光束中心的相偏离位置。
(3-29)在(3-25)至(3-28)之任意一项所记载的物镜中,当设上述光拾取装置中的上述光源和上述光信息记录介质的信息记录面的距离为U时,其满足
10mm<U<40mm
(3-30)物镜是具有:
出射波长为λ1(nm)的第1光源、
出射波长为λ2(nm)(λ2>λ1)的第2光源、
经由光信息记录介质的透明基板将上述第1光源以及第2光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的含有物镜的集光光学系统、
以及接收来自上述光信息记录介质的、上述第1光源以及第2光源的出射光束的反射光的光检出器的光拾取装置的物镜;
上述光拾取装置可以利用来自第1光源的第1光束,相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质记录以及/或者再生信息、
利用来自第2光源的第2光束,相对于透明基板厚度为t2的第2光信息记录介质记录以及/或者再生信息;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
当设为了利用波长λ1记录或者再生上述第1光信息记录介质,上述集光光学系统在的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA1、
当设为了利用波长λ2记录或者再生上述第2光信息记录介质,上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA2时,其有
t1<t2
NA1>NA2
当设上述物镜的对于上述第1光束的光信息记录介质侧的数值孔径为NA(1)、上述物镜的对于上述第1光束的成像倍率为mo1时,其满足
NA(1)≥0.56
-1/5≤mo1≤-1/7.5
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃
(3-31)在(3-30)所记载的物镜中,当设上述物镜的对于第2光束的成像倍率为mo2时,其为
|mo2-mo1|<0.10
(3-32)在(3-30)或(3-31)所记载的物镜中,上述光拾取装置具有可以混合上述第1光束和上述第2光束的光混合装置。
(3-33)在(3-30)至(3-32)之任意一项所记载的物镜中,上述光拾取装置在上述第1光束和上述第2光束共同通过的光路上,具有透过第1光束、透过第2光束中的中央部分并遮蔽其外侧区域的孔径限制装置。
(3-34)在(3-33)所记载的物镜中,上述孔径限制装置与物镜一体化。
(3-35)在(3-34)所记载的物镜中,与上述物镜一体化的上述孔径限制装置是设置在上述物镜的一方的面上的、透过第1光束和透过第2光束中的中央部分并反射外侧区域的部分二向色镀层。
(3-36)在(3-35)所记载的物镜中,上述衍射图案只存在于上述物镜的一方的面上,上述部分二向色镀层则设置在没有衍射图案一方的面上。
(3-37)在(3-35)或(3-36)所记载的物镜中,上述部分二向色镀层的波长为λ2的光束的反射率是30%到70%。
(3-38)在(3-34)所记载的物镜中,上述物镜的两侧的面上带有衍射图案,与上述物镜一体化的孔径限制装置是透过位于上述物镜的一侧的面上的第1光束和透明第2光束中的中央部分并衍射外侧区域的部分衍射图案。
(3-39)在(3-30)到(3-38)之任意一项所记载的物镜中,对于光拾取装置,当将入射到上述信息记录面的光束分为光轴近旁的内侧光束、较上述内侧光束靠外侧的中间光束、较上述中间光束更靠外侧的外侧光束这样至少3个光束时,
主要通过利用来自上述第1光源的光束中的内侧光束以及外侧光束来形成束点,并相对于第1光信息记录介质记录以及/或者再生信息,以及
主要通过利用来自上述第2光源的光束中的内侧光束以及中间光束来形成束点,并相对于第2光信息记录介质记录以及/或者再生信息。
(3-40)在(3-39)所记载的物镜中,对于光拾取装置,在来自上述第2光源的光束中,入射到上述第2光信息记录介质的信息记录面的内侧区域的波阵面象差的3次球差成分是不足(Under)。
(3-41)在(3-30)到(3-40)之任意一项所记载的物镜中,上述光拾取装置的上述光检出器相对于第1光源和第2光源是共同的。
(3-42)在(3-30)到(3-40)之任意一项所记载的物镜中,上述光拾取装置的上述光检出器分别具有第1光源用的第1光检出器和第2光源用的第2光检出器,并在空间上分别位于各自离开的位置。
(3-43)在(3-42)所记载的物镜中,在上述光拾取装置,上述第1光源和第1光检出器或者第2光源和第2光检出器的至少一对被组合单元化。
(3-44)在(3-41)所记载的物镜中,在上述光拾取装置,上述第1光源、第2光源以及共同的光检出器(单一光检出器)被组合单元化。
(3-45)在(3-30)到(3-40)之任意一项所记载的物镜中,上述光拾取装置的上述光检出器中的第1光源用的第1光检出器和第2光源用的第2光检出器是分开的个体,上述第1光源和第2光源和第1光检出器和第2光检出器被组合单元化。
(3-46)在(3-30)到(3-40)之任意一项所记载的物镜中,在上述光拾取装置,上述第1光源和第2光源被组合单元化,空间上位于离开上述光检出器的位置。
(3-47)在(3-30)到(3-46)之任意一项所记载的物镜中,在上述光拾取装置,从上述第1光源到上述物镜的光路中或者从上述第2光源到上述物镜的光路中的至少一方上,含有减小来自光源的光束的发散度的组合透镜。
(3-48)物镜是具有:
波长为λ1(nm)的光源、
经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的含有物镜的集光光学系统、
以及接收来自上述光信息记录介质的、上述光源的出射光束的反射光的光检出器的光拾取装置的物镜;
上述光拾取装置利用来自光源的光束,相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质以及透明基板厚度为t2的第2光信息记录介质记录或再生信息;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
当设为了利用波长λ1记录或者再生上述第1光信息记录介质,上述集光光学系统在的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA1、
当设为了利用波长λ1记录或者再生上述第2光信息记录介质,上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA2时,其有
t1<t2
NA1>NA2
当设上述物镜的成像倍率为mo1时,其满足
-1/5≤mo1≤-1/7.5
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃
进而,具有在进行第2光信息记录介质的记录以及/或者再生时透过来自光源的光束中的中央部分并遮蔽其外侧区域的孔径限制装置。
(3-49)光信息记录介质的记录以及/或者再生用的物镜是至少在一个面上带有衍射图案的塑料透镜,当设象散性量为△Z时,其为
0.2μm<△Z<0.7μm
(3-50)在(3-49)所记载的光信息记录介质的记录以及/或者再生用的物镜中,轴上色差在使用波长附近为校正过剩。
(3-51)光信息记录介质的记录以及/或者再生用的物镜具有波长为620nm到680nm的光源和配置在光源相反侧的厚度为0.6mm的聚碳酸酯透明基板,当设经由该透明基板所测定的波阵面象差的3次球差成分达到最小的上述物镜的成像倍率为Mmin时,其满足
-1/5≤Mmin≤-1/12
且是至少在一个面上带有衍射图案的塑料透镜。
(3-52)在(3-51)所记载的光信息记录介质的记录以及/或者再生用的物镜中,上述物镜的成像倍率Mmin满足
-1/5≤Mmin≤-1/7.5
〖图面的简单说明〗
图1是示出本发明的光拾取装置的构成的原理图。
图2是涉及实施例1的物镜的断面图。
图3是涉及实施例1的物镜的在基准波长、基准温度(25℃)处的球差图和象散图。
图4是涉及实施例2的物镜的断面图。
图5是涉及实施例2的物镜的在基准波长、基准温度(25℃)处的球差图和象散图。
图6是涉及实施例3的物镜的断面图。
图7是涉及实施例3的物镜的在基准波长、基准温度(25℃)处的球差图和象散图。
图8是涉及实施例4的物镜的断面图。
图9是涉及实施例4的物镜的在基准波长、基准温度(25℃)处的球差图和象散图。
图10是涉及实施例5的物镜的断面图。
图11是涉及实施例5的物镜的在基准波长、基准温度(25℃)处的球差图和象散图。
图12是涉及实施例6的物镜的断面图。
图13是涉及实施例6的物镜的在基准波长、基准温度(25℃)处的球差图和象散图。
图14是涉及实施例7的物镜的断面图。
图15是涉及实施例7的物镜的在基准波长、基准温度(25℃)处的球差图和象散图。
图16是涉及实施例8的物镜的断面图。
图17是涉及实施例8的物镜的在基准波长、基准温度(25℃)处的球差图和象散图。
图18是涉及实施例9的物镜的断面图。
图19是涉及实施例9的物镜的在基准波长、基准温度(25℃)处的球差图和象散图。
图20是实施例10的物镜的断面图。
图21是由实施例10的物镜在基准波长、基准温度处所产生的球差图。
图22是实施例11的物镜的断面图。
图23是由实施例11的物镜在基准波长、基准温度处所产生的球差图。
图24是实施例12的物镜的断面图。
图25是由实施例12的物镜在基准波长、基准温度处所产生的球差图。
图26是波长为λ=780nm、透明基板厚1.2mm、数值孔径为0.6时的球差图。
图27是相对于图26改变了光源与透明基板的光源侧的面的距离时的球差图。
图28是第1光源λ1=650nm、第1光信息记录介质的透明基板厚t1=0.6mm情况下的球差图。
图29是第2光源λ2=780nm、第2光信息记录介质的透明基板厚t2=1.2mm情况下的球差图。
图30是对应图28的实施例13的物镜的断面图。
图31是对应图29的实施例13的物镜的断面图。
图32是涉及第1实施形态的光拾取装置的原理图。
图33是涉及第2实施形态的光拾取装置的原理图。
图34是涉及第3实施形态的光拾取装置的原理图。
图35是涉及第4实施形态的光拾取装置的原理图。
图36是涉及第5实施形态的光拾取装置的原理图。
图37是涉及第6实施形态的光拾取装置的原理图。
图38是涉及第7实施形态的光拾取装置的原理图。
本发明的光拾取装置是进行光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的光拾取装置。光拾取装置具有:出射波长为λ(nm)的光束的光源;将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的具有物镜的集光光学系统;以及接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器。进而,物镜是塑料透镜,且至少在一个面上带有衍射部,并满足以下条件式
0.3≤φR/φ≤1.5
φR:物镜在上述光源的波长λ(nm)处的折射光焦度
φ:物镜在上述光源的波长λ(nm)处的光焦度
即φ是物镜的折射光焦度(φR)与衍射部的衍射光焦度之和。
在本发明中,理想的是使用+1~+3级衍射光。
另外,在将本发明作为透镜的发明时,也可以做下面这样的考虑。
即,其是进行光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的光拾取装置用透镜,透镜是塑料透镜,至少在一个面上带有衍射部。进而,至少相对于一个规定的波长(最好是810nm以下,300nm以上)满足下面的条件式。
0.3≤φR/φ≤1.5
φR:物镜在上述光源的波长λ(nm)处的折射光焦度
φ:物镜在上述光源的波长λ(nm)处的光焦度
集光光学系统是具有一个或多个用于将光源出射的光束会聚到光信息记录介质的信息记录面上的光学元件的系统。另外,也可以将多个光学元件中的一部分作为集光光学系统。此外,既可以是只由物镜构成的集光光学系统,也可以是除物镜外,还具有组合透镜或平行光管等其他光学元件的集光光学系统。
本发明的光拾取装置既可以只具有一个光源,并且只对一种类型的光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光拾取装置,也可以具有多个光源,对多种类型的光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光拾取装置。
在只有一个光源的情况,为了用波长λ记录或者再生光信息记录介质,当设物镜的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA时,在环境温度20℃至30℃范围内,从光源出射的、通过物镜的、在NA以下的光束会聚到光信息记录介质的信息记录面上时的3次轴上球差成分的绝对值最好是0.07λrms以下。更好一些是0.04λrms以下,最为理想是0.03λrms以下。
另一方面,对具有2个光源,进行对多种类型的光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录的光拾取装置的情况,下面这样的构成较为理想。
光拾取装置是对具有厚度为t1的第1透明基板的第1光信息记录介质和具有厚度为t2(t2>t1)的第2透明基板的第2光信息记录介质进行信息的再生/或者记录的光拾取装置。光拾取装置除了出射波长为λ的光束的光源外,还具有出射波长为λ2(λ<λ2)的第2光束的第2光源。此外,集光光学系统将光源或者第2光源所出射的光束会聚在上述第1光信息记录介质或者上述第2光信息记录介质的信息记录面上,光检出器接收来自上述第1光信息记录介质或者上述第1光信息记录介质的反射光。并且,使用来自光源的波长为λ的光束对第1光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录,使用来自第2光源的波长为λ2的光束对第2光信息记录介质的信息进行再生以及/或者记录。
另外,在2光源的光拾取装置中,当设NA是为用波长λ记录或者再生上述第1光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第1光信息记录介质侧的数值孔径,NA2(NA2<NA1)是为用波长λ2记录或者再生上述第2光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第2光信息记录介质侧的数值孔径时,在环境温度20℃至30℃范围内,从光源出射的、通过物镜的、在NA以下的光束会聚到光信息记录介质的信息记录面上时的3次轴上球差成分的绝对值最好是0.07λrms以下(更好一些是0.04λrms以下,最为理想是0.03λrms以下),在环境温度20℃至30℃范围内,从第2光源出射的、通过物镜的、在NA2以下的光束会聚到第2光信息记录介质的信息记录面上时的3次轴上球差成分的绝对值最好是0.07λrms以下(更好一些是0.04λrms以下,最为理想是0.03λrms以下)。
此外,在2光源的光拾取装置中,当设第1光信息记录介质的记录或再生时的物镜的成像倍率为mo1、第2光信息记录介质的记录或再生时的物镜的成像倍率为mo2时,最好能满足以下的条件式
|mo2-mo1|<0.1
光源若使用激光源,可以使用半导体激光、SHG激光、气体激光等各种各样的光源。光束的波长虽然也没有特别的限制,但由于很多场合日本的发明对短波长的情况效果明显,故最好是810nm以下,再好一些是665nm以下,最好是500nm以下。
再有,物镜是单透镜虽然较为理想,但也可以具有2片透镜这样多个透镜。另外,物镜的至少一个面最好是非球面。物镜的两个面都是非球面也可以。衍射部最好设置在非球面上。在单面上设置衍射部和在两面上均设置衍射部都可以。
当设物镜的与光信息记录介质侧相反一侧的基础面的近轴曲率半径为r1(mm)、物镜的折射率为n、物镜的折射的焦距为fR(mm)时,最好满足以下条件式。
1.0≤r1/{(n-1)·fR}≤1.2
物镜最好使用聚烯烃类树脂(非晶聚烯烃类树脂更佳)、降冰片烯类树脂、芴类树脂中的任意一种树脂形成。
另外,既可以在物镜的光学面的全有效径面或大致全有效径面上设置衍射部,也可以只在光学面的一部上设置衍射部。这里所谓的“全有效径面”,是指在某一集光光学系统的物镜的面上,充满用光拾取装置进行再生以及/或者记录的光信息记录介质的必要的数值孔径的光束所通过的全部范围。而“大致全有效径面”意味着全有效径面的80%以上,更好一些是90%以上。
衍射部可以是振幅型的衍射部,但从光的利用效率的观点看,相位型的衍射部更理想。此外,衍射部的衍射图案最好是相对于光轴旋转对称的。从光轴的方向看,衍射部具有多条波带,该波带最好形成以光轴或光轴附近的点为中心的近似同心圆状。圆固然理想,但椭圆也可以。特别以带有台阶的闪耀型的波带衍射面更好。形成台阶状的波带衍射面也可以。再有,作为向透镜厚度变厚的方向离散地偏移的波带,也可以按照离开光轴的距离,形成台阶状的波带衍射面。虽然波带状的衍射面较为理想,但做成一维衍射光栅也可以。另外,对衍射部带有同心圆状的多条波带的形状情况,表示多条波带的各波带的位置的光程差函数,最好至少包含幂级数的6次项。
在高NA下,为了使本发明的发明效果能更显著,希望光拾取装置的光信息记录介质侧的物镜的数值孔径数NA能为0.45以上,更好一些应达到0.58以上。
作为用于对于使用环境的温度变化,确保足够性能的最佳构成可例举以下的构成。
当设对于在光源波长为λ(nm)的±5nm范围内的波长变化△λ1(nm)的物镜的3次轴上球差变化量为△SA2,对于环境温度20℃至30℃(最好是-10℃~60℃)范围内的温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,希望其满足以下条件式
(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0λrms2/(℃·nm)
这里,△SA2/△λ1是一定温度下的值,△SA1/△T是一定波长下的值。
另外,在将上述内容作为透镜的发明时,最好至少考虑将一个对于在规定的波长λ(nm)的±5nm范围内的波长变化△λ1(nm)的物镜的3次轴上球差变化量设为△SA2,规定的波长最好是810nm以下。
