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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Objektivlinse, eine optische Aufnahmevorrichtung
und eine Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung, die alle zum
Durchführen
von mindestens einer Aufzeichnung und/oder einer Wiedergabe von
Information für
ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium sind.
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Forschungen
und Entwicklung wurden in den letzten Jahren für ein neuartiges hochdichtes
optisches Plattensystem vorangetrieben, das eine Lichtquelle eines
violetten Halbleiterlasers, der Licht mit einer Wellenlänge von
etwa 400 nm emittiert, und eine Objektivlinse, dessen numerische
Apertur (NA) auf bis zu 0,85 vergrößert wurde, benutzt. Als Beispiel
kann in dem Fall einer optischen Platte, die eine numerische Apertur
von 0,85 und eine Lichtquellenwellenlänge von 405 nm aufweist (hier
nachstehend "hochdichte
DVD" genannt) Information
von 20–30
GB je Oberfläche
auf einer optischen Platte mit einem Durchmesser von 12 cm aufgezeichnet
werden, die mit der einer DVD (numerische Apertur 0,6, Wellenlänge der
Lichtquelle 650 nm und Speicherkapazität 4,7 GB) identisch ist.
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Wenn
ein violetter Halbleiterlaser, der Licht einer kurzen Wellenlänge von
etwa 400 nm emittiert, als eine Lichtquelle verwendet wird, ist
in diesem Fall die an einer Objektivlinse verursachte chromatische
Aberration ein Problem. Bei einer optischen Aufnahmevorrichtung
wird chromatische Aberration einer Objektivlinse nicht als ein Problem
angesehen, da ein von einem Halbleiterlaser emittierter Laserstrahl
im allgemeinen von einer einzigen Wellenlänge (Single-Mode) ist. Tatsächlich wird
jedoch ein Mode-Hopping verursacht, bei dem eine Mittelwellenlänge um mehrere
Nanometer durch Temperaturveränderungen
und Leistungsänderungen momentan
geändert
wird. Da das Mode-Hopping
eine momentan auftretende Wellenlängenänderung ist, die von einem
Fokussiermechanismus einer Objektivlinse nicht verfolgt werden kann,
wird eine Defokussierungskomponente hinzugefügt, die einem Betrag der Bewegung
einer Bilderzeugungsposition entspricht, wenn die chromatische Aberration
der Objektivlinse nicht korrigiert wird, womit die Lichtkonvergenzleistung
der Objektivlinse verschlechtert wird.
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Da
die Dispersion des für
eine Objektivlinse verwendeten allgemeinen Linsenmaterials in 600
nm bis 800 nm nicht zu groß ist,
was einen Wellenlängenbereich
für infrarote
Halbleiterlaser und rote Halbleiterlaser darstellt, war die Verschlechterung
der Lichtkonvergenzleistung eine Objektivlinse, die durch Mode-Hopping verursacht
wurde, kein Problem für
CD und DVD.
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Die
Dispersion des Linsenmaterials ist jedoch in der Nachbarschaft von
400 nm erstaunlich groß,
die einen Wellenlängenbereich
eines violetten Halbleiterlasers darstellt, wodurch eine Bilderzeugungsposition
einer Objektivlinse sogar durch eine Wellenlängenänderung I von lediglich einigen
Nanometern stark verschoben wird. Bei einer hochdichten DVD wird
daher, wenn das Mode-Hopping an einer Lichtquelle eines violetten Halbleiterlasers
stattfindet, die Lichtkonvergenzleistung der Objektivlinse sehr
verschlechtert, was zu einer Befürchtung
führt,
dass die Aufzeichnung und Wiedergabe nicht stabil ausgeführt werden.
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Nebenbei
bemerkt werden in dem Fall einer optischen Aufnahmevorrichtung üblicherweise
Kunststofflinsen als eine Objektivlinse verwendet, da die Kunststofflinse
für die
Massenherstellung vorteilhaft ist. Es wurde jedoch herausgefunden,
dass der Brechungsindex der Kunststofflinse größer als der einer Glaslinse
um etwa zwei Stellen ist.
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Wenn
die Umgebungstemperatur für
die aus Kunststoffmaterial hergestellte Objektivlinse ansteigt und der
Brechungsindex der Objektivlinse geändert wird, wird die sphärische Aberration
der Objektivlinse verschlechtert. Da ein Betrag der Verschlechterung
der sphärischen
Aberration, die durch die Änderung
des Brechungsindex verursacht wird, proportional zu der vierten
Potenz der numerischen Apertur der Objektivlinse ist, wird, wenn
eine Objektivlinse mit einer numerischen Apertur von 0,85, die für die hochdichte
DVD verwendet wird, als eine Kunststofflinse ausgeführt wird,
ein Bereich der verwendbaren Temperatur beträchtlich eingeschränkt, was
zu einem Problem beim praktischen Gebrauch führt.
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Daraufhin
wurde die Verschlechterung der sphärischen Aberration, die durch
chromatische Aberration einer Objektivlinse und durch Brechungsindexänderungen
verursacht wurde, im Verhältnis
zu einer Brennweite der Objektivlinse erzeugt. Daher können, wenn
die Brennweite der Objektivlinse für die oben erwähnten Probleme
kurz gemacht wird, die chromatische Aberration der Objektivlinse
und die Verschlechterung der durch Brechungsindexänderungen
verursachten sphärischen
Aberration gesteuert werden, damit sie klein sind, sogar wenn ein
violetter Halbleiterlaser mit einer kurzen Wellenlänge und
eine Kunststoffobjektivlinse mit einer hohen numerischen Apertur
verwendet werden.
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Nebenbei
bemerkt ist die bevorzugte Linse zum Verwirklichen einer Objektivlinse
mit einer numerischen Apparatur von 0,85 eine Zwei-Gruppen-Objektivlinse,
bei der die Brechungsleistung einer optischen Oberfläche für einen Lichtstrahl
in vier Oberflächen
aufgeteilt wird, wobei die Empfindlichkeit auf den Herstellungsfehler
jeder Linse klein und die Herstellung einfach ist. Eine Linse, die
eine hohe numerische Apertur aufweist und durch zwei Gruppen strukturiert
wird, wird von Tokukaihei 10-123410, Tokukaihei 11-190818 und Tokukai
2000-20640 offenbart. Ferner wird ein Beispiel, um eine Brennweite
kürzer
zu machen, ebenfalls offenbart. Es gibt jedoch die folgenden Probleme
beim Stand der Technik.
