专利名称：物镜、光拾取装置、光记录/再现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种物镜、光拾取装置及光记录/再现装置，详细而言， 涉及将从光源射出的光会聚在光记录介质上而进行信息的记录及再现的 至少一方的光拾取装置用物镜、具备该物镜的光拾取装置、及搭载该光 拾取装置的光记录/再现装置。
背景技术：
过去，为了记录声音信息或影像信息、或者计算机用数据信息等，
利用DVD (数字通用光盘)或CD (致密盘)等光记录介质，但随着处理的 信息量的急速增加，对光记录介质的高密度化的要求提高。为了光记录 介质的高密度化，已知有縮短使用光的波长、以及增大光拾取装置所使 用的拾取用物镜的数值孔径(以下，称为NA)是有效的。在近几年，通 过以输出波长为约405nm的半导体激光器作为光源、且使用NA为O. 7以上 的物镜，从而可在单面1层记录约25GB的信息的BD (蓝光光盘)达到实用 化。该BD的NA及光记录介质的保护层厚度的标准与上述的DVD及CD的标准 完全不同，NA为0.85、保护层的厚度为O. lmm被作为当前的标准。
今后，必定要求进一步的高密度化，但认为通过促进短波长化难以 满足其要求。这是因为，存在由于透镜材料的光透射率在波长比350nm短 的区域急速下降而实用上得不到充分的光利用效率的决定性理由。因 此，用于谋求更高密度的剩下的对策是进一步增大物镜的NA。
设计高数值孔径(以下，称为高NA)的拾取用物镜时，为了解决在 组装时的工序数增大、生产效率的恶化、进而成本上升的问题，采用单 透镜的结构是有利的。作为由NA大的单透镜构成的拾取用物镜，公知的 有例如在下述专利文献l、 2所记载的物镜。
在专利文献l记载有使透镜的光轴上的厚度d和焦距f之比成为规定的范围内从而谋求得到良好的像高特性的物镜。在专利文献2记载有将光源 侧的面设为凸面且将光记录介质侧的面与该光源侧的面相比而设为大致 平面形状的非球面的物镜。
专利文献l:日本专利公开2001-324673号公报 专利文献2:日本专利公开3712628号公报
然而，在高NA的拾取用物镜中，难以在维持系统的紧凑化的状态下 确保可防止与光记录介质的冲撞的工作距离(working distance: WD)，专利文献1的物镜在这一点上有改进的余地。而且，在聚焦及跟 踪的控制中，优选进行更高速的透镜驱动，为此，也要求透镜的轻量 化。
然而，在专利文献2所记载的物镜中，透镜构成材料的折射率设定 得高，因此，透镜重量变大。在透镜材料尤其是玻璃材料中，若折射率 高， 一般有比重变大的倾向。例如，相对于在折射率为1.60左右的材料 中比重为2.8左右，在折射率为1.85左右的材料中比重成为4.3左右。 从而，若是同一体积，由折射率为1.85左右的材料形成的透镜具有由折 射率为1.60左右的材料形成的透镜的1.5倍左右的重量。根据这种情 况，在上述专利文献2所记载的透镜的重量无论如何也变大，在聚焦及 跟踪的控制中存在难以进行高速的透镜驱动的不良情况。
发明内容
本发明是借鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种作为拾 取用的物镜保持高光学性能的同时具有充分的工作距离且谋求轻量化的 物镜、具备该物镜的光拾取装置、及搭载该光拾取装置的光记录/再现装 置。
本发明的第l物镜，将从光源射出的光会聚在进行信息的记录或再现 的光记录介质上，其特征在于，该物镜由至少l个面被设为非球面的单透 镜构成，并满足下述条件式(1) (3)。 (1)
0. 5〈f/f,〈0. 6 (2)
50. 8<d/ (NA. De) <1. 0 (3) 此处，
N:折射率 f:焦距(mm)
f,:光源侧的面的焦距(匪)
d:光轴上的厚度(mm)
NA:光记录介质侧的数值孔径
De:光源侧的面的有效直径(有效径、有效口径effective aperture) (mnO
本发明的第2物镜的特征在于，将从光源射出的光会聚在进行信息的 记录或再现的光记录介质上，由至少l个面被设为非球面的单透镜构成， 并满足下述条件式(1) 、 (2) 、 (4)。
N^1.75 (1)
0.5〈f/f,〈0.6 (2)
0. 3〈d/Do<0. 8 (4) 此处，
N:折射率 f:焦距(mm)
f1:光源侧的面的焦距(腿) d:光轴上的厚度(mm) Do:夕卜径(腿)
在此，在(2)式中的f,由下述式(A)作定义。 f,=NXRl/ (N-1) (A) 此处，
N:物镜的折射率
Rl:物镜的光源侧的面的光轴附近的曲率半径(誦) 在此，在本说明书中"光轴附近"是指包含光轴的微小范围，即是 指在将连接光线入射的透镜面上的点和透镜的曲率中心的直线与光轴所 成的角设为cp时，能够以sinc^(p进行近似的所谓"近轴"的范围。在本发明的第1或第2物镜中，优选在光轴附近被设为双凸形状。
在本发明的第1或第2物镜中，优选上述光记录介质侧的面，在光轴
附近被设为凸形状且在从光轴分离的规定位置被设为凹形状。
而且，在本发明的第1或第2物镜中，优选质量被设为0.5克以下。
在此，物镜的质量是指物镜整体的质量，例如在物镜具有对入射光 束的会聚不做贡献的凸缘部时，是指还包括该凸缘部的质量。
而且，在本发明的第1或第2物镜中，优选满足下述条件式(5)。