虽然(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0λrms2/(℃·nm)式既适用于光源的波长对应温度变化而变化的情况,也适用于不变化的情况,但特别希望是光源的波长对应温度变化而变化的情况。
这里,所谓的“环境温度20℃至30℃范围内的温度变化”并非指温度变化是20℃~30℃,而是指环境温度本身是20℃至30℃的范围内,在该温度范围内的温度变化。
对满足(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0λrms2/(℃·nm)的情况,最好物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.58以上,物镜的成像倍率mo1接近于0。这里,所谓的“成像倍率接近于0”是指成像倍率为0.13~-0.13的情况,理想一些是0.05~-0.05,最好是0。
另外,更好的情况是满足以下条件式。
△SA2/△λ1<0λrms/nm
△SA1/△T>0λrms/℃
另外,对满足(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0λrmns2/(℃·nm)的情况,物镜的成像倍率mo1也可以满足以下条件式。
-1/2≤mo1≤-1/7.5
作为用于相对于使用环境的温度变化确保足够性能的最佳的其他构成可例举以下的构成。
当设对于环境温度20℃至30℃(最好是-10℃~60℃)范围内温度变化△T(℃)的物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,希望其满足以下条件式
0≤|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃
这里,△SA1/△T是一定波长下的值。
较好的是
0≤|△SA1/△T|≤0.0004λrms/℃,
更好的是
0≤|△SA1/△T|≤0.0001λrms/℃
虽然|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃式既能适用于光源的波长对应温度变化而变化的情况也能适用于不变化的情况,但特别希望是光源的波长对应温度变化其不变化的情况。
最好能够同时满足上述的(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0λrms2/(℃·nm)和0≤|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃两式。
对满足|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃的情况,物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA最好是0.58以上,物镜的成像倍率mo1最好接近于0。此外,光源的波长λ(nm)最好是680nm以下,500nm以下则更好。
另外,对物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA是0.48以上,但不足0.58,物镜的成像倍率mo1大致为0的情况,最好能满足以下的条件式
|△SA1/△T|≤0.0004λrms/℃
另一方面,当物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.49以上,物镜的成像倍率mo1是-1/2以上,-1/7.5以下时,最好能够满足以下的条件式
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃
在光拾取装置中,为了进行跟踪,通常可以在与物镜的光轴垂直的方向上移动物镜,以改变物镜与光源的相对位置。并且,在物镜的成像倍率mo1是-1/2以上,-1/7.5以下等情况,当光拾取装置是有限系统的光拾取装置时,在偏离物镜的光轴和光源的光束中心的位置,希望从光源出射并通过物镜的光束的波阵面象差的象散性成分为最小。此外,对有限系统的光拾取装置,最好光源和光信息记录介质的信息记录面的距离U比10mm大但不足40mm。
再有,在上述的2光源的光拾取装置中,当读取第1光信息记录介质所需要的数值孔径是0.56以上,读取第1光信息记录介质时的物镜的倍率mo1是-1/2以上,-1/7.5以下时,也希望满足下面的条件式。当然,不是2光源也可以。
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃
在本发明的光拾取装置整体上,当设对于在环境温度20℃至30℃的范围内温度变化△T(℃)的上述光源的波长变化量为△λ2(nm)时,希望其满足下面的条件式
0nm/℃<△λ2/△T≤0.5nm/℃
当设对于在环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的折射率变化量为△n时,希望其满足以下条件式
-0.002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃
最好是
-0.0002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃
此外,还希望光源的波长λ(nm)和物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足下面的条件式
0.00015/nm≤(NA)4/λ≤40/nm
进而,也希望光源的波长λ(nm)和物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足下面的条件式
10nm≤(NA)4/λ≤1100nm
还有,当设对于光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的物镜的3次轴上球差变化量为△SA2时,希望其满足以下条件式
|△SA2/△λ1|≤0.1λrms/nm
这里,△SA2/△λ1是一定温度下的值,
当设对于光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的物镜的焦点位置变化量为△f(μm)时,希望其满足以下条件式
|△f/△λ1|≤200
还有,为了相对于使用环境的温度变化确保足够的性能,采用以下这样的构成也可以。
即,通过将物镜的至少一面做成非球面,可以利用物镜的基础面校正因环境温度变化而产生的轴上球差变化量,通过在上述物镜的至少一个面上设置衍射部,可以校正球差。
在基础面是带有衍射部的面时,其意味着衍射图案的包络面,而在没有衍射部的折射面时,则意味着折射面其本身。最好是以衍射图案的包络面为基础面。
如上所述,为达成上述目的,(2-1)所记载的光拾取装置的特征在于具有:
出射波长为λ(nm)的光束的光源;
用于经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的物镜;以及
用于接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
且上述物镜包含具有折射光焦度的塑料透镜;
在上述物镜的至少在一个面上带有衍射图案;
上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足
NA≥0.58
同时,当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2,对于环境温度20℃至30℃的范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,其满足以下条件式
(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0λrms2/(℃·nm)(2)
如果设对应在光信息记录介质的记录再生中使用较多的、没有衍射图案的非球面树脂制对物单透镜之类的能够校正球差的、树脂制正透镜的温度变化的3次球差量的变化为_SA/_T,则可用下式表示。
_SA/_T=(_SA/_n)·(_n/_T)+(_SA/_n)·(_n/_λ)·(_λ/_T)
=(_SA/_n){(_n/_T)+(_n/_λ)·(_λ/_T)}(3)
这里,树脂材料为(_n/_T)<0、(_n/_λ)<0。
玻璃材料为(_n/_T)=0、(_n/_λ)<0。
半导体激光器为(_λ/_T)>0、SHG激光器、固体激光器、气体激光器等为(_λ/_T)=0。
这里,虽然是设玻璃材料的(_n/_T)为0,SHG激光器、固体激光器、气体激光器等的(_λ/_T)为0,但实际上这些值并不严格地是0。所以,在本发明的利用领域可考虑实用上是0,且因为由此可以单纯化说明,故下面均以这些值为0来进行说明。
当光源是SHG激光器、固体激光器、气体激光器等且(_λ/_T)=0时,有
_SA/_T=(_SA/_n)·(_n/_T) (4)
如果这个透镜是玻璃制品,因为(_n/_T)=0,故有_SA/_T=0。反之,如果透镜是树脂制品,因(_n/_T)<0,而这种透镜是_SA/_T>0,所以,有(_SA/_n)<0。而当光源是半导体激光器时,(_λ/_T)>0。
此时,即使透镜是玻璃制品,因为有
_SA/_T=(_SA/_n)·(_n/_λ)·(_λ/_T) (5)(_n/_λ)<0、(_SA/_n)<0,故结果为_SA/_T>0。
另外,不管玻璃材料还是树脂材料,如果入射的是较短波长的光,则(_n/_λ)的绝对值变大。因此,在使用短波长的半导体激光器时,即使是玻璃材料,也必须留意球差的温度变化。
另一方面,对于带有衍射图案的非球面树脂制单透镜,如果关于_SA/_T公式化对应温度变化的3次球差量的变化量,则有以下这样的情况。即,此时需要取入折射透镜部分的特性和衍射图案面的特性双方。如果在变化量_SA增添字母R表示折射透镜部分贡献的球差量的变化量、在变化量_SA增添字母D来表示衍射图案面贡献的球差量的变化量,则可以表示为下式
_SA/_T=(_SAR/_n)·(_n/_T)
+(_SAR/_n)·(_n/_λ)·(_λ/_T)
+(_SAD/_λ)·(_λ/_T) (6)
这里,在光源是SHG激光器、固体激光器、气体激光器等且(_λ/_T)=0时,式
_SA/_T=(_SAR/_n)·(_n/_T)(7)成立。
这里,当然对玻璃制透镜的情况是(_n/_T)=0,故不管(_SAR/_n)为何值,都将有_SA/_T=0。另一方面,如果透镜是树脂制的,则虽然(_n/_T)<0,但如果是(_SAR/_n)=0,则也可以有_SA/_T=0。
因此,在本发明中,关于折射透镜部分,为了使(_SAR/_n)=0,也可以将在非球面塑料制单透镜上导入衍射图案的做法纳入视野。但是,该情况下在只有折射透镜部分时残留球差,但通过最佳化衍射图案而在整体上校正球差,可以设计出适合于光信息记录介质的记录再生的物镜。
另外,当光源是半导体激光器时有(_λ/_T)>0,对具有上述的(_SAR/_n)=0的特性的物镜,由上面的(6)式有
_SA/_T=(_SAD/_λ)·(_λ/_T) (8)
但一般地是(_SAD/_λ)≠0,所以可知,3次的球差量是随温度变化的。
进而,上式(6)可以变形为下面的公式
_SA/_T=(_SAR/_n)·{(_n/_T)
+(_n/_λ)(_λ/_T)·}
+(_SAD/_λ)·(_λ/_T) (9)
这里,由于在树脂制透镜时多数情况下,(_SA/_T)<0,又因光源是半导体激光器,故(_λ/_T)>0,所以有
(_n/_T)+(_n/_λ)·(_λ/_T)<0 (10)
作为前提,如果设(_SAR/_n)<0,则由(10)可知(9)的第1项为正值。为了使_SA/_T=0,需要其第2项取负值,由于(_λ/_T)>0,故条件成为(_SAD/_λ)<0。
在具有这样特性的衍射图案的非球面树脂制单透镜中,在(_λ/_T)=0时,即波长一定且只有温度变化时,上式(7)中,因(_SAR/_n)<0且(_n/_T)<0而有_SA/_T>0。
另外,温度一定,只有波长变化时的球差_SA/_λ可用下式表示_SA/_=(_SAR/_n)·(_n/_λ)+(_SAD/_λ) (11)
虽然上式第1项为正、第2项为负,但正如大家所熟知的那样,因为带有衍射图案的非球面单透镜的色差很大程度主要来自于衍射图案的贡献,所以,要根据(11)式的第2项来确定_SA/_λ的符号,一般取_SA/_λ<0。
即,在导入了衍射图案的树脂制单透镜中,通过取波长一定时的(_SA/_T)为正,以及取温度一定时的(_SA/_λ)为负,能够象光源是半导体激光器的情况那样,在对应温度变化其波长发生变化时,也可以有_SA/_T=0。
相反,如果取(_SAR/_n)>0,省略计算,通过取_SA/_T<0且_SA/_λ>0,在光源是半导体激光器时,也可以有_SA/_T=0。
即_SA/_T与_SA/_λ的符号相反即可。
此时,
(_SA/_T)·(_SA/_λ)<0 (12)的关系成立。这里,由于在取(_SA/_T)>0的情况接近于没有衍射图案的非球面树脂制单透镜的特性,故衍射图案的负担少而更为理想。根据(2-1),可由此提供相对于使用环境的温度变化能够确保足够的性能的物镜。
在对于作为与DVD同等程度以下的记录密度的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光拾取装置中,物镜可以通过利用非球面或衍射面而做成单透镜。但是,为了对于更高密度的光信息记介质进行信息的记录以及/或者再生,需要数值孔径更大的物镜,多数情况下这样的物镜包含2片以上的正透镜。2片透镜具有更大的自由度,通过对这些正透镜的至少1片或者2片使用树脂透镜,以及在光源的激发波长不依存于温度时取(_SAR/_n)=0,并使其中的任意一个面衍射图案化,可以使(_SA/_T)=0。
另外,在光源的激发波长依存于温度时,也可以使(_SA/_T)=0。
(2-2)所记载的光拾取装置,其特征是:在上述3次轴上球差变化量△SA2满足
△SA2/△λ1<0λrms/nm (13)的同时,上述3次轴上球差变化量△SA1满足
△SA1/△T>0λrms/℃ (14)这里,如果取(△SA1/△T)>0λrms/℃,则因其接近于没有衍射图案的非球面树脂制单透镜的特性,衍射图案的负担变少而较为理想。按照(2-2),能够提供即使对于波长λ的变动和使用环境的温度变化,也可确保足够性能的物镜。
(2-3)所记载的光拾取装置,因为当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述光源的波长变化量为△λ2(nm)时,满足
0nm/℃<△λ2/△T≤0.5nm/℃ (15)故能够相对于环境温度的变动抑制球差变化量为更小,使得使用廉价的半导体激光器成为可能。
(2-4)所记载的光拾取装置,以上述3次轴上球差变化量△SA1满足
|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃ (16)为特征。这样,通过使|△SA1/△T|满足0.001λrms/℃以下,能够相对于环境温度的变动抑制球差变化量为更小。
(2-5)所记载的光拾取装置,以具有:
出射波长为λ(nm)的光束的光源;
经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的物镜;以及
用于接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
上述物镜含有具有折射光焦度的塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足
NA≥0.58 (17)
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为/△SA1时,满足
|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃ (18)为特征。
按照(2-5)所记载的光拾取装置,因由上述(1)式满足
△SA1/△T=k·f(1-m)4(NA)4/λ≤0.001λrms/℃(19)故既可以使用具有0.58以上高数值孔径的物镜,也可以使用波长更短的光(如兰色激光)在光信息记录介质中进行信息的记录再生,由此,可以实现能够使之与下一代高密度光信息记录介质相对应的含有廉价、轻量的塑料透镜的光拾取装置。
(2-6)所记载的光拾取装置,其特征在于具有:
出射波长为λ(nm)的光束的光源;
经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的物镜;以及
用于接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
且上述物镜包含具有折射光焦度的塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足
0.58>N≥A0.48 (20)
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.00040λrms/℃ (21)
按照(2-6)所记载的光拾取装置,因由上述(1)式满足
/△SA1/△T=k·f(1-m)4(NA)4/λ≤0.00040λrms/℃(22)故能够使用具有0.48以上、0.58以下的数值孔径的物镜,这样,即使是在过去的光拾取装置中,其不仅能够扩大使用温度范围,而且还可以使用波长更短的光(如兰色激光)在光信息记录介质中进行信息的记录再生,由此,可以实现能够使之与下一代高密度光信息记录介质相对应的含有廉价、轻量的塑料透镜的光拾取装置。
(2-7)所记载的光拾取装置,其特征在于具有:
出射波长为λ(nm)的光束的光源;
经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的物镜;以及
用于接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
且上述物镜包含具有折射光焦度的塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