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Wie
oben angegeben ist, wird, je kleiner eine Brennweite einer Objektivlinse
ist, desto kleiner die Verschlechterung der sphärischen Aberration, die durch
die Brechungsindexänderung
verursacht wird, die gesteuert wird. Wenn jedoch die Brennweite
in einer Zwei-Gruppen-Objektivlinse
klein gemacht wird, gibt es die folgenden Probleme:
- (1) ein Abstand zwischen der letzten Oberfläche einer Objektivlinse und
einer optischen Platte (der sogenannte Arbeitsabstand) wird zu klein,
um die Möglichkeit
einer Kollision zwischen einer optischen Platte und einer Objektivlinse
zu erhöhen,
und
- (2) ein Außendurchmesser
jeder Linse, die eine Zwei-Gruppen-Objektivlinse
bildet, insbesondere einer Linse, die angeordnet ist, um näher an einer
optischen Platte zu sein, wird zu klein, um die Handhabung jeder Linse
bei einem Prozess eines Zusammenbauens jeder Linse schwierig zu
machen und die Mann-Stunden für
jede Verarbeitung zu erhöhen.
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Es
ist aus den Gesichtspunkten des Sicherstellens des Arbeitsabstands
und des Aufnehmens jeder Linse nämlich
nicht vorzuziehen, dass eine Brennweite der Zwei-Gruppen-Objektivlinse zu
klein ausgeführt wird.
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Bei
einer optischen Aufnahmevorrichtung ist ferner das Ausführen einer
Brennweite einer Objektivlinse, damit sie klein ist, für Bildhöhenkennlinien
nachteilig. Der Grund für
das vorhergehende besteht darin, dass, wenn versucht wird, eine
Bildhöhe
zu erhalten, die mit der der Objektivlinse identisch ist, deren
Brennweite relativ groß ist,
wird ein Einfallswinkel in eine Objektivlinse groß, deren
Brennweite relativ klein ist. Je größer der Einfallswinkel ist,
desto mehr Astigmatismus, und das Koma verschlechtert sich. Daher
ist es von dem Blickpunkt der Bildhöheneigenschaften nicht vorzuziehen,
dass eine Brennweite einer Objektivlinse zu klein ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wurde mit Blick auf die oben erwähnten Umstände erreicht, und ihre Aufgabe
besteht darin, eine Zwei-Gruppen-Objektivlinse
bereitzustellen, die eine numerische Apertur von 0,8 aufweist und
in der Lage ist, auf eine optische Aufnahmevorrichtung angewendet
zu werden, die eine Lichtquelle mit einer kurzen Wellenlänge von
etwa 400 nm benutzt, wobei ein ausreichender Arbeitsabstand sogar
sichergestellt werden kann, wenn eine Brennweite zum Steuern der
chromatischen Aberration zu klein ausgeführt wird, und die Empfindlichkeit
gegen Herstellungsfehler niedrig ist, um die Herstellung einfach
zu machen, und die Bildhöheneigenschaften
ausgezeichnet sind.
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Ferner
besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine optische Aufnahmevorrichtung
bereitzustellen, die die oben erwähnte Objektivlinse trägt, und
eine Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung bereitzustellen, die
mit der optischen Aufnahmevorrichtung ausgestattet ist.
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Eine
Objektivlinse der Erfindung wird durch eine dargestellt, die für eine optische
Aufnahmevorrichtung zu verwenden ist, um Information auf einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium
durch Konvergieren von von einer Lichtquelle emittiertem Licht auf
einer Informationsaufzeichnungsoberfläche des optischen Informationsaufzeichnungsmediums
aufzuzeichnen, und/oder um Information, die auf einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium
aufgezeichnet ist, wiederzugeben, wobei zwei positive Linsen, einschließlich einer
ersten Linse, die an der Lichtquellenseite angeordnet ist, und einer
zweiten Linse, die an der optischen Informationsaufzeichnungsmediumseite
angeordnet ist, bereitgestellt werden, und mindestens zwei optische
Oberflächen
einschließlich
der ersten Oberfläche,
die eine optische Oberfläche
auf der Lichtquellenseite der ersten Linse darstellt, und die dritte
Oberfläche,
die eine optische Oberfläche
auf der Lichtquellenseite der zweiten Linse darstellt, werden dazu
gebracht, eine asphärische
Oberfläche
zu sein, und die folgenden Ausdrücke NA ≥ 0,8 (1) 1,2 mm > f > 0,3
mm (2) –0,06 > ΔSAG > –0,24 (3) ΔSAG = (X1' – X3')/(NA4·f·(1 + |m|)) (4) X1' = X1·(N1 – 1)3/f1 (5) X3' = X3·(N2 – 1)3/f2 (6)werden
unter den folgenden Bedingungen erfüllt:
NA: numerische Apertur
auf der Bildseite der vorgeschriebenen Objektivlinse, die zum Durchführen einer
Aufzeichnung und/oder Wiedergabe für das optische Informationsaufzeichnungsmedium
benötigt
wird,
f: Brennweite der Objektivlinse (mm),
X1: Abstand
in der optischen Achsenrichtung (mm) zwischen einer Ebene, die senkrecht
zu der optischen Achse und in Kontakt mit einem Scheitelpunkt der
ersten Oberfläche ist,
und der ersten Oberfläche
an dem äußersten
effektiven Durchmesser (Position auf der ersten Oberfläche, bei
der marginales Licht mit NA eintritt), und ihr Vorzeichen ist positiv,
wenn sie zu der zweiten Linse hin vom Bezug der Tangentialebene
gemessen wird, und negativ ist, wenn in der entgegengesetzten Weise
gemessen wird,
X3: Abstand in der optischen Achsenrichtung
(mm) zwischen einer Ebene, die senkrecht zu der optischen Achse
und in Kontakt mit einem Scheitelpunkt der dritten Oberfläche ist,
und der dritten Oberfläche
an dem äußersten
effektiven Durchmesser (Position auf der dritten Oberfläche, bei
der marginales Licht mit NA eintritt) ist, und ihr Vorzeichen negativ
ist, wenn zu der ersten Linse von dem Bezug der Tangentialebene
hin gemessen wird, und positiv ist, wenn in der entgegengesetzten
Art und Weise gemessen wird,
m: Bilderzeugungsvergrößerung der
Objektivlinse,
N1: Brechungsindex der ersten Linse für die zu
verwendende Wellenlänge,
N2:
Brechungsindex der zweiten Linse für die zu verwendende Wellenlänge,
f1: Brennweite (mm) der ersten Linse und
f2: Brennweite (mm) der zweiten Linse.