0. 50〈g/d<0. 80 (5) 此处，
g:从光源侧的面顶点的垂直于光轴的切平面到透镜的重心位置的距
离(mm)
而且，在本发明的第1或第2物镜中，可将光记录介质侧的数值孔径 设为O. 70以上、0. 98以下。
另外，从光源出射并通过本发明的第1或第2物镜会聚在进行信息的 记录或再现的光记录介质的光(以下，也称为使用光)的波长为400.0nm 以上、410. Onm以下。
而且，可将本发明的第1或第2物镜的光记录介质侧的数值孔径设为 0.85以上，将光记录介质的保护层的厚度设为0.075mm以上、0. lmm以 下。
在此，"可以将物镜的光记录介质侧的数值孔径设为0.85以上，将 光记录介质的保护层的厚度设为0.075腿以上、0. l腿以下"是指本发明 的第1或第2物镜满足该条件并能够大致以无像差(例如，波阵面像差为 0.07ARMS以下)会聚使用光。
而且，将本发明的第1或第2物镜的光记录介质侧的数值孔径设为 0. 85以上，且波阵面像差的體S (Root Mean Square)在从光记录介质的 表面进入该光记录介质的内部tlmm的位置变得最小时，可以将该tl设为 0.075腿以上、0. l腿以下。
在此，上述N、 f、 f,、 NA、 De、波阵面像差是在使用光的波长上。
在此，Do是指在考虑垂直于光轴的面含有凸缘部的透镜外形时构成外形的圆弧直径。
另外，物镜的数值孔径在透镜自身的有效直径和由一同配设的光阑 所决定的孔径直径为己知时，能够由它们和焦距决定；但是当它们不为
已知时，能够通过例如将能大致以无像差(例如，波阵面像差为0.07入 RMS以下)会聚使用光的最大的透镜直径、或者可以将使用光会聚成用于 进行信息的记录或再现所需的光斑直径的最大透镜直径设为实质的有效 直径，且利用该实质的有效直径来决定数值孔径。
本发明的光拾取装置的特征在于，具备上述本发明的物镜。 本发明的光记录/再现装置的特征在于，搭载上述本发明的光拾取装置。
另外，本发明的光记录/再现装置也可以仅具有记录或仅具有再现的 功能，或者也可以具有记录及再现的两方的功能。而且，本发明的光记 录/再现装置也可以对某光记录介质进行记录，对其他的光记录介质进行 再现；也可以对某光信息记录介质进行记录或再现，对其他的光信息记 录介质进行记录及再现。而且，在此所称的再现仅包括读取信息。
本发明的第1及第2物镜由于至少1个面被设为非球面，因此，可良好 地校正各种像差，进而被设为单透镜，因此，可有助于透镜的轻量化， 在聚焦及跟踪的控制中，能够设为可进行更高速的透镜驱动的透镜重
而且，由于本发明的第1及第2物镜构成为满足条件式(1)，因此， 可使用折射率低的透镜材料，可以减小具有随着折射率的上升而增加的 倾向的该透镜材料的比重，所以可谋求透镜的轻量化。由此，在聚焦及 跟踪的控制中，能够进行高速的透镜驱动。
而且，由于本发明的第1及第2物镜构成为满足条件式(2)，因此， 通过能够防止光记录介质侧的面的曲率过大，从而可以减小基于该光记 录介质侧的面的球面像差，另外，通过能够防止光源侧的面的曲率也过 大，从而能够增大工作距离。
而且，本发明的第l物镜构成为满足条件式(3)，通过满足其下限 侧的范围可得到良好的轴外特性，另外，通过满足其上限侧的范围，可
8以减小物镜的体积或重量，可进行物镜的控制时的高速驱动。
而且，本发明的第2物镜构成为满足条件式(4)，通过满足其下限
侧的范围，可以减小物镜的体积或重量，可以进行物镜的控制时的高速
驱动，另外，通过满足其上限侧的范围，可以减小物镜的体积或重量的
同时可增大工作距离。
而且，根据本发明，可提供一种具备发挥上述效果的本发明的物镜
的光拾取装置以及光记录/再现装置。
图l是示意表示本发明的实施例l所涉及的物镜的剖面图。
图2是示意表示本发明的实施例2所涉及的物镜的剖面图。 图3是示意表示本发明的实施例3所涉及的物镜的剖面图。 图4是示意表示本发明的实施例4所涉及的物镜的剖面图。 图5是本发明的实施方式所涉及的光拾取装置的简要结构图。 图6是本发明的实施例1所涉及的物镜的波阵面像差图。 图7是本发明的实施例2所涉及的物镜的波阵面像差图。 图8是本发明的实施例3所涉及的物镜的波阵面像差图。 图9是本发明的实施例4所涉及的物镜的波阵面像差图。 图10是表示本发明的实施例1所涉及的物镜的保护层厚度和波阵面像 差的关系的图。
图11是表示本发明的实施例2所涉及的物镜的保护层厚度和波阵面像 差的关系的图。
图12是表示本发明的实施例3所涉及的物镜的保护层厚度和波阵面像 差的关系的图。
图13是表示本发明的实施例4所涉及的物镜的保护层厚度和波阵面像 差的关系的图。
图14A是用于说明本发明的物镜的外径Do的图。 图14B是用于说明本发明的物镜的外径Do的图。 图14C是用于说明本发明的物镜的外径Do的图。
9图14D是用于说明本发明的物镜的外径Do的图。
图15是本发明的实施方式所涉及的光记录/再现装置的简要立体图。
图16是表示物镜的有效直径和外径的关系的图。
图中1-半导体激光器，6-半透明反射镜，7-准直透镜，8-物镜， 8a-光源侧的面，8b-光记录介质侧的面，9-光记录介质，9a-保护层， 9b-光记录层，10-光拾取装置，11-激光，13-光电二极管，15-透镜支 架，16-光罩，30-光记录/再现装置，AX-光轴，G-重心位置。
