物镜、聚光光学系统、光拾取器装置以及记录.再生装置制造方法及图纸

提供是高ＮＡ物镜，也是小口径、且工作距离大的光信息记录介质的信息记录以及／或者再生用物镜、以及可校正使用短波长光源时的轴向色差的物镜，提供使用了该物镜的光信息记录介质的信息的记录.再生用聚光光学系统、光拾取器装置、以及记录.再生装置。该物镜（６）是光信息记录介质的信息的记录.再生用的、且至少在一个面上具有非球面的单透镜，是将来自光源的发散光束会聚在上述光信息记录介质的信息记录面上的有限共轭型物镜，满足ＮＡ≥０．７０（ＮＡ：在光信息记录介质上进行记录以及／或者再生所需要的规定的像侧数值孔径）。此外，物镜至少在一个面上具有环带状的衍射构造，且满足ＮＡ≥０．７０。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光信息记录介质的信息记录以及/或者再生用的物镜、聚光光学系统、光拾取器装置以及记录·再生装置。
技术介绍
在光源上使用近年来实用化的振动波长400nm左右的兰紫色半导体激光器的新的光拾取器系统的研究·开发工作正在不断进展。在该新的光拾取器系统中，通过搭载数值孔径高达0.85程度的物镜，实现了比CD或DVD更高密度的信息的记录或再生。如果举出具体的数值，例如，使用数值孔径0.60的物镜和振动波长650nm的半导体激光光源的DVD的记录容量为4.7Gbyte/side，但如果使用数值孔径0.85的物镜和振动波长400nm的兰紫色半导体激光光源，则记录容量可达25Gbyte/side。在高数值孔径(特别是NA为0.70以上)的物镜中，由于从最靠近信息记录面侧的面出射的边缘光线的倾角为45度以上，故与以往的光拾取器装置所搭载的数值孔径较低的物镜相比，其工作距离往往较小。因而，在搭载有小口径且高数值孔径的物镜的光拾取器装置中，存在因光信息记录介质的弯翘而导致物镜与光信息记录介质接触的可能性增大的问题。因此，可以想象，如果要谋求激光光源的短波长化或物镜的高数值孔径化，则即使是在对如CD或DVD这样的以往的光盘进行信息的记录或者再生的、由较长波长的激光光源和低数值孔径的物镜的组合构成的光拾取器装置中几乎可以忽视的问题，在此也将成为问题显现出来。其一是因激光光源的振动波长的微小变动导致在物镜上产生的轴向色差问题。在光拾取器装置中，因为从作为光源使用的半导体激光器出射的光束的波长一般是单色的，故普遍认为在物镜上不产生轴向色差，但有时会产生因功率的变化导致出现瞬间的波长达数nm左右变化的状态跳变现象。在物镜上的轴向色差没有被校正时，有可能会因状态跳变现象导致聚光位置变化而在信息记录以及/或者再生中产生错误。因为随着光源波长的变短聚光位置的变化量增大，故作为光拾取装置的光源在使用振动波长600nm以下的短波长半导体激光器、特别是振动波长为400nm左右的兰紫色半导体激光器时，需要校正在物镜上产生的轴向色差。进而，在激光光源的短波长化和物镜的高数值孔径化中显现出来的另一个问题是因光源的振动波长变动的微小变动导致的在物镜上产生的球差的变动。在光拾取器装置中，作为光源使用的半导体激光器其振动波长存在±10nm程度的个体间的分散。在光源使用具有偏离基准波长的振动波长的半导体激光器时，由于数值孔径越大在物镜上产生的球差越大，故不能使用具有偏离基准波长的振动波长的半导体激光器，作为光源使用需要对半导体激光器选择。此外，作为在激光光源的短波长化和物镜的高数值孔径化中显现出来的另一个问题，是光盘的保护层(也叫“透明基板”)的厚度误差引起的光学系统的球差的变动问题。由于保护层的厚度误差引起的球差与物镜的数值孔径的4次方成正比产生，故随着物镜的数值孔径变大，保护层的厚度误差的影响也将变大，存在将不能进行稳定的信息记录或者再生的危险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供是高NA物镜，同时也是小口径且工作距离大的光信息记录介质的信息记录以及/或者再生用物镜。本专利技术的目的在于提供既是高NA物镜，又是小口径、工作距离大、且在使用短波长光源时可以校正作为问题的轴向色差的光信息记录介质的信息记录以及/或者再生用物镜。本专利技术的目的在于提供光信息记录介质的信息记录以及/或者再生用聚光光学系统，其是可以以简单的构成有效地校正因激光光源的振动波长变动、温度·湿度变化、光信息记录介质的保护层厚度误差等引起的、在聚光光学系统的各光学面上产生的球差的变动的聚光光学系统。此外，本专利技术的目的也在于提供可以校正在使用了短波长激光光源时构成问题的轴向色差的聚光光学系统。再有，提供搭载了该物镜以及/或者聚光光学系统的光拾取器装置也是本专利技术的目的之一。此外，本专利技术的目的还包括提供搭载了该光拾取器装置的记录·再生装置。为达成上述目的，根据本专利技术的第1物镜，它是光信息记录介质的信息记录以及/或者再生用物镜，其特征在于它是至少在一个面上具有非球面的单透镜，是将来自光源的发散光束会聚在上述光信息记录介质的信息记录面上的有限共轭型物镜，其满足NA≥0.70(1)这里，NA是在光信息记录介质上进行记录以及/或者再生所需要的规定的像侧数值孔径。