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Im
Verlauf des Lösens
der obigen Probleme wurde eine Ausgestaltungsprüfung mit einem Parameter einer
Brennweite für
die Zwei-Gruppen-Objektivlinse mit einer numerischen Apertur von
0,85 durchgeführt, während berücksichtigt
wird, so dass (A) eine Toleranz für die Exzentrizität zwischen
jeweiligen Linsen, optischen Oberflächen in jeder Linse, (B) eine
Toleranz für
die Exzentrizität
zwischen jeweiligen Linsen, (C) eine Toleranz eines Einfallswinkels
eines einfallenden Lichtflusses und (D) ein Arbeitsabstand von jeweils
(A) ±0,005
mm, ±0,1°, (B) ±0,030
mm, ±0,1°, (C) ± 1° und (D)
0,05 mm benutzen kann.
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Nebenbei
bemerkt ist die Toleranz für
obiges (A) auf dem Genauigkeitsstandard im Fall der Herstellung jeder
Linse durch Formgebung mit einer Metallform, und ein Wert von (± 0,005
mm, ±0,1°) entsprechend
der Toleranz ist einer, der durch die gegenwärtige Metallformverarbeitungstechnologie
oder durch die Formgebungstechnologie ausreichend erzielt wird.
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Eine Änderung
der Wellenfront-Aberration einschließlich einer Defokussierkomponente
einer Objektivlinse in dem Fall einer Änderung der Lichtwellenlänge, die
in die Objektivlinse eintritt, mit Bezug auf die Zwei-Gruppen-Objektivlinse,
die einer Ausgestaltungsprüfung
unterzogen wurde, wird in 1 als eine
Funktion einer Brennweite aufgetragen. Obwohl berücksichtig
wird, dass eine Wellenlänge
um etwa 1 nm durch Mode-Hopping in einem violetten Halbleiterlaser
geändert
wird, sagt uns 1, dass die Wellenfront-Aberration einschließlich einer
Defokussierkomponente in dem Fall einer Änderung einer Wellenlänge von
1 nm gleich 0,07 λrms
oder weniger wird, was das Marechal'sche Kriterium darstellt, wenn die Brennweite
kleiner als 1,2 mm gemacht wird.
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Andererseits
ist zum Steuern der Wellenfrontaberration einschließlich einer
Defokussierkomponente in dem Fall einer kleinen Wellenlängenänderung,
die kleinere Brennweite vorteilhafter. Wenn jedoch die Brennweite
zu klein ausgeführt
wird, wird es schwierig, eine ausreichende Toleranz für Fehler
von (A)–(C)
zu sichern, während
ein ausreichender Arbeitsabstand gesichert wird, wie oben angegeben.
Wenn die Brennweite zu klein ausgeführt wird, ist ferner die Handhabung
jeder Linse in einem Prozess des Zusammenbauens jeder Linse schwierig,
da ein Außendurchmesser
jeder Linse klein wird.
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Daher
kann ein Wert der unteren Grenze der Brennweite, mit dem die ausreichende
Toleranz gegen Fehler von (A)–(C)
gesichert werden kann, während
ein ausreichender Arbeitsabstand von 0,03 mm sichergestellt wird,
auf 0,3 mm ausgeführt,
und die Bedingung von 1,2 mm > f > 0,3 mm (2) wurde als
bevorzugter Bereich der Brennweite der Zwei-Gruppen-Objektivlinse bestimmt, deren
numerische Apertur den Ausdruck (1) erfüllt.
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Nebenbei
bemerkt ist es bei der Objektivlinse, die eine hohe numerische Apertur
aufweist und durch zwei Gruppen strukturiert wird, zum ordnungsgemäßen Korrigieren
der Aberration wirksam, mindestens zwei optische Oberflächen einschließlich der
ersten und dritten Oberflächen
als eine asphärische
Oberfläche
auszuführen.
Bei der Linsenausgestaltung ist es notwendig, eine Form der asphärischen
Oberfläche
zu bestimmen, so dass eine Differenz von optischen Pfaden für die ersten
und dritten Oberflächen
für jeden
Lichtstrahl mit einfallender Höhe
einen geeigneten Wert annehmen kann, um die Empfindlichkeit gegen
Fehler von (A)–(C)
abzusenken, und um dadurch Objektivlinsen für die Herstellung einfach zu
machen, und ferner um eine optische Aufnahmevorrichtung, die die
Objektivlinse trägt,
für die
Herstellung einfach zu machen. Um konkret zu sein, wird jeder Koeffizient
der asphärischen
Oberfläche
gesteuert, so dass ein Wert von ΔSAG,
der eine Differenz zwischen der asphärischen Oberflächenform
X1' der ersten Oberfläche und
der asphärischen
Oberflächenform
X3' der dritten
Oberfläche
darstellt, jeweils durch einen Brechungsindex standardisiert, und
eine Brennweite jeder Linse kann in einem geeigneten Bereich sein.
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In 2 wird
jedes ΔSAG
als eine Funktion einer Brennweite der Objektivlinse mit Bezug auf
die Zwei-Gruppen- Objektivlinse
aufgetragen, die einer Ausgestaltungsprüfung unterworfen wurde.
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Basierend
auf 2 wurde die folgende Bedingung zum Sicherstellen
einer ausreichenden Herstellungstoleranz bei der Zwei-Gruppen-Objektivlinse
bestimmt, deren Brennweite den Ausdruck (2) erfüllt. –0,06 > ΔSAG > –0,24 (3)
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Wenn
ein Wert von ΔSAG
größer als
die untere Grenze des Ausdrucks (3) ist, wird eine Möglichkeit der
Kollision zwischen der Objektivlinse und einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium
abgesenkt, weil ein Arbeitsabstand nicht zu klein wird. Es ist ferner
möglich,
den Wirkungsgrad zum Aufnehmen der ersten Linse und der zweiten
Linse zu verbessern, da der durch die Abweichung der optischen Achse
der ersten Linse und der zweiten Linse verursachte Astigmatismus
nicht zu groß wird.
Ferner ist es möglich,
das durch die Ablenkung der optischen Achse einer optische Oberfläche der
zweiten Linse verursachte Koma abzusenken, da der Meniskusgrad der
zweiten Linse nicht zu groß wird,
und ist es möglich,
den Fertigungswirkungsgrad für
die zweite Linse zu verbessern. Ferner ist es möglich, durch Abweichung der
optischen Achse einer optischen Oberfläche der ersten Linse verursachtes
Koma abzusenken, da die Krümmung
der ersten Oberfläche
nicht zu klein wird, und es möglich
ist, den Fertigungswirkungsgrad für die erste Linse zu verbessern.
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Wenn
ein Wert von ΔSAG
andererseits kleiner als die obere Grenze des Ausdrucks (3) ist,
wird die Linsendicke an der optischen Achse der ersten Linse nicht
zu groß,
was eine Objektivlinse kompakt macht, was von dem Blickpunkt des
Verkleinerns einer optischen Aufnahmevorrichtung vorteilhaft ist.
