專利名稱：拾光裝置用的物鏡、拾光裝置和光信息記錄再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在拾光裝置中使用的物鏡，拾光裝置和光信息記錄再生裝置，特別是能通過以有限放大率使用作為單片透鏡的物鏡進行光信息記錄媒體的記錄和/或再生的拾光裝置用的物鏡、拾光裝置和信息記錄再生裝置。
背景技術(shù)：
隨著對DVD等光信息記錄媒體能高密度記錄信息或再生信息的拾光裝置的開發(fā)，正在用于各種用途上，對這樣的拾光裝置要求具有結(jié)構(gòu)小和環(huán)境溫度變化時的可靠性等。
可是，在拾光裝置中，使信息記錄光會聚在光信息記錄媒體的信息記錄面上的物鏡，從對大量生產(chǎn)有利方面考慮，大多用塑料作為坯料。然而眾所周知，塑料材料的折射率隨溫度的變化率比玻璃大兩個數(shù)量級。
眾所周知，當(dāng)因具有由塑料材料制成的物鏡的拾光裝置的環(huán)境溫度上升，該物鏡的折射率變化時，作為聚光光學(xué)系統(tǒng)球面象差變嚴(yán)重。例如在現(xiàn)有的DVD用的拾光裝置中，數(shù)值孔徑NA 0.60、成象放大率m＝0的塑料物鏡用的很普遍，但即使設(shè)計物鏡，在使其焦距為3mm，塑料材料的折射率隨溫度的變化率為dn/dT＝-0.00012(/℃)，光波長λ＝650nm的塑料材料的折射率n＝1.53時變?yōu)闊o象差，卻在拾光裝置的溫度從室溫上升30℃時，物鏡的折射率變成1.5264，因此將發(fā)生計算上的約0.033λrms的殘留象差。
在一般的情況下，必須把整個光學(xué)系統(tǒng)的折射率的極限限制在光學(xué)的折射極限(マレシヤル的極限值0.07λrms)以下，因為在物鏡以外也存在使象差發(fā)生的各種原因，所以極力限制因上述環(huán)境溫度變化發(fā)生的象差是頭等重要的事。
隨著環(huán)境溫度變化折射率變化時的球面象差變化δSA/δT由下式表示δSA/δTαf(1-m)4NA4·(dn/dT)/λ (1)式中設(shè)在物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦距為f，光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑為NA，光源的波長為λ，溫度升高1℃時的物鏡折射率的變化量為dn/dT，成象放大率為m。
近年來的DVD等高密度等光信息記錄媒體，在進行信息記錄或再生的拾光裝置中有數(shù)值孔徑Na進一步增大的趨勢。另外，為了確保拾光裝置的小型化而在有限放大率下使用，并且試圖提高有限配合量。然而，根據(jù)(1)式，可以發(fā)現(xiàn)物鏡的數(shù)值孔徑NA越大，與按光學(xué)系統(tǒng)的有限配合量變大的設(shè)計使用的物鏡相比其球面象差就越嚴(yán)重。例如，如上所述那樣在f＝3mm，m＝0的條件下，當(dāng)使數(shù)值孔徑Na從0.60增加到0.85時，象差與NA的4次方成比例的增加，從室溫(例如25℃)上升到30℃時的球面象差的估計值為0.12λrms，可以預(yù)想到這個值大大超過マレシヤル的極限值。另外，雖然通過采用例如近年開發(fā)出蘭色激光器的光源可以期待進一步的信息高密度化，但因此使光源波長λ變得更短，而使球面象差隨溫度變化象差增加的問題變得更加嚴(yán)重。
對于這個問題同樣根據(jù)(1)式判斷通過使焦距f變小可以一定程度地抑制隨著溫度變化的球面象差的增加。例如即使數(shù)值孔徑從NA 0.60增大至0.85，如果使焦距為1/4，則能獲得與數(shù)值孔徑增大前同樣的溫度特性。
然而，焦距f一變小，卻對象高特性不利。這是因為如果要得到相同的象高，與物鏡的入射角要變大。而入射角越大，象散和慧形象差等越嚴(yán)重。因此使焦距變大的方法對象高特性有利。
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的是提供一種能使采取與象高特性折衷的整個光學(xué)系統(tǒng)變成小型的物鏡、利用該物鏡的拾光裝置和光信息記錄再生裝置，該物鏡在數(shù)值孔徑Na增加、光源波波變短的拾光裝置中也是具有優(yōu)良溫度特性的單片透鏡，該物鏡的直徑小，因邊緣厚度后而成形性好。
按照本發(fā)明第一方面的拾光裝置用物鏡，是具有波長λ的光源和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的拾光裝置用物鏡，上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源波長λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率的變化量dn/dT和成象放大率m的值，分別滿足以下各式0.1＜f＜1(1)
0.50＜NA＜0.90 (2)350nm＜λ＜850nm (3)1/10＜|m|＜1/3 (4)0.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.2 (5)并且設(shè)在上述整個拾光裝置從室溫(例如25℃)上升30℃時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp、物鏡的象高Y＝0.02mm中的殘留象差為δWeight時，下式成立；0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms (6)。
按照本發(fā)明第一方面所述拾光裝置用物鏡，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的下述問題雖然隨著數(shù)值孔徑NA的增加光源波長的變短而焦距變小，可以抑制因溫度變化的引起球面象差，但當(dāng)使焦距變小時，象高特性卻變差；而按照本發(fā)明在滿足(1)～(6)式的范圍內(nèi)，通過確定各值，可以提供溫度特性和象高特性取得折衷的物鏡。并且雖然數(shù)值孔徑NA高，也能使放大率為有限倍率，借此可以利用單一的物鏡使來自光源的光束會聚在光信息的記錄表面上，從而能獲得小型化、結(jié)構(gòu)簡單的拾光裝置。
按照本發(fā)明第二方面所述的拾光裝置物鏡，如果使上述物鏡用塑料材料構(gòu)成，則因該塑料材料比玻璃材料輕，所以可以實現(xiàn)使上述物鏡沿光軸方向移動的聚焦動作高速化。并且因塑料材料用注射成型容易，所以可以在穩(wěn)定的質(zhì)量下大量生產(chǎn)上述物鏡。
按照本發(fā)明的第三方面所述的拾光裝置用物鏡，上述物鏡最好由兩面非球面構(gòu)成，特別是如由回折面構(gòu)成物鏡，則與由回折面構(gòu)成物鏡相比，可以不會產(chǎn)生因回折效率引起的光量損失，對確保透射光量是有利的。
按照本發(fā)明第四方面所述的拾光裝置用物鏡，在上物鏡中，光信息記錄媒體側(cè)的上述數(shù)值孔徑NA，上述光源的波長λ，溫度上升1℃時的物鏡折射率變化量dn/dT和成象放大率m的值分別滿足以下各式0.50＜NA＜0.75 (7)450nm＜λ＜850nm (8)0.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.06(9)如果上述孔徑數(shù)值NA比0.50大，上述光源波長λ小于850nm，則可以適應(yīng)比高密度的光信息記錄媒體，可以使因溫度變化的球面象差，限制在(9)式所示的范圍內(nèi)。
按照本發(fā)明第五方面所述的拾光裝置用物鏡，上述物鏡的軸上厚度d滿足0.4＜d/f＜1.5 (10)如值d/f超過(10)式的下限值，則在設(shè)計上象高特性的控制比較容易，而如超過上限值則通過使上述物鏡與上述光信息記錄媒體拉開可以充分確保工作狀態(tài)。
按照本發(fā)明第六方面所述的拾光裝置用的物鏡，設(shè)上述物鏡的光源側(cè)的近軸曲率半徑為r1，上述物鏡的波長為λ時的折射率為n，則滿足0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5 (11)本發(fā)明特別關(guān)于象高特性的慧形象差成分，由于滿足(11)式，使作為對上述物鏡斜入射時的慧形象差進行補償條件的所謂正弦條件的補償變?nèi)菀住?br> 從(11)式可以清楚看出，據(jù)認(rèn)為上述物鏡最好用雙凸透鏡進行對使上述光源側(cè)的近軸側(cè)的曲率半徑γ1變小的一方的象差補償。因此上述光源側(cè)的非球面的值計角度的變化隨著向周邊的進行而變大，該光源側(cè)的面的非球面成為限制邊緣厚度大的主要原因。下面將對其進行具體說明。
圖1是模式地表示本發(fā)明物鏡的局部的剖面圖。
