光盘用物镜、光传感装置、光盘记录重放装置以及光盘重放装置制造方法及图纸

提供一种数值孔径为０．７５以上，轴上像差、轴外像差与面间的偏心像差良好、采用双面非球面单透镜的光盘用物镜。物镜１１的第１面１的顶点的曲率半径Ｒ１满足下式：（１－Ｄ）Ａ＜Ｒ１＜（１＋Ｄ）Ａ；Ａ＝Ｂ／Ｃ；Ｂ＝０．８５ｆ（ｎ－１）；Ｃ＝ｎ（０．６０８６６－０．１１.ｔ／ｆ－０．１２７２.ａ／ｆ）（０．８３＋０．２.ＮＡ）式中，ＮＡ是该透镜的数值孔径，ｎ是该透镜的折射率，ｆ是该透镜的焦距，ｔ是该透镜的中心厚度，ｄ是该光盘的透射层的厚度，Ｄ是０．０５。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有实现大容量光盘的高数值孔径(NA)的光盘用物镜，光传感装置、光盘记录重放装置和光盘重放装置。
技术介绍
以往，CD光盘采用数值孔径(NA)为0.45～0.5的物镜，利用波长约780nm的激光来读出或写入。并且，DVD光盘采用数值孔径约为0.6的物镜，利用波长约为650nm的激光来读出或写入。但是，为了提高光盘容量，正在开发一种使用波长更短的光源，数值孔径更高的物镜的下一代光盘传感系统。并且，波长更短的激光可以采用波长约400nm的所谓兰色激光器。上述具有高数值孔径的物镜，例如有以下文献报告的系统。(A)Jpn.J.Appl.Phys.Vol.39(2000)pp.978-979 M.Itonaga et al.“Optical Disk System Using High-Numerical Aperture Single ObjectiveLens and Blue LD”. (B)Jpn.J.Appl.Phys.Vol.39(2000)pp.937-942 I.Ichimura et al.“Optical Disk Recording Using a GaN Blue-Violet Laser Diode”. 其中，文献(A)报告一种采用数值孔径0.7的单透镜的系统；文献(B)报告一种采用数值孔径0.85的2片组合透镜的系统。其另一特征是为了与高NA所造成的系统裕度降低相对照，把盘的再生透射层的厚度从CD的1.2mm或DVD的0.6mm开始减薄。(A)变为0.12mm，(B)为0.1mm。这也与系统的裕度大小的分配方法有关。大致优选比0.3mm薄的透射层。采用上述(B)的2片组合透镜的系统，虽然数值孔径比(A)大，但其需要装配工序而且需要2片透镜，所以，其生产效率低，而且成本高。因此，下一代系统中优选数值孔径0.7以上的单透镜的光盘用物镜。在特开平4-163510号公报中叙述了采用数值孔径0.6～0.8的单透镜的物镜。再者，为了解决上述问题，涉及本专利技术的光传感装置具有至少具有上述特性之一的透镜、激光光源和光探头。上述透镜，其动作距离与被从上述激光光源出射的激光所照射的光盘半径之间，最好具有以下关系。动作距离＞0.005×光盘半径涉及本专利技术的光盘记录重放装置具有上述的光传感装置、以及利用上述光传感装置来记录重放光盘信息的记录重放装置。涉及本专利技术的光盘重放装置具有上述光传感装置、以及利用上述光传感装置来重放已记录在光盘上的信息的重放装置。
技术实现思路
过去已知能够设计高数值孔径的物镜。例如，在“关于孔径比特大的非球面消球差透镜的研究”(吉田正太郎、东北大学科学计测研究所报告、1958年3月)中详细叙述了具有高数值孔径的两面非球面透镜的设计方法。然而，仅仅说是能够设计，但未能制造出具有高数值孔径的物镜。为了能实际制造这种物镜，必须是能确保制造公差的设计。并且，为了减小在光源波长变动的情况下或者波长有一定宽度范围的情况下的影响，必须是色差影响小的物镜。在此，在双面非球面透镜的情况下，最严格而且最重要的制造公差是面与面之间的偏心(面间偏心)。所以，作为向物镜垂直入射情况下的像差的轴上(轴向)像差和作为倾斜入射情况下的像差的轴外(离轴)像差，以两种像差为代表的物镜的设计性能以及制造公差必须同时满足。但是，透镜的设计性能和制造公差，尤其若数值孔径高于0.75，则很难两者兼顾。实际上，这种双面非球面透镜，轴外像差，即使在不考虑上述制造公差进行设计的情况下，也是随数值孔径的加大而恶化，若考虑制造公差，则更加恶化。也就是说，为了确保较大的偏心公差，必须牺牲轴上像差和轴外像差特性。轴上像差即使考虑偏心公差，也只是稍有劣化，但是，轴外像差，对于数值孔径超过0.6的高数值孔径的透镜，若要确保能够制造的微米级的公差，会带来巨大牺牲。并且，关于色差，因为首先要把能够制造透镜本身作为优先条件，所以，必须使透镜的形状，既能满足制造公差，又能尽量改善色差特性。