Ferner wird eine Krümmung
der dritten Oberfläche
nicht zu klein, und dadurch wird ein offensichtlicher Winkel, der
einen Winkel darstellt, der durch eine senkrechte Linie auf die
asphärische
Oberfläche
an dem Umfang und einer optischen Achse gebildet wird, nicht zu
groß,
was ermöglicht,
dass die Metallformverarbeitung genauer durchgeführt werden kann.
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Um
die oben erwähnten
Funktionen besser zu erreichen, ist es vorzuziehen, dass ein Wert
von ΔSAG die
folgende Bedingung erfüllt: –0,07 > ΔSAG > –0,20 (3')
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Es
ist vorzuziehen, dass die Objektivlinse der Erfindung ferner die
folgenden Bedingungen erfüllt: WD ≥ 0, 03 mm (7) 0,17 > WD/f > 0,03 (8)(wobei WD
hier ein Abstand zwischen der Objektivlinse und dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium (Arbeitsabstand)
oder ein Abstand auf der optischen Achse zwischen der vierten Oberfläche, die
eine Oberfläche
der optische Informationsaufzeichnungsmediumseite der zweiten Linse
ist, und einer Oberfläche
des optischen Informationsaufzeichnungsmediums).
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Sogar
in dem Fall einer Objektivlinse, deren Brennweite klein ist, ist
es möglich,
Kollision zwischen der Objektivlinse und einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium
durch Erfüllen
des Ausdrucks (7) zu verhindern, und es ist möglich, durch optischen Achsenabweichung
einer optischen Oberfläche
der ersten Linse verursachtes Koma abzusenken, und durch optische
Achsenabweichung einer optischen Oberfläche der zweiten Linse verursachtes
Koma abzusenken, indem der Ausdruck (8) für das Verhältnis des Arbeitsabstands zu
der Brennweite erfüllt
wird, womit es möglich
ist, den Fertigungswirkungsgrad für die ersten und zweiten Linsen
zu verbessern.
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Es
ist vorzuziehen, dass eine ausgestaltete Wellenlänge kürzer als 450 nm in der Objektivlinse
der Erfindung ist. Bei dem Wellenlängenbereich, bei dem die Wellenlänge kürzer als
450 nm ist, kann die Objektivlinse der Erfindung das Auftreten der
longitudinalen chromatischen Aberration steuern, die durch die Dispersion
des Linsenmaterials verursacht wird, damit sie klein ist, da die
Brennweite den Ausdruck (2) erfüllt,
obwohl die Dispersion des Linsenmaterials für die Wellenlängenänderung
groß wird.
Als Ergebnis kann, indem die Objektivlinse der Erfindung dazu gebracht
wird, in der optischen Aufnahmevorrichtung untergebracht zu werden, die
einen violetten Halbleiterlaser als eine Lichtquelle aufweist, kann
eine ausgezeichnete Lichtkonvergenzleistung beibehalten werden,
sogar wenn Mode-Hopping
durch die Laserlichtquelle verursacht wird.
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Es
ist vorzuziehen, dass der folgende Ausdruck durch die Objektivlinse
der Erfindung erfüllt
wird: 0,4 > βL2 > 0,2 (9)(wobei βL2 eine
Bilderzeugungsvergrößerung der
zweiten Linse ist). Der Ausdruck (9) bezieht sich auf den bevorzugten
Bereich der Bilderzeugungsvergrößerung der
zweiten Linse, wenn eine ausreichende Toleranz gegen Fehler von
(A)–(C)
in der Zwei-Gruppen-Objektivlinse sichergestellt werden, deren Brennweite
den Ausdruck (2) erfüllt.
In diesem Fall wird die Bilderzeugungsverzögerung βL2 der
zweiten Linse durch den folgenden Ausdruck (11) festgelegt, wenn
ein Einfallswinkel von oberem marginalen Licht auf die optische
Oberfläche
der zweiten Linse an der Lichtquellenseite durch θS3 dargestellt wird, und ein austretender
Winkel des oberen marginalen Lichts auf der optischen Oberfläche der
zweiten Linse auf der optischen Informationsaufzeichnungsseite dargestellt
wird durch θS4: βL2 = θS3/θS4 (11)wobei θS3 und θS4 auf der durch eine optische Achse dargestellten
Grundlage gemessen werden, und ihr Vorzeichen positiv ist, wenn
ihre Richtung in Uhrzeigerrichtung ist, während sie negativ ist, wenn
ihre Richtung entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung ist.
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Wenn
ein Wert von βL2 größer als
die untere Grenze des Ausdrucks (9) ist, wird eine Linsendicke der ersten
Linse auf einer optischen Achse nicht so groß, und es ist möglich, eine
Objektivlinse kompakt zu machen, was von dem Blickpunkt des Verkleinerns
einer optischen Aufnahmevorrichtung vorteilhaft ist. Da die Krümmung der
dritten Oberfläche
nicht zu klein wird, wird außerdem
ein geschätzter
Winkel, der einen Winkel darstellt, der durch eine senkrechte Linie
auf einer asphärischen
Oberfläche
an einem Umfang und durch eine optische Achse dargestellt wird,
nicht zu groß,
und eine Metallformverarbeitung kann genau durchgeführt werden.
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Wenn
andererseits ein Wert von βL2 kleiner als die obere Grenze des Ausdrucks
(9) ist, da ein Arbeitsabstand nicht zu klein wird, ist es vorzuziehen
und möglich,
die Möglichkeit
der Kollision einer Objektivlinse und eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums
mehr zu verringern. Außerdem
kann der Wirkungsgrad des Zusammenbauens der ersten Linse und der
zweiten Linse verbessert werden, da durch Abweichung der optischen
Achsen zwischen der ersten Linse und der zweiten Linse verursachte
Astigmatismus nicht zu groß wird.
Ferner ist es möglich,
einen Betrag des durch optische Achsenabweichung der zweiten Linse
erzeugten Komas zu verringern und dadurch den Fertigungswirkungsgrad
der zweiten Linse zu verbessern, da der Meniskusgrad der zweiten
Linse nicht zu groß wird.
Ferner ist es möglich,
einen Betrag des Komas zu verringern, das durch optische Achsenabweichung
der der ersten Linse verursacht wurde, und dadurch den Fertigungswirkungsgrad
der ersten Linse zu verbessern, da die Krümmung der ersten Oberfläche nicht
zu klein wird.