在現(xiàn)有技術(shù)中，是使上述物鏡的兩面非球面形狀延長到與上述物鏡的凸緣部的連接位置。因此，如發(fā)明的一個實施例所述，當(dāng)為了滿足(11)式而使近軸曲率半徑γ1減少設(shè)定時，如圖1中的虛線所示，由于估計角θ1(與在光源側(cè)非球面的斷面上的凸緣部的P3的切線同在該交點P3上的凸緣部的切線形成的角度)變大，而有使凸緣厚度t變薄的傾向。凸緣厚度一變薄，在上述物鏡成形時，容易發(fā)生因原料流動性變差引起成形性不良的問題。如按照以下的發(fā)明，可以消除或緩和這個問題。
按照本發(fā)明的第七方面所述的拾光裝置用的物鏡，上述物鏡的光源側(cè)的面，在與上述數(shù)值孔徑NA的最外光線(在圖1中示出的LB1)相交的位置(在圖1中示出的A)上，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。按照本發(fā)明，上述物鏡變成由圖1的實線所示的表面形狀，因此估計的角度θ2比現(xiàn)有技術(shù)的估計角度θ1小，可以使凸緣厚度t2變得比較厚。從而可以使上述物鏡的成形性提高。另外由于使上述連接區(qū)域的形狀最佳化，而使例如通過上述連接區(qū)域的光束變換成與成象無關(guān)的物鏡反射光斑的光，從而使其具有光欄的效果。
按照本發(fā)明的第八方面的拾光裝置用物鏡，上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述數(shù)值孔徑NA的最外光線(在圖1中示出的B2)相交的位置(在圖1中示出的P2)的光軸交叉方向的外側(cè)部上，并設(shè)置使物鏡邊緣厚度變厚的連接區(qū)域(在圖1中所示的A)。因為通過上述數(shù)值孔經(jīng)NA的最外光線相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部的光束是相對上述光記錄媒體的信息記錄而與成象無關(guān)的，所以設(shè)計上如本發(fā)明第七方向所述那樣，也可以從上述最外光線相交的位置P1向外側(cè)直接形成上述連接區(qū)域，但實際上，因部件的精度和組裝誤差等的存在，使最外光線通過的位置相對設(shè)計位置變動。在此，因為如與本發(fā)明所述那樣，上述數(shù)值孔徑NA的最外光線(LB2)相交的位置(P2)的光軸交叉的方向的外側(cè)部上設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變化的連接區(qū)域，所以即使交叉位置變動時，通過最外光線通過的位置的內(nèi)側(cè)的光束因常常不干擾成象，所以可以高效率地確保透光量。
按照本發(fā)明第九方面所述的拾光裝置用的物鏡，上述連接區(qū)域在光軸方向設(shè)置臺階。圖2是與表明本發(fā)明的物鏡的局部同樣的剖面圖。在圖2中，在從上述數(shù)值孔徑NA的最外光線(圖2示出的LB1)相交的位置(在圖示中示出的P1)向光軸正交方向的外側(cè)，該物鏡的光源側(cè)的面(即連接區(qū)域)形成向光軸方的光源倒突出的臺階(在圖2中表示為A’)，通過這樣做，可以確保使物鏡的連接厚度比較大。另外通過使上述階梯的形狀最佳化，還可以使其具有光欄的效果。這時，臺階也可如圖2虛線所示那樣在光軸方向的光信息記錄媒體側(cè)形成為凹限的形狀。
按照本發(fā)明第十方面所述的拾光裝置用的物鏡，在上述連接區(qū)域與光軸相交的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的非球面狀的估計角度差(在圖1中點P上的有經(jīng)直徑內(nèi)的透鏡表面的切線與點P3上的連接區(qū)域的切線構(gòu)成的角度即θ1-θ2)最好在20度以下。如果上述連接區(qū)域的估計角度過大，則因為在模具加工時的刀刃的前端部分的負(fù)荷變得過大而不是可取的，另外如在上述連接區(qū)域的外側(cè)和內(nèi)側(cè)把模具作為單獨部件形成上述物鏡時，則因為在透鏡面內(nèi)產(chǎn)生膨脹缺陷而也不是可取的。
按照本發(fā)明第十一方面所述的拾光裝置具有波長λ的光源、和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的物鏡，上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點距離的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源的波長λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率變化量dn/dT和成象放大率m的值分別滿足以下各式0.1＜f＜1(1)0.50＜NA＜0.90 (2)350nm＜λ＜850nm (3)1/10＜|m|＜1/3 (4)0.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.2 (5)并設(shè)上述整個拾光裝置從室溫(例如25℃)上升30℃時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp，物高的象高Y＝0.02mm中的殘留象差為δWheight時，下式成立0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms(6)本發(fā)明的作用效果與本發(fā)明的第一方面的所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第十二方面所述的拾光裝置，上述物鏡由塑料材料構(gòu)成，本發(fā)明的作用效果與第二方面的所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第十三方面所述的拾光裝置，上述物鏡由兩面非球面構(gòu)成，本發(fā)明的作用效果與本發(fā)明的第三方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第十四方面所述的拾光裝置，上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源波入λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率的變化量dn/dT和成象放大率m的值，分別滿足以下各式0.50＜NA＜0.75(7)450nm＜λ＜850nm (8)0.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.06 (9)本發(fā)明的作用效果與本發(fā)明第四方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第十五方面所述的拾光裝置，上述物鏡的軸上厚度滿足0.4＜d/f＜1.5 (10)本發(fā)明的作用效果與第五方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第十六方面所述的拾光裝置，設(shè)上述物鏡的光源側(cè)的面的近軸曲率半徑為r1、上述物鏡的波長λ的折射率為n，則下式成立0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5(11)本發(fā)明的作用效果與第六方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第十七方面所述的拾光裝置，上述物鏡的光源側(cè)的面在上述數(shù)值孔徑NA的最外光線相交的位置，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域，本發(fā)明的作用效果與第七方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第十八方面所述的拾光裝置，上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述開口數(shù)NA的最外光相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域，本發(fā)明的作用效果與第八方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第十九方面所述的拾光裝置，上述連接區(qū)域在光軸方向設(shè)置臺階，本發(fā)明作用效果與第九方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第二十方面所述的拾光裝置，在上述連接區(qū)與光軸相交的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的非球面形狀的估計角度的差在20度以內(nèi)，本發(fā)明作用效果與第十方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第二十一方面所述的光信息記錄再生裝置，該光信息記錄再生裝置具有波長λ的光源、和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的物鏡，上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點距離的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源的波長λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率變化量dn/dT和成象放大率m的值分別滿足以下各式0.1＜f＜1 (1)0.50＜NA＜0.90 (2)350nm＜λ＜850nm (3)1/10＜|m|＜1/3 (4)0.