上述光源的波长λ(nm)满足
λ≤680nm(23)
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃ (24)
按照(2-7)所记载的光拾取装置,因由上述(1)式满足
△SA1/△T=k·f(1-m)4(NA)4/λ≤0.001λrms/℃(25)故能够使用波长为680nm以下和与已有的光拾取装置的激光等同甚至波长更短的光(如兰色激光)在光信息记录介质中进行信息的记录再生,由此,可以实现能够使之与下一代高密度光信息记录介质相对应的含有廉价、轻量的塑料透镜的光拾取装置。
(2-8)所记载的光拾取装置,以上述光源的波长λ(nm)是更短的波长,即满足
λ≤500nm (26)为特征。
(2-9)所记载的光拾取装置,因为上述光源的波长λ(nm)和上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足
0.00015/nm≤(NA)4/λ≤40/nm(27)故其不但可以改善已有的光信息记录介质的光拾取装置的温度特性,而且还可以实现能够使之与使用近紫外光的大数值孔径的超高密度的光信息记录介质相对应的、廉价且轻量的光拾取装置。
(2-10)所记载的光拾取装置,因为上述光源的波长λ(nm)和上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足
10nm≤λ/NA≤1100nm (28)故其不但可以改善已有的光信息记录介质的光拾取装置的温度特性,而且还可以实现能够使之与使用近紫外光的大数值孔径的超高密度的光信息记录介质相对应的、廉价且轻量的光拾取装置。
(2-11)所记载的光拾取装置,因为当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2时,其满足
|△SA2/△λ1|≤0.10λrms/nm (29)故能够构成可以允许光源的波长变动等的影响的光拾取装置。
(2-12)所记载的光拾取装置,因为当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的焦点位置变化量为△f(μm)时,其满足
|△f/△λ1|≤200 (30)故能够构成可以允许光源的波长变动等的影响的光拾取装置。
(2-13)所记载的光拾取装置,由于上述物镜的至少1个面是非球面,故不仅可以在物镜上减小球差,而且还可以由此构成跟踪特性良好的光拾取装置。
(2-14)所记载的光拾取装置,因为上述物镜的至少2个面是非球面,故不仅可以在物镜上减小球差,而且即使入射到透镜的光不是平行光,也能够构成获得良好跟踪特性的光拾取装置。
(2-15)所记载的光拾取装置,由于上述衍射图案具有以光轴为近似中心的同心圆状的多条波带形状,且表示上述多条波带的各波带位置的光程差函数至少包含幂级数的6次项,故即使是大数值孔径,也能够相对于环境温度的变化抑制球差变化量变得更小。
(2-16)所记载的光拾取装置,由于上述物镜是由上述塑料透镜的单透镜构成的,故可以简洁化构成并谋求低成本化。
(2-17)所记载的光拾取装置,由于当设在上述物镜的上述波长λ(nm)处的光焦度为φ,折射光焦度为φR时,其满足
0.3≤φR/φ≤1.5 (31)故可以构成因光源的波长变动而导致焦点位置的变动较小的光拾取装置。
(2-18)所记载的光拾取装置,因为当设上述物镜的与光信息记录介质侧相反一侧的基础面的近轴曲率半径为r1(mm)、上述物镜的折射率为n、折射的焦距为fR(mm)时,其满足
1.0≤r1/{((n-1)·fR}≤1.2 (32)所以,可以减小非球面量,使其制造变得容易。
(2-19)所记载的光拾取装置,由于当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的折射率变化量为△n时,其满足
-0.002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃ (33)故可以使用透过率良好的树脂。
(2-20)所记载的光拾取装置中,以上述物镜由非晶聚烯烃类树脂、降冰片烯类树脂及芴类树脂中的任意一种树脂构成为特征。
即,作为物镜的塑料材料,可以使用三菱丽阳公司制的“AcrypetVH”、三菱丽阳公司制的“Acrypet WF-100”、日立化成工业公司制“ァプトレッツOZ-100”、可乐丽公司制的“バラペット”等丙烯酸类,日本泽恩公司制的“ZEONEX”、三井石油化学工业公司制的“APEL”等非晶聚烯烃类,日本合成橡胶公司制的“ARTON”等降冰片烯类,鍾纺公司制的“O-PET”等芴类等各种树脂材料,但从注塑成型时对金属模具的复制性良好且能够简单获得期望的光学性能和减小最小厚度方面看,日本泽恩公司制的“ZEONEX”三井石油化学工业公司制的“APEL”等非晶聚烯烃类,日本合成橡胶公司制的“ARTON”等降冰片烯类,鍾纺公司制的“O-PET”等芴类的树脂较为理想。其中,特别地,最好是可以缩短成型时间并进一步降低成本的、可望有高折射率的芴类树脂。
(2-21)所记载的光拾取装置,以上述物镜的光学功能部的外周带有凸缘为特征。通过设置所述的凸缘部,可以确保光学功能部的光学性能。此外,通过在该凸缘部设置相对于光轴大致成正交的面,可以谋求提高对光拾取装置的安装精度或使安装工作简单化。
(2-22)所记载的光拾取装置,以在上述凸缘部的一部上带有切口部为特征。虽然可以将该切口部的与光轴大致平行方向的切削面做成从光轴方向观察时的直线状、圆弧状等种种形状,但也可以利用该切口部认知成型时的注口部的位置。因而,希望切口部的位置就是对应注口部的位置。
(2-23)所记载的光拾取装置用物镜由具有折射光焦度并至少在一个面上带有衍射图案的塑料单透镜构成,当设与配置光信息记录介质侧相反一侧的基础面的近轴曲率半径为r1(mm)、折射率为n、折射的焦距为fR(mm)时,其满足
1.0≤r1/{(n-1)·fR}≤1.2 (34)所以,可减小非球面量,使其制造变得容易。
(2-24)所记载的光拾取装置用物镜,其上述衍射图案具有以光轴为近似中心的同心圆状的多条波带形状,且表示上述多条波带体的各波带位置的光程差函数至少包含幂级数的6次项。故即使是大数值孔径,也能够相对于环境温度的变化把球差变化量抑制得更小。
由于(2-25)所记载的光拾取装置用物镜至少有1个面是非球面,故不仅可以在物镜上减小球差,而且还可以由此构成跟踪特性良好的光拾取装置。
因为(2-26)所记载的物镜的2个面是非球面,故不仅可以在物镜上减小球差,而且即使入射到透镜的光不是平行光,也能够构成获得良好跟踪特性的光拾取装置。
由于(2-27)所记载的光拾取装置用物镜通过包含至少一个具有折射光焦度的塑料透镜并至少将一个面做成非球面,可以校正因环境温度变化而产生的轴上球差变化量,同时,通过至少在一个面上设置衍射图案,可以校正球差,故能够相对于环境温度的变动把球差变化量抑制得更小。
在(2-27)光拾取装置用的物镜中,由于在通过利用基础面(衍射图案的包络面)校正因环境温度变化而产生的轴上球差变化量的同时,还利用在上述物镜的至少一个面上设置的衍射部来校正球差,故可以抑制作为树脂制透镜的缺点的伴随温度变动的折射率变化进而导致的轴上球差的变化。所使用的物镜也可以是在具有折射光焦度的透镜的表面上进一步形成作为衍射图案的用于衍射的微细构造(起伏)的透镜。此时,用于衍射的微细构造的包络面成为透镜的折射面形状。例如,可以是在非球面单片物镜的至少一个面上设置作为所谓的闪耀型的衍射图案的透镜的,在其至少一侧的面上全部设置子午断面为锯齿状的波带,且其一方的面的包络面是非球面,而另一方的面是非球面或者它们两方的面都是非球面的透镜。
即,本说明书中使用的所谓衍射图案(或者衍射面),可以说是在光学元件的表面,例如透镜的表面上设置起伏,使之具有利用衍射来使光束会聚或者发散作用的形态(或者面),对在一个光学面上存在产生衍射的区域和不产生衍射的区域的情况,是指产生衍射的区域。作为起伏的形状,例如,在光学元件的表面,形成以光轴为中心的近似同心圆状的波带,如果在包含光轴的平面内看其断面,则可知各波带是锯齿一样的形状,起伏就是包含这样的形状的构造。
由于(2-28)所记载的物镜由上述塑料透镜的单透镜构成,故可以谋求简洁化构成及低成本化。
由于(2-29)所记载的物镜包含具有折射光焦度的塑料透镜,并让来自测定光源的波长为λ(nm)的光束入射到至少在一个面带有衍射图案的物镜上,而当测定了对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量△SAX时,上述3次轴上球差变化量△SAX满足
|△SAX/△T|≤0.001λrms/℃ (35)所以,其可以相对于环境温度的变动把球差变化量抑制得更小。
如果(2-30)所记载的物镜利用菲佐型干涉计或者泰曼格林型干涉计进行上述测定,则可以用正在广泛使用的干涉计来进行评价。
因为(2-31)所记载的物镜的上述测定光源的波长λ(nm)为680nm以下,故适合于可对更高密度的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光拾取装置。
因为(2-32)所记载的物镜的上述测定光源的波长λ(nm)为633nm以下,故适合于可对更高密度的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光拾取装置。
因为(2-33)所记载的物镜的上述测定光源的波长λ(nm)为500nm以下,故适合于可对更高密度的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光拾取装置。
由于(2-34)所记载的物镜的射出光束侧的数值孔径NA为0.58以上,故适合于可对更高密度的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光拾取装置。
由于(2-35)所记载的物镜的射出光束侧的数值孔径NA为0.62以上,故适合于可对更高密度的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光拾取装置。
由于(2-36)所记载的物镜,利用上述测定所获得的波阵面象差的3次轴上球差成分的绝对值在环境温度20℃至30℃范围内为0.07λrms以下,所以物镜的球差小,可以构成跟踪特性良好的光拾取装置。
由于(2-37)所记载的物镜是利用来自光源的光,相对于具有透明基板的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的、光拾取装置用的光拾取装置用物镜,其包含具有折射光焦度的塑料透镜;
相对于上述物镜,将来自上述光拾取装置的光源的光束和可以照射具有大致同一波长测定光的测定光源、上述光信息记录介质的透明基板和具有大约同一折射率及厚度的测定介质,等价地设定成对应上述光拾取装置的光源以及透明基板的位置关系;
在让来自上述测定光源的波长为λ(nm)的测定光入射到上述物镜,并让上述物镜的温度在20℃至30℃范围内变化时,测定对于温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量△SAX,上述3次轴上球差变化量△SAX满足
|△SAX/△T|≤0.001λrms/℃ (36)故其可以对应环境温度的变动把球差变化量抑制得更小。
在光拾取装置中,因进行聚焦控制而导致再生信号恶化的,起因于温度变化而变化的光学特性,主要是3次球差。因此,下面记录了关于球差的定义和评价方法。关于球差,其分别有用纵向象差表示的情况和用波阵面象差表示的情况。在光信息记录介质的记录再生用光拾取装置或该装置所使用的物镜的光学系统设计中,原则上以纵向象差作为评价手段,但在评价实际的物镜或光拾取装置的球差时,一般又以波阵面象差作为评价手段。此时,在波阵面象差评价中,根据使用干涉计所获得的干涉条纹求2维的波阵面象差分布,并利用Zernike多项式进行函数拟合。波阵面象差的3次球差成分的rms值SA3可以通过Z40(ρ,θ)=6ρ4-ρ2+1系数A40用下式表示成
然而,尽管球差有符号,但在上述定义中,已经不带有球差的正的(过度)情况和负的(不足)情况的区别了。因此,这里在球差的rms值上把按照A40的正、负添加符号的量作为波阵面象差的rms成分。其可以用下式表示成
此外,A40在波阵面较参考球面超前时,即球差为过度时,取正值。
另外,物镜的波阵面象差可以用菲佐型干涉计或者泰曼格林型干涉计测定。进而,光拾取装置的波阵面象差可使用径向剪切的马赫-曾德尔干涉计。而具有测定光拾取装置的波阵面象差或光拾取装置的物镜的波阵面象差并使用Zernike多项式进行干涉条纹的解析,进而求出波阵面象差的3次球差成分的rms值的功能的干涉计已在市场上有售。
作为评价物镜的波阵面象差的特定温度的手段,例如,在光盘用物镜的特定温度测定机的开发(KONICA TECHNICAL REPORTVol.10 p79~p82,1997)中所介绍的泰曼格林型干涉计,已知有加热物镜部分的方法。
菲佐型干涉计或者泰曼格林型干涉计中内藏有光源,所使用的光源通常是波长为633nm的He-Ne激光器,但也可以代之使用激发其他的波长的激光器。
要评价光拾取装置的波阵面象差的温度特性,同样可使用径向剪切的马赫-曾德尔干涉计,加热光拾取装置的部分即可。
按照本发明,通过在含有塑料透镜的物镜上设置衍射图案,可以对物镜自身极其良好地改善波阵面象差的温度变化特性。此外,通过在环境温度中移动平行光管,或者将平行光管作成衍射平行光管,或者与将平行光管当作PL正透镜和玻璃负透镜等众所周知的手段相组合,以及组合将入射到物镜的入射光变成聚束光等改善波阵面象差的温度变化特性的方法对策等,可以不用过分地增加衍射图案的波带数便可改善光拾取装置的温度特性。此外,光拾取装置的波阵面象差的温度特性没有必要一定完全为0,只要是依存于光拾取装置的数值孔径、光源的波长、光信息记录介质的记录密度的允许量以下即可。因而,实际上,物镜自身的波阵面象差的温度变化不一定是0也可以。
如上所述,为达成上述目的,(3-1)所记载的光拾取装置的特征在于,具有:
出射波长为λ1(nm)的光束的光源;
经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的含有物镜的集光光学系统;以及
接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
当设上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径为NA(1)、上述物镜的成像倍率为mo1时,其满足
NA(1)≥0.49 (39)
-1/2≤mo1≤-1/7.5 (40)
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃ (41)
在相对于作为与DVD相同程度以下记录密度的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光拾取装置中,通过利用非球面或者衍射面,物镜可以做成单透镜。需要时,物镜可构成满足(2)式的有限共轭光学系统。
这样,如果能够把物镜做成单透镜,则可以控制光拾取装置更为紧凑。
因为在(3-2)所记载的光拾取装置中,当设对于环境温度20℃至30℃的范围内温度变化△T(℃)的上述光源的波长变化量为△λ1(nm)时,其为
0nm/℃<△λ1/△T≤0.5nm/℃ (42)故可以相对于环境温度的变动把球差变化量抑制得更小,并使使用廉价的半导体激光器成为可能。
由于在(3-3)所记载的光拾取装置中,在波长λ1(nm),当设对于环境温度20℃至30℃的范围内温度变化△T(℃)的上述塑料透镜素材的折射率变化量为△n1时,其为
-0.0002/℃<△n1/△T<-0.00005/℃ (43)故作为物镜的材料,可以使用透过率良好的树脂。
因为(3-4)所记载的光拾取装置,为了进行跟踪,是通过在垂直于上述物镜的光轴的方向上驱动上述物镜来改变与光源的相对位置的,出射于上述物镜的光束的波阵面象差的象散性成分最小的位置,是位于物镜的光轴和上述光源的光束中心偏离的位置,所以,可以由此扩大象散性成分比规定值更低的范围。
由于(3-5)所记载的光拾取装置在设上述光源和上述光信息记录介质的信息记录面的距离为U时,满足
10mm<U<40mm (44)故可以提供更为紧凑的光拾取装置。
(3-6)所记载的光拾取装置,其特征在于,具有:
出射波长为λ1(nm)的第1光源和出射波长为λ2(nm)(λ2>λ1)的第2光源;
经由光信息记录介质的透明基板将上述第1光源以及第2光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的含有物镜的集光光学系统;以及
接收来自上述光信息记录介质的、上述第1光源以及第2光源的出射光束的反射光的光检出器;
利用来自第1光源的第1光束,相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质记录以及/或者再生信息;
利用来自第2光源的第2光束,相对于透明基板厚度为t2的第2光信息记录介质记录以及/或者再生信息;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
设为了利用波长λ1记录或者再生上述第1光信息记录介质,上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA1、
设为了利用波长λ2记录或者再生上述第2光信息记录介质,上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA2时,其为
t1<t2
NA1>NA2
当设上述物镜的对于上述第1光束的光信息记录介质侧的数值孔径为NA(1)、上述物镜的对于上述第1光束的成像倍率为mo1时,其满足
NA(1)≥0.56 (45)
-1/5≤mo1≤-1/7.5 (46)
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃ (47)所以,可以使用来自不同波长的光源的光束适当地校正象差,而且,由于能够用一片物镜构成有限共轭光学系统,故还可以以更低的成本提供紧凑的光拾取装置。