具体实施例方式
以下，参照图面对本发明的实施方式详细地说明。
图1 图4是表示本发明的实施方式所涉及的物镜的结构的剖面图， 对应于后述的实施例1 4的物镜。而且，图5是表示本发明的实施方式所 涉及的光拾取装置的结构的图。
首先，参照图5对本发明的实施方式所涉及的光拾取装置10进行说 明，然后，详细地说明本发明的实施方式所涉及的物镜。
光拾取装置10具备本发明的实施方式所涉及的物镜8、作为光源的 半导体激光器l、相对于来自半导体激光器1的出射光倾斜45。配置的半 透明反射镜6、准直透镜7和光电二极管13。光拾取装置10通过物镜8将从 半导体激光器1射出的光会聚到用于信息的记录或再现的光记录介质9， 进行信息的记录及再现的至少一方。
在以下本实施方式的说明中，对作为光记录介质9使用蓝光光盘的例 进行说明，但本发明未必限于此。NA为0.85、使用光的波长为405nm、保 护层的厚度为0.1mm被作为当前的蓝光光盘的标准。但是，光记录层的位 置在1层光盘和2层光盘不同，光记录层在l层光盘被设于距表面O. 100mm 的位置，在2层光盘被设于距表面0. 075mm和0. IOO誦的位置。
光拾取装置10还具备保持物镜8的透镜支架15、配置在物镜8的光 源侧的光罩16。透镜支架15不仅在物镜8的凸缘部的光源侧平面及外周侧 面的一部分与物镜8粘接固定，并且与未图示的驱动器形成为一体。通过 包括该驱动器的伺服机构进行物镜8的跟踪操作及聚焦操作。光罩16具有规定的孔径直径，使得物镜8的光记录介质侧的NA成为期望的值。
半导体激光器l是输出波长405nm的蓝色区域的激光的光源。另外， 作为本发明的光源可使用输出波长400. 0 410. Onm的激光的光源。
准直透镜7在图5被示意表示，不限于l片结构，也可由多片透镜构 成。构成为来自半导体激光器1的光通过准直透镜7以平行光束的状态入 射到物镜8的光源侧的面。
作为光电二极管13，例如可使用受光部被4分割的光电二极管。
在光记录介质9的内部，担载信号信息的凹坑(物理上不设为凹部也 可)被排列成轨道状，而形成有可进行信息的记录或再现的光记录层 9b。在从光记录介质9的物镜8侧的表面到光记录层9b之间形成有针对光 源的光为透明的保护层9a。光记录介质9的保护层9a的厚度为0. lmm。另 外，作为适用于本发明的光记录介质9也可以使用从光记录层仅为1层的1 层光盘和有2层光记录层的2层光盘中的任意一个。在图5中概念地图示有 光记录层9b，未必表示1层光盘的光记录介质9。
在上述结构的光拾取装置10中，从半导体激光器l出射的激光通过半 透明反射镜6而使光路弯曲90。，通过准直透镜7而被形成为大致平行 光，通过物镜8的折射作用而被会聚。通过该折射作用，来自物镜8的光 记录介质侧的面的出射光束被良好地会聚在进行光记录介质的信息的记 录或再现的光记录层9b上。此时，通过由前述的伺服机构驱动物镜8，而 使会聚的光能位于光记录介质9的光记录层9b上。
来自光记录层9b的反射光以担载信号信息的状态透射过物镜8、准直 透镜7、半透明反射镜6，且入射到光电二极管13。在光电二极管13，输 出与被分割的4个受光部的各受光量对应的电信号，根据该电信号在未图 示的运算手段进行规定的运算而得到数据信号、以及聚焦和跟踪的各误 差信号。
在此，由于半透明反射镜6相对来自光记录介质9的返回光的光路以 倾斜45°的状态被插入，所以，透射过半透明反射镜6的光束具有非点像 差，按照在4分割的光电二极管13上的射束点的形状决定聚焦的误差量。 即，过去公知的有通过柱面透镜使非点像差发生而进行光检测的方法，但本实施方式的半透明反射镜6呈现与该方法中的柱面透镜同样的作用。
另外，也可以在半导体激光器1和半透明反射镜6之间插入光栅等光学元
件，通过分割成3束而检测跟踪误差。
接着，参照图1 图4，详细地说明本实施方式所涉及的物镜8。物镜 8由单透镜构成。通过设为单透镜，不需要组装时的透镜之间的校准调 整，可谋求制造效率的向上以及成本的降低。
而且，物镜8可构成为至少1面被设为非球面，优选两面皆设为非球 面。该非球面更优选由通过下述所示的非球面式所表示的旋转对称的非 球面构成。通过设为这种旋转对称的非球面，可良好地校正球面像差或 彗形像差等各种像差，可靠地进行聚焦及跟踪，良好地进行记录/再现。
而且，就物镜8而言，优选构成为物镜8的光记录介质9侧的面在光轴 附近被设为凸形状、且在从光轴离开的预定位置被设为凹形状。通过设 为这种形状，可良好地校正球面像差，良好地进行记录/再现。另外，物 镜8所形成的非球面的面形状优选被适当设定，以便使用光被良好地进行 像差校正而会聚在光记录介质9b上。
一 1 + Vl - K x C 2 x Y 2 + A 此处，
Z:从距光轴距离为Y的非球面上的点下垂到非球面顶点的切平面 (垂直于光轴的平面)的垂线的长度 Y-距光轴的距离 C-非球面的光轴附近的曲率 K:圆锥常数
Ai:非球面系数(i二4 20)
而且，物镜8构成为满足下述条件式(1) (3)、或下述条件式 (1) 、 (2) 、 (4)。 N芸1.75 (1)0. 5〈f/f,〈0. 6 (2)
0. 8〈d/ (NA'De) <1. 0 (3)
0. 3〈d/Do〈0. 8 (4)
此处，
N:折射率
f:焦距(mm)