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.2 (5)并且設(shè)在上述整個拾光裝置從室溫(例如25℃)上升30℃時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp、物鏡的象高Y＝0.02mm中的殘留象差為δWeight時，下式成立，0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms (6)本發(fā)明作用效果與第一方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第二十二方面所述的光信息記錄再生裝置，上述物鏡由塑料材料構(gòu)成，本發(fā)明作用效果與第二方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第二十三方面所述的光信息記錄再生裝置，上述物鏡由兩面非球面構(gòu)成，本發(fā)明作用效果與第三方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第二十四方面所述的光信息記錄再生裝置，上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源波入λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率的變化量dn/dT和成象放大率m的值，分別滿足以下各式0.50＜NA＜0.75(7)450nm＜λ＜850nm (8)0.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.06 (9)本發(fā)明作用效果與第四方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第二十五方面所述的光信息記錄再生裝置，上述物鏡的軸上厚度d滿足0.4＜d/f＜1.5 (10)本發(fā)明作用效果與第五方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第二十六方面所述的光信息記錄再生裝置，設(shè)上述物鏡的光源側(cè)的面的近軸曲率半徑為r1、上述物鏡在波長λ時的折射率為n，則下式成立0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5(11)本發(fā)明作用效果與第六方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第二十七方面所述的光信息記錄再生裝置，上述物鏡的光源側(cè)的面在上述數(shù)值孔徑NA的最外光線相交的位置上，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域，本發(fā)明作用效果與第七方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第二十八方面所述的光信息記錄再生裝置，上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述開口數(shù)NA的最外光相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域，本發(fā)明作用效果與第八方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第二十九方面所述的光信息記錄再生裝置，上述連接區(qū)域在光軸方向設(shè)置臺階，本發(fā)明作用效果與第九方面所述的發(fā)明相同。
按照本發(fā)明第三十方面所述的光信息記錄再生裝置，在上述物鏡的連接區(qū)與光軸交叉的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的非球面形狀的估計角度的差在20度以內(nèi)，本發(fā)明作用效果與第十方面所述的發(fā)明相同。
在本說明書中，所謂物鏡狹義地是指在光信息記錄媒體裝在拾光裝置上的狀態(tài)下、在最靠近信息記錄媒體側(cè)的位置上應(yīng)與該信息記錄媒體對置配置并具有聚光作用的透鏡，廣義地是打算指與該透鏡一起通過執(zhí)行機構(gòu)至少能沿光軸方向動作的透鏡。因此在本說明書中，所謂物鏡的光信息記錄媒體側(cè)(象側(cè))的數(shù)值孔徑NA是指物鏡位在最靠近光信息記錄媒體側(cè)的透鏡面的數(shù)值孔徑。另外在本說明書中，必要的數(shù)值孔徑NA表示由每個光信息記錄媒體的規(guī)格規(guī)定的數(shù)值孔徑或相對每個光信息記錄媒體，根據(jù)使用的光源的波長，可以得到為進行信息的記錄或再生所必需的光斑直徑的回折極限性能的物鏡的數(shù)值孔徑。


圖1是表示關(guān)于本發(fā)明一實施例的物鏡局部剖視圖。
圖2是表示關(guān)于本發(fā)明另一實施例的物鏡局部剖視圖。
圖3是關(guān)于本發(fā)明的實施方式的拾光裝置的概略構(gòu)成圖。
圖4是表示實施例1的物鏡中的象高特性的曲線。
圖5是表示在實施例1的物鏡中的溫度特性的曲線。
圖6是表示在實施例2的物鏡中的象高特性曲線。
圖7是表示在實施例物鏡中的溫度特性曲線。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
(第一實施方式)首先說明第一實施方式。圖3是包含本實施方式的拾光裝置(光信息記錄再生裝置)的概略構(gòu)成圖。該拾光裝置由作為波長λ的光源的紅色激光器1、物鏡2和光信息記錄媒體3構(gòu)成。在紅色激光器1與物鏡2之間有分束器4，使來自光信息記錄媒體3的反射光偏向檢測器5的方向。
來自紅色激光器1的發(fā)散光入射到物鏡2上，其光束直徑被光欄6限制。這樣因為使成象放大率變?yōu)橛邢拗?，而可以使整個光學(xué)系統(tǒng)的零部件數(shù)減少而變成結(jié)構(gòu)簡單的構(gòu)成。物鏡2是兩面非球并由塑料材料構(gòu)成。在本實施方式中，為了使塑料制的物鏡隨溫度變化的球面象差的影響變小，而使焦距變小。
但是，考慮與象高特性的折衷后確定焦點距離f。在此為了軸外補償而最好使軸上厚度變厚。當(dāng)軸上厚度變厚時，物鏡2的邊緣厚度也變厚，即使在物鏡2的數(shù)值孔徑數(shù)NA大的情況下，因產(chǎn)生面交叉的危險減少而在光學(xué)設(shè)計上是有利的。并且使發(fā)散光束入射到物鏡2上的情況下，與使無限遠(yuǎn)光入射的情況相比，從確保工作狀態(tài)的觀點上看也是有利的。
另外，在使物鏡2的光源側(cè)面近軸曲率半徑r1滿足正弦條件下，優(yōu)選的是使物鏡2的光源側(cè)的面近軸曲率半徑r1(見圖1)在0.3×(n(1-m)f)＜r1＜0.5×(n(1-m))f)的范圍，更優(yōu)選的是使其在0.36×(n(1-m)f)＜r1＜0.39×(n(1-m)f)的范圍。如果滿足正弦條件，則使軸外的慧形象差補償容易。
另外，本發(fā)明不限上述實施方式(NA、λ、m等)的限制，而在作為光信息記錄媒體在信息記錄面上存在保護層的情況下，也可以在滿足各實施方案及其實施例的同時，根據(jù)保護層厚度設(shè)計物鏡的球面的象差。
(第二實施方式)下面說明第二實施方式。在本實施方式，與圖3所示的第一實施方式不同之處是物鏡的光源側(cè)面的有效直徑外面形狀處理，省略有關(guān)同一構(gòu)成的說明。
當(dāng)物鏡2的焦距變短時，近軸曲率半徑r1(圖1)的絕對值和軸上厚度變薄。因此，如果數(shù)值孔徑NA相同，則透鏡形狀相似，因此物鏡2的邊緣厚度/軸上厚度幾乎相同，但從絕對值上看時，焦距f變得越小，邊緣厚度就越薄。雖然在后面的實施例中說明，但在數(shù)值孔徑NA 0.60的物鏡中，如設(shè)軸上厚度為0.4mm，則邊緣厚度低于0.1mm，即使是流動性好的塑料材料，物鏡的成形性也變劣。因此為了使邊緣厚度變厚一些，而在有效直徑(在此是最外光線通過的直徑)外面形成與有效內(nèi)徑內(nèi)不同的非球面(或球面)將其稱為連接區(qū)域(圖1的A，圖2的A′)。