(3-7)所记载的光拾取装置的特征是:当设上述物镜的对于上述第2光束的成像倍率为mo2时,有
|mo2-mo1|<0.10 (48)
(3-8)所记载的光拾取装置是以具有可以混合上述第1光束和上述第2光束的光混合装置,例如,光束分离器为特征的光拾取装置。
(3-9)所记载的光拾取装置是以在上述第1光束和上述第2光束共同通过的光路上,具有透过第1光束、透过第2光束中的中央部分并遮蔽其外侧区域的孔径限制装置为特征的光拾取装置。
(3-10)所记载的光拾取装置是以上述的孔径限制装置与物镜一体化为特征的光拾取装置。
(3-11)所记载的光拾取装置是以与上述物镜一体化的上述孔径限制装置是设置在上述物镜的一方的面上的、透过第1光束和透过第2光束中的中央部分并反射外侧的区域的部分二向色镀层为特征的光拾取装置。
(3-12)所记载的光拾取装置是以上述衍射图案只存在于上述物镜的一方的面上,上述部分二向色镀层则设置在没有衍射图案一方的面上为特征的光拾取装置。
(3-13)所记载的光拾取装置是以上述部分二向色镀层的波长为λ2的光束的反射率为30%到70%为特征的光拾取装置。
(3-14)所记载的光拾取装置是以上述物镜的两侧的面上带有衍射图案,与上述物镜一体化的孔径限制装置是透过位于上述物镜的一方的面上的第1光束和透过第2光束中的中央部分、并衍射外侧区域的部分衍射图案为特征的光拾取装置。
(3-15)所记载的光拾取装置的特征在于:在将入射到上述信息记录面的光束分为光轴近旁的内侧光束、较上述内侧光束靠外侧的中间光束、较上述中间光束更靠外侧的外侧光束这样至少3个光束时,
通过主要利用来自上述第1光源的光束中的内侧光束以及外侧光束来形成束点,并相对于第1光信息记录介质记录以及/或者再生信息、以及
通过主要利用来自上述第2光源的光束中的内侧光束以及中间光束来形成束点,并相对于第2光信息记录介质记录以及/或者再生信息。
(3-16)所记载的光拾取装置的特征在于:在来自上述第2光源的光束中,入射到上述第2光信息记录介质的信息记录面的内侧区域的波阵面象差的3次球差成分是不足(Under)。
(3-17)所记载的光拾取装置的特征在于:上述光检出器相对于第1光源和第2光源是共同的。
(3-18)所记载的光拾取装置的特征在于:上述光检出器分别具有第1光源用的第1光检出器和第2光源用的第2光检出器,各自在空间上位于离开的位置。
(3-19)所记载的光拾取装置的特征在于:上述第1光源和第1光检出器或者第2光源和第2光检出器中的至少一对被组合单元化。
(3-20)所记载的光拾取装置的特征在于:上述第1光源、第2光源以及共同的光检出器(单一光检出器)被组合单元化。
(3-21)所记载的光拾取装置的特征在于:上述光检出器中的第1光源用的第1光检出器和第2光源用的第2光检出器是分开的个体,上述第1光源和第2光源和第1光检出器和第2光检出器被组合单元化。
(3-22)所记载的光拾取装置的特征在于:上述第1光源和第2光源被组合单元化,在空间上位于与上述光检出器相离开的位置。
(3-23)记载的光拾取装置的特征在于:在从上述第1光源到上述物镜的光路中或者从上述第2光源到上述物镜的光路中的至少一方上,含有减小来自光源的光束的发散度的组合透镜。
(3-24)所记载的光拾取装置具有:
波长为λ1(nm)的光源;
经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的含有物镜的集光光学系统;以及
接收来自上述光信息记录介质的、上述光源出射的光束的反射光的光检出器;
利用来自上述光源的光束,相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质以及透明基板厚度为t2的第2光信息记录介质记录以及/或者再生信息;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
当为了利用波长λ1记录或者再生上述第1光信息记录介质,设上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA1、
为了利用波长λ1记录或者再生上述第2光信息记录介质,设上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA2时,有
t1<t2
NA1>NA2
当设上述物镜的成像倍率为mo1时,其满足
-1/5≤mo1≤-1/7.5 (49)
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃ (50)进而,具有在进行第2光信息记录介质的记录以及/或者再生时透过来自光源的光束中的中央部分并遮蔽其外侧区域的孔径限制装置。所以,可以使用来自波长不同的光源的光束适当地校正象差,而且,由于能够用一片物镜构成有限共轭光学系统,故还可以以更低的成本提供紧凑的光拾取装置。
(3-25)所记载的物镜是具有出射波长为λ1(nm)的光束的光源、经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的包含物镜的集光光学系统、和接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器的光拾取装置用的物镜;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
当设上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径为NA(1)、上述物镜的成像倍率为mo1时,其满足
NA(1)≥0.49 (39)
-1/2≤mo1≤-1/7.5 (40)
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃ (41)故其对高数值孔径也可以进行适当的象差校正,适合于作为可对更高信息密度的光信息记录介质进行信息的记录以及/或者再生的光拾取装置用物镜,而且,由于可以用一片物镜构成有限共轭光学系统,所以,可以提供更低成本且更为紧凑的光拾取装置。
(3-26)所记载的物镜的特征在于:当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述光源的波长变化量为△λ1(nm)时,有
0≤△λ1/△T≤0.5nm/℃ (42)
(3-27)所记载的物镜的特征在于:在波长λ1(nm),当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述塑料透镜素材的折射率变化量为△n1时,有
-0.0002/℃<△n1/△T<-0.00005/℃ (43)
(3-28)所记载的物镜的特征在于:为了进行在上述光拾取装置中的跟踪,通过在垂直于上述物镜的光轴的方向上驱动上述物镜来改变其与光源的相对位置,出射于上述物镜的光束的波阵面象差的象散性成分最小的位置,是物镜光轴和上述光源的光束中心偏离的位置。
(3-29)所记载的物镜的特征在于:当设上述光拾取装置中的上述光源和上述光信息记录介质的信息记录面的距离为U时,其满足
10mm<U<40mm (44)
(3-30)所记载的物镜具有:
出射波长为λ1(nm)的第1光源、出射波长为λ2(nm)(λ2>λ1)的第2光源、经由光信息记录介质的透明基板将上述第1光源以及第2光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的含有物镜的集光光学系统、以及接收来自上述光信息记录介质的上述第1光源以及第2光源的出射光束的反射光的光检出器的光拾取装置的物镜;
上述光拾取装置
利用来自第1光源的第1光束,相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质记录以及/或者再生信息、
利用来自第2光源的第2光束,相对于透明基板厚度为t2的第2光信息记录介质记录以及/或者再生信息;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
当为了利用波长λ1记录或者再生上述第1光信息记录介质,设上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA1、
为了利用波长λ2记录或者再生上述第2光信息记录介质,设上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA2时,有
t1<t2
NA1>NA2
当设上述物镜的对于上述第1光束的光信息记录介质侧的数值孔径为NA(1)、上述物镜的对于上述第1光束的成像倍率为mo1时,其满足
NA(1)≥0.56 (45)
-1/5≤mo1≤-1/7.5 (46)
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃ (47)所以,可以使用来自不同波长的光源的光束适当地校正象差,而且,由于能够用一片物镜构成有限共轭光学系统,故还可以以更低的成本提供紧凑的光拾取装置。
(3-31)所记载的物镜的特征在于:当设上述物镜的对于第2光束的成像倍率为mo2时,有
|mo2-mo1|<0.10 (48)
(3-32)所记载的物镜的特征在于:上述光拾取装置具有可以混合上述第1光束和上述第2光束的光混合装置。
(3-33)所记载的物镜的特征在于:在上述光拾取装置中,在上述第1光束和上述第2光束共同通过的光路上,具有透过第1光束、透过第2光束中的中央部分并遮蔽其外侧区域的孔径限制装置。
(3-34)所记载的物镜的特征在于:上述孔径限制装置与物镜一体化。
(3-35)所记载的物镜的特征在于:与上述物镜一体化的上述孔径限制装置是设置在上述物镜的一方的面上的、透过第1光束和透过第2光束中的中央部分并反射外侧区域的部分二向色镀层。
(3-36)所记载的物镜的特征在于:上述衍射图案只存在于上述物镜的一方的面上,上述部分二向色镀层则设置在没有衍射图案一方的面上。
(3-37)所记载的物镜的特征在于:上述部分二向色镀层的波长为λ2的光束的反射率为30%到70%。
(3-38)所记载的物镜的特征在于:上述物镜的两方的面上带有衍射图案,与上述物镜一体化的孔径限制装置是透过位于上述物镜的一侧的面上的第1光束和透过第2光束中的中央部分并衍射外侧区域的部分衍射图案。
(3-39)所记载的物镜的特征在于:在光拾取装置中,当将入射到上述信息记录面的光束分为光轴近旁的内侧光束、较上述内侧光束靠外侧的中间光束、较上述中间光束更靠外侧的外侧光束这样至少3个光束时,
通过主要利用来自上述第1光源的光束中的内侧光束以及外侧光束来形成束点,并相对于第1光信息记录介质记录以及/或者再生信息,以及
通过主要利用来自上述第2光源的光束中的内侧光束以及中间光束来形成束点,并相对于第2光信息记录介质记录以及/或者再生信息。
(3-40)所记载的物镜的特征在于:在光拾取装置中,来自上述第2光源的光束中的、入射到上述第2光信息记录介质的信息记录面的内侧区域的波阵面象差的3次球差成分为不足(Under)。
(3-41)所记载的物镜的特征在于:上述光拾取装置的上述光检出器相对于第1光源和第2光源是共同的。
(3-42)所记载的物镜的特征在于:上述光拾取装置的上述光检出器分别具有第1光源用的第1光检出器和第2光源用的第2光检出器,各自在空间上位于离开的位置。
(3-43)所记载的物镜的特征在于:在上述光拾取装置,上述第1光源和第1光检出器或者第2光源和第2光检出器的至少一对被组合单元化。
(3-44)所记载的物镜的特征在于:在上述光拾取装置中,上述第1光源、第2光源以及共同的光检出器(单一光检出器)被组合单元化。
(3-45)所记载的物镜的特征在于:在上述光拾取装置的上述光检出器中,第1光源用的第1光检出器和第2光源用的第2光检出器是分开的个体,上述第1光源和第2光源和第1光检出器和第2光检出器被组合单元化。
(3-46)所记载的物镜的特征在于:在上述光拾取装置中,上述第1光源和第2光源被组合单元化,空间上位于离开上述光检出器的位置。
(3-47)所记载的物镜的特征在于:在上述光拾取装置中,在从上述第1光源到上述物镜的光路中或者从上述第2光源到上述物镜的光路中的至少一方上,含有减小来自光源的光束的发散度的组合透镜。
(3-48)所记载的物镜是具有:
波长为λ1(nm)的光源、经由光信息记录介质的透明基板将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的含有物镜的集光光学系统、以及接收来自上述光信息记录介质的上述光源的出射光束的反射光的光检出器的光拾取装置的物镜;
上述光拾取装置利用来自光源的光束,相对于透明基板厚度为t1的第1光信息记录介质以及透明基板厚度为t2的第2光信息记录介质记录或再生信息;
上述物镜是塑料透镜;
在上述物镜的至少一个面上带有衍射图案;
当为了利用波长λ1记录或者再生上述第1光信息记录介质,设上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA1、以及
为了利用波长λ1记录或者再生上述第2光信息记录介质,设上述集光光学系统的光信息记录介质侧的必要的数值孔径为NA2时,其有
t1<t2
NA1>NA2
当设上述物镜的成像倍率为mo1时,其满足
-1/5≤mo1≤-1/7.5 (49)
同时,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述集光光学系统的轴上球差变化量为△SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃ (50)
进而,由于具有在进行第2光信息记录介质的记录以及/或者再生时透过来自光源的光束中的中央部分并遮蔽其外侧区域的孔径限制装置,故可以使用来自波长不同的光源的光束适当地校正象差,而且,由于可以用一片物镜构成有限共轭光学系统,所以,还能够提供更低成本且紧凑的光拾取装置。
(3-49)所记载的物镜的特征在于:该透镜是至少在一个面上带有衍射图案的塑料透镜,当设象散性象差量为△Z时,其为
0.2μm<△Z<0.7μm (51)利用所涉及的物镜,即使对构成了无限共轭光学系统的情况,也可以有效地校正起因于偏离光轴的象散性成分。
(3-50)所记载的物镜的特征在于:轴上色差在使用波长附近为校正过剩。利用所涉及的物镜,可以更有效地校正象散性成分。
(3-51)所记载的物镜的特征在于:具有波长从620nm到680nm的光源和配置在光源相反侧厚度为0.6mm的聚碳酸酯透明基板,当设通过该透明基板所测定的波阵面象差的3次球差成分达到最小的上述物镜的成像倍率为Mmin时,其满足
-1/5≤Mmin≤-1/12 (52)
且该物镜是在至少一个面上带有衍射图案的塑料透镜。
(3-52)所记载的物镜的特征在于:该物镜的成像倍率Mmin满足
-1/5≤Mmin≤-1/7.5 (53)
本发明的物镜,通过在利用基础面(衍射图案的包络面)校正因环境温度变化而产生的轴上球差变化量的同时,还利用设置在上述物镜的至少一个面上的衍射部来校正球差,可以抑制作为树脂制透镜的缺点的伴随温度变动引起折射率变化进而导致的轴上球差的变化。所使用的物镜可以是在具有折射光焦度的透镜的表面上进一步形成作为衍射图案的用于衍射的微细构造(起伏)的透镜。此时,用于衍射的微细构造的包络面成为透镜的折射面形状。例如,可以是在非球面单片物镜的至少一个面上设置所谓的闪耀型的衍射图案的透镜,也可以是在其至少一侧的面的全面上设置子午断面为锯齿状的波带,且其一方的面的包络面是非球面,而另一方的面是非球面或者它们的两个面都是非球面的透镜。
即,本说明书中使用的所谓衍射图案(或者衍射面),可以说是在光学元件的表面,例如透镜的表面上设置起伏,使之具有利用衍射来使光束会聚或者发散作用的形态(或者面),对在一个光学面上存在产生衍射的区域和不产生衍射的区域的情况,是指产生衍射的区域。作为起伏的形状,例如,在光学元件的表面,形成以光轴为中心的近似同心圆状的波带,如果在包含光轴的平面内看其断面,则可知各波带是锯齿一样的形状,起伏就是包含这样的形状的构造。
在本说明书中,所谓的物镜,狭义地讲,是指在光拾取装置中装填了光信息记录介质的状态下,在最靠近光信息记录介质侧的位置,与光信息记录介质相对配置的具有聚光作用的一片透镜,广义地讲,是指与该透镜一起,通过传动装置至少能够在其光轴方向上动作的透镜群。这里,在所涉及的透镜群中,是指至少一片以上的透镜,也包括只由单片透镜构成的情况。因而,在本说明书中,所谓的物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA是指位于物镜的最靠近光信息记录介质侧的透镜面的数值孔径NA。另外,该数值孔径NA是利用设置在光拾取装置中的光阑或滤光片等具有光阑功能的零件或部件,作为限制来自光源的光束的结果而定义的数值孔径NA。
在本说明书中,作为光信息记录介质,不仅是例如CD-R、CD-RW、CD-Video、CD-ROM等各种CD,DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD-Video等各种DVD,或者MD等盘状的现在的光信息记录介质,而且也包含下一代的记录介质等。在多数光信息记录介质的信息记录面上存在有透明基板。但也存在或者有人提出透明基板的厚度几乎接近于0,或者完全没有透明基板的记录介质。本说明书中为了方便说明,虽然有时记载为“经由透明基板”,但也包括所涉及的透明基板的厚度是0,即完全没有透明基板的情况。
在本说明书中,所谓的信息的记录以及再生,是说在上述这样的信息记录介质的信息记录面上记录信息、以及在信息记录面上再生信息的情况。本发明的光拾取装置既可以是只用于进行记录或者再生的装置,也可以是能够用于进行记录以及再生二者的装置。还可以是用于对某一信息记录介质进行记录,对另外的信息记录介质进行再生的装置。另外,也可以是用于对某一信息记录介质进行记录或再生,对另外的信息记录介质也能进行记录以及再生的装置。这里所说的再生,包括只单独读取信息的情况。
本发明的光拾取装置可以搭载在各种播放机或者驱动器等、或者组入有这些装置的AV设备、个人计算机、其他的信息终端等声音以及/或者图像的记录以及/或者再生装置中。这些记录以及/或者再生装置最好具有主轴电机等。
下面,参照图面对适用于本发明的实施形态进行说明。