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Es
ist ferner vorzuziehen, dass die Objektivlinse der Erfindung den
folgenden Ausdruck erfüllt. 4,0 > f1/f2 > 2,0 (10)
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Der
Ausdruck (10) stellt Bedingungen dar, um die Leistungsverteilung
für die
erste Linse und die zweite Linse geeignet zu machen und eine ausreichende
Toleranz gegen Fehler des oben genannten (A)–(C) sicherzustellen. Indem
die Leistungsverteilung für
die erste Linse und die zweite Linse bestimmt wird, so dass die obere
Grenze des Ausdrucks (10) nicht überschritten
werden kann, wird die Krümmung
der dritten Oberfläche nicht
zu klein und dadurch wird ein geschätzter Winkel, der einen Winkel
darstellt, der durch eine senkrechter Linie auf einer asphärischen
Oberfläche
auf einem durch eine optische Achse gebildeten Umfang nicht zu groß, und eine
Metallformverarbeitung kann genau durchgeführt werden, und es ist ferner
möglich,
den Wirkungsgrad des Zusammenbauens der ersten und der zweiten Linse
zu verbessern, da die durch die optische Achsenabweichung zwischen
der ersten Linse und der zweiten Linse verursachte Aberration nicht
zu groß wird.
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Andererseits
ist es möglich,
indem die Leistungsverteilung für
die erste Linse und die zweite Linse bestimmt wird, so dass die
untere Grenze des Ausdrucks (10) nicht überschritten werden kann, Astigmatismus und
Koma zu steuern, die erzeugt erden, wenn ein Lichtfluss in einer
Objektivlinse flach eintritt. Es ist daher möglich, die Genauigkeit für die Installation
einer Lichtquelle und die Genauigkeit für die Installation von optischen
Elementen, wie beispielsweise eines Prisma und eines Polarisationsstrahlenteiler,
zu erleichtern.
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Es
ist vorzuziehen, dass jeweils die erste und die zweite Linse der
Objektivlinse der Erfindung außerdem
eine Kunststofflinse ist. Da Spritzgießen einer Kunststofflinse einfach
ist, ist eine Massenherstellung von Objektivlinsen mit stabiler
Qualität
möglich.
Es ist ferner möglich,
die Anzahl von Teilen der Objektivlinse zu verringern, da ein Halteelement,
das jede der ersten und zweiten Linsen hält, massiv mit jeder Linse
ausgebildet werden kann.
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Obwohl
ein Brechungsindex einer Kunststofflinse stark durch den Einfluss
von Änderungen
in der Umgebungstemperatur geändert
wird, ist es für
die Objektivlinse der Erfindung möglich, die Verschlechterung
der sphärischen
Aberration zu steuern, die durch Änderungen des Brechungsindex
verursacht wird, damit sie klein ist, sogar wenn die Objektivlinse
eine Kunststofflinse mit einer hohen numerischen Apertur ist, da
die Brennweite der Objektivlinse der Erfindung den Ausdruck (2)
erfüllt.
Als Ergebnis können,
indem die Objektivlinse der Erfindung in der optischen Aufnahmevorrichtung
untergebracht wird, eine ausgezeichnete Lichtkonvergenzleistung
beibehalten werden, sogar wenn Umgebungstemperaturen geändert werden.
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Da
die Objektivlinse der Erfindung eine Linse mit einem kleinen Durchmesser
ist, deren Brennweite den Ausdruck (2) erfüllt, ist die Energie eines
Laserstrahls, der in eine Einheitsfläche einer optischen Oberfläche eintritt,
verglichen mit einer Objektivlinse mit einer großen Brennweite relativ größer. Daher
ist es möglich, indem
die Objektivlinse der Erfindung eine Glaslinse mit einer hohen Lichtschnelligkeit
gegen Licht mit einer kurzen Wellenlänge gemacht wird, Objektivlinsen,
die hoch zuverlässig
sind, als eine Objektivlinse für
eine optische Aufnahmevorrichtung bereitzustellen, die eine Lichtquelle
mit kurzer Wellenlänge
benutzt, wie beispielsweise ein violetter Halbleiterlaser. Obwohl
das spezifische Gewicht einer Glaslinse verglichen mit der einer Kunststofflinse
größer ist,
weist die Objektivlinse der Erfindung eine kurze Brennweite auf
und ist daher im Volumen klein, obwohl sie eine Glaslinse ist, was
zu keiner Last an einem Aktuator zum Fokussieren führt.
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Eine
optische Aufnahmevorrichtung der Erfindung ist eine zum Aufzeichnen
von Information auf einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium
durch Konvergieren mit einer Objektivlinse von von einer Lichtquelle
emittiertem Licht, die Licht einer Wellenlänge kürzer als 450 nm erzeugt, auf
eine Informationsaufzeichnungsoberfläche des optischen Informationsaufzeichnungsmediums
und/oder zum Wiedergeben von auf einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium
aufgezeichneter Information, wobei die Objektivlinse der Erfindung
in der oben erwähnte
Objektivlinse untergebracht ist.
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Bei
dieser optischen Aufnahmevorrichtung ist es möglich, das Auftreten einer
longitudinalen chromatischen Aberration zu steuern, damit sie klein
ist, sogar wenn ein violetter Halbleiterlaser als eine Lichtquelle verwendet
wird, weil eine Brennweite der Objektivlinse den Ausdruck (2) erfüllt, und
es ist ferner möglich,
die Verschlechterung der sphärischen
Aberration zu steuern, die durch einen Einfluss von Temperaturänderungen verursacht
wird, damit sie klein ist, sogar wenn eine Objektivlinse als eine
Kunststofflinse ausgeführt
wird. Es ist daher möglich,
ausgezeichnete Lichtkonvergenzleistung in der optischen Aufnahmevorrichtung
laufend beizubehalten.
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Ferner
ist es möglich,
eine Kollision mit einer optischen Informationsaufzeichnungsmedium
zu verhindern, sogar wenn eine Brennweite kurz ist, da die Objektivlinse
den obigen Ausdruck (7) in der optischen Aufnahmevorrichtung erfüllt.
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Da
die Objektivlinse ferner ausgezeichnete Bildhöhenkennlinien aufweist, wenn
die optische Aufnahmevorrichtung strukturiert ist, um diese Objektivlinse
zu enthalten, ist es möglich,
die Herstellungskosten der optischen Aufnahmevorrichtung zu steuern,
damit sie klein ist, da Toleranzen für die Genauigkeit der Installation
einer Lichtquelle und die Genauigkeit für die Installation von optischen
Elementen, wie beispielsweise ein Prisma und ein Polarisationsstrahlenteiler,
gelockert sind.