f1:光源侧的面的焦距(mm) d:光轴上的厚度(腿) NA:光记录介质侧的数值孔径 De:光源侧的面的有效直径(mm) Do-夕卜径(誦)
条件式(1)规定构成物镜8的材料的折射率N的值。通过满足条件式 (1)，可以减小具有随着折射率的上升而增大的倾向的比重。如上所 述， 一般折射率在1.85和1.60的透镜中，前者的比重为后者的约1.5倍， 重量也随之变大。从而，通常在使用作为超高折射率的折射率为1.8左右 以上的材料的情况下，在聚焦及跟踪的控制中难以进行高速的透镜驱 动。在本实施方式中，通过将折射率N设为1.75以下以满足条件式 (1)，能够谋求透镜的轻量化，在聚焦及跟踪的控制中可以进行高速的 透镜驱动。
另外，在本实施方式的物镜8中，选择如满足条件式(1)的折射率 的材料时，如图l所示的例子，优选在光轴附近设为双凸形状。使用折射 率成为l. 75以下的材料时，将透镜形状设为双凸形状与设为正弯月形状 相比，球面像差的校正效果更大，进而，使用折射率为1.69以下的材料 时该球面像差的校正效果更大。
条件式(2)规定物镜8的焦距f相对于物镜8的光源侧的面的焦距f, 的比。通过满足条件式(2)的下限侧的范围，能够防止光记录介质侧的 面的曲率过大，所以，可以减小基于光记录介质侧的面的球面像差。而 且，通过满足条件式(2)的上限侧的范围，能够防止光源侧的面的曲率 过大，所以可增大工作距离。条件式(3)规定物镜8的光轴上的厚度d相对于物镜8的光记录介质
侧的数值孔径NA及物镜8的有效直径De的积之比的范围。通过满足条件式 (3)的下限侧的范围，能得到良好的轴外特性。而且，通过满足条件式 (3)的上限侧的范围，可抑制物镜8的厚度，减小体积或重量，所以在 物镜8的控制时的高速驱动就成为可能。
条件式(4)规定物镜8的光轴上的厚度d相对于物镜8的物镜的外径 Do之比的范围。通过满足条件式(4)的下限侧的范围，可抑制物镜8的 外径，并减小物镜8的体积或重量，可进行物镜8的控制时的高速驱动。 而且，通过满足条件式(4)的上限侧的范围，可控制物镜8的厚度，以 能够增大工作距离。
在此，在条件式(4)中所使用的物镜8的外径Do，是指在考虑垂直 于光轴AX的面含有凸缘部的透镜外形时构成外形的圆弧直径。参照图 14A 图14D对Do进行说明。在图14A 图14D中用实线表示从具有凸缘部 的物镜的光轴方向看到的外形形状的例子。在图14A 图14D还用点线表 示在光源侧的面具有曲面状透镜面的区域的外径，在该点线和表示物镜8 的外形形状的实线之间存在所谓凸缘部。从光轴方向看的凸缘部的形状 未必是如图14A所示的完全的环形状，如图14B 图14D所示，虽然其一部 分可成为不构成环形状的形状，但通常凸缘部的外形的一半以上形成圆 弧。因此，即使物镜8的外形全区域未必形成圆弧的情况，也将构成物镜 8的外形的该圆弧的直径定义为物镜8的外径Do。
物镜的"有效直径"例如被定义为"应该聚集通过该透镜的光线和 能量且将其传输到光学记录介质或最终的检测器等、这样的有效光线通 过透镜面上的范围的最大直径"。在具体的光学系统中，有效光线通过 的范围随着光阑的孔径直径等变化。但是，"有效光线通过的范围的最 大直径"由物镜自身的设计决定。图16表示了物镜8的有效直径De和外径 Do的关系。在图16中，双点划线表现通过物镜8的有效直径De的外端的光 线的轨迹。
而且，通过代替上述条件式(4)而满足下述条件式(4-1)，可更 加提高上述条件式(4)的作用效果。0. 4〈d/Do〈0. 6 (4-1)
而且，在本实施方式的物镜8中，优选满足下述条件式(5)或 (6)。
0. 50<g/d<0. 80 (5) 25<v (6) 此处，
g:从光源侧的面顶点的垂直于光轴AX的切平面到透镜8的重心位置
的距离(mm)
v:物镜8在d线的阿贝数
条件式(5)是考虑物镜8在光拾取装置被搭载被驱动的情况，而规 定物镜8的重心位置G的适当的范围。即，该条件式(5)是为了确保光拾 取装置的稳定的动作，考虑到不应在从其光轴上的厚度的中点位置极端 离开的位置设定物镜的重心位置G、及光学拾取用的物镜被设为以大曲率 的凸面朝向光源侧的形状，可解决不在比其光轴上的厚度的中点位置靠 光记录介质侧的预定范围设定物镜的重心位置G、及基于物镜的形状而使 光拾取装置的稳定的动作受损且透镜设计的自由度被大幅限制这样的各 种事情，而被规定的式子。从而，通过满足条件式(5)，在不失去透镜 设计的自由度就能够确保光拾取装置的稳定的动作。
条件式(6)是规定透镜材料的阿贝数v成为比25大的值的条件。通 过将条件式(6)设定在上述范围，可防止色像差过大。从而，即使在来 自光源的光有一些波长变动时，也可以防止像点移动或光束点模糊等的 不良情况发生的现象。另外，为了防止色像差过大，更优选透镜材料的 阿贝数v为35以上。
而且，在本实施方式的物镜8中，优选将光记录介质侧的NA设为O. 70 以上，0.98以下。通过将NA设定得大到0.70 0.98，可以减小会聚在光 记录介质9的光记录层9b上的光斑直径，可以进行高密度的记录/再现。 而且，对今后要开发的新的光记录介质也可进行更高密度的记录/再现。 另外，在本实施方式的物镜8中，更优选将NA设为0.85以上，这时可得到 上述效果的同时，可对应于现在的蓝光光盘标准的NA。