一般地,衍射波带(各波带的位置)的节距使用将在后述的实施例中详细说明的相位差函数或者光程差函数来定义。具体地,相位差函数φb以弧度为单位用下面的[数学式1]表示,光程差函数φB以mm为单位用[数学式2]表示。
[数学式1]
[数学式2]
虽然这2个表现方法的单位不同,但在表示衍射波带的节距的含意上是等同的。即,对于主波长λ(单位mm),如果在相位差函数的系数b上乘以λ/2π则可换算成光程差函数的系数B,反之,在光程差函数的系数B上乘以2π/λ则可换算成相位差函数的系数b。
现在,为简化说明,我们对使用1次衍射光的衍射透镜进行叙述说明,这里规定,对光程差函数,函数值每超过主波长λ的整数倍即刻有波带,对相位差函数,函数值每超过2π的整数倍即刻有波带。
例如,假想在没有折射光焦度的圆筒状的两平面的物体侧面刻有衍射波带的透镜,如果设主波长为0.5μm=0.0005mm、光程差函数的2次系数(平方项)为-0.05(换算成相位差函数的2次系数为-628.3)、其他次数的系数全部为0,则结果为:第1波带的半径是h=0.1mm,第2波带的半径是h=0.141mm。此外,关于该衍射透镜的焦距f,相对于光程差函数的2次系数B2=-0.05,可知其结果为f=-1/(2·B2)=10mm。
现在,对以上述的定义为基础的情况,通过设相位差函数或者光程差函数的2次系数不是0值,可以使透镜具有光焦度。另外,通过设相位差函数或者光程差函数的2次以外的系数,如4次系数、6次系数、8次系数、10次系数等不是0值,可以控制球差。这里的所谓的控制,是指让具有折射光焦度的部分产生逆向球差来校正原有的球差等,以使整体的球差达到所期望之值。
下面,对物镜的具体实施例进行说明。
实施例1~5的光拾取用物镜在光学面的两面上具有用下面的[数学式3]表示的非球面形状。
[数学式3]
上式中:Z是光轴方向的轴;h是与光轴相垂直方向的轴(离光轴的高度:以光前进的方向为正);R0是近轴曲率半径;κ是圆锥系数;A是非球面系数;P是非球面的幂数。
在表1中,给出了各实施例的折射光焦度比率φR/φ、r1、折射率n、焦距f、波带数最小节距以及用下面(54)式表示的值。式中,fR是折射的焦点距离。
r1/{(n-1)·fR} (54)
[表1]
实施例序号 | φR/φ | r1/(n-1)fr | r1 | n | f | 波带数 | 最小节距(μm) |
1 | 0.78 | 1.08 | 1.55720 | 1.55720 | 2.14 | 445 | 1.1 |
2 | 0.50 | 1.06 | 3.37969 | 3.37969 | 2.75 | 512 | 1.4 |
3 | 0.60 | 1.15 | 3.05633 | 3.05633 | 2.75 | 439 | 1.6 |
4 | 0.78 | 1.13 | 2.30026 | 2.30026 | 2.75 | 269 | 2.7 |
5 | 0.90 | 1.13 | 2.00228 | 2.00228 | 2.75 | 159 | 4 |
6 | 0.95 | 1.14 | 1.91187 | 1.91187 | 2.75 | 103 | 5.2 |
7 | 1.00 | 1.15 | 1.83457 | 1.83457 | 2.75 | 62 | 6.9 |
8 | 1.10 | 1.17 | 1.68602 | 1.68602 | 2.75 | 49 | 22.1 |
9 | 0.95 | 1.14 | 1.91187 | 1.91187 | 2.75 | 82 | 7.5 |
比较例1 | 1.00 | 1.22 | 1.37228 | 1.37228 | 2.14 | ||
比较例2 | 1.00 | 1.17 | 1.85619 | 1.85619 | 2.75 |
(实施例1)
实施例1使用的是:基准波长λ=400nm;焦距f=2.14mm;数值孔径0.70,材料使用聚烯烃类树脂。表2给出了透镜数据,图2给出了断面图,图3是基准波长、基准温度(25℃)下的球差图和象散性象差图。表3给出了相对于温度变化(±30℃)、波长变化(λ±10nm)的球差的值。此外,因温度变化、波长变化而产生的球差的变化其3次球差成分是主体,所以,这里只给出3次球差。表中,作为比较例,所给的是用同样的焦距、同样的数值孔径、同样的材料设计的只有折射系统的单透镜。在本实施例中,可以充分校正比较例透镜所产生的因温度变化而引起的球差变化。在表2以及其他表所示出的透镜数据中,用E(如3E-2)来表现10的幂数(如3×10-2)。
[表2]
f0=2.14mm NA=0.70 φR/φ=0.78
基准波长λ=400nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | ∞ | |
2 | 1.5572 | 2.000 | 聚烯烃类树脂 |
3 | -9.90803 | 0.520 | |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ -1.78220E-01
A1 -7.26140E-03 P1 4.0
A2 -5.52710E-03 P2 6.0
A3 2.47530E-03 P3 8.0
A4 -1.02020E-03 P4 10.0
光程差函数
B2 -5.42630E-02
B4 -6.83350E-03
B6 -1.92900E-03
B8 6.16120E-04
B10 -2.71760E-04
第3面 非球面系数
κ -1.1254844E+03
A1 8.17572E-02 P1 4.0
A2 1.41887E-01 P2 6.0
A3 2.97576E-01 P3 8.0
A4 2.41422E-01 P4 10.0
[表3]
f0=2.14mm NA=0.70
实施例序号 | φR/φ | 波长(mm) | △T(℃) | -30 0 30 | fb(μm) |
1 | 0.78 | 410400390 | SA3(λrms)SA3(λrms)SA3(λrms) | -0.167 -0.166 -0.164-0.003 0.002 0.0060.180 0.189 0.197 | -10.00.09.7 |
比较例1 | 1 | 410400390 | SA3(λrms)SA3(λrms)SA3(λrms) | -0.037 0.035 0.104-0.069 0.002 0.077-0.107 -0.032 0.043 | 3.80.0-3.9 |
实施例2~9的规格是:折射的光焦度比率φR/φ=0.5~1.1;基准波长λ=650nm;焦距f=2.75mm;数值孔径=0.65;材料使用的是PC(聚碳酸酯)树脂。
表4给出了相对于温度变化(基准温度±30℃)、波长变化(基准波长±10nm)的球差的值。此外,因温度变化、波长变化而产生的球差的变化其3次球差成分是主体,所以,这里只给出3次球差。表中,作为比较例,所给的是用同样的焦距、同样的数值孔径、同样的材料设计的只有折射系统的单透镜。表中的fb表示基准温度下的基准波长和基准温度下的基准波长变化了±10nm时的焦点位置的变化量。
[表4]
f=2.75mm NA=0.65
实施例序号 | φR/φ | 波长(mm) | △T(℃) | -30 0 30 | fb(μm) |
2 | 0.5 | 660650640 | SA3(λrms)SA3(λrms)SA3(λrms) | 0.007 0.008 0.009-0.002 0.000 0.002-0.012 -0.010 -0.008 | -20.60.020.9 |
3 | 0.6 | 660650640 | SA3(λrms)SA3(λrms)SA3(λ rms) | -0.020 -0.021 -0.0230.001 -0.002 -0.0020.021 0.020 0.019 | -16.70.016.9 |
4 | 0.78 | 660650640 | SA3(λms)SA3(λ ms)SA3(λms) | -0.029 -0.029 -0.0310.001 0.001 -0.0010.032 0.032 0.030 | -8.40.08.3 |
5 | 0.9 | 660650640 | SA3(λ ms)SA3(λrms)SA3(λms) | -0.046 -0.046 -0.047-0.002 0.000 0.0020.050 0.050 0.049 | -2.60.02.5 |
6 | 0.95 | 660650640 | SA3(λms)SA3(λms)SA3(λrms) | -0.053 -0.052 -0.0520.000 0.001 0.0020.055 0.057 0.057 | -0.10.00.0 |
7 | 1 | 660650640 | SA3(λms)SA3(λms)SA3(λms) | -0.062 -0.062 0.064-0.002 -0.001 0.0010.067 0.067 0.066 | 2.40.0-2.6 |
8 | 1.1 | 660650640 | SA3(λrms)SA3(λms)SA3(λms) | -0.052 -0.057 -0.0630.002 0.001 0.0000.065 0.062 0.056 | 7..90.0-7.9 |
9 | 0.95 | 660650640 | SA3(λms)SA3(λrms)SA3(λms) | -0.041 -0.024 -0.008-0.013 0.001 0.015-0.009 0.027 0.043 | -0.10.00.0 |
比较例2 | 1 | 660650640 | SA3(λms)SA3(λms)SA3(λms) | -0.025 0.007 0.040-0.031 0.001 0.034-0.038 -0.006 0.028 | 2.50.0-2.5 |
此外,在下表中示出实施例1~9、以及比较例1和2的△SA1/△T,△SA2/△λ以及(△SA2/△T)×(△SA1/△λ)。
No. | △SA1/△T | △SA2/△T | (△SA2/△T)×(△SA1/△λ) |
实施例1 | 0.00015 | -0.01775 | -2.7E-06 |
比较例1 | 0.00243 | 0.00335 | 8.2E-06 |
实施例2 | 0.00007 | 0.00090 | 6.0E-08 |
实施例3 | -0.00005 | -0.00205 | 1.0E-07 |
实施例4 | -0.00003 | -0.00305 | 1.0E-07 |
实施例5 | 0.00007 | -0.00480 | -3.2E-07 |
实施例6 | 0.00002 | -0.00545 | -9.1E-08 |
实施例7 | 0.00005 | -0.00645 | -3.2E-07 |
实施例8 | -0.00003 | -0.00595 | 2.0E-07 |
实施例9 | 0.00047 | -0.00255 | -1.2E-06 |
比较例2 | 0.00108 | 0.00065 | 7.0E-07 |
(实施例2)
是在上述的规格下折射比φR/φ=0.5的实施例。表5给出了透镜数据,图4给出了断面图,图5是基准波长、基准温度(25℃)下的球差图和象散性象差图。从表4可知,在本实施例中,可以充分地校正比较例透镜所产生的因温度变化而引起的球差变化。
[表5]
f0=2.75mm NA=0.65 φR2/φ=0.5
基准波长λ=650nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | ∞ | |
2 | 3.37969 | 2.200 | PC |
3 | -40.61795 | 1.003 | |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ 5.710010E-01
A1 -1.32700E-02 P1 4.0
A2 3.71950E-03 P2 6.0
A3 -1.05650E-03 P3 8.0
A4 -8.77870E-05 P4 10.0
光程差函数
B2 -9.24780E-02
B4 -7.0789E-03
B6 3.64940E-03
B8 -9.69430E-04
B10 5.41470E-05
第3面 非球面系数
κ -1.907061973E+04
A1 -2.60939E-02 P1 4.0
A2 -3.52067E-03 P2 6.0
A3 7.10145E-03 P3 8.0
A4 -5.00795E-03 P4 10.0
A5 1.20301 E-03 P5 12.0
(实施例3)
是在上述的规格下,折射比φR/φ=0.6的实施例。表6给出了透镜数据,图6给出了断面图,图7是基准波长、基准温度(25℃)下的球差图和象散性象差图。从表4可知,在本实施例中,可以充分地校正比较例透镜所产生的因温度变化而引起的球差变化。
[表6]
f0=2.75mm NA=0.65 φR/φ=0.6
基准波长λ=650nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | ∞ | |
2 | 3.05633 | 2.200 | PC |
3 | -14.61795 | 1.055 | |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ -3.20400E-01
A1 -4.51820E-03 P1 4.0
A2 -7.74830E-04 P2 6.0
A3 -1.44980E-04 P3 8.0
A4 -1.32870E-04 P4 10.0
光程差函数
B2 -7.69690E-02
B4 -2.80160E-03
B6 2.01940E-04
B8 -1.45290E-04
B10 -5.62650E-06
第3面 非球面系数
κ 9.3053701E+01
A1 -5.12482E-03 P1 4.0
A2 -5.08770E-03 P2 6.0
A3 5.82932E-04 P3 8.0
A4 1.13050E-04 P4 10.0
A5 1.83005E-04 P5 12.0
(实施例4)
是在上述的规格下,折射比φR/φ=0.78的实施例。表7给出了透镜数据,图8给出了断面图,图9是基准波长、基准温度(25℃)下的球差图和象散性象差图。从表4可知,在本实施例中,可以充分地校正比较例透镜所产生的因温度变化而引起的球差变化。
[表7]
f0=2.75mm NA=0.65 φR/φ=0.78基准波长λ=650nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | ∞ | |
2 | 2.60026 | 2.200 | PC |
3 | -11.70871 | 1.076 | |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ -1.06930E+01
A1 4.60100E-03 P1 4.0
A2 -4.66010E-04 P2 6.0
A3 -1.19280E-04 P3 8.0
A4 -5.35210E-05 P4 10.0
光程差函数
B2 -4.31440E-02
B4 -2.54150E-03
B6 -2.29860E-04
B8 -1.11310E-04
B10 2.48010E-05
第3面 非球面系数
κ -3.965775E+01
A1 1.64851E-02 P1 4.0
A2 -1.05879E-02 P2 6.0
A3 -2.92477E-03 P3 8.0
A4 2.96195E-03 P4 10.0
A5 -5.94646E-04 P5 12.0
(实施例5)
是在上述的规格下,折射比φR/φ=0.9的实施例。表8给出了透镜数据,图10给出了断面图,图11是基准波长、基准温度(25℃)下的球差图和象散性象差图。从表4可知,在本实施例中,可以充分地校正比较例透镜所产生的因温度变化而引起的球差变化。
[表8]
f0=2.75mm NA=0.65 φR/φ=0.9
基准波长λ=650nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | ∞ | |
2 | 2.00228 | 2.220 | PC |
3 | -9.04209 | 1.076 | ∞ |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ -9.86540E-01
A1 6.24420E-03 P1 4.0
A2 -3.58550E-04 P2 6.0
A3 -3.81790E-05 P3 8.0
A4 -2.91810E-05 P4 10.0
光程差函数
B2 -2.02210E-02
B4 -2.69260E-03
B6 -2.91780E-04
B8 -9.1 9370E-05
B10 2.49650E-05
第3面 非球面系数
κ -1.46180026E+02
A1 1.37497E-02 P1 4.0
A2 -7.90812E-03 P2 6.0
A3 -5.2321 5E-04 P3 8.0
A4 1.04305E-03 P4 10.0
A5 -2.03074E-04 P4 12.0
(实施例6)
是在上述的规格下,折射比φR/φ=0.95的实施例。表9给出了透镜数据,图12给出了断面图,图13是基准波长、基准温度(25℃)下的球差图和象散性象差图。从表4可知,在本实施例中,可以充分地校正比较例透镜所产生的因温度变化而引起的球差变化。
[表9]
f0=2.75mm NA=0.65 φR/φ=0.95
基准波长λ=650nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | ∞ | |
2 | 1.91187 | 2.200 | PC |
3 | -7.7384 | 1.133 | |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ -7.00550E-01
A1 2.55950E-03 P1 4.0
A2 3.08250E-05 P2 6.0