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Ferner
kann eine Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung der Erfindung
strukturiert sein, so dass sie die oben erwähnte optische Aufnahmevorrichtung
unterbringt, um einen Ton und/oder ein Bild aufzuzeichnen und/oder
einen Ton und/oder ein Bild wiederzugeben.
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Nebenbei
bemerkt bedeutet bei der vorliegenden Beschreibung eine Objektivlinse
in einem engeren Sinne eine Linse mit einer Lichtkonvergenzleistung,
die angeordnet ist, um einen optischen Informationsaufzeichnungsmedium
an einer Position am nächsten
zu dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium unter der Bedingung
gegenüberzuliegen,
dass das optische Informationsaufzeichnungsmedium in der optischen Aufnahmevorrichtung
geladen sind, und bedeutet in einem weiteren Sinne, eine Linse,
die zusammen mit der oben erwähnten
Linse durch einen Aktuator mindestens in der Richtung einer optischen
Achse bewegt werden kann. Daher bedeutet bei der vorliegenden Beschreibung
die numerische Apertur der Objektivlinse auf der Seite des optischen
Informationsaufzeichnungsmediums (Bildseite) eine numerische Apertur
der Linsenoberfläche,
die am nächsten
zu dem optischen Informationsaufzeichnungsmedium an der Objektivlinse
ist. Ferner ist bei der vorliegenden Beschreibung eine notwendige
(und vorgeschriebene) numerische Apertur eine numerische Apertur,
die durch einen Standard jedes optischen Informationsaufzeichnungsmediums
festgelegt ist, oder eine numerische Apertur einer Objektivlinse
mit einer Beugungsgrenzleistung, die einen Spotdurchmesser erhalten
kann, der zum Aufzeichnen oder Wiedergeben von Information in Übereinstimmung
mit einer Wellenlänge
einer Lichtquelle notwendig ist, die für jedes optische Informationsaufzeichnungsmedium
zu verwenden ist.
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Ferner
bedeutet eine ausgestaltete Wellenlänge der Objektivlinse in der
vorliegenden Beschreibung eine Wellenlänge, für die Restaberration der Objektivlinse
minimal ist, wenn Lichtstrahlen, die jeweils eine unterschiedliche
Wellenlänge
aufweisen, dazu gebracht werden, in die Objektivlinsen unter den
gleichen Bedingungen einzutreten (Bilderzeugungsvergrößerung,
Temperatur, ein Durchmesser des einfallenden Lichtflusses usw.).
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Bei
der vorliegenden Beschreibung bedeutet das Aufzeichnen von Information,
Information auf einer Informationsaufzeichnungsoberfläche des
oben angegebenen optischen Informationsaufzeichnungsmediums zu speichern.
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Bei
der vorliegenden Beschreibung bedeutet die Wiedergabe von Information
auf einer Informationsaufzeichnungsoberfläche des oben angegebenen optischen
Informationsaufzeichnungsmediums aufzeichnete Information wiederzugeben.
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Die
Objektivlinse der Erfindung kann entweder eine sein, die nur zum
Aufzeichnen oder nur zum Wiedergeben zu verwenden ist, oder eine
sein, die sowohl zum Aufzeichnen als auch zum Wiedergeben zu verwenden
ist. Oder die Objektivlinse kann eine sein, die zu verwenden ist,
um eine Aufzeichnung für
ein bestimmtes optisches Informationsaufzeichnungsmedium und um
eine Wiedergabe für
ein weiteres optisches Informationsaufzeichnungsmedium durchzuführen, oder
eine sein, um eine Aufzeichnung oder Wiedergabe für ein bestimmtes
optisches Informationsaufzeichnungsmedium und um eine Aufzeichnung
und Wiedergabe für ein
weiteres optisches Informationsaufzeichnungsmedium durchzuführen. Nebenbei
bemerkt umfasst das hier erwähnte
Wiedergeben nur das Lesen von Information.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Diagramm, bei dem eine Änderung
der Wellenfrontaberration einschließlich einer Defokussierungskomponente
als eine Funktion einer Brennweite, wenn eine Wellenlänge von
in die Objektivlinse eintretendem Licht geändert wird, mit Bezug auf die
Zwei-Gruppen-Objektivlinse, die einer Ausgestaltungsprüfung unterworfen
wurde, aufgetragen wird.
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2 ist
ein Diagramm, bei dem eine Differenz (ΔSAG) einer asphärischen
Oberflächenform
als eine Funktion einer Brennweite der Objektivlinse mit Bezug auf
die in 1 gezeigte Zwei-Gruppen-Objektivlinse aufgetragen wird.
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3 ist
ein Diagramm, das schematisch die Struktur der optischen Aufnahmevorrichtung
zeigt, die sich auf die vorliegende Ausführungsform bezieht.
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4 ist
ein Diagramm, das die Wellenfrontaberrationsänderungen für Temperaturänderungen
zeigt, die Objektivlinsen in den Beispielen 1–3 betreffen.
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5 ist
ein Diagramm, das Bildhöhenkennlinien
von Objektivlinsen bei den Beispielen 1–4 zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen wie folgt erläutert. 3 ist ein
Diagramm, das die Struktur der optischen Aufnahmevorrichtung bezüglich der
vorliegende Ausführungsform
schematisch zeigt.
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Die
in 3 gezeigte optische Aufnahmevorrichtung 1 ist
strukturiert, um darin einen Halbleiterlaser 2, der als
eine Lichtquelle dient, und eine Objektivlinse 3 aufzuweisen,
um in der Lage zu sein, das Aufzeichnen und Wiedergeben für eine optische
Platte, die eine hochdichte DVD darstellt, durch einen Laserstrahl
durchzuführen.
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Der
Halbleiterlaser 2 ist ein violetter GaN-Laser, der Licht
mit einer Wellenlänge
von etwa 400 nm emittiert. Ferner kann es eine Lichtquelle, die
Licht mit einer Wellenlänge
von etwa 400 nm emittiert, einen violetten SHG-Laser zusätzlich zu
dem violetten GaN-Halbleiterlaser geben.
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Die
Objektivlinse 3 ist eine Linse, die einen von dem Halbleiterlaser 2 emittierten
Lichtfluss auf die Informationsaufzeichnungsoberfläche 4a der
optischen Platte 4 konvergiert, und sie ist aus zwei positiven
Linsen zusammengesetzt, die eine erste Linse 3a und eine
zweite Linse 3b umfassen, und mindestens zwei optischen
Oberflächen,
einschließlich
einer optischen Oberfläche
der ersten Linse 3a, die näher an dem Halbleiterlaser
ist, und eine optische Oberfläche
der zweiten Linse 3b, die näher an dem Halbleiterlaser
ist, werden ausgeführt,
um sphärische
Oberflächen
zu sein.