由于上述原因，过去就在探索性能良好的双面非球面透镜的形状，并发表了各种文献报告。特开平5-241069号公报，特开平4-163510号公报为其一例。在特开平4-163510号公报中叙述了性能良好的透镜的形状范围。但是该文献并未谈到确保偏心公差。数值孔径唯一超过0.75的实施例2的透镜(波长532nm，数值孔径为0.8的规格)，存在的问题是，即使很小的偏心也会造成巨大的像差。并且，没有叙述色差。再有，这些已知文献所表示的范围相当广泛，在这些范围内存在的问题是，不一定能实际设计出良好的透镜。本专利技术正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种光盘用物镜，其数值孔径为0.75以上，轴上像差，轴外像差和面间的偏心像差良好，而且色差特性也良好，采用双面非球面单透镜构成。为了解决上述问题，涉及本专利技术的光盘用物镜是两面为非球面的数值孔径NA为0.75以上的单透镜，第1面的顶点的曲率半径R1满足下式(1-D)A＜R1＜(1+D)AA＝B/CB＝0.85f(n-1)C＝n(0.60866-0.11·t/f-0.1272·d/f)(0.83+0.2·NA)式中，n是该透镜的折射率，f是该透镜的焦距，t是该透镜的中心厚度(亦可称为轴上厚度)，d是该光盘的透射层的厚度D是正数，较好的为0.05，更好的为0.04，最好的为0.03。再者，为了解决上述问题，涉及本专利技术的光盘用物镜是两面均为非球面的、数值孔径NA为0.75以上的单透镜，透镜的内部的最大高度的光线与光轴形成的角度u1′满足下式(1-D)·K＜sin(u1′)＜(1+D)·KK＝(0.60866-0.11·t/f-0.1272·d/f)(0.83+0.2·NA)·NA/0.85式中，f为该透镜的焦距，t为该透镜的中心厚度，d为该光盘的透射层厚度。D为正数，较好的为0.06，更好的为0.05，最好的为0.04。涉及本专利技术的光盘用物镜具有上述构成，透镜的两面之间的偏心公差在能够制造的范围内，但轴外像差特性的恶化程度减小。再有，为了解决上述问题，涉及本专利技术的光盘用物镜，是两面均为非球面的、数值孔径为0.75以上的单透镜，最大高度的光线所入射的点上的第1面的法线和光轴形成的角为规定的角度以下。上述规定的角度，57度为好，56度为更好，55度为最好。再者，涉及本专利技术的光盘用物镜，是双面均为非球面的、数值孔径NA为0.75以上的单透镜，最大高度的光线进行入射的点中的第1面的法线和光轴形成的角θ能满足下式。θ＜α-(0.85-NA)/0.15×7.1(度)式中的α以57度为好，56度为更好，55度为最好。再者，优选透镜的中心厚度t和焦距f能满足下式。t＞(1+E)f式中，E为0以上的数，较好为0，更好为0.1，最好为0.2。再有，优选涉及本专利技术的光盘用物镜的成像倍率为0。也就是说，最好是，该物镜至少是无制造误差，而且，在光源波长与标准波长一致的情况下对平行光进行聚光。并且，最好是，涉及本专利技术的光盘用物镜设计成适合于波长450nm以下的光源。本专利技术对于透射层比DVD盘、CD盘薄，尤其厚度为0.4mm以下的光盘，具有良好的特性。在本专利技术中，焦距f优选为10mm以下，若为3.5mm以下则更好。也就是说，光束的大小(直径)Φ由下式决本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光盘用物镜，其两面为非球面的、数值孔径为０．７５以上的单透镜，最大高度的光线所入射的点上的第１面的法线和光轴形成的角为５７度以下。

【技术特征摘要】
JP 2001-9-21 289992/2001;JP 2001-9-21 290001/2001;1.一种光盘用物镜，其两面为非球面的、数值孔径为0.75以上的单透镜，最大高度的光线所入射的点上的第1面的法线和光轴形成的角为57度以下。2.一种光盘用物镜，其双面为非球面的、数值孔径NA为0.75以上的单透镜，其特征在于最大高度的光线所入射的点的第1面的法线和光轴形成的角θ满足下式θ＜α-(0.85-NA)/0.15×7.1(度)式中，α为57度。3.如权利要求1或2所述的光盘用物镜，其特征在于中心厚度t和焦距f满足下式t＞(1+E)f其中E为大于0的数。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：糸长诚，
申请(专利权)人：日本胜利株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]