光盘用物镜制造技术

本发明专利技术的目的是提供最佳成象面色散特性优良并且轴外象差特性优良的、具有平缓的偏心公差的光盘用物镜。本发明专利技术的光盘用物镜的特征是：孔径为０．７以上的双面非球面单透镜，透镜的中心厚度比焦距长。（*该技术在2021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的光盘的大孔径(NA)的物镜。在现有技术中，CD盘使用孔径为0.45～0.5的物镜，用具有780nm程度波长的激光进行读取或者写入。而且，DVD盘使用孔径为0.6的物镜，用具有560nm波长的激光进行读取或者写入。另一方面，为了提高光盘的容量，使用更短波长的激光和具有更大孔径的透镜的下一代光盘·拾取系统的开发有了进展。作为具有更短波长的激光，考虑波长为400nm的所谓蓝色激光。而且，作为具有更大孔径的物镜，报告了使用孔径为0.7的单透镜的系统，或者，使用孔径为0.85的两组透镜的系统。前者在Jpn.J.Appl.Phys.(日本应用物理期刊)第39卷(2000)第978-979页登载的M.Itonaga等人所著的“Optical Disk System Using aHigh-Numerical Aperture Single Objective Lens and a Blue LD(使用大数字孔径单目标透镜和蓝色LD的光盘系统)”中作了说明。后者在Jpn.J.Appl.Phys.(日本应用物理期刊)第39卷(2000)第937-942页登载的I.Ichimura等人所著的“Optical Disk Recording Usinga GaN Blue-Violet Laser Diode(使用蓝紫色激光二极管的光盘记录)”中作了说明。使用上述后者这样的两组透镜的系统，与上述前者那样的系统相比，在需要装配工序的基础上，还需要两个孔径大的透镜，因此，批量生产性变差，并且成本变高。因此，作为下一代系统，希望由作为更简单的构成的单透镜所形成的光拾取器。其中，在使用单透镜的光拾取器中，希望具有大于0.7的孔径的光盘用物镜。一般，在具有高孔径或者大孔径的单透镜的实用化中存在的问题是(1)制造公差变得严格；以及(2)设计性能变差。其中，(1)制造公差是指两面不对称透镜中的入射·出射面间的间隔公差，或者是上述入射·出射面间的几何学的中心间的间隔公差(偏心公差)，或者是上述入射·出射面间的斜率的公差等。例如，偏心公差根据存在偏心时的波面象差的增加量而决定。但是，这些制造公差能够通过制造技术的改善和提高而解决。即，能够进行确保几μm～几十μm程度的范围的公差的制造。另一方面，(2)所谓设计性能的恶化是指透镜设计上的性能恶化，更详细地说，是指与轴外光线相对应的象差发生(以下简称为轴外象差)和与具有多个波长的轴上光线相对应的各个波长下的最佳成象面上的球面象差(以下简称为最佳成象面色散)。其中，所谓轴上光线是指与透镜的光轴平行地入射的光线，所谓轴外光线是指相对于透镜的光轴倾斜地入射的光线。即，能够设计成相对于具有设计基准波长的轴上光线不发生球面象差，但是，对于上述轴外象差和最佳成象面色散，与现有的CD用或者DVD用的物镜相比，难以得到更好的值。更详细地说，上述轴外象差的问题为以下这样在不考虑上述制造公差而进行设计的情况下，上述轴外象差一般比现有技术差。这是因为当孔径变大时，相对于光轴具有较大的倾斜角的光线入射。而且，当考虑到制造公差时，上述轴外象差进一步变差。更详细地说，为以下这样在上述制造公差中，最重要的公差是上述偏心公差。即，透镜面间的偏心，在模制透镜的情况下，由上下金属模具的安装精度、安装的卡合(garter)(成型时，金属模具移动时的滑动裕量、成型时的温度变化所引起的收缩的裕量)等所决定。在该偏心中，存在产生面间的倾斜的情况。但是，在倾斜与偏心中，对象差产生的影响相当接近，处理量在μm级上相当小，因此，通常作为偏心而一起进行处理。该公差是制造中必须的值。在现有的NA低的例如DVD用的透镜中，即使在设计中存在约10微米程度的偏心，也能够实现把象差的增加抑制到0.02λ以下的设计。而且，已经确立了把偏心抑制在10微米上的工艺。而且，通过近年来的工艺的改进，能够得到例如5μm以下的精度。但是，当考虑到上述滑动的裕量时，把其减小到1至2μm以下还相当困难。这样，在透镜设计中，需要确保某种程度大小的偏心公差。而且，为此，需要牺牲上述轴上象差和上述轴外象差。