從離有效直徑外側(cè)很近的距離上設(shè)置與光軸垂直的連接區(qū)域在模具加工上是可能的，然而當(dāng)考慮成形性時，根據(jù)下面的理由是不可取的。也就是說，通常在用樹脂注射成形制作物鏡時，應(yīng)把注射口部設(shè)置在邊緣外側(cè)上。這時樹脂從注射口向物鏡的有效直徑內(nèi)注射，但如考慮樹脂的流動，則粘性阻力變化大時因在轉(zhuǎn)寫性上產(chǎn)生干擾而容易引起雙射等不良影響。
與此相反，如設(shè)置圖1那樣的連接區(qū)域A，則在成形中產(chǎn)生的雙射影響小，可以使邊緣厚度t2變厚。并且因為在連接區(qū)域A的外側(cè)面的光學(xué)分辨本領(lǐng)下降而物鏡反射的光斑。這時即使不用光欄，當(dāng)初數(shù)值孔徑的光束也能在光信息記錄面上形成光斑，使通過連接區(qū)域的光束變成物鏡反射的光斑，對成象的貢獻小，因此可以達到所希的光斑形狀可圖謀光學(xué)系統(tǒng)的進一步簡單化。但本發(fā)明也不受上述實施方式的限定。
(實施例1)實施例1是關(guān)于可適用于上述第一實施方式中的物鏡。在表1中，示出了有關(guān)實施例1的物鏡的透鏡對數(shù)。設(shè)光源為第0面，第一、第二面是分束器，第三面是光欄，第四、第五面是物鏡。第6面表示光信息記錄媒體的信息記錄面。另外，在此后(表包含透鏡的數(shù)據(jù))中，打算把應(yīng)與10相乘的乘數(shù)(例如2.5×10-3)用E(例如2.5×E-3)表示。
表1實施例1f(mm) 0.567 ((1-m)NA)4×f×|δn/δT|/λ 0.029m -0.166667 δW temp(λrms)在溫度變化+30℃時 0.019NA 0.62δW height(λrms)在像高0.02mm時 0.028λ(nm) 650 d/f 0.794δn/δT(/℃) -0.00012r1/(n(1-m)f) 0.37r1 0.3669

非球面數(shù)據(jù)第4面 非球面系數(shù)κ-0.59518×E-0A1-0.41570×E-0 P1 4.0A2-0.69675×E+0 P2 6.0A3-0.47751×E+1 P3 8.0
A4-0.40420×E+1P4 10.0第5面 非球面系數(shù)κ-0.10123×E+2A1+0.98571×E-0 P1 4.0A2-0.64146×E+1 P2 6.0A3+0.26540×E+2 P3 8.0A4-0.44010×E+2 P4 10.0實施例1的物鏡由兩面非球面的塑料透鏡構(gòu)成，每個非球面具有用數(shù)1表示的非球面形狀。
數(shù)1Z=h2/r1+1-(1+κ)(h/r)2+Σi=14AihPi]]>式中Z是光軸方向上的軸，h是與光軸垂直方向的軸，r是近軸曲率半徑，K是圓錐系數(shù)，A是非球面系數(shù)，P是所用的非球面數(shù)。
實施例1的物鏡由塑料材料制成，溫度變化的折射率變化是dn/dT＝-0.00012(/℃)。室從室溫(25℃)上升30℃時的球面象差的殘留部分是0.024λrms，象高0.02mm時的殘留象差是0.031λrms。根據(jù)在DVD中的道間距是約0.74μm，可以發(fā)現(xiàn)作為物鏡在衍射邊界的余量無論在象高特性上還是溫度變化上都有余量。因此可以理解到即使用塑料制作物鏡也能制成溫度特性和象高特性取得折衷的物鏡。圖4是表示實施例1的物鏡的象高特性曲線。圖5是表示實施例1的物鏡的溫度物性曲線。
實施例2實施例2也是關(guān)于能適用于上述第一實施方式中的物鏡。與實施例1的不同之處是物鏡的規(guī)格不同，因為分束器裝置的構(gòu)成是相同，因此省略相同的說明。
在表示中示出了關(guān)于實施例2的物鏡的數(shù)據(jù)。設(shè)光源為第0面，第一、第二面是分束器，第三面是光欄，第四、第五面是物鏡，第六面表示光信息記錄媒體的信息記錄面。
表2實施例2f(mm)0.6 ((1-m)NA)4×f×|δn/δT|/λ 0.042
m -0.1388889 δW temp(λrms)在溫度變化+30℃時 0.037NA0.72 δW height(λrms)在像高0.02mm時 0.030λ(nm)780 d/f 1.083δn/δT(/℃) -0.00012 r1/(n(1-m)f) 0.384r10.4027

非球面數(shù)據(jù)第4面 非球面系數(shù)κ-0.74863×E-0A1+0.11803×E-0 P1 4.0A2-0.22624×E-0 P2 6.0A3+0.37402×E+1 P3 8.0A4-0.93052×E+1 P4 10.0第5面 非球面系數(shù)κ-0.14518×E+2A1+0.11456×E+1 P1 4.0A2-0.56442×E+1 P2 6.0A3+0.13489×E+2 P3 8.0A4-0.12562×E+2 P4 10.0實施例2的物鏡由兩面非球面的塑料透鏡構(gòu)成。數(shù)值孔徑NA為0.72，比第一實施例大，通過把使用波長、焦點距離，放大率進行最佳設(shè)定可以使溫度特性比現(xiàn)有技術(shù)的f＝3mm的DVD物鏡好的物鏡。
為了進行軸外補償，而確定第一面的近軸曲率半徑，以滿足物鏡的軸上厚度和正弦條件。如表2所示，可以發(fā)現(xiàn)作為物鏡在衍射的邊界的余量無論在象高特性上和溫度變化上都有余量。因此，與實施例相同，可以理解即使用塑料材料制作物鏡也能構(gòu)成使溫度特性和象高特性折衷的物鏡。圖6是表示實施例2的物鏡的象高特性曲線，圖7是表示實施例2的物鏡的溫度特性的曲線。另外，圖6、7的特性也與以下的實施例的物鏡正確地吻合。
實施例3實施例3是關(guān)于能適用于上述第二實施例方式的物鏡。另外，實施例3的物鏡在有效直徑內(nèi)被作為是與實施例2的物鏡相同的物鏡，在表3中示出了透鏡數(shù)據(jù)。把物鏡的光源側(cè)的面通過使連接區(qū)域為邊界變成不同的非球面，設(shè)連接區(qū)域的非球面為第4′面。數(shù)值孔徑NA＝0.60的最外光線，通過在第四面上的離光軸0.51292mm的位置。
表3實施例3f(mm) 0.6 ((1-m)NA)4×f×|δn/δT|/λ 0.042m -0.1388889 δW temp(λrms)在溫度變化+30℃時 0.026NA0.72δW height(λrms)在像高0.02mm時 0.030λ(nm)780 d/f 1.083δn/δT(/℃) -0.00012r1/(n(1-m)f) 0.384r10.4027第4面的有效切換部分中的非球面的希望角度(°)59.8第4’面的有效切換部分中的非球在的希望角度(°)53.3光信息記錄媒體上的物鏡反射的光斑(通過第4’面的光束)的內(nèi)徑(mm)0.124

非球面數(shù)據(jù)第4面有效徑內(nèi)(φ1.015mm以內(nèi))非球面系數(shù)κ-0.74863×E-0A1+0.11803×E-0 P1 4.0A2-0.22624×E-0 P2 6.0A3-0.37402×E+1 P3 8.0A4-0.93052×E+1 P4 10.0第4’面 有效徑內(nèi)(φ1.015mm以外)非球面系數(shù)κ-0.10000×E+1A1+0.11803×E-0 P1 4.0A2-0.22624×E-0 P2 6.0A3+0.37402×E+1 P3 8.0A4-0.93052×E+1 P4 10.0第5面 非球面系數(shù)κ-0.14518×E+2A1-0.11456×E-1 P1 4.0A2-0.56442×E+1 P2 6.0A3+0.13489×E+2 P3 8.0A4-0.12562×E+2 P4 10.0考慮到把透鏡面設(shè)置在距光軸0.6mm的位置的情況。在距光軸0.5129mm的位置與0.6mm的位置之間設(shè)置與第4面相同的非球面的情況和設(shè)置第4’面那樣的連接區(qū)域的情況下，使后者的邊緣厚度約為0.048mm。雖然這個絕對值增加量很小，但因為原來的邊緣厚度是0.1mm，所以作為增加率約為50％，作為效果是非常顯著的。另外雖然設(shè)第4’面為非球面，但除此之外即使形成在斷面圖上為直線那樣的形狀，也能確保成形上的雙折射的影響小的邊緣厚度。
實施例4和5是與本發(fā)明第三方面相對應(yīng)，是非球面的物鏡，實施例6是與本發(fā)明第四十九方面相對應(yīng)塑料的回折物鏡的例子，在權(quán)利要求31和49中的((1-m)…)的值小的情況下，即使是通常的非球面物鏡也能保持溫度特性。但在該數(shù)值大的情況下，必需具有實施例6那樣的抵消溫度變化的衍射結(jié)構(gòu)。在實施例6的該衍射結(jié)構(gòu)形成在物鏡的非球面上。
上述實施例的物鏡是高NA的，隨著透鏡中高NA不能使d/f變得稍大一些時，邊緣厚度就變?yōu)榱恪?br> 實施例4實施例4是關(guān)于上述第一、第二中的任何一個實施方式中不包括的物鏡。包含該物鏡的拾光裝置具有作為波長λ的光源的紅色激光器、以及物鏡和檢測器，使來自光源的光束會聚在光信息記錄媒體的信息記錄面上，然后由檢測器檢測該反射光。從光源射出的發(fā)散光束其光束直徑經(jīng)光欄限制，透過物鏡后，會聚在光記錄媒體的信息記錄面上。在表4中示出了能適用于這樣的拾光裝置的物鏡的數(shù)據(jù)。設(shè)光源為第0面，第1面為光欄，第2，第3面是物鏡第四面是表示光記錄媒體的信息記錄面。另外，實施例4的物鏡是兩面非球面的玻璃透鏡。
