光拾取装置及用于光拾取装置的物镜制造方法及图纸

进行光信息记录介质的信息再生以及／或者记录的光拾取装置具有：出射波长为λ（ｎｍ）的光束的光源；将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的具有物镜的集光光学系统；以及接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器；上述物镜是塑料透镜，且至少在一个面上带有衍射部并满足以下条件式０．３≤ΦＲ／Φ≤１．５，这里，ΦＲ：上述物镜在上述光源的波长λ（ｎｍ）处的折射光焦度，Φ：上述物镜在上述光源的波长λ（ｎｍ）处的光焦度。（*该技术在2020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】
本专利技术涉及光拾取装置及树脂制的物镜，特别是涉及改善了温度特性以及象差的物镜和使用了该物镜的适合于作为光信息记录介质的记录或者再生使用的光拾取装置。作为传统的CD再生装置中具有要求的精度的光信息记录介质的记录再生用光学系统(本说明书中所说的记录再生用光学系统或者记录再生装置包括记录用光学系统、再生用光学系统、记录再生两用的光学系统或者使用这些光学系统的装置)，日本特开昭57-76512号公开有无限共轭型光学系统，日本特开昭61-56314号公开有有限共轭型光学系统。此外，为了减少使用树脂制物镜时的因温度变化的象差的产生，在日本特开平6-258573号上还公开有使用了组合透镜的系统。而且，由于近年来低成本化等的要求，对于记录再生用光学系统，特别是对于其物镜，使用树脂(塑料)材料形成的透镜正在被广泛使用。但是，利用树脂形成的物镜存在着伴随温度变化而导致折射率改变引起的象差比利用玻璃材料形成的透镜大的问题。一般而言，在树脂材料和玻璃材料之间其折射率的变化有一位数以上的差异。在此，如果设基准设计温度和实际使用环境的温度差为△T，则因该温差△T而引起变化的象差主要是3次球差。设用rms(均方差)值表示波阵面象差的3次球差成分的符号为SA，并在此定义球差为正时(过度)符号为SA＞0，为负时(不足)符号为SA＜0。因该温差变化△T而引起变化的3次球差△SA(λrms)可以使用物镜的光信息记录介质侧(像侧)数值孔径NA、焦距f、成像倍率m、比例系数k、光的波长λ表达为△SA/△T=k·f(1-m)4(NA)4/λ(1)那么，当利用树脂材料形成的透镜具有正的折射率时，如果温度上升则3次球差将进一步过度。即，在上式(1)中，系数k为正值。另外，当以利用树脂材料形成的单透镜作为物镜时，系数k将成为更大的正值。由于现在广泛使用的小型光盘的物镜中，NA为0.45左右，所以，可以说伴随使用环境的温度变化而产生的象差还没有达到成为问题的程度。但是，随着现在不断推进的光信息记录介质的高密度化，将要求构成记录再生装置光学系统的物镜也必须与之(高密度化)对应。具体地讲，作为光信息记录介质，以与CD(存储容量650MB)一样程度的大小提高记录密度的DVD(存储容量4.7GB)已经开发出来并正在迅速普及。要再生DVD，一般使用光源波长为635nm～660nm范围内的某规定波长的激光。而一般地，激光源发出的发散光束在被平行光管变换成平行光束后，入射到DVD侧NA为0.6或者其以上的物镜，并经由DVD的透明基板会聚在信息记录面上。特别是最近，正在盛行利用更高NA的物镜或更短波长的光源开发具有10至30GB存储容量的和CD或DVD同样的光信息记录介质。作为短波长光源有望看到的光源有激发波长400nm左右的GaN兰色半导体激光或SHG兰色激光。即，对记录再生装置中的光学系统，在要求高NA的同时，还要求其必须能够对应波长更短的激光。从波阵面象差考察此点，在上述式(1)中，如果将NA从0.45增大至0.6，激光的波长λ由660nm缩短至400nm，则波阵面象差Wrms将增大到(0.6/0.45)4÷400/660=5.17倍。这里，为了基于式(1)抑制减小波阵面象差，可以考虑缩小焦距f，但是，在现实中，因为有需要确保聚焦的动作距离，故将f进一步缩小已十分困难。另外，在m＜0的有限共轭型光学系统或m=0的无限共轭型光学系统中，高NA情况下伴随温度变化而产生的象差正在成为更深刻的问题。虽然也可以考虑在使用了组合透镜的光学系统中取0＜m＜1来改善温度特性，但在该情况下，为了确保聚焦所需要的动作距离，需要或加长光学系统物像间的距离、或使用高NA的组合透镜，因而存在光学系统以至装置被大型化的问题。这样，在使用了利用传统的树脂材料形成的物镜的透镜系统中，由于以因温度变化而产生的树脂材料的折射率变化△n为原因所产生的象差正比于物镜的像方数值孔径NA的4次方，故实现高NA的光学系统是很困难的。因此，在试图利用激光源的短波长化和物镜的高NA化来达成高密度的信息记录的光信息记录再生装置的光学系统中，不得不代替树脂制的物镜，使用对于温度的变化折射率变化小但成本更高的玻璃模制透镜或玻璃的组合透镜。针对这样的问题，在日本特开平11-337818号上，公开了在光学头用的物镜上设置带有规定的球差特性的衍射透镜构造来校正对应温度变化的象差的技术。