如第1物镜这样，由于通过将在光信息记录介质上进行记录以及/或者再生所需要的规定的像侧数值孔径(NA)提高到0.70以上(在以往的光信息记录介质中，CD是0.45，DVD是0.60)，可以减小会聚在信息记录面上的光点尺寸，从而可以比以往的光信息记录介质更高密度地对光信息记录介质进行信息的记录以及/或者高密度记录的信息的再生。进而，因为通过对上述物镜采用将来自光源的发散光束会聚在上述光信息记录介质的信息记录面上的有限共轭型物镜，可以既高NA又能确保增大工作距离，故可以防止因光信息记录介质的弯翘而引起的物镜和光信息记录介质的接触。此外，因为如果如上述这样将物镜做成有限共轭型，可以不需要将来自光源的发散光束变换成近似平行光的耦合透镜，故可以削减光拾取器装置的构件个数，谋求降低成本。这里，所谓的有限共轭型物镜，一般地是指共轭的物点和像点双方相互不是无限大，而是位于有限的位置，虽然有限共轭型物镜除了将来自位于有限位置的实物点的发散光束会聚到光信息记录介质的信息记录面上的物镜外，还包括将朝向位于有限位置的虚物点的收敛光束会聚到光信息记录介质的信息记录面上的物镜，但根据本专利技术的有限共轭型物镜是将来自位于有限位置的实物点的发散光束会聚到光信息记录介质的信息记录面上的物镜。所谓的耦合透镜是指将改变来自光源的发散光束的发散度并使之入射到物镜的透镜。此外，为了更为精细地校正球差以及慧差，最好两面都采用非球面。另外，上述的物镜最好满足下面的式0.01≤|m|≤0.30(2)这里，m在上述物镜的物侧数值孔径为NAOBJ、像侧的数值孔径为NAIMG时，由NAOBJ/NAIMG定义的上述物镜的横向放大率。如果使上述物镜的横向放大率不超过(2)式的上限，则因为朝向光源侧的面的光线的入射角不会过大，故可以抑制因面偏芯等的偏芯误差引起的像差劣化减小。此外，因为物镜和光源的间隔不会过小，所以，将容易配置偏光光束分离器或波长片等光学元件。如果使其不超过(2)式的下限，由于物镜的物像间距不会过小，故可以小型化搭载根据本专利技术的物镜的光拾取器装置。式(2’)较式(2)更为理想。0.01≤|m|≤0.20(2’)此外，上述物镜最好满足(3)式0.8≤d/f≤2.4(3)这里，d上述物镜光轴向的厚度(mm)；f上述物镜的焦距(mm)。上述的式(3)是用于在确保工作距离的同时可良好地校正慧差以及象散的条件。因为在式(3)的下限以上朝向光源侧的面的光线的入射角不会过大，故可以将之作为面偏芯等的偏芯误差引起的像差劣化小的物镜。此外，因为像高特性的象散不会过大，所以可以构成像高特性良好的物镜。另外，因为在式(3)的上限以下物镜光轴向的厚度不会过大，故可以构成小口径且工作距离大的物镜。此外，上述物镜最好满足(4)式0.8≤r1/((n-1)·f·(1+|m|))≤1.6(4)]]>式中，r1上述物镜光源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于记录和／或再生光信息记录介质的信息的物镜，其特征在于： 该物镜是单透镜形式的物镜，该单透镜至少在一个表面上具有非球面表面； 而且该物镜是一个有限共轭型的物镜，可以将来自一个光源的分散的光束会聚到光信息记录介质的信息记录面上，并满足如下公式： ＮＡ≥０．７ 其中ＮＡ是进行光信息记录介质的信息记录和／或再生所需要的像侧的数值孔径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2001-5-9 138665/20011.一种用于记录和/或再生光信息记录介质的信息的物镜，其特征在于该物镜是单透镜形式的物镜，该单透镜至少在一个表面上具有非球面表面；而且该物镜是一个有限共轭型的物镜，可以将来自一个光源的分散的光束会聚到光信息记录介质的信息记录面上，并满足如下公式NA≥0.7其中NA是进行光信息记录介质的信息记录和/或再生所需要的像侧的数值孔径。2.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于该物镜的两个表面都是非球面的。3.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于它满足如下公式0.01≤|m|≤0.30其中m是用公式NAobj/NAimg定义的物镜的横向倍率，NAobj是物镜的物侧数值孔径，NAimg是像侧数值孔径。4.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于满足如下公式0.8≤d/f≤2.4其中d是物镜在光轴向的厚度(mm)，f是焦距(mm)。5.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于满足如下公式0.8＜r1/((n-1)·f·√(1+|m|))＜1.6其中r1是物镜的光源侧表面的近轴曲率半径(mm)，n是对于所使用的波长的物镜的折射率。