實施例4f(mm) 0.544 ((1-m)NA)4×f×|δn/δT|/λ 0.003407m -0.1673δW temp(λrms)在溫度變化+30℃時 0.0051NA0.85 δW height(λrms)在像高0.02mm時 0.0036λ(nm)650d/f 1.594669δn/δT(/℃) 4.20E-06 r1/(n(1-m)f) 0.370542r10.37186

非球面數(shù)據(jù)第2面 非球面系數(shù)κ-0.69803×E-0A1+0.81467×E-1 P1 4.0A2-0.78382×E-0 P2 6.0A3+0.61264×E-0 P3 8.0
A4-0.11842×E+2 P4 10.0A5-0.50521×E+2 P5 12.0第3面 非球面系數(shù)κ-0.15459×E+2A1+0.36628×E+1 P1 4.0A2-0.40919×E+2 P2 6.0A3-0.23401×E+3 P3 8.0A4-0.56773×E+3 P4 10.0A5+0.74957×E+2 P5 12.0另外雖然在實施例4中在物鏡中沒有設(shè)置圖1或圖2中所示的連接區(qū)域，但也可以設(shè)置該連接區(qū)域。
實施例5實施例5也是關(guān)于上述第一、第二實施方式中都不包含的物鏡。在實施例4的拾光裝置中用紅色激光器作為光源，在實施例5中用蘭紫色激光器。除此之外，拾光裝置的構(gòu)成與實施例4相同。設(shè)光源為第0面，第1面是光欄，第2、第3面是物鏡，第4面表示光信息記錄媒體的信息記錄面。另外，實施例5的物鏡是兩面非球面的玻璃透鏡。
實施例5f(mm) 0.4936((1-m)NA)4×f×|δn/δT|/λ0.004951m -0.1667 δW temp(λrms)在溫度變化+30℃時 0.0089NA0.85 δW height(λrms)在像高0.02mm時 0.0372λ(nm)405 d/f 1.316856δn/δT(/℃) 4.20E-06 r1/(n(1-m)f) 0.403423r10.36716

非球面數(shù)據(jù)第2面 非球面系數(shù)κ-0.68600×E-0A1-0.34945×E-1 P1 4.0A2+0.16796×E-0 P2 6.0A3+0.57098×E-0 P3 8.0A4+0.18007×E+2 P4 10.0A5-0.10640×E+3 P5 12.0第3面 非球面系數(shù)κ-0.15106×E+2A1+0.37729×E+1 P1 4.0A2-0.35638×E+2 P2 6.0A3+0.18357×E+3 P3 8.0A4-0.52046×E+3 P4 10.0A5+0.62401×E+3 P5 12.0另外，雖然在實施例5中在物鏡上沒有設(shè)置圖1或圖2中所示的連接區(qū)域，但也可以設(shè)置該連接區(qū)域。
實施例6實施例6也是關(guān)于上述第一、第二實施方式中都不包含的物鏡。在實施例6的拾光裝置中用具有折回面的非球面的塑料透鏡，拾光裝置的其它構(gòu)成與實施例相同，所謂實施例6中的回折面說明如下在物鏡的光源側(cè)非球面的表面上一體形成衍射結(jié)構(gòu)。該衍射結(jié)構(gòu)用根據(jù)相對纖焊化波長(基準(zhǔn)波長λB的光程差函數(shù)以mm為單位用數(shù)*表示，n是光軸垂直方向的距離，C2i是光程差函數(shù)的系數(shù)。其二次系數(shù)是衍射結(jié)構(gòu)的近軸的功率?？衫枚我陨系乃拇?、六次系數(shù)控制球面象差。在此所謂可以控制是指把物鏡的曲折部分具有的球面象差作為在衍射結(jié)構(gòu)上所具有的相反特性的球面象差的物鏡的數(shù)據(jù)來補償球面象差。這時在溫度變化時的球面象差中可以考慮同曲折部分的球面象差的溫度變化和衍射構(gòu)造的球面象差的溫度變化的總和。
數(shù)*φ=Σi=1cih2i(mm)]]>
設(shè)光源為第0面，第1面是光欄，第2、第3面是物鏡，第4面是光信息記錄媒體的信息記錄面。
實施例6f(mm) 0.544 ((1-m)NA)4×f×|δn/δT|/λ 0.097036m -0.1664δW temp(λrms)在溫度變化+30℃時 0.0179NA0.85 δW height(λrms)在像高0.02mm時0.0052λ(nm)650d/f1.556801δn/δT(/℃) -1.20E-04 r1/(n(1-m)f) 0.410994r10.40190

非球面數(shù)據(jù)第2面光程差函數(shù)(光程差函數(shù)的系數(shù)基準(zhǔn)波長650mm、衍射級數(shù)1次)C2-1.4284×E-1C4-3.2568×E-1C6-1.8831×E-1C8+1.2607×E-0非球面系數(shù)κ-0.69803×E-0A1+0.81467×E-1P1 4.0A2-0.78382×E-0P2 6.0A3+0.61264×E-0P3 8.0A4+0.11842×E+2P4 10.0A5-0.50521×E+2P5 12.0第3面 非球面系數(shù)
κ-0.15459×E+2A1+0.36628×E+1P1 4.0A2-0.40919×E+2P2 6.0A3+0.23401×E+3P3 8.0A4-0.56773×E+3P4 10.0A5+0.74957×E+2P5 12.0另外，雖然在實施例6中在物鏡上沒有設(shè)置圖1或圖2所示的連接區(qū)域，但也可以設(shè)置該連接區(qū)域。
按照本發(fā)明，可以提供一種物鏡、利用該物鏡的拾光裝置和光信息記錄再生裝置，在數(shù)值孔徑NA增加、光源長變短的拾光裝置中，該物鏡是由塑料制的溫度特性良好的單片透鏡，能使象高特性與溫度特性在整個光學(xué)系統(tǒng)中折衷，從而使光學(xué)系統(tǒng)小型化。另外按照本發(fā)明，可以提供直小徑和通過使邊緣變厚而成形性好的物鏡、利用該物鏡和拾光裝置和光信息記錄再生裝置。
權(quán)利要求
1.一種拾光裝置用的物鏡，是具有波長λ的光源和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的拾光裝置用物鏡，其特征在于上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源波長λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率的變化量dn/dT和成象放大率m的值，分別滿足以下各式0.1＜f＜10.50＜NA＜0.90350nm＜λ＜850nm1/10＜|m|＜1/30.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.2并且設(shè)在上述整個拾光裝置從室溫上升30℃時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp、物鏡的象高Y＝0.02mm中的殘留象差為δWeight時，下式成立，0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms。
2.如權(quán)利要求1所述的拾光裝置用的物鏡，其特征在于上述物鏡由塑料材料構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的拾光裝置用的物鏡，其特征在于上述單片物鏡由兩面非球面構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的拾光裝置用的物鏡，其特征在于在上物鏡中，光信息記錄媒體側(cè)的上述數(shù)值孔徑NA、上述光源的波長λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率變化量dn/dT和成象放大率m的值分別滿足以下各式0.50＜NA＜0.75450nm＜λ＜850nm0.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.06
5.如權(quán)利要求1所述的拾光裝置用的物鏡，其特征在于上述物鏡的軸上厚度d滿足0.4＜d/f＜1.5。
6.如權(quán)利要求1所述的拾光裝置用的物鏡，其特征在于設(shè)上述物鏡的光源側(cè)的近軸曲率半徑為r1，上述物鏡的波長為λ時的折射率為n，則滿足0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5