15而且，在本实施方式的物镜8中，从光源射出的光为400.0nm以上且 410.0nm以下时，优选在光记录介质上良好地会聚该光，以便可进行信息 的记录/再现。蓝光光盘的标准的波长为405nm，但半导体激光器的输出 波长未必稳定，且输出波长因各半导体激光器而存在差异，因此，优选 设为能与其对应的物镜。
而且，在本实施方式的物镜8中，光记录介质9的保护层9a的厚度在 0.075腿以上、0. lmm以下的范围时，优选在该厚度的范围内具有成像良 好的位置。
而且，在本实施方式的物镜8中，当构成为波阵面像差脂S在从光记 录介质的表面进入该光记录介质的内部tlmm的位置变得最小时，优选该 tl被设为O. 075腿以上、0. lmra以下。
上述tl的条件，是2层光盘中在从记录介质透镜侧表面为0. 075mm和 0. 100mm的介质内部位置设有各记录层时、用于在该两个记录层位置成像 良好的条件。在tl超过上述范围时，即使成像在2个记录层中的一方的像 良好，成像在另一方的像也裂化，在2个面的成像状态上产生大的差别。
而且，上述tl的条件，是在光拾取装置为了改善在各记录面位置的 成像状态例如具有沿光轴方向移动透镜而进行调整等的像差校正装置 时、用于尽量减小像差校正用的透镜移动距离等的施加在光拾取装置的 负荷的条件，由此也有助于縮短像差校正花费的时间。
而且，在本实施方式的物镜8中，为了减轻在记录再现高密度记录介 质时进行聚焦控制及跟踪控制的驱动器的负担，其质量越小越好，例 如，优选设为0.5克以下，而且更优选设为O. l克以下，并且进一步优选 的是O. 02克以下。
作为物镜8的材料可以使用塑料。作为由使用塑料材料带来的优点可 举出制造成本的降低、轻量化、通过轻量化可进行高速下的记录以及读 取、和铸模的加工性提高。
或者，作为物镜8的材料可使用玻璃。作为通过使用玻璃材料的优点 可举出不容易受到温度或湿度的影响，且容易找到即使由短波长的光长
时间使用而透射率的劣化也少的材料。以下，对本发明的物镜表示实施例而进一步具体说明。 [实施例]
将实施例1 4的物镜的透镜剖面图分别示于图1 图4，将有关轴上
的波阵面像差图示于图6 图9，将波阵面像差相对于保护层的厚度的变 化示于图10 图13。另外，在图1 图4也图示有光记录介质9的保护层 9a、示意性的记录层9b。 [实施例l]
实施例1的物镜8由玻璃制单透镜构成，如图1所示，光源侧的面8a及 光记录介质侧的面8b在光轴附近皆被设为凸面，光源侧的面8a被设为相 比光记录介质侧的面8b为相对大的曲率的凸面。而且，本实施例的物镜8 的两面皆被设为旋转对称的非球面。
在下述表l的上段，作为该实施例1所涉及的物镜8的透镜数据，将光 源侧的面设为l、且随着从光源侧朝向光记录介质侧而依次增加地附上面 号码，表示各面的曲率半径R (■)、面间隔D (mm)、以及对使用光波 长的折射率N。但是，在非球面的曲率半径的栏记载为非球面。而且，在 透镜数据也一并表示光记录介质9的保护层9a。
在下述表l的中段，作为该实施例1所涉及的物镜8的非球面数据表示 在前述的非球面式中的各光轴附近的曲率C、非球面系数K、 A4 A2。(仅 是偶数次)。非球面数据的C，将朝光源侧为凸的情况设为正，将朝光记 录介质侧为凸的情况设为负。K、 A4 A2。的数值"E-j" (j:整数)是指 "X10—J'" ; "E+00"是指"X10°"。另外，在表1的中段，将物镜的光 源侧的面8a设为第l面，将光记录侧的面8b设为第2面。
而且，在下述表1的下段表示该实施例1所涉及的物镜8的各种数据。 波长入为使用光波长(设计波长)，在表l的下段所示的各种数据的各数 值除了阿贝数以外是在该使用光波长的数值。阿贝数是对d线的阿贝数。 工作距离WD是从物镜的光记录介质侧的面顶点到光记录介质的物镜侧的 面的距离。保护层的厚度tl是从光记录介质的物镜侧的表面到波阵面像 差的RMS取最小值的位置的保护层的厚度。轴上波阵面像差在上述厚度tl
的位置。轴外波阵面像差是全视场角r时的像差。另外，上述数据的意义对实施例2 4也同样。
实施例l
面 曲率半径R (mm)
1 非球面
2 非球面
3 w
第l面
C 1.214757025
K 2.324847420E-01
A4 6.523776124E-02
A6 6.801866828E-02
A8 -1,574817411E-01
A10 5.795272288E-01
A12 -9. 837283446E-01
A14 8.968530874E-01
A16 -3. 536943856E-01
A18 0.000000000E+00
A20 0.000000000E+00
面间隔D (mm) 1.447 0. 343 0. 0875
折射率N
1. 605 1.000 1.619
第2面 -0.563541950 1.071518972E+00 1.636467661E+00 -6. 32064846犯+00 1.597136639E+01 -2.781930450E+01 3.224527681E+01 -2.262496781E+01 7.291371700E+00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
波长A (nm) 405.00
NA 0.850
焦距f (mm) 1. 1760
后焦距bf (mm) 0. 3966