即，通过在具有某种程度的轴上象差和轴外象差的情况下进行设计，其结果，即使偏心产生，也要实现能够大致维持透镜性能的透镜。在此情况下，仅轴上象差变差，但是，在孔径超过0.6这样的孔径透镜中，当不牺牲轴外象差时，不能确保能够制造的微米级的偏心公差。当把其与DVD用透镜的情况相比，为以下这样例如，在焦距为3.3mm，厚度为2mm的DVD用透镜中，当设计例如偏心公差为5微米的透镜时，能够容易地制作相对于0.5度的入射光具有轴外象差0.03λ以下的性能的透镜。但是，在使用短波长激光的高孔径透镜中，这样的透镜的制作变得困难。另一方面，如上述那样，在激光的波长相对于透镜的设计波长存在偏差的情况下，当在与该激光波长相对应的最佳成象面上进行评价时，上述最佳成象面色散是产生的球面象差。更详细地说，为以下这样。图8表示在对405nm的光补偿象差时，相对应400nm和410nm的光而产生的纵象差图。当表示该纵象差的线弯曲时，存在球面象差。在图8中，例如，当激光波长偏离作为设计基准波长的405nm而变动为410nm时，与该激光波长相对应的最佳成象面从x＝0的位置变动到x＝+a的位置。在发生了该位置变动的410nm的纵象差图中，光线高度较高(即，y值较大)的光线在与主光线不同的位置上与光轴相交，而产生图示的球面象差。图9表示作为波面象差的量评价上述象差时的最佳成象面色散与波长的关系(以下，把该关系称为最佳成象面色散特性)。如图9所示的那样，最佳成象面色散特性相对于透镜的设计基准波长λ0具有最低值，随着从该设计基准波长偏离而具有变大的值。这样，从图9的最佳成象面色散，来确定该透镜能够使用的波长范围λ±(最大波长λ+，最小波长λ-)。对于上述最佳成象面色散，在DVD用透镜中，为以下这样例如，在焦距为3.3mm，厚度为2mm的DVD用透镜中，当设计偏心公差5微米的透镜时，把波长变化发生时的最佳成象面色散抑制到0.02λ以下的波长范围遍及615nm～700nm，非常宽。但是，在蓝色激光的波长区域中，最佳成象面色散变得严格，难以得到宽的波长范围。这样，相对于短波长的光，最佳成象面色散特性变得严格是因为例如玻璃的折射率的波长变动较大。并且，象差与波长成反比例变大。这样，当波长为450nm时，与在DVD中使用的650nm相比，波长为70％，结果，精度公差为70％。在孔径增大的情况下，由其所引起的象差受到牵连。而且，为了使拾取器小型化，希望使用焦距尽可能短的物镜。特别是在摄象机这样的用于移动用途中的数据记录用驱动器时，该要求特别强烈。从该方面出发，希望物镜的焦距为例如2.2mm以下。对于动作距离，从避免对盘的冲突这点考虑，希望使用0.2mm以上的透镜。而且，当缩短焦距时，一般使动作距离变窄，但是，如果使用的盘的直径为80mm至50mm以下，则面偏差小。这样，如果为0.2mm以上，在商品化上没有问题。为了克服上述问题，本专利技术的第一目的是提供一种光盘用物镜，在最佳成象面色散特性上优良，并且，在轴外象差特性上优良，具有缓和的偏心公差。为了克服上述问题，本专利技术的第二目的是提供一种光盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光盘用物镜，其特征在于，是孔径为０．７以上的双面非球面单透镜，透镜的中心厚度比焦距长。

【技术特征摘要】
JP 2001-7-30 230651/2001;JP 2001-7-30 230652/2001;1.一种光盘用物镜，其特征在于，是孔径为0.7以上的双面非球面单透镜，透镜的中心厚度比焦距长。2.根据权利要求1所述的光盘用物镜，其特征在于，设计基准波长中的成象倍数为0倍。3.根据权利要求1所述的光盘用物镜，其特征在于，设计基准波长短于0.45μm。4.根据权利要求1所述的光盘用物镜，其特征在于，焦距短于4.0mm，长于由下式所示的tt＝d/n+0.9(mm)其中，d是光盘的厚度，n是光盘的折射率。5.一种光盘用物镜，是至少使一个表面成为非球面形状的孔径为0.7至0.8，动作距离为0.2mm以上的单透镜，能够满足以下条件(1)0.85＜d1/f＜1.5(2)0＞d1/R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：糸长诚，伊藤文彦，
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]