6.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于满足如下公式0.25≤(X1-X2)(n-1)/(NA·f·√(1+|m|))≤0.75其中X1是在光轴方向上，与光轴垂直并且与光源侧表面的顶点相接的平面与有效直径上最外周边的光源侧表面(上述NA的边缘光线入射的光源侧的表面上的位置)之间的差(mm)，假设在从作为基准的相接平面趋向光信息记录介质的方向进行测量时，Xi取正号，沿趋向光源的方向测量时取负号；X2是在光轴方向上，与光轴垂直并且与光信息记录介质侧表面的顶点相接的平面与有效直径上最外周边的光信息记录介质侧表面(上述NA的边缘光线入射的光源侧的表面上的位置)之间的差(mm)，假设在从作为基准的相接平面趋向光信息记录介质的方向进行测量时，Xi取正号，沿趋向光源的方向测量时取负号。7.一种用于记录和/或再生光信息记录介质的信息的物镜，其特征在于该物镜是单透镜形式的物镜，该单透镜至少在一个表面上具有一个非球面表面；而且该物镜是一个有限共轭型的物镜，可以将来自一个光源的分散的光束会聚到光信息记录介质的信息记录面上，并且至少在一个表面上包括一个环形衍射结构，并满足如下公式NA≥0.7其中NA是进行光信息记录介质的信息记录和/或再生所需要的像侧的数值孔径。8.根据权利要求1或7所述的物镜，其特征在于所使用的波长为600nm或更小，物镜用光学材料制成，在所使用的波长区域为600nm或更小时，该材料厚度为3mm，具有85％或更高的内透过率。9.根据权利要求7所述的物镜，其特征在于当光源侧产生的波长波动在±10nm内时，衍射结构有一个功能可以抑制由于光源的波长波动的、由物镜的折射率分散造成的轴向色差。10.根据权利要求7所述的物镜，其特征在于该物镜的两个表面都是非球面的。11.根据权利要求7所述的物镜，其特征在于它满足如下公式0.01≤PD/PT≤0.20其中PD是公式PD＝∑(-2·b2i)所定义的衍射结构的放大倍数(mm-1)，此时在第i个表面上形成的衍射结构由公式φb＝b2ih2+b4ih4+b6ih6+… (这里，h是距离光轴的高度(mm)，b2i、b4i、b6i等分别是第二阶、第四阶、第六阶，…光程差函数系数)所定义的光程差函数来表示，PT是总体物镜系统的放大倍数(mm-1)，包括一个作为折射镜的放大倍数和衍射结构的放大倍数。12.根据权利要求7所述的物镜，其特征在于满足如下公式0.01≤f·λ·∑(ni/(Mi·Pi2))≤0.70其中λ是标准波长(mm)，f是总体物镜系统的焦距(mm)，ni是在第i个表面上形成的衍射结构所产生的衍射光束中衍射光束最大的衍射光束的阶，Mi是在第i个表面的有效直径内的衍射结构环形区域的数量，Pi是在第i个表面的有效直径内的相邻衍射结构环形区域之间的最小距离值(mm)。13.根据权利要求7所述的物镜，其特征在于满足如下公式0.2≤(Ph/Pff)-2≤10.0其中Pf是在采用进行光信息记录介质记录和/或再生所需要的像侧的数值孔径的情况下，相邻环形衍射区域之间的距离(mm)，Ph是在采用进行光信息记录介质记录和/或再生所需要的像侧的数值孔径的一半数值孔径的情况下，相邻环形衍射区域之间的距离(mm)。14.根据权利要求7所述的物镜，其特征在于在将作为衍射透镜的衍射作用与将作为折射透镜的折射作用二者相结合的情况下，物镜具有一个轴向色差特征，在这种特征中反焦距会在光源的波长向长波长侧变化时变得更短，并且满足如下公式-1＜ΔCA/ΔSA＜0其中ΔCA表示在波长发生变化时所产生的轴向色差变化量(mm)，ΔSA表示在波长发生变化时所产生的边缘光线的球差的变化量(mm)。15.根据权利要求7所述的物镜，其特征在于在第i个表面形成的衍射结构产生的第ni阶的衍射光束量与任何其它阶的衍射光束相比为最大，物镜将衍射结构所产生的第ni阶的衍射光束会聚到光信息记录介质的信息记录面上，其中n是0和±1之外的整数。16.根据权利要求7所述的物镜，其特征在于满足如下公式0.01≤|m|≤0.300.8≤d/f≤2.40.8＜r1/((n-1)f√(1+|m|))＜1.60.25≤(X1-X2)(n-1)/(NA·f·√(1+|m|))≤0.75其中m是用公式NAobj/MAimg定义的物镜的横向倍率，NAobj是物镜的物侧数值孔径，NAimg是像侧数值孔径；d是物镜在光轴向的厚度(mm)，f是焦距(mm)，r1物镜的光源侧表面的弯曲近轴半径(mm)，n是对于所使用的波长的物镜的折射率，X...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村彻，
申请(专利权)人：柯尼卡株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]