A3 -2.14040E-04 P3 8.0
A4 -1.83100E-05 P4 10.0
光程差函数
B2 -1.01450E-02
B4 -2.16370E-03
B6 -7.08990E-05
B8 -1.90870E-04
B10 3.08250E-05
第3面 非球面系数
κ -9.8990376E+01
A1 1.68118E-02 P1 4.0
A2 -8.26686E-03 P2 6.0
A3 -6.07660E-04 P3 8.0
A4 1.24173E-03 P4 10.0
A5 -2.61113E-04 P4 12.0
(实施例7)
是在上述的规格下,折射比φR/φ=1.0的实施例。表10给出了透镜数据,图14给出了断面图,图15是基准波长、基准温度(25℃)下的球差图和象散性象差图。从表4可知,在本实施例中,可以充分地校正比较例透镜所产生的因温度变化而引起的球差变化。
[表10]
f0=2.75mm NA=0.65 φR/φ=1.0
基准波长λ=650nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | ∞ | |
2 | 1.83457 | 2.200 | PC |
3 | -6.66171 | 1.162 | |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ -7.74230E-01
A1 1.89400E-03 P1 4.0
A2 -2.39900E-04 P2 6.0
A3 -9.90000E-05 P3 8.0
A4 -4.49950E-05 P4 10.0
光程差函数
B2 0.00000E+00
B4 -2.92840E-03
B6 -1.44080E-04
B8 -1.58230E-04
B10 3.39450E-05
第3面 非球面系数
κ -6.4173984E+01
A1 1.55063E-02 P1 4.0
A2 -8.8022E-03 P2 6.0
A3 -9.48605E-04 P3 8.0
A4 1.22499E-03 P4 10.0
A5 -2.26593E-04 P4 12.0
(实施例8)
是在上述的规格下,折射比φR/φ=1.1的实施例。表11给出了透镜数据,图16给出了断面图,图17是基准波长、基准温度(25℃)下的球差图和象散性象差图。从表12可知,在本实施例中,可以充分地校正比较例透镜所产生的因温度变化而引起的球差变化。
[表11]
f0=2.75mm NA=0.65 φR/φ=1.1
基准波长λ=650nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | ∞ | |
2 | 1.68602 | 2.200 | PC |
3 | -5.2696 | 1.220 | |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ -7.60310E-01
A1 1.06040E-03 P1 4.0
A2 -5.9701 0E-04 P2 6.0
A3 -2.75700E-05 P3 8.0
A4 -9.14040E-05 P4 10.0
光程差函数
B2 2.14620E-02
B4 -2.97070E-03
B6 -8.47720E-05
B8 -1.95860E-04
B10 3.68890E-05
第3面 非球面系数
κ -5.0188514E+01
A1 9.94658E-03 P1 4.0
A2 -4.59549E-03 P2 6.0
A3 -2.20303E-03 P3 8.0
A4 1.38327E-03 P4 10.0
A5 -2.20038E-04 P4 12.0
上述的实施例2~8是对应特别适合于光的波长不随温度变化的光源(如SHG激光器等)的实施例。在下面给出的实施例是以比较廉价的半导体激光器为光源时的实施例。一般而言,如果使用环境的温度变化,则半导体激光器的激光波长也发生变化。在本实施例中,设半导体激光器的温度所导致的激光波长变化为0.2nm/℃。
(实施例9)
是在上述的规格下,折射比φR/φ=0.95的实施例。表12给出了透镜数据,图18给出了断面图,图19是基准波长、基准温度(25℃)下的球差图和象散性象差图。从给出实施例和比较例的差的表13可知,虽然比较例的透镜由于波长变化引起的球差、温度变化产生的球差使象差劣化,但在本实施例中,球差得到了充分的校正。
[表12]
f0=2.75mm NA=0.65 φR/φ=0.95
基准波长λ=650nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | ∞ | |
2 | 1.91187 | 2.200 | PC |
3 | -7.7384 | 1.133 | |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ -6.84280E-01
A1 2.66250E-03 P1 4.0
A2 4.72580E-04 P2 6.0
A3 -1.17290E-04 P3 8.0
A4 -5.47700E-06 P4 10.0
光程差函数
B2 -1.01450E-02
B4 -1.50170E-03
B6 6.34070E-05
B8 -1.49820E-04
B10 2.50300E-05
第3面 非球面系数
κ -6.3827455E+01
A1 1.87247E-02 P1 4.0
A2 -7.93740E-03 P2 6.0
A3 -3.74682E-04 P3 8.0
A4 1.02723E-03 P4 10.0
A5 -2.11396E-04 P4 12.0
[表13]
f0=2.75 NA=0.65
实施例序号 | φR/φ | ΔT(℃) | -30 0 30 |
λ(nm) | 644 650 660 | ||
9 | 0.95 | SA3(λrms) | -0.001 0.001 0.002 |
比较例2 | 1 | SA3(λrms) | -0.035 0.001 0.038 |
受波带数、最小节距、基准波长以外的球差、波长偏移(半导体激光器的模式跳动)等影响的某焦点位置的差等,依存于折射的光焦度。因此,有必要利用金属模具加工精度、光学系统的规格等将折射光焦度做到最佳的比率。
表14给出相对于激光波长的材料折射率的变化。[表14]
图1给出了应用了上述物镜的实施例1~9的光拾取装置的实施形态例的原理图。在该实施形态的例中,因为使用半导体激光器,故特别适合于使用实施例1、9的物镜。在光拾取装置1中,来自作为光源的半导体激光器11的光束在偏振光光束分离器12处反射,透过平行光管13以及1/4λ片14成为圆偏振光的平行光束,通过利用光阑3缩放的规定的数值孔径及衍射一体型物镜15,再经过作为光信息记录介质的高密度记录用光盘16的透明基板16′,在信息记录面16"上形成光点。半导体激光器的波长(基准波长)以680m以下为好,最好是500nm以下。这里,配合实施例1~9的物镜的规格,相对于实施例1的物镜使用400nm的激光,相对于实施例2~9的物镜使用的是650nm的激光。
在信息记录面16"被信息凹坑调制的反射光束再次通过衍射一体型物镜15、光阑3、1/4片14、平行光管13成为会聚光,透过偏振光光束分离器12,经柱面透镜17和凹透镜18做象散和倍率变换后会聚到光检出器19上。图中的2是用于进行聚焦控制以及跟踪控制的致动器。光阑3也对应实施例1~9的物镜规格适当设定,使得光盘16侧的数值孔径能够达到规定值。
物镜15在透镜面的外侧带有凸缘部15a,在所涉及的凸缘部15a上,对应注塑成型时的注口位置设置有切口部(没有图示)。
另外,对使用了实施例1~9的任意一种物镜的情况,当设物镜15在半导体激光的波长为λ(nm)处的光焦度为φ、折射光焦度为φR时,其满足
0.3≤φR/φ≤1.5 (55)
进而,当设物镜15的与光信息记录介质侧相反一侧的基础面的近轴曲率半径为r1(mm)、上述物镜的折射率为n、折射的焦距为fR(mm)时,其满足
1.0≤r1/{(n-1)·fR}≤1.2 (56)
还有,当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的折射率变化量为△n时,其满足
-0.002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃ (57)
本发明并非仅限于以上的实施形态以及实施例。例如,虽然在上述实施形态的例中给出的是只具有一个光源的光拾取装置,但也适用于具有相互波长相差数10nm以上的2个以上波长的光(光源)的光拾取装置等。此时相对于至少一个波长的光(或者根据情况,至少相对于能够使用该光的一个光信息记录介质)满足本发明的构成的装置均为本发明所包含的装置。另外,例如,在上述的实施形态的例中,给出的是使用平行光管将近似平行光入射到物镜的光拾取装置以及适用于该装置的物镜,但不使用平行光管,或者使用变更光束的发散角的其他装置让发散光或会聚光入射到物镜的光拾取装置当然也可以利用本发明。
在上述物镜的实施例中,给出的是由塑料单透镜构成的物镜,如前所述的那样,只要没有限定其构成,则至少包含1片塑料透镜并由2片以上的透镜构成的物镜均包含在本发明内。
另外,本发明所涉及的物镜均能够适用于由本专利申请人先前申请的日本特愿平11-287765号所记载的光拾取用光学系统的物镜光学系统、或者光拾取装置用的物镜光学系统。该情况下,利用设置在变换从光源出射的光束的发散角的组合光学系统(包含变换成近似平行光的平行光管光学系统)的至少1个面上的衍射面(衍射图案),可以校正(减小)本发明所涉及的、至少在1个面上带有衍射图案的物镜的轴上色差,或者校正(减小)本发明所涉及的、包含至少在1个面上带有衍射图案的物镜的光学系统整体的轴上色差,能够达到实现校正这样的色差的光拾取装置的效果。
一般地,衍射波带(各波带的位置)的节距使用将在后述的实施例中详细说明的相位差函数或者光程差函数来定义。具体地,相位差函数φb以弧度为单位用下面的[数学式1]表示,光程差函数φB以mm为单位用[数学式2]表示。
[数学式1]
[数学式2]
虽然这2个表现方法的单位不同,但在表示衍射波带的节距的含意上是等同的。即,对于主波长λ(单位mm),如果在相位差函数的系数b上乘以λ/2π则可换算成光程差函数的系数B,反之,在光程差函数的系数B上乘以2π/λ又可换算成相位差函数的系数b。
现在,为便于说明起见,我们对使用1次衍射光的衍射透镜进行叙述说明,这里规定,对光程差函数,函数值每超过主波长λ的整数倍即刻有波带,对相位差函数,函数值每超过2π的整数倍即刻有波带。
例如,假想在没有折射光焦度的圆筒状的两平面的物体侧面刻有衍射波带的透镜,如果设主波长为0.5μ=0.0005mm、光程差函数的2次系数(平方项)为-0.05(换算成相位差函数的2次系数为-628.3)、其他次数的系数全部为0,则结果为:第1波带的半径是h=0.1mm,第2波带的半径是h=0.141mm。此外,关于该衍射透镜的焦距f,相对于光程差函数的2次系数B2=-0.05,可知其结果为f=-1/(2·B2)=10mm。
现在,对以上述的定义为基础的情况,通过设相位差函数或者光程差函数的2次系数不是0值,可以使透镜具有光焦度。另外,通过设相位差函数或者光程差函数的2次以外的系数,如4次系数、6次系数、8次系数、10次系数等不是0值,可以控制球差。这里的所谓的控制,是指让具有折射光焦度的部分产生逆向球差来校正原有的球差等,以使整体的球差达到所期望之值。
进而,后述的实施例1~4的光拾取用物镜在至少一侧的光学面形成衍射图案的同时,还在光学面的两面上带有用下面的[数学式3]表示的非球面形状。
[数学式3]
上式中:Z是光轴方向的轴;h是与光轴相垂直方向的轴(离光轴的高度:以光前进的方向为正);R0是近轴曲率半径;κ是圆锥系数;A是非球面系数;P是非球面的幂数。
下面,关于物镜的具体实施例进行说明。
实施例10~12是设基准波长λ=650nm、基准温度T=25℃、焦距f=3.05mm、数值孔径NA=0.6、作为光信息记录介质的光盘的透明基板的厚度为0.6mm、成像倍率mo=-1/6的物镜。在由此表示的透镜数据内,使用E(如2.5×E-3)来表现10的幂方数(如2.5×10-3)。此外,光程差函数的设计波长是λ=650nm。
(实施例10)
表15给出了涉及本实施例的物镜的透镜数据,图20给出了物镜的断面图,图21是基准波长、基准温度下的球差图。本实施例的物镜不具有由衍射效果产生的近轴光焦度(折射光焦度比率φR/φO=1.0)。这里,所谓的折射光焦度比率是当假设物镜的光源的波长为λ(nm)处的光焦度为φO,折射光焦度为φR时,可以用φR/φO表示的量,例如,如果设0.3≤φR/φO≤1.5,则可以抑制因光源的波长变动而引起的焦点距离的变动减小。
[表15]
f0=3.05 NA=0.65 φR/φ=1.0
基准波长λ=650nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | 21.006 | |
2 | 2.11838 | 1.720 | 聚烯烃类树脂 |
3 | -5.345653 | 2.3075 | |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ -1.66947E+00
A1 1.06186E-02 P1 4.0
A2 -1.67834E-03 P2 6.0
A3 1.27113E-04 P3 8.0
A4 1.91739E-08 P4 10.0
光程差函数
B2 0.00000E+00
B4 -3.84012E-03
B6 -1.29575E-04
B8 -2.80584E-05
B10 9.85356E-06
B12 -1.94542E-07
第3面 非球面系数
κ -3.1740431E+01
A1 4.10213E-03 P1 4.0
A2 -6.96987E-04 P2 6.0
A3 6.77155E-05 P3 8.0
A4 -6.41841E-06 P4 10.0
A5 1.85087E-07 P5 12.0
[表16]
λ=650nm
△ T(℃) | -30 | 0 | 30 | |
reference | SA3 | -0.094 | 0.000 | 0.092 |
实施例1 | SA3 | 0.003 | 0.000 | -0.002 |
实施例2 | SA3 | 0.001 | 0.001 | 0.000 |
实施例3 | SA3 | -0.045 | 0.002 | 0.047 |
ΔT(℃) | -30 | 0 | 30 | |
实施例3 | λ | 644nm | 650nm | 656nm |
SA3 | -0.001 | 0.002 | 0.001 |
波阵面象差的单位为(λ)
关于实施例10以及后述的实施例11、12的物镜,表2给出了相对于基准温度25℃以及与之相对的±30℃计算的轴上球差变化量SA3的结果。在表2中,由于与温度变化相对应的球差的变化以3次球差成分(SA3:单位为λ)为主体,所以,这里只给出3次球差成分的值。表中,作为比较例,所给出的是按照与本实施例一样的规格只用折射系统形成的设计例。
如表16所示的那样,在实施例10,可以良好地校正因温度变化而在比较例中产生的球差变化。
(实施例11)
表17给出了涉及本实施例的物镜的透镜数据,图22给出了物镜的断面图,图23给出的是基准波长、基准温度下的球差图。本实施例的物镜具有利用衍射效果产生的近轴光焦度(折射光焦度比率φR/φO=0.9)。
[表17]
f0=3.05 NA=0.65 φR/φ=0.9
基准波长λ=650nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | 21.1073 | |
2 | 2.220503 | 1.720 | 聚烯烃类树脂 |
3 | -7.5949 | 2.2288 | |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ -1.956039E+00
A1 1.1021766E-02 P1 4.0
A2 -1.402180E-03 P2 6.0
A3 5.082352E-05 P3 8.0
A4 1.515291E-05 P4 10.0
光程差函数
B2 -1.781068E-02
B4 -2.561246E-03
B6 -2.462032E-04
B8 -7.280545E-06
B10 4.189715E-06
第3面 非球面系数
κ -3.468302E+01
A1 2.339224E-03 P1 4.0
A2 -5.434985E-05 P2 6.0
A3 1.083625E-04 P3 8.0
A4 -1.202890E-05 P4 10.0
如表16所示的那样,在本实施例中,可以良好地校正因温度变化而在比较例中产生的球差变化。
上面给出的实施例10、11是适合于光的波长不随温度的变化而变化的光源(如SHG激光器等)的实施例。下面给出的实施例是以比较廉价的光源(半导体激光器等)作为光源时的实施例。一般而言,如果使用环境的温度变化,则半导体激光器的激光波长也发生变化。在下面所叙述的本实施例中,设半导体激光器的温度所导致的激光的波长变化为0.2nm/℃。
(实施例12)
表18给出了涉及本实施例的物镜的透镜数据,图24给出了物镜的断面图,图25给出的是基准波长、基准温度下的球差图。利用衍射效果产生的近轴光焦度(折射光焦度比率φR/φO=0.9)与实施例11相同。
[表18]
f0=3.05 NA=0.65 φR/φ=0.9
基准波长λ=650nm
非球面数据
i | ri | di | 材料 |
1 | ∞ | 21.1073 | |
2 | 2.220503 | 1.720 | 聚烯烃类树脂 |
3 | -7.57949 | 2.2288 | |
4 | ∞ | 0.600 | PC |
第2面 非球面系数
κ -1.946922E+00
A1 1.183956E-02 P1 4.0
A2 -1.173821E-03 P2 6.0
A3 5.529542E-05 P3 8.0
A4 1.381534E-05 P4 10.0