折射率N 1.605
18光源侧的面的焦距f,2. 183
光轴上的透镜厚度d (mm)1.447
有效直径De2. 00
外径Do3,00
工作距离WD (醒)0. 343
重心位置g (腿)0.862
质量(克)0.016
阿贝数v59. 96
保护层的厚度tl (mm)0. 0875
轴上波阵面像差(入RMS)0. 0009
轴外波阵面像差(入腹S)0,017
实施例l的物镜对波长入为405. Onm的使用光实现所谓O. 85的大NA， 如表1的轴上波阵面像差的值及图6所示，波阵面像差良好，能在光记录 介质9的光记录层9b良好地会聚该使用光。而且，如表1所示，实施例l的 物镜确保充分长度为0.343mm的工作距离的同时，从轴外波阵面像差为 0.017A脂S的情况来看也实现了良好的像高特性，而且，质量也被轻量 化为0.016克。
实施例1的物镜8，是按照在作为光记录介质9假定为2层光盘且为了 对应2层光盘、而在2个记录层的中间位置像差良好的方式被设定的。 即，如图10所示，实施例1的物镜被构成为波阵面像差在离光记录介质9 的表面O. 0875mm的位置变得最小，在该位置的轴上波阵面像差为O. 0009 入腹S。 [实施例2]
实施例2的物镜8由玻璃制单透镜构成，如图2所示，光源侧的面8a及 光记录介质侧的面8b在光轴附近皆被设为凸面，光源侧的面8a被设为相 比光记录介质侧的面8b为相对大的曲率的凸面。而且，本实施例的物镜8 的两面皆被设为旋转对称的非球面。
作为该实施例2所涉及的数据，在下述表2的上段表示透镜数据，在 中段表示非球面数据，在下段表示各种数据。[表2] 实施例2
面 曲率半径R (腿)
1 非球面
2 非球面
3 w [非球面数据]
第l面
C 1.211757025
K 2.231072347E-01
A4 6.679499460E-02
A6 7. 115742222E-02
A8 -1.718328591E-01
A10 6. 174314551E-01
A2 -1.038716835E+00
A14 9. 369370245E-01
AI6 -3. 649461167E-01
A18 0.000000000E+00
A20 0.000000000E+00
面间隔D (mm) 1.447 0. 337 0.1000
第2面 -0.569673325 9.067227885E-01 1.623953466E+00 -6.252104914E+00 1.583893475E+01 -2.792750177E+01 3.304041599E+01 -2.378315428E+01 7.870630127E十00 0.000000000E+00 0.000000000E+00
折射率N
605 000 619
波长入(nm) 405.00
NA 0.850
焦距f (腿) 1. 1760
后焦距bf (■) 0.3985
折射率N 1.605
光源侧的面的焦距f
2.189
20光轴上的透镜厚度d (mm)1.447
有效直径De2.00
外径Do3. 00
工作距离WD (腿)0. 337
重心位置g (mm)0.861
质量(克)0.014
阿贝数v59. 96
保护层的厚度tl (mm)0. 1000
轴上波阵面像差(ARMS)0. 0010
轴外波阵面像差(入脂S)0. 017
实施例2的物镜对波长入为405. Onm的使用光实现所谓O. 85的大NA， 如表2的轴上波阵面像差的值及图7所示，波阵面像差良好，能在光记录 介质9的光记录层9b良好地会聚该使用光。而且，如表2所示，实施例2的 物镜确保充分长度为0.337mm的工作距离的同时，从轴外波阵面像差为 0.017入RMS的情况来看也实现了良好的像高特性，而且，质量也被轻量 化为0.014克。
实施例2的物镜8，是按照作为光记录介质9假定为1层光盘如图11所 示那样波阵面像差在离光记录介质9的表面0. lram的位置变得最小的方式 被构成的，在该位置的轴上波阵面像差为0.0010入腹S。 [实施例3]
实施例3的物镜8由塑料制单透镜构成，如图3所示，光源侧的面8a及 光记录介质侧的面8b在光轴附近皆被设为凸面，光源侧的面8a被设为相 比光记录介质侧的面8b为相对大的曲率的凸面。而且，本实施例的物镜8 的两面皆被设为旋转对称的非球面。而且，本实施例的物镜8的光记录介 质侧的面，在光轴附近被设为凸形状且在从光轴AX分离的预定位置被设 为凹形状。
作为该实施例3所涉及的数据，在下述表3的上段表示透镜数据，在 中段表示非球面数据，在下段表示各种数据。[表3] 实施例3 [透镜数据] 面
1
2
3
4
曲率半径R (mm)
非球面 非球面
第l面
c0.877164470
K4.496547921E-02
A43,823031376E-02
A63.518063967E-03
A81.858860704E-02
A10-2.594878831E-02
A122.385687100E-02
A"-l.122473371E-02
A162.344349476E-03
AI8-8.484603101E-05
A20-8. 75209223犯-06
波长入(nm) NA
焦距f (mm) 后焦距bf (mm)
折射率N 光源侧的面的焦距f, 光轴上的透镜厚度d (mm)