7.如權(quán)利要求1所述的拾光裝置用的物鏡，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在上述數(shù)值孔徑NA的最外光線相交的位置，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1所述的拾光裝置用的物鏡，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述數(shù)值孔徑開口數(shù)NA的最外光線相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
9.如權(quán)利要求1所述的拾光裝置用的物鏡，其特征在于上述連接區(qū)域在光軸方向設(shè)置臺階。
10.如權(quán)利要求1所述的拾光裝置用的物鏡，其特征在于在上述連接區(qū)與光軸交叉的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)上的非球面形狀的估計角度的差在20度以內(nèi)。
11.一種拾光裝置，該拾光裝置具有波長λ的光源、和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的物鏡，其特征在于上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點距離的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源的波長λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率變化量dn/dT和成象放大率m的值分別滿足以下各式0.1＜f＜10.50＜NA＜0.90350nm＜λ＜850nm1/10＜|m|＜1/30.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.2并設(shè)上述整個拾光裝置從室溫上升30℃時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp，物高的象高Y＝0.02mm中的殘留象差為δWheight時，下式成立0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms。
12.如權(quán)利要求11所述的拾光裝置，其特征在于上述物鏡由塑料材料構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求11所述的拾光裝置，其特征在于上述物鏡由兩面非球面構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求11、12或13所述的拾光裝置，其特征在于上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源波入λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率的變化量dn/dT和成象放大率m的值，分別滿足以下各式0.50＜NA＜0.75450nm＜λ＜850nm0.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.06
15.如權(quán)利要求11所述的拾光裝置，其特征在于上述物鏡的軸上厚度滿足0.4＜d/f＜1.5。
16.如權(quán)利要求11所述的拾光裝置，其特征在于設(shè)上述物鏡的光源側(cè)的面的近軸曲率半徑為r1、上述物鏡的波長λ的折射率為n，則下式成立0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5
17.如權(quán)利要求11所述的拾光裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在上述數(shù)值孔徑NA的最外光線相交的位置，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
18.如權(quán)利要求11所述的拾光裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述開口數(shù)NA的最外光相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
19.如權(quán)利要求18所述的拾光裝置，其特征在于上述連接區(qū)域在光軸方向設(shè)置臺階。
20.如權(quán)利要求17所述的拾光裝置，其特征在于在上述連接區(qū)與光軸交叉的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的非球面形狀的估計角度的差在20度以內(nèi)。
21.一種光信息記錄再生裝置，該光信息記錄再生裝置具有波長λ的光源、和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的物鏡，其特征在于上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點距離的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源的波長λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率變化量dn/dT和成象放大率m的值分別滿足以下各式0.1＜f＜10.50＜NA＜0.90350nm＜λ＜850nm1/10＜|m|＜1/30.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.2并且設(shè)在上述整個拾光裝置從室溫上升30℃時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp、物鏡的象高Y＝0.02mm中的殘留象差為δWeight時，下式成立，0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms。
22.如權(quán)利要求21所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述物鏡由塑料材料構(gòu)成。
23.如權(quán)利要求21所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述物鏡由兩面非球面構(gòu)成。
24.如權(quán)利要求21所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源波入λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率的變化量dn/dT和成象放大率m的值，分別滿足以下各式0.50＜NA＜0.75450nm＜λ＜850nm0.0＜((1-m)NA)4×f×|dn/dT|/λ＜0.06
25.如權(quán)利要求21所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述物鏡的軸上厚度d滿足0.4＜d/f＜1.5。
26.如權(quán)利要求21所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于設(shè)上述物鏡的光源側(cè)的面的近軸曲率半徑為r1、上述物鏡在波長λ時的折射率為n，則下式成立0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5
27.如權(quán)利要求21所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在上述數(shù)值孔徑NA的最外光線相交的位置上，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
28.如權(quán)利要求21所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述開口數(shù)NA的最外光相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
29.如權(quán)利要求28所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述連接區(qū)域在光軸方向設(shè)置臺階。
30.如權(quán)利要求27所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于在上述物鏡的連接區(qū)與光軸交叉的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的非球面形狀的估計角度的差在20度以內(nèi)。