光程差函数
B2 -1.781068E-02
B4 -1.039147E-03
B6 -1.322513E-04
B8 6.933876E-07
B10 9.144614E-07
第3面 非球面系数
κ -1.547917E+01
A1 1.587504E-03 P1 4.0
A2 1.830772E-05 P2 6.0
A3 1.097764E-04 P3 8.0
A4 -1.125128E-05 P4 10.0
但是,鉴于在通常的透镜中,3次球差在规定的温度为最小,在其前后则存在渐减或者渐增的倾向,由于表16给出的基准温度25℃+30℃的值和基准温度25℃-30℃的值其符号反转,所以,可以判断在哪一个实施例所涉及的范围内都没有极小值。因此,至少应该考虑将基准温度25℃±5℃(20℃~30℃)范围内的单位变化量|SA3/△T|近似成平均值{(基准温度25℃+30℃处的值)-(基准温度25℃-30℃处的值)}÷60。
进而,如表16的上段所示的那样,对于温度变化△T(℃)的3次球差变化量SA3在实施例10~12中的实施例12最大。因此,我们来比较考察比较例和实施例12。这里,如果考虑光源的波长与温度共同变化的话,则实施例12的实际的3次球差变化量SA3将如表16的下段所示的那样变小。
由以上可知,在3次球差变化量最大的实施例3的情况,基准温度25℃±5℃(20℃~30℃)范围的单位变化量为
|SA3/△T|=(0.001+0.001)(λ)÷60(℃)
=0.000033≤0.005可以判断其满足(3-1)、(3-6)、(3-24)、(3-25)、(3-30)、(3-48)所记载的关系。另一方面,对比较例的情况,虽然没有考虑光源的波长变动,但很清楚,在所涉及的比较例中波长发生变化时,球差的变动将进一步变大,
|SA3/△T|>0.0005
所以,可以判断其不满足(3-1)、(3-6)、(3-24)、(3-25)、(3-30)、(3-48)所记载的关系。利用本实施例,可以良好地校正因温度变化而在比较例中产生的球差变化。
这里,在使用上述实施例12所涉及的物镜的光拾取装置中,对使用来自波长不同的光源的光束,相对于不同基板厚度的光信息记录介质进行信息的记录/或者再生的情况进行考察。此时,光源与透明基板光源侧的面的距离,不改变实施例12的配置那样配置了基板(即透明基板的机械的基准面作为光源侧)。即固定检出器的位置。与此相伴,虽然近轴焦点位置变化,但让透镜逆聚焦以吻合焦点位置。在后述的实施例13以后,检出器的位置将不是固定的。
图26是波长λ=780nm、透明基板厚1.2mm、数值孔径0.6时的球差图。在数值孔径0.6虽然残留象差大而不能获得良好的成像性能,但如果是象CD(小型盘)那样、数值孔径在0.45左右的话,是可以有足够的成像性能的。进而,如果使用众所周知的波长选择滤光片等的话,则可以去除光斑部分,获得良好的成像性能。因此,用单透镜可以获得不同的波长(650nm、780nm)、不同的基板厚(0.6mm、1.2mm)同时需要的成像性能。
下面,如数值孔径小的部位也能残留球差那样,图27给出了在改变光源和透明基板的光源侧的面的距离时的球差图。与上述情况不同,即使是做成0.45的数值孔径也不能得到足够的成像性能。但是,如下面所示的实施例13那样,通过利用众所周知的技术在物镜的某一个光学面上设置分割面,可以获得足够的成像性能。在所涉及的情况下,用单透镜就可以获得在不同的波长(650nm、780nm)、不同的基板厚(0.6mm、1.2mm)同时需要的成像性能。
(实施例13)
表19给出了涉及本实施例的物镜的透镜数据,图28给出了第1光源λ1=650nm、第1光信息记录介质的透明基板厚度t1=0.6mm下的球差图,图29给出了第2光源λ2=780nm、第2光信息记录介质的透明基板厚度t2=1.2mm下的球差图,图30、31给出对应各条件的物镜的断面图。
[表19]
f0=3.05 NA=0.65 φRO/φO=0.9
基准波长λ=650nm
i | ri | d1i | d2i | 材料 |
1 | ∞ | 21.1073 | 19.6462 | |
2 | 2.220503 | 1.720 | 1.720 | 聚烯烃类树脂 |
3 | -7.57949 | 2.2288 | 1.8225 | |
4 | ∞ | 0.600 | 1.200 | PC |
d1i:λ=650nm时;d2i:λ=780nm时非球面数据
第2面 非球面系数
κ -1.946922E+
A1 1.183956E- P1 4.0
A2 -1.173821E- P2 6.0
A3 5.529542E- P3 8.0
A4 1.381534E- P4 10.0
光程差函数
B2 -1.781068E-
B4 -1.039147E-
B6 -1.622513E-
B8 6.933867E-
B10 9.144614E-
第3面 非球面系数
第1、3分割面(0≤
H≤1.404、1.581≤H)
κ -1.547917E+
A1 1.587504E- P1 4.0
A2 1.830772E- P2 6.0
A3 1.097764E- P3 8.0
A4 -1.125128E- P4 10.0
第2分割面(1.404≤
H≤1.581)
κ -1.371961E+
A1 2.178570E- P1 4.0
A2 1.601920E- P2 6.0
A3 1.015600E- P3 8.0
A4 -1.102240E- P4 10.0
无论对应第1光信息记录介质设需要的数值孔径为0.6、还是对应第2光信息记录介质设需要的数值孔径为0.45,本实施例中,哪一种情况都能获得足够的成像性能。
另外,在实施例13中,物镜是在实施例12的物镜的衍射面相反一侧的面上设置了波带状的分割面的物镜,在λ1=650nm、t1=0.6mm下的温度特性与实施例12一样被充分校正。再有,表19中的H表示离光轴的高度,其规定着分割区域。
表20给出了在实施例10~13使用的树脂素材的对于波长的折射率。
[表20]
聚烯烃类树脂 | 656nm | 650nm | 644nm | 780nm |
折射率 | 1.5398 | 1.5400 | 1.5403 | 1.5362 |
Δn/ΔT | 1.2×10-5/℃ | |||
PC | 656nm | 650nm | 644nm | 780nm |
折射率 | 1.57745 | 1.57787 | 1.57829 | 1.5700 |
Δn/ΔT | 14×10-5/℃ |
图32给出涉及可适用于上述物镜的实施例10~13的光拾取装置(1个光源1个检出器型)的实施形态例的原理图。在该实施形态的例中,因为使用半导体激光器,故特别适用于实施例12的物镜。在光拾取装置100中,来自作为光源的半导体激光器111的光束透过作为光混合装置的光束分离器120,通过利用光阑17缩放的规定的数值孔径,及衍射一体型物镜160,再经过作为光信息记录介质的高密度记录用光盘200的透明基板210,在信息记录面220上形成光点。半导体激光器的波长(基准波长)以680nm以下为好,最好是500nm以下。这里,配合实施例10~12的物镜的规格,使用的是650nm的激光。
在信息记录面220被信息凹坑调制的反射光束再次通过衍射一体型物镜160成为会聚光,进而通过光阑17并在光束分离器120处反射,经柱面透镜180做象散和倍率变换后会聚到光检出器300的感光面上。图中的150是用于进行聚焦控制以及跟踪控制的传动机构。
包括后述的实施形态在内,利用传动机构150,通过在垂直于物镜160的光轴的方向上驱动物镜160,改变与作为光源的半导体激光器111的相对位置,由于出射于所涉及的物镜160的光束的波阵面象差的象散性成分最小的位置,是偏离物镜160的光轴和上述光源的光束中心的位置,故可以进一步让象散性象差比规定值小的范围扩大。此外,当设半导体激光器和光信息记录介质的信息记录面的距离U比10mm大比40mm小时,因其可紧凑地构成光拾取装置100而较为理想。
进而,光阑17也是比照实施例的物镜的规格,适当地设定光盘16侧的数值孔径为规定值。在本实施例中,还可以在光阑17面前设置液晶快门。
图33给出涉及可适用于上述物镜的实施例10~13的光拾取装置(2个光源2个检出器型)的实施形态例的原理图。在该实施形态的例中,由于使用2个光源,所以,实施例13的物镜特别适用。在图33的光拾取装置中,当再生第1光盘时,第1半导体激光器111在激光/检出器集成单元410单元中将光检出器301以及全息干板231组合单元化,从第1半导体激光器111出射的光束透过全息干板231、透过作为光混合装置的光束分离器190,进而通过利用光阑17缩放的规定的数值孔径,由物镜160经由第1光盘200的透明基板210,聚光到信息记录面220上。
被信息记录面220的信息凹坑调制的反射光束再次通过物镜160、光阑170并透过光束分离器190,在全息干板231处被衍射并入射到光检出器301上,利用光检出器301的输出信号,可获取记录在第1光盘200上的信息的读取信号。
此外,检测出在光检出器301上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测,再通过2维传动机构150驱使物镜160移动,以进行聚焦、跟踪。
当再生第2光盘时,第2半导体激光器112在激光/检出器集成单元420单元中将光检出器302以及全息干板232组合单元化,从第2半导体激光器112出射的光束透过全息干板232、在光混合装置的光束分离器190处反射,进而通过光阑170、物镜160以及第2光盘200的透明基板210,聚光到信息记录面220上。
被信息记录面220的信息凹坑调制的反射光束再次透过物镜160以及光阑170并在光束分离器190处反射,在全息干板232处衍射并入射到光检出器302上,利用光检出器302的输出信号,可获取记录在第2光盘200上的信息的读取信号。
此外,检测出在光检出器302上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测,再根据该检测利用2维传动机构150驱使物镜160移动,以进行聚焦、跟踪。
在本实施形态以及在后述的2激光器型的实施形态中,在使用波长为λ1的第1光束记录或者再生第1光盘200,以及设物镜160的光盘侧的必要的数值孔径为NA1、使用波长为λ2的第2光束记录或者再生第2光盘200,以及设物镜160的光盘侧的必要的数值孔径为NA2时,有t1<t2且NA1>NA2,而当设物镜160的对于第1光束的光盘侧的数值孔径为NA(1)、物镜160的对于第1光束的成像倍率为mo1时,其满足
NA(1)≥0.56 (45)
-1/5≤mo1≤-1/7.5 (46)同时,如上所述的那样,当设至少对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的物镜160的轴上球差变化量为SA1时,其满足
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃(47)
进而,虽然没有图示出来,但在上述第1光束和上述第2光束共同通过的光路上,即在与物镜160的衍射图案面相反侧的面,设置有作为透过第1光束、透过第2光束中的中央部分并反射(遮蔽)其外侧区域的孔径限制手段的部分二向色镀层。所涉及的部分二向色镀层的波长为λ2的光束的反射率为30%到70%。
作为本实施形态的变形例,也可以考虑物镜160的两面带有衍射图案,作为与物镜一体化的孔径限制手段,也可以考虑在物镜160的一侧的面上形成透过第1光束、透过第2光束中的中央部分并衍射其外侧区域的部分衍射图案。
作为本实施例的另外的变形例,还可以采用将入射到光盘200的信息记录面220的光束分束为光轴近旁的内侧光束、较上述内侧光束靠外侧的中间光束、较上述中间光束更靠外侧的外侧光束这样至少3个光束,通过主要利用来自上述第1半导体激光器111的光束中的内侧光束以及外侧光束形成束点,相对于第1光盘200记录以及/或者再生信息,通过主要利用来自上述第2半导体激光器112的光束中的内侧光束以及中间光束形成束点,相对于第2光盘200记录以及/或者再生信息的做法。
这样,通过构成孔径限制手段,可以调整信息记录面220上的点径,并由此相对于种类不同的光盘进行适当信息的记录或者再生。
另外,来自第2半导体激光器112的光束中,入射到第2光盘200的信息记录面220的内侧区域的波阵面象差的3次球差成分最好是不足(under)(参照图29)。
图34的第3光拾取装置(2个光源2个检出器型)是适合于记录再生用的光学系统的构成,下面对信息的记录以及再生的状态进行说明。
在再生第1光盘200时,从作为第1光源的第1半导体激光器111出射光束,透过减小发散光束的发散度的组合透镜60、作为光混合装置的光束分离器190、光束分离器120,进而通过利用光阑170缩放的数值孔径,由物镜160经由第1光盘200的透明基板210聚光到信息记录面220。
进而,被信息记录面220的信息凹坑调制的反射光束再次通过物镜160、光阑170并入射到光束分离器120,在此被反射,在柱面透镜180赋予象散性象差,经由凹透镜50入射到光检出器301,利用光检出器301的输出信号,可获取被记录在第1光盘200上的信息的读取信号。
此外,检测出在光检出器301上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测。根据该检测,通过2维传动机构150驱使物镜160移动将来自第1半导体激光器111的光束成像在第1光盘200的记录面220上,同时,还驱使物镜160移动以能将来自半导体激光器111的光束成像在规定的光道上。
用于再生第2光盘的作为第2光源的第2半导体激光器112将光检出器302以及全息干板230组合单元化在激光/检出器集成单元400上。所谓的“单元”或者“单元化”是指将单元化的部件或装置构成一体以能够组装进光拾取装置,使其形成为组装装置时能够作为一个部件来组装的状态。
从第2半导体激光器112出射的光束透过全息干板230、在作为光混合装置的光束分离器190处反射,透过光束分离器120,进而经由光阑170、物镜160以及第2光盘200的透明基板210,聚光到信息记录面220上。
被信息记录面220的信息凹坑调制的反射光束再次透过物镜160、光阑170以及光束分离器120,在光束分离器190处反射,被全息干板230衍射并入射到光检出器302上,利用光检出器302的输出信号,可获取记录在第2光盘200上的信息的读取信号。
此外,检测出在光检出器302上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测,再根据该检测利用2维传动机构150驱使物镜160移动,以进行聚焦、跟踪。
在图35所示的涉及第4实施形态的光拾取装置(2个光源1个检出器型)中,具有作为第1光盘再生用的第1光源的第1半导体激光器111和作为第2光盘再生用的第2光源的第2半导体激光器112。
首先,在再生第1光盘时,从第1半导体激光器111出射光束,所出射的光束透过作为两个半导体激光器111、112的出射光的光混合装置的光束分离器190、光束分离器120,经过利用光阑17缩放的数值孔径,由物镜160经由第1光盘200的透明基板210聚光到信息记录面220。
进而,被信息记录面220的信息凹坑调制的反射光束再次透过物镜160、光阑17入射到光束分离器120,并在此被反射,再经柱面透镜180赋予象散性象差后入射到光检出器300上,利用光检出器300的输出信号,可获取被记录在第1光盘200上的信息的读取信号。
此外,检测出在光检出器300上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测。根据该检测,通过2维传动机构150驱使物镜160移动将来自第1半导体激光器111的光束成像在第1光盘200的记录面220上,同时,还驱使物镜160移动以能够将来自半导体激光器111的光束成像在规定的光道上。
在再生第2光盘时,从第2半导体激光器112出射光束,所出射的光束在作为光混合装置的光束分离器190被反射,和从上述第1半导体激光器111出射的光束一样,通过光束分离器120、光阑17,由物镜160经由第2光盘200的透明基板210聚光到信息记录面220。
被信息记录面220的信息凹坑调制的反射光束再次经由物镜160、光阑17以及光束分离器120,柱面透镜180入射到光检出器300上,利用光检出器300的输出信号,获取记录在第2光盘200上的信息的读取信号。
此外,与第1光盘的情况一样,检测出在光检出器300上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测,再根据该检测利用2维传动机构150驱使物镜160移动,以进行聚焦、跟踪。
在图36所示的涉及第5实施形态的光拾取装置(2个光源1个检出器一个单元型)中,将作为第1光盘再生用的第1光源的第1半导体激光器111、作为第2光盘再生用的第2光源的第2半导体激光器112、光检出器300和全息干板230组合单元化为激光/检出器集积单元430。
首先,在再生第1光盘时,从第1半导体激光器111出射光束,所出射的光束透过全息干板230、经过利用光阑170缩放的数值孔径,通过物镜160经由第1光盘200的透明基板210聚光到信息记录面220。
进而,被信息记录面220的信息凹坑调制的反射光束再次透过物镜160、光阑170,在全息干板230被衍射并入射到光检出器300上,利用光检出器300的输出信号,可获取被记录在第1光盘200上的信息的读取信号。
此外,检测出在光检出器300上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测。根据该检测,通过2维传动机构150驱使物镜160移动,以进行聚焦、跟踪。
在再生第2光盘时,从第2半导激光器112出射光束透过全息干板230成为近似平行光。进而经由光阑170、物镜160、第2光盘200的透明基板210聚光到信息记录面220上。
被信息记录面220的信息凹坑调制的反射光束再次透过物镜160、光阑170,在全息干板230被衍射并入射到光检出器300上,利用光检出器300的输出信号,可获取被记录在第2光盘200上的信息的读取信号。