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Die
Objektivlinse 3 ist von der Struktur, bei der die erste
Linse 3a und die zweite Linse 3b fest durch einen
Linsenrahmen 3c integriert werden. Die Objektivlinse 3 umfasst
einen Flanschabschnitt 3b, der eine Oberfläche aufweist,
die sich in der Richtung senkrecht zu einer optischen Achse erstreckt,
und dieser Flanschabschnitt 3d ermöglicht, dass die Objektivlinse 3 genau
an der optischen Aufnahmevorrichtung 1 angebracht wird.
Die numerische Apertur der Objektivlinse 3 an der Seite
der optischen Platte 4 ist ausgeführt, um 0,80 oder mehr zu sein.
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Die
Oberfläche
der Lichtquellenseite der ersten Linse 3a der Objektivlinse
ist die erste Oberfläche,
die Oberfläche
der optischen Informationsaufzeichnungsmediumseite der ersten Linse
ist die zweite Oberfläche, die
Oberfläche
der Lichtquellenseite der zweiten Linse 3b der Objektivlinse
ist die dritte Oberfläche
und die Oberfläche
der optischen Informationsaufzeichnungsmediumseite der zweiten Linse
ist die vierte Oberfläche.
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Ein
von dem Halbleiterlaser 2 emittierter divergierende Lichtfluss
wird durch einen Polarisationsstrahlenteiler 5 übertragen,
um durch eine Kollimatorlinse 6 und eine ¼-Wellenlängenplatte 7 zu
laufen, um ein kreisförmig
polarisierter paralleler Lichtfluss zu werden, wird dann durch das
Diaphragma 8 interferiert und durch die Objektivlinse 3 auf
der Informationsaufzeichnungsoberfläche durch eine Schutzschicht 4b der
optischen Platte 4 gebildet, die eine hochdichte DVD darstellt,
um ein Spot zu werden. Die Objektivlinse 3 wird einer Fokussierungssteuerung
und Verfolgungssteuerung unterworfen, die durch den an ihrem Umfang
angeordneten Aktuator 9 durchgeführt wird.
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Ein
reflektierter Lichtfluss, der durch Informationsbits auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche 4a moduliert
wird, wird erneut durch die Objektivlinse 3, das Diaphragma 8,
die ¼-Wellenlängeplatte 7 und
die Kollimatorlinse 6 übertragen,
um ein konvergierter Lichtfluss zu werden, dann durch den Polarisationsstrahlenteiler 5 reflektiert
und läuft
durch die zylindrische Linse 10, um einen Astigmatismus
zu erhalten, und wird in den optischen Detektor 11 konvergiert.
Dann ist es möglich,
die auf der optischen Platte 4 aufgezeichnete Information
durch die Verwendung von Ausgangssignalen des Photodetektors 11 zu
lesen.
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Bei
der in 3 gezeigten optischen Aufnahmevorrichtung ist
die Objektivlinse 3 ausgeführt, um vom unendlichen konjugierten
Typ zu sein, bei dem die Vergrößerung Null
ist. Die Objektivlinse 3 kann jedoch ebenfalls ausgeführt sein,
um von dem sogenannten endlichen konjugierten Typ zu sein, bei dem
ein Objektpunkt in einer endlichen Position von der Objektivlinse
ist. Als eine Objektivlinse eines endlichen konjugierten Typs kann
eine Objektivlinse wie eine bei dem später angegebenen Beispiel 3
verwendet werden. In diesem Fall wird ein von dem Halbleiterlaser 2 emittierter
divergenter Lichtfluss durch eine Objektivlinse auf der Informationsaufzeichnungsoberfläche 4a der
optischen Platte 4 ohne Laufen durch die Kollimatorlinse 6 konvergiert, womit
die Kollimatorlinse 6 nicht benötigt wird, was für die Verringerung
der Anzahl von optischen Teilen bei der optischen Aufnahmevorrichtung
und zum Verkleinern der optischen Aufnahmevorrichtung 1 vorteilhaft
ist. In dem Punkt, dass der Arbeitsabstand verlängert werden kann, ist der
endliche konjugierte Typ bevorzugter.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist es möglich,
das Auftreten von longitudinaler chromatischer Aberration zu steuern,
die durch die Dispersion von Linsenmaterial verursacht wird, da
eine Brennweite der Objektivlinse 3 den Ausdruck (2) erfüllt. Daher
kann, sogar wenn Mode-Hopping an dem Halbleiterlaser 2 verursacht
wird, eine ausgezeichnete lichtkonvergierende Leistung beibehalten
werden.
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Da
die Objektivlinse 3 den obigen Ausdruck (7) erfüllt, kann
eine Kollision mit der optischen Platte 4 verhindert werden,
sogar wenn eine Brennweite klein ist.
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Da
die Objektivlinse 3 ausgezeichnete Bildhöhen-Kennlinien aufweist,
werden Toleranzen für
die Genauigkeit für
die Installation des Halbleiterlasers 2 und die Genauigkeit
für die
Installation der Kollimatorlinse 6 und des Polarisationsstrahlenteilers 5 gelockert,
und als Ergebnis können
die Herstellungskosten für
die optische Aufnahmevorrichtung 1 gesteuert werden, um
niedrig zu sein.
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Beispiel
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Die
Erfindung wird in einer konkreten Form wie folgt mit Bezug auf Beispiele
1–4 erläutert, auf
die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Nebenbei bemerkt wird,
unter der Annahme, dass X die Richtung einer optischen Achse, h
eine Höhe
in der Richtung senkrecht zu der optischen Achse und r einen Krümmungsradius einer
brechenden Grenzfläche
darstellt, eine asphärische
Oberfläche
in jeder Linse bei dem vorliegenden Beispiel durch die Ziffer 1
ausgedrückt,
wobei κ einen
kreisförmigen
Kegelkoeffizient und A2i einen asphärischen Oberflächenkoeffizient
darstellt.
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Tabelle
1 zeigt eine Liste von Daten, die sich auf Beispiele 1 bis 4 beziehen,
die wie folgt erläutert
wird. Beispiele 1–3
stellen eine Kunststofflinse und Beispiel 4 stellt eine Glaslinse
dar. Obwohl ein gewöhnliches
Linsenmaterial bei allen Beispielen verwendet wird, liegt die Wellenfrontaberration
einschließlich
der Defokussierkomponente in dem Fall, wenn sich eine in eine Objektivlinse
eintretende Wellenlänge
um 1 nm von der ausgestalteten Wellenlänge ändert, innerhalb 0,040 λrms, da die
Brennweite den obigen Ausdruck (2) erfüllt.