31.一種物鏡，該物鏡是具有波長λ的光源和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的物鏡，其特征在于上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源波入λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率的變化量dn/dT和成象放大率m的值，分別滿足以下各式0.1＜f＜10.70＜NA＜0.90350nm＜λ＜850nm-1/5＜m＜-1/100.0≤((1-m)NA)4f|dn/dT|/λ＜0.011.2＜d/f＜1.7并且設(shè)在上述整個拾光裝置從室溫30℃上升時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp、物鏡的象高Y＝0.002mm中的殘留象差為δWeight時，下式成立，0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms。
32.如權(quán)利要求31所述的物鏡，其特征在于設(shè)上述物鏡的光源側(cè)的近軸曲率半徑為r1，上述物鏡的波長為λ時的折射率為n，則滿足0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5
33.如權(quán)利要求31所述的物鏡，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在上述數(shù)值孔徑NA的最外光線相交的位置，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
34.如權(quán)利要求31所述的物鏡，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述數(shù)值孔徑開口數(shù)NA的最外光線相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
35.如權(quán)利要求34所述的物鏡，其特征在于上述連接區(qū)域在光軸方向設(shè)置臺階。
36.如權(quán)利要求33所述的物鏡，其特征在于在上述連接區(qū)與光軸交叉的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)上中的非球面形狀的估計角度的差在20度以內(nèi)。
37.一種拾光裝置，該拾光裝置具有波長λ的光源、和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的物鏡，其特征在于上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點距離的焦距離f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源的波長λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率變化量dn/dT和成象放大率m的值分別滿足以下各式0.1＜f＜11.70＜NA＜0.90350nm＜λ＜850nm-1/5＜m＜-1/100.0≤((1-m)NA)4f|dn/dT|/λ＜0.011.2＜d/f＜1.7并設(shè)上述整個拾光裝置從室溫上升30℃時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp，物高的象高Y＝0.002mm中的殘留象差為δWheight時，下式成立0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms。
38.如權(quán)利要求37所述的拾光裝置，其特征在于設(shè)上述物鏡的光源側(cè)的面的近軸曲率半徑為r1、上述物鏡的波長λ的折射率為n，則下式成立0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5
39.如權(quán)利要求37所述的拾光裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在上述數(shù)值孔徑NA的最外光線相交的位置上，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
40.如權(quán)利要求37所述的拾光裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述開口數(shù)NA的最外光相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
41.如權(quán)利要求40所述的拾光裝置，其特征在于上述連接區(qū)域在光軸方向設(shè)置臺階。
42.如權(quán)利要求39所述的拾光裝置，其特征在于在上述連接區(qū)與光軸交叉的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的非球面形狀的估計角度的差在20度以內(nèi)。
43.一種光信息記錄再生裝置，該信息記錄再生裝置具有波長λ的光源、和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的物鏡，其特征在于上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點距離的焦距離f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源的波長λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率變化量dn/dT和成象放大率m的值分別滿足以下各式2.1＜f＜12.70＜NA＜0.90350nm＜λ＜850nm-1/5＜m＜-1/100.0≤((1-m)NA)4f|dn/dT|/λ＜0.011.2＜d/f＜1.7并設(shè)上述整個拾光裝置從室溫上升30℃時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp、物高的象高Y＝0.002mm中的殘留象差為δWheight時，下式成立0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms。
44.如權(quán)利要求43所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面的近軸曲率半徑為r1、上述物鏡在波長λ時的折射率為n，則下式成立0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5
45.如權(quán)利要求43所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在上述數(shù)值孔徑NA的最外光線相交的位置上，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
46.如權(quán)利要求43所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述開口數(shù)NA的最外光相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
47.如權(quán)利要求46所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述連接區(qū)域在光軸方向設(shè)置臺階。
48.如權(quán)利要求45所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于在上述連接區(qū)與光軸交叉的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的非球面形狀的估計角度的差在20度以內(nèi)。
49.一種拾光裝置用物鏡，是具有波長λ的光源和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的拾光裝置用物鏡，其特征在于上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源波入λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率的變化量dn/dT和成象放大率m的值，分別滿足以下各式0.1＜f＜10.70＜NA＜0.90350nm＜λ＜850nm-1/5＜m＜-1/100.01≤((1-m)NA)4f|dn/dT|/λ＜0.111.2＜d/f＜1.7并設(shè)上述整個拾光裝置從室溫上升30℃時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp，物高的象高Y＝0.002mm中的殘留象差為δWheight時，下式成立0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms。