此外,检测出在光检出器300上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测,再根据该检测,利用2维传动机构150驱使物镜160移动,以进行聚焦、跟踪。
在图37所示的第6实施形态所涉及的光拾取装置(2个光源2个检出器1个单元化型)中,作为第1光源的第1半导体激光器111、作为第2光源的第2半导体激光器112、第1光检出器301、第2光检出器302以及全息干板230被组合单元化为激光/检出器集积单元430。
在再生第1光盘时,从作为第1光源的第1半导体激光器111出射光束,透过全息干板的光盘侧的面,以及利用光阑170缩放的数值孔径,由物镜160经由第1光盘200的透明基板210聚光到信息记录面220上。
进而,被信息记录面220的信息凹坑调制的反射光束再次透过物镜160、光阑170并在全息干板230的光盘侧的面被衍射,入射到对应地1光源的光检出器301上,利用该光检出器301的输出信号,可获取被记录在第1光盘200上的信息的读取信号。
此外,检测出在光检出器301上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测。根据该检测,在通过2维传动机构150驱使物镜160移动,以进行聚焦、跟踪。
再生第2光盘时,从第2半导体激光器112出射的光束在全息干板230的半导体激光器侧的面被衍射。该全息干板的半导体激光器侧的面起着作为光合成手段作用。所涉及的衍射光进一步经由光阑170、物镜160及第2光盘200的透明基板210,聚光到信息记录面220上。
进而,被信息记录面220的信息凹坑调制的反射光束再次透过物镜160、光阑170,在全息干板230的光盘侧的面被衍射并入射到对应第2光源的光检出器302上,利用光检出器302的输出信号,可获取记录在第2光盘200上的信息的读取信号。
此外,检测出在光检出器302上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测,再根据该检测利用2维传动机构150驱使物镜160移动,以进行聚焦、跟踪。
在图38所示的涉及第7实施形态的光拾取装置(2个光源一个封装型)中,从作为第1光源的第1半导体激光器111出射光束,透过作为光混合装置光束分离器120,进而利用光阑27缩放的数值孔径并由物镜26经由第1光盘20的透明基板21聚光到信息记录面22上。
进而,被信息记录面22的信息凹坑调制并反射的光束再次透过物镜26、光阑27,入射到光束分离器120,并在此被反射,在柱面透镜180赋予象散性象差后,经由凹透镜50入射到光检出器30上,利用光检出器30的输出信号,可获取被记录在第1光盘20上的信息的读取信号。
此外,检测出在光检出器30上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测。根据该检测,通过2维传动机构(没有图示)驱使物镜26移动将来自第1半导体激光器111的光束成像在第1光盘20的记录面22上,同时,还驱使物镜26移动以能将来自半导体激光器111的光束成像在规定的光道上。
从第2半导体激光器112出射的光束透过作为光混合装置的光束分离器120,进而经由光阑27、物镜26以及第2光盘20的透明基板21,聚光到信息记录面22上。
被信息记录面22的信息凹坑调制并反射的光束再次透过物镜26、光阑27,在光束分离器120处被反射,在柱面透镜180被赋予象散性象差后,经由凹透镜50入射到光检出器30上,利用光检出器30的输出信号,获取被记录在第2光盘20上的信息的读取信号。
此外,检测出在光检出器30上的点的形状变化、对应位置变化所产生的光量变化,进行聚焦检测或光道检测,再根据该检测利用2维传动机构(没有图示)驱使物镜26移动,以进行聚焦、跟踪。
如以上所说明的那样,根据本发明,即使是在使用了因使用环境温度变化而导致折射率变化的材料时,也能够利用比较简单的构成校正因温度变化导致的球差的变化,进而,即使是光源随环境温度变化而变动波长这样的光学系统,也可以校正因其波长变动而导致的球差变化以及因材料的折射率变动而导致的球差变化两者。因此,可以低成本地制造光拾取装置用物镜、具备该物镜的光拾取装置、以及进一步获得具备该光拾取装置的记录再生装置。
在不违背本发明主旨和不超越本发明范围的情况下,可由本领域人员对本发明所揭示的具体实施例进行各种变形。
Claims (35)
1.一种进行光信息记录介质的信息再生以及/或者记录的光拾取装置,其特征在于:
该装置具有:
出射波长为λ(nm)的光束的光源;
将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的具有物镜的集光光学系统;以及
接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
上述物镜是塑料透镜,且至少在一个面上带有衍射部并满足以下条件式
0.3≤φR/φ≤1.5
这里,φR:上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的折射光焦度,
φ:上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的光焦度。
2.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:
当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2、对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,满足以下条件式
(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0λrms2/(℃·nm)
这里,△SA2/△λ1是一定温度下的值,
△SA1/△T是一定波长下的值。
3.权利要求2所记载的光拾取装置,其特征在于:上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.58以上,上述物镜的成像倍率mo1大致为0。
4.权利要求2所记载的光拾取装置,其特征在于:上述物镜的成像倍率mo1满足以下的条件式
-1/2≤mo1≤-1/7.5
5.权利要求2所记载的光拾取装置,其特征在于:满足以下的条件式
△SA2/△λ1<0λrms/nm
△SA1/△T>0λrms/℃
6.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,满足以下条件式
|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃
这里,△SA1/△T是一定波长下的值。
7.权利要求6所记载的光拾取装置,其特征在于:上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.58以上,上述物镜的成像倍率mo1大致为0。
8.权利要求6所记载的光拾取装置,其特征在于:上述光源的波长λ(nm)为680nm以下。
9.权利要求6所记载的光拾取装置,其特征在于:上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.48以上,不足0.58,上述物镜的成像倍率mo1大致为0,满足以下的条件式
|△SA1/△T|≤0.0004λrms/℃
10.权利要求6所记载的光拾取装置,其特征在于:上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.49以上,上述物镜的成像倍率mo1满足以下的条件式
-1/2≤mo1≤-1/7.5
进而,还满足以下的条件式
|△SA1/△T|≤0.0005λrms/℃
11.权利要求10所记载的光拾取装置,其特征在于:
上述物镜可以在与上述物镜的光轴垂直的方向上移动,上述物镜和上述光源的相对位置可以变化,
在上述物镜的光轴和上述光源的光束中心偏离的位置上,从上述光源出射并通过上述物镜的光束的波阵面象差的象散性成分最小。
12.权利要求10所记载的光拾取装置,其特征在于:当设上述光源和上述光信息记录介质的信息记录面的距离为U时,满足以下的条件式。
10mm<U<40mm
13.权利要求10所记载的光拾取装置,其特征在于:
是一个对具有厚度t1的第1透明基板的第1光信息记录介质和具有厚度t2(t2>t1)的第2透明基板的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光拾取装置;
除了出射波长为λ的光束的光源外,还具有出射波长为λ2(λ<λ2)的第2光束的第2光源;
上述集光光学系统将上述光源或者上述第2光源出射的光束会聚在上述第1光信息记录介质或者上述第2光信息记录介质的信息记录面上;
上述光检出器接收来自上述第1光信息记录介质或者上述第2光信息记录介质的反射光;
上述NA是为用波长λ记录或者再生上述第1光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第1光信息记录介质侧的数值孔径;
NA2(NA2<NA1)为用波长λ2记录或者再生上述第2光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第2光信息记录介质侧的数值孔径;
当上述mo1是上述第1光信息记录介质的记录或者再生时的上述物镜的成像倍率时,其满足以下条件式。
NA≥0.56
-1/5≤mo1≤-1/7.5
14.权利要求13所记载的光拾取装置,其特征在于:当设上述第2光信息记录介质的记录或者再生时的上述物镜的成像倍率为mo2时,其满足以下条件式。
|mo2-mo1|<0.1
15.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述光源的波长变化量为△λ2(nm)时,满足以下条件式
0nm/℃<△λ2/△T≤0.5nm/℃
16.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的折射率变化量为△n时,满足以下条件式
-0.002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃
17.权利要求16所记载的光拾取装置,其特征在于:满足以下条件式
-0.0002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃
18.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:上述光源的波长λ(nm)和上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足以下条件式。
0.00015/nm≤(NA)4/λ≤40/nm
19.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:上述光源的波长λ(nm)和上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足以下条件式。
10nm≤λ/NA≤1100nm
20.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:当设对于在上述光源的波长λ(nm)的+5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2时,其满足以下条件式
|△SA2/△λ1|≤0.1λrms/nm
这里,△SA2/△λ1是一定温度下的值,
21.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的焦点位置变化量为△f(μm)时,其满足以下条件式
|△f/△λ1|≤200
22.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:上述物镜的至少一个面是非球面。
23.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:上述衍射部具有以上述物镜的光轴为近似中心的同心圆状的多条波带的形状,表示上述多条波带体的各波带位置的光程差函数至少包含幂级数的6次项。
24.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:上述物镜是单透镜。
25.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:当设上述物镜的与光信息记录介质侧相反一侧的基础面的近轴曲率半径为r1(mm)、上述物镜的折射率为n、上述物镜的折射的焦距为fR(mm)时,其满足以下条件式。
1.0≤r1/{(n-1)·fR}≤1.2
26.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:上述物镜由聚烯烃类树脂、降冰片烯类树脂、芴类树脂中的任意一种树脂构成。
27.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:通过将上述物镜的至少一面做成非球面,校正因环境温度变化产生的轴上球差变化量,通过在上述物镜的至少一个面上设置衍射部,校正球差。
28.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:当设为用波长λ记录或者再生上述光信息记录介质所必要的上述物镜的上述光信息记录介质侧的数值孔径为NA时,在环境温度20℃至30℃范围内的由上述光源出射并通过上述物镜的、NA以下的光束会聚在上述光信息记录介质的信息记录面上时的3次轴上球差成分的绝对值为0.07λrms以内。
29.权利要求1所记载的光拾取装置,其特征在于:
是一个对具有厚度t1的第1透明基板的第1光信息记录介质和具有厚度t2(t2>t1)第2透明基板的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光拾取装置;
除了出射波长为λ的光束的光源外,还具有出射波长为λ2(λ<λ2)的第2光束的第2光源;
上述集光光学系统将上述光源或者上述第2光源所出射的光束会聚在上述第1光信息记录介质或者上述第2光信息记录介质的信息记录面上;
上述光检出器接收来自上述第1光信息记录介质或者上述第2光信息记录介质的反射光;
使用来自上述光源的上述波长为λ的光束进行上述第1光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录;
使用来自上述第2光源的上述波长为λ2的光束进行上述第2光信息记录介质的信息的再生以及/或者记录。
30.权利要求29所记载的光拾取装置,其特征在于:
当设上述NA是为用波长λ记录或者再生上述第1光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第1光信息记录介质侧的数值孔径、
NA2(NA2<NA1)是为用波长λ2记录或者再生上述第2光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第2光信息记录介质侧的数值孔径时,
在环境温度20℃至30℃范围内的由上述光源出射并通过上述物镜的、NA以下的光束会聚在上述第1光信息记录介质的信息记录面上时的3次轴上球差成分的绝对值为0.07λrms以内;
在环境温度20℃至30℃范围内的由上述第2光源出射并通过上述物镜的、NA2以下的光束会聚在上述第2光信息记录介质的信息记录面上时的3次轴上球差成分的绝对值为0.07λrms以内。
31.一种进行光信息记录介质的信息再生以及/或者记录的光拾取装置用物镜,其特征在于:
上述透镜是塑料透镜,且至少在一个面上带有衍射部,并满足以下条件式
0.3≤φR/φ≤1.5
这里,φR:在上述物镜的规定波长λ(nm)处的折射光焦度
φ:在上述物镜的规定波长λ(nm)处的光焦度
32.权利要求31所记载的物镜,其特征在于:
当设对于上述规定波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2、对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,其满足以下条件式
(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)<0λrms2/(℃·nm)
这里,△SA2/△λ1是一定温度下的值,
△SA1/△T是一定波长下的值。
33.权利要求31所记载的物镜,其特征在于:当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时,其满足以下条件式
|△SA1/△T|≤0.001λrms/℃
这里,△SA1/△T是一定波长下的值。
34.一种进行光信息记录介质的信息再生以及/或者记录的光信息记录介质记录以及/或者再生装置,其特征在于:
光拾取装置具有:
出射波长为λ(nm)的光束的光源;
将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的具有物镜的集光光学系统;
接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器;
上述物镜是塑料透镜,且至少在一个面上带有衍射部并满足以下条件式
0.3≤φR/φ≤1.5
这里,φR:上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的折射光焦度
φ:上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的光焦度
35.权利要求6所记载的光拾取装置,其特征在于:满足以下条件式。
|△SA1/△T|≤0.0004λrms/℃
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20050601 |
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CX01 | Expiry of patent term |