面间隔D (mm) 2.253 0. 502 0. 1000
第2面 -0.630277255 1.524018153E+00 8.778900757E-01 -1.557286522E+00 1.879314685E+00 -1.370939101E+00 1.300798787E+00 -2.270369528E+00 2.611797039E+00 -1.482269017E+00 3.299435201E-01
408. 00
0. 850
1. 7654
0. 5640
1. 525 3. 311
2. 253
折射率N
525 000 618有效直径De3.00
外径Do4. 00
工作距离WD (mm)0. 502
重心位置g (mm)1. 333
质量(克)0.015
阿贝数V55. 91
保护层的厚度tl (mm)0. 1000
轴上波阵面像差(ARMS)0. 0019
轴外波阵面像差(ARMS)0. 029
实施例3的物镜对波长A为408. Onm的使用光实现所谓O. 85的大NA， 如表3的轴上波阵面像差的值及图8所示，波阵面像差良好，能在光记录 介质9的光记录层9b良好地会聚该使用光。而且，如表1所示，实施例3的 物镜确保充分长度为O. 502ram的工作距离的同时，从轴外波阵面像差为 0.029 ARMS的情况来看也实现了良好的像高特性，而且，质量也被轻量 化为O. 015克。
实施例3的物镜8，是按照作为光记录介质9假定1层光盘如图12所示 那样波阵面像差在离光记录介质9的表面0. lmm的位置变得最小的方式被 构成的，在该位置的轴上波阵面像差为0.0019入RMS。 [实施例4]
实施例4的物镜8由玻璃制单透镜构成，如图4所示，光源侧的面8a及 光记录介质侧的面8b在光轴附近皆被设为凸面，光源侧的面8a被设为相 比光记录介质侧的面8b为相对大的曲率的凸面。而且，本实施例的物镜8 的两面皆被设为旋转对称的非球面。而且本实施例的物镜8的光记录介质 侧的面，在光轴附近被设为凸形状且在从光轴AX离开的预定位置被设为 凹形状。
作为该实施例4所涉及的数据，在下述表4的上段表示透镜数据，在
中段表示非球面数据，在下段表示各种数据。
实施例4[透镜数据]
面 曲率半径R (mm)
1 非球面
2 非球面
3 w
4 oo
第l面
C 0.665963094
K 1.485482017E-01
A4 1.458997407E-02
A6 1. 248696532E-03
A8 2.034812605E-03
A,0 -1. 289837288E-03
A12 6. 134250622E-04
A14 -1.409898547E-04
A16 1. 313656939E-05
A18 0.000000000E+00
AM 0.0OOO0O000E+00
面间隔D (mm) 2. 580 0. 721 0.0875
折射率N
第2面 -O.241274788 -l,592117057E+00 2. 062426083E-01 -l.965367777E-01 1.092415726E-01 -2.610313432E-02 -4.565082721E-03 4.109929533E-03 -6.899202346E-04 0.000000000E+00 0.000000000E+00
605 000 619
波长A (nm) 405.00
NA 0.850
焦距f (mm) 2.2000
后焦距bf (mm) 0. 7747
折射率N 1.605
光源侧的面的焦距f, 3.982
光轴上的透镜厚度d (mm) 2.580
有效直径De 3.74
24外径Do5. 00
工作距离WD (醒)0. 721
重心位置g (匪)1. 539
质量(克)0. 073
阿贝数V59. %
保护层的厚度tl (mm)0. 0875
轴上波阵面像差(入RMS)0. 0016
轴外波阵面像差(人脂s)0. 029
实施例4的物镜对波长A为405. Onm的使用光实现所谓O. 85的大NA， 如表4的轴上波阵面像差的值及图9所示，波阵面像差良好，能在光记录 介质9的光记录层9b良好地会聚该使用光。而且，如表4所示，实施例4的 物镜确保充分长度为0.721mm的工作距离的同时，从轴外波阵面像差为 0.029 ARMS的情况来看也实现了良好的像高特性，而且，质量也被轻量 化为O. 073克。
实施例4的物镜8，是按照作为光记录介质9假定2层光盘为了对应于2 层光盘而在2个记录层的中间位置像差良好的方式被设定的。如图13所 示，实施例4的物镜8构成为波阵面像差在离光记录介质9的表面0. 0875mm 的位置变得最小，在该位置的轴上波阵面像差为O. 0016 X賜S。
在表5表示对应于实施例1 4的上述条件式(1) (6)的值。根据 表4可知，实施例1 4的均满足全部条件式(1) (6)(包括(4-1))。 [表5]
式(1)式(2)式(3)式(4)式(5)式(6)
实施例Nf/f,d/(NA' De)d/Dog/dV
11.605320. 5390.8520.4820. 59659. 96
21.605320. 5370. 8520. 4820. 59559. 96
31.525220. 5330.8830. 5630. 59255. 91