然而，为了谋求光信息记录介质的记录再生装置的小型化以及低成本化，又存在要求减少集光光学系统中透镜的片数的呼声。要满足所需的要求，就需要用一片物镜构成所谓的有限共轭光学系统，但日本特开平11-337818号所公开的物镜并非是对应有限共轭光学系统的东西。本专利技术的目的在于提供在光信息记录介质的记录再生装置(光拾取装置)用物镜中，对其装置的光源激发波长不因使用环境的温度变化而变化的SHG激光的情况，或者对激发波长发生变化的半导体激光的情况，均能对于使用环境的温度变化确保足够的性能的利用树脂材料形成的物镜、或者至少包括一片由树脂材料形成的透镜的物镜，以及使用了这样的物镜的光拾取装置。即以提供无论是怎样的激光源，都能对于使用环境的温度变化，减少3次球差的变化以至减少球差的变化的物镜、光拾取装置、光信息记录介质记录再生装置为目的。本专利技术的目的在于提供由对于使用环境的温度变化可确保足够的性能的树脂材料形成、且可构成有限共轭光学系统的物镜，以及使用了所构成的物镜的光拾取装置。上述目的可利用下面的构成达成。(1-1)进行光信息记录介质的信息再生/或者记录的光拾取装置具有出射波长为λ(nm)的光束的光源；将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的具有物镜的集光光学系统；以及接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器；上述物镜是塑料透镜，至少在一个面上带有衍射部并满足以下条件式0.3≤φR/φ≤1.5φR上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的折射光焦度φ上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的光焦度。(1-2)在(1-1)所记载的光拾取装置中，当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2，对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时，满足以下条件式(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)＜0λrms2/(℃·nm)这里，△SA2/△λ1是一定温度下的值，△SA1/△T是一定波长下的值。(1-3)在(1-2)所记载的光拾取装置中，上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.58以上，上述物镜的成像倍率mo1大致为0。(1-4)在(1-2)所记载的光拾取装置中，上述物镜的成像倍率mo1满足以下的条件式-1/2≤mo1≤-1/7.5(1-5)在(1-2)所记载的光拾取装置中，满足以下的条件式△SA2/△λ1＜0λrms/nm△SA1/△T＞0λrms/℃(1-6)在(1-1)所记载的光拾取装置中，当设对于环境温度20℃至30℃范围内的温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时，满足以下条件式｜△SA1/△T｜≤0.001λrms/℃这里，△SA1/△T是一定波长下的值。(1-7)在(1-6)所记载的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进行光信息记录介质的信息再生以及／或者记录的光拾取装置，其特征在于： 该装置具有： 出射波长为λ（ｎｍ）的光束的光源； 将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的具有物镜的集光光学系统；以及 接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器； 上述物镜是塑料透镜，且至少在一个面上带有衍射部并满足以下条件式 ０．３≤φＲ／φ≤１．５ 这里，φＲ：上述物镜在上述光源的波长λ（ｎｍ）处的折射光焦度， φ：上述物镜在上述光源的波长λ（ｎｍ）处的光焦度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2000-1-26 017435/2000;JP 1999-11-17 326728/19991．一种进行光信息记录介质的信息再生以及/或者记录的光拾取装置，其特征在于该装置具有出射波长为λ(nm)的光束的光源；将上述光源出射的光束会聚到上述光信息记录介质的信息记录面上的具有物镜的集光光学系统；以及接收来自上述光信息记录介质的反射光的光检出器；上述物镜是塑料透镜，且至少在一个面上带有衍射部并满足以下条件式0.3≤φR/φ≤1.5这里，φR上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的折射光焦度，φ上述物镜在上述光源的波长λ(nm)处的光焦度。2．