50.如權(quán)利要求47所述的拾光裝置的物鏡，其特征在于設(shè)置滿足下式的在長波長側(cè)對球差進行欠補償?shù)难苌浣Y(jié)構(gòu)φ=Σi=1∞cih2i(mm)]]>
51.如權(quán)利要求50所述的拾光裝置用物鏡，其特征在于滿足0.08≤((1-m)NA)4f|dn/dT|/λ＜0.11。
52.如權(quán)利要求49所述的拾光裝置用物鏡，其特征在于設(shè)上述物鏡的光源側(cè)的近軸曲率半徑為r1，上述物鏡的波長為λ時的折射率為n，則滿足0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5
53.如權(quán)利要求49所述的拾光裝置用物鏡，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在上述數(shù)值孔徑NA的最外光線相交的位置，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
54.如權(quán)利要求49所述的拾光裝置用物鏡，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述數(shù)值孔徑開口數(shù)NA的最外光線相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
55.如權(quán)利要求54所述的拾光裝置用物鏡，其特征在于上述連接區(qū)域在光軸方向設(shè)置臺階。
56.如權(quán)利要求53所述的拾光裝置用物鏡，其特征在于在上述連接區(qū)與光軸交叉的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)上中的非球面形狀的估計角度的差在20度以內(nèi)。
57.一種拾光裝置，是具有波長λ的光源和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的拾光裝置，其特征在于上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源波入λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率的變化量dn/dT和成象放大率m的值，分別滿足以下各式0.1＜f＜10.70＜NA＜0.90350nm＜λ＜850nm-1/5＜m＜-1/100.01≤((1-m)NA)4f|dn/dT|/λ＜0.111.2＜d/f＜1.7并且設(shè)在上述整個拾光裝置從室溫上升30℃時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp，物高的象高Y＝0.002m中殘留象差為δWheight時，下式成立0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms。
58.如權(quán)利要求57所述的拾光裝置，其特征在于設(shè)置滿足下式的在長波長側(cè)對球面象差進行欠補償?shù)难苌浣Y(jié)構(gòu)φ=Σi=1∞cih2i(mm)]]>
59.如權(quán)利要求58所述的拾光裝置，其特征在于滿足0.08≤((1-m)NA)4f|dn/dT|λ＜0.11。
60.如權(quán)利要求57所述的拾光裝置，其特征在于設(shè)上述物鏡的光源側(cè)的面的近軸曲率半徑為r1、上述物鏡的波長λ的折射率為n，則下式成立0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5
61.如權(quán)利要求57所述的拾光裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在上述數(shù)值孔徑NA的最外光線相交的位置上，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
62.如權(quán)利要求57所述的拾光裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述開口數(shù)NA的最外光相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣度變后的連接區(qū)域。
63.如權(quán)利要求62所述的拾光裝置，其特征在于上述連接區(qū)域在光軸方向上設(shè)置臺階。
64.如權(quán)利要求61所述的拾光裝置，其特征在于在上述連接區(qū)與光軸交叉的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的非球面形狀的估計角度的差在20度以內(nèi)。
65.一種光信息記錄再生裝置，是具有波長λ的光源和通過使來自上述光源的光束成象在光信息記錄媒體上以便進行信息記錄和/或再生的拾光裝置用物鏡，其特征在于上述物鏡是單片透鏡；上述物鏡的無限遠(yuǎn)物體的焦點的焦距f、光信息記錄媒體側(cè)的數(shù)值孔徑NA、上述光源波入λ、溫度上升1℃時的物鏡折射率的變化量dn/dT和成象放大率m的值，分別滿足以下各式0.1＜f＜10.70＜NA＜0.90350nm＜λ＜850nm-1/5＜m＜-1/100.01≤((1-m)NA)4f|dn/dT|/λ＜0.111.2＜d/f＜1.7并且設(shè)在上述整個拾光裝置從室溫上升30℃時的上述物鏡的殘留象差為δWtemp，物高的象高Y＝0.002m中殘留象差為δWheight時，下式成立0.0λrms＜δWtemp+δWheigt＜0.07λrms。
66.如權(quán)利要求65所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于設(shè)置滿足下式并在長波長側(cè)對球面象差進行欠補償?shù)难苌浣Y(jié)構(gòu)φ=Σi=1∞cih2i(mm)]]>
67.如權(quán)利要求66所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于滿足0.08≤((1-m)NA)4f|dn/dT|λ＜0.11。
68.如權(quán)利要求65所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于設(shè)上述物鏡的光源側(cè)的面的近軸曲率半徑為r1、上述物鏡在波長λ時的折射率為n，則下式成立0.3＜r1/(n(1-m)f)＜0.5
69.如權(quán)利要求65所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在上述數(shù)值孔徑NA的最外光線相交的位置上，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
70.如權(quán)利要求65所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述物鏡的光源側(cè)的面在與上述開口數(shù)NA的最外光相交的位置的光軸交叉的方向的外側(cè)部，并設(shè)置使上述物鏡的邊緣厚度變厚的連接區(qū)域。
71.如權(quán)利要求70所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述連接區(qū)域在光軸方向設(shè)置臺階。
72.如權(quán)利要求69所述的光信息記錄再生裝置，其特征在于在上述連接區(qū)與光軸交叉的方向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的非球面形狀的估計角度的差在20度以內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有下述優(yōu)點的物鏡和用該物鏡的拾光裝置和光信息記錄再生裝置,解決了過去存在的下述問題:通過使焦距(f)在物徑(2)中隨著數(shù)值孔徑NA的增加,光源波長λ的變短而變小,可以抑制相對溫度變化球面象差的嚴(yán)重影響,但焦距(f)變小,象差特性就下降,本發(fā)明通過使各數(shù)值確定在規(guī)定范圍內(nèi)而使溫度特性和象高特性折衷,借此提供一種即使是高數(shù)值孔徑放大率也是有限的,借此使來自光源(1)的光束用單一的物鏡(2)就能會象在光信息記錄媒體(3)的信息記錄而上,從而使拾光裝置的結(jié)構(gòu)簡單、小型化。
文檔編號G11B7/135GK1383017SQ0211619
公開日2002年12月4日 申請日期2002年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月26日
發(fā)明者齊藤真一郎 申請人:柯尼卡株式會社