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Nebenbei
bemerkt zeigt die Wellenfrontabberation einschließlich der
Defokussierkomponente (λrms/nm)
in 1 und Tabelle 1 ein Ergebnis der Berechnung der
Wellenfrontaberration unter der Bedingung, dass eine Brennpunktposition
der Objektivlinse an der besten Bildpunktposition unter der ausgestalteten
Wellenlänge
von 405 nm festgelegt und die Wellenlänge in 406 nm geändert wird.
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Beispiel 1
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Die
Objektivlinse des vorliegenden Beispiels ist aus zwei Kunststofflinsen
zusammengesetzt. Tabelle 2 zeigt Daten, die sich auf die Objektivlinse
bei dem vorliegenden Beispiel beziehen.
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Asphärischer
Oberflächenkoeffizient
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Bei
den Linsendaten von Tabelle 2 stellt r (mm) einen Krümmungsradius,
d (mm) einen Abstand zwischen Oberflächen, N einen Brechungsindex
bei einer Wellenlänge
von 405 nm und νd
die Abbe'sche Zahl
an der Linie d dar, was hier nachstehend ebenfalls auf Linsendaten
Anwendung findet. Außerdem
wird bei den Linsendaten in Tabelle 1 ein Exponent von 10 (beispielsweise
2,5 × 10–3)
durch die Verwendung von E (beispielsweise 2,5E – 03) ausgedrückt, was
hier nachstehend ebenfalls auf Linsendaten Anwendung findet.
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Beispiel 2
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Die
Objektivlinse des vorliegenden Beispiels ist aus zwei Kunststofflinsen
zusammengesetzt. Tabelle 3 zeigt Daten, die sich auf die Objektivlinse
bei dem vorliegenden Beispiel beziehen.
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Asphärischer
Oberflächenkoeffizient
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Beispiel 3
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Die
Objektivlinse des vorliegenden Beispiels ist aus zwei Kunststofflinsen
zusammengesetzt und von einem endlichen konjugierten Typ. Tabelle
4 zeigt die Daten, die sich auf die Objektivlinse bei dem vorliegenden
Beispiel beziehen.
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Asphärischer
Oberflächenkoeffizient
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Beispiel 4
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Die
Objektivlinse des vorliegenden Beispiels ist aus zwei Glaslinsen
(BACD 5: hergestellt von HOYA Co.) zusammengesetzt. Tabelle 5 zeigt
Daten, die sich auf die Objektivlinse bei dem vorliegenden Beispiel
beziehen.
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Asphärischer
Oberflächenkoeffizient
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Bei
den oben erwähnten
Beispielen 1–4
wird sichergestellt, dass die Toleranz zum Dezentrieren und die
Neigung zwischen optischen Oberflächen jeder Linse ±0,005
mm bzw. ±0,1° ist, und
es wird sichergestellt, dass die Toleranz für das Dezentrieren zwischen
jeweiligen Linsen ± 0,030
mm ist, indem so ausgestaltet wird, dass jeweilige Ausdrücke erfüllt werden
können,
was zu der Objektivlinse führt,
für die
die Herstellungstoleranz großzügig und
die Herstellung trotz der kurzen Brennweite und der hohen numerischen
Apertur dieser Objektivlinse einfach ist.
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Bei
den oben erwähnten
Beispielen 1, 2 und 4 wurde die sphärische Aberration in Übereinstimmung mit
einer Schutzschichtdicke von 0,1 mm korrigiert, und die sphärische Aberration
wurde in Übereinstimmung mit
einer Schutzschichtdicke von Null bei Beispiel 3 korrigiert, und
in dem Fall einer optischen Platte mit einer Schutzschicht, deren
Dicke von der oben erwähnten
Dicke unterschiedlich ist, kann die sphärische Aberration in Übereinstimmung
mit einer Schutzschichtdicke korrigiert werden, während die
jeweiligen oben erwähnten Ausdrücke erfüllt werden.
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4 zeigt,
wie die Wellenfrontaberration durch Temperaturänderungen in der Objektivlinse
bei jedem der Beispiele 1 bis 3 geändert wird. Wie aus 4 offensichtlich
ist, wird eine Brennweite der Objektivlinse bei jedem der Beispiele
1 bis 3 trotz einer Kunststofflinse mit einer hohen numerischen
Apertur klein ausgeführt, wodurch
die durch Temperaturänderungen
verursachte Änderung
der Wellenfrontaberration gesteuert werden kann, um klein zu sein,
was dazu führt,
dass die Linse einen weiten Bereich von nutzbaren Temperaturen aufweist.
Nebenbei bemerkt wurde beim Berechnen der Wellenfrontaberration
im Fall von Temperaturänderungen in 4 Brechungsindexänderungen
(–10 × 10–5/Grad)
einer Kunststofflinse, die durch Temperaturänderungen verursacht wurden,
und Wellenlängenänderungen
(+0,05 nm/Grad) einer Laserlichtquelle berücksichtigt.
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Ferner
werden Bildhöhenkennlinien
der Objektivlinse in den Beispielen 1 bis 4 in 5 gezeigt.
Wie aus 5 ersichtlich ist, weist die
Objektivlinse bei jedem der Beispiele 1 bis 4 ausgezeichnete Kennlinien
auf, trotzdem ihre Brennweite kurz ist. Daher werden die Toleranzen
für die
Genauigkeit zum Installieren eines Halbleiterlasers und die Genauigkeit
zum Installieren von optischen Elementen, wie beispielsweise einer
Kollimatorlinse und eines Polarisationsstrahlenteilers, gelockert,
und die Herstellungskosten für
optische Aufnahmevorrichtungen können
gesteuert werden, um niedrig zu sein.
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Die
Erfindung macht es möglich,
eine Objektivlinse bereitzustellen, die von einer Zwei-Gruppen-Struktur
und in der Lage ist, auf eine optische Aufnahmevorrichtung angewendet
zu werden, die eine Lichtquelle mit kurzer Wellenlänge von
400 nm benutzt und eine numerische Apertur von 0,8 oder mehr aufweist,
wobei ein Arbeitsabstand ausreichend gesichert werden kann, sogar
wenn eine Brennweite ausgeführt
wird, kurz zu sein, um chromatische Aberration klein zu halten und
die Empfindlichkeit gegen Herstellungsfehler ist niedrig, um die
Herstellung einfach zu machen, und die Bildhöhenkennlinien sind ausgezeichnet.
Es ist ferner möglich, eine
optische Aufnahmevorrichtung bereitzustellen, die darin die Objektivlinse
unterbringt, und eine Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung bereitzustellen,
die darin die optische Aufnahmevorrichtung unterbringt.