权利要求1所记载的光拾取装置，其特征在于当设对于在上述光源的波长λ(nm)的±5nm范围内波长变化△λ1(nm)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA2、对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时，满足以下条件式(△SA2/△λ1)×(△SA1/△T)＜0λrms2/(℃·nm)这里，△SA2/△λ1是一定温度下的值，△SA1/△T是一定波长下的值。3．权利要求2所记载的光拾取装置，其特征在于上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.58以上，上述物镜的成像倍率mo1大致为0。4．权利要求2所记载的光拾取装置，其特征在于上述物镜的成像倍率mo1满足以下的条件式-1/2≤mo1≤-1/7.55．权利要求2所记载的光拾取装置，其特征在于满足以下的条件式△SA2/△λ1＜0λrms/nm△SA1/△T＞0λrms/℃6．权利要求1所记载的光拾取装置，其特征在于当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的3次轴上球差变化量为△SA1时，满足以下条件式｜△SA1/△T｜≤0.001λrms/℃这里，△SA1/△T是一定波长下的值。7．权利要求6所记载的光拾取装置，其特征在于上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.58以上，上述物镜的成像倍率mo1大致为0。8．权利要求6所记载的光拾取装置，其特征在于上述光源的波长λ(nm)为680nm以下。9．权利要求6所记载的光拾取装置，其特征在于上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.48以上，不足0.58，上述物镜的成像倍率mo1大致为0，满足以下的条件式｜△SA1/△T｜≤0.0004λrms/℃10．权利要求6所记载的光拾取装置，其特征在于上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA为0.49以上，上述物镜的成像倍率mo1满足以下的条件式-1/2≤mo1≤-1/7.5进而，还满足以下的条件式｜△SA1/△T｜≤0.0005λrms/℃11．权利要求10所记载的光拾取装置，其特征在于上述物镜可以在与上述物镜的光轴垂直的方向上移动，上述物镜和上述光源的相对位置可以变化，在上述物镜的光轴和上述光源的光束中心偏离的位置上，从上述光源出射并通过上述物镜的光束的波阵面象差的象散性成分最小。12．权利要求10所记载的光拾取装置，其特征在于当设上述光源和上述光信息记录介质的信息记录面的距离为U时，满足以下的条件式。10mm＜U＜40mm13．权利要求10所记载的光拾取装置，其特征在于是一个对具有厚度t1的第1透明基板的第1光信息记录介质和具有厚度t2(t2＞t1)的第2透明基板的第2光信息记录介质进行信息的再生以及/或者记录的光拾取装置；除了出射波长为λ的光束的光源外，还具有出射波长为λ2(λ＜λ2)的第2光束的第2光源；上述集光光学系统将上述光源或者上述第2光源出射的光束会聚在上述第1光信息记录介质或者上述第2光信息记录介质的信息记录面上；上述光检出器接收来自上述第1光信息记录介质或者上述第2光信息记录介质的反射光；上述NA是为用波长λ记录或者再生上述第1光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第1光信息记录介质侧的数值孔径；NA2(NA2＜NA1)为用波长λ2记录或者再生上述第2光信息记录介质而必需的上述物镜的上述第2光信息记录介质侧的数值孔径；当上述mo1是上述第1光信息记录介质的记录或者再生时的上述物镜的成像倍率时，其满足以下条件式。NA≥0.56-1/5≤mo1≤-1/7.514．权利要求13所记载的光拾取装置，其特征在于当设上述第2光信息记录介质的记录或者再生时的上述物镜的成像倍率为mo2时，其满足以下条件式。｜mo2-mo1｜＜0.115．权利要求1所记载的光拾取装置，其特征在于当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述光源的波长变化量为△λ2(nm)时，满足以下条件式0nm/℃＜△λ2/△T≤0.5nm/℃16．权利要求1所记载的光拾取装置，其特征在于当设对于环境温度20℃至30℃范围内温度变化△T(℃)的上述物镜的折射率变化量为△n时，满足以下条件式-0.002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃17．权利要求16所记载的光拾取装置，其特征在于满足以下条件式-0.0002/℃≤△n/△T≤-0.00005/℃18．权利要求1所记载的光拾取装置，其特征在于上述光源的波长λ(nm)和上述物镜的光信息记录介质侧的数值孔径NA满足以下条件式。0.00015/nm≤(NA)4/λ≤40/nm19．权利要求1所记载的光拾取装置，其特征在于上述光源的波长λ(nm)和上...

【专利技术属性】
技术研发人员：小嶋俊之，荒井则一，
申请(专利权)人：柯尼卡株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]