41.605320. 5520. 8120. 5160. 59759. 96接着，参照图15对本发明的实施方式所涉及的光记录/再现装置进行 说明。图15是本发明的一实施方式所涉及的光记录/再现装置30的简要立 体图。光记录/再现装置30在内部具备本发明的实施方式所涉及的光拾取 装置32，在前面设有插入光记录介质的插入部34和用于进行记录、再 现、停止等各种操作的操作按钮35a、 35b、 35c。由于光记录/再现装置 30具备本发明的实施方式所涉及的物镜，因此，例如可在由蓝光光盘构 成的光记录介质上良好地进行记录或再现。
以上，例举实施方式及实施例说明了本发明，但本发明不限于上述 实施方式及实施例，可以进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半 径、非球面系数、面间隔及折射率的值不限于在上述各数值实施例中所 示的值，可取其他的值。
例如，作为本发明的物镜也如实施例不限于光源侧的面及光记录介 质侧的面皆被设为旋转对称的非球面的结构。若至少将一方的面(只要 是一方的面优选设为光源侧的面的一方)设为非球面，则其他面可设为 平面或球面。
而且，在上述实施方式中，优选将NA设为0.85以上，作为实施例的 物镜例举了NA为O. 85的物镜，但即使是数值孔径设计为稍微低于O. 85的 物镜，也适当变更物镜的其他条件或标准以弥补由NA稍微低于0.85产生 的问题，则可提供以皿为O. 85作为基准规格的物镜给光记录/再现装置的 光拾取装置。
而且，本发明光记录/再现装置具备的光拾取装置、操作按钮的数不 限于图15所示的例，可任意设定。
而且，在上述实施方式的说明中，对作为光记录介质使用蓝光光盘 的例进行了说明，但本发明未必限于此。本发明的物镜、光拾取装置、 光记录/再现装置也可适用于作为光记录介质使用其他短波长光用光记录 介质例如所谓AOD (HD-DVD)光盘等的情况。
而且，今后作为光记录介质也设想幵发上述以外的、例如使用光波 长进一步短波长化到紫外线区域的标准，但在此情况当然也可适用本发 明。此时，作为透镜材料优选使用在使用光波长具有良好的透射率的材
26料，例如，作为本发明的物镜的透镜材料也可使用萤石或石英。
权利要求
1.一种物镜，将从光源射出的光会聚在进行信息的记录或再现的光记录介质上，其特征在于，该物镜由至少1个面被设为非球面的单透镜构成，并满足下述条件式(1)～(3)N≤1.75(1)0.5＜f/f1＜0.6(2)0.8＜d/(NA·De)＜1.0(3)此处，N为折射率，f为焦距(mm)，f1为光源侧的面的焦距(mm)，d为光轴上的厚度(mm)，NA为光记录介质侧的数值孔径，De为光源侧的面的有效直径(mm)。
2. —种物镜，将从光源射出的光会聚在进行信息的记录或再现的光 记录介质上，其特征在于，该物镜由至少l个面被设为非球面的单透镜构成，并满足下述条件式 (1) 、 (2) 、 (4): <formula>formula see original document page 2</formula> 此处，N为折射率， f为焦距(mm)， t为光源侧的面的焦距(mm)， d为光轴上的厚度(mm)， Do为夕卜径(咖)。
3. 如权利要求1或2所示的物镜，其特征在于， 在光轴附近被设为双凸形状。
4. 如权利要求1至3中的任一项所述的物镜，其特征在于，上述物镜的上述光记录介质侧的面，在光轴附近被设为凸形状且在 从光轴离开的预定位置被设为凹形状。
5. 如权利要求1至4中的任一项所述的物镜，其特征在于， 质量被设为O. 5克以下。
6. 如权利要求1至5中的任一项所述的物镜，其特征在于， 满足下述条件式(5):0. 50<g/d<0. 80 (5) 此处，g为从光源侧的面顶点的垂直于光轴的切平面到透镜的重心位置的距 离(mm)。
7. 如权利要求1至6中的任一项所述的物镜，其特征在于， 上述光记录介质侧的数值孔径为O. 70以上，0. 98以下。
8. 如权利要求1至7中的任一项所述的物镜，其特征在于， 上述光的波长为400. Onm以上，410. Onm以下。
9. 如权利要求8所述的物镜，其特征在于，上述光记录介质侧的数值孔径为O. 85以上，上述光记录介质的保护 层的厚度为O. 075醒以上且0. lmm以下。
10. 如权利要求8所述的物镜，其特征在于，上述光记录介质侧的数值孔径为O. 85以上，波阵面像差的RMS在从上 述光记录介质的表面进入该光记录介质的内部tlmra的位置变得最小，上 述tl为O. 075mm以上且0. lmm以下。
11. 一种光拾取装置，其特征在于， 具备权利要求1至10中的任一项所述的物镜。
12. —种光记录/再现装置，其特征在于， 搭载有权利要求ll所述的光拾取装置。
全文摘要
本发明提供一种物镜，该物镜具有充分的工作距离且谋求轻量化。该物镜由至少1个面被设为非球面的单透镜构成，且该物镜将从光源射出的光会聚在进行信息的记录或再现的光记录介质上，并满足下述条件式(1)～(3)N≤1.75(1)；0.5＜f/f<sub>1</sub>＜0.6(2)；0.8＜d/(NA·De)＜1.0(3)。此处，N折射率，f焦距(mm)，f<sub>1</sub>光源侧的面的焦距(mm)，d光轴上的厚度(mm)，NA光记录介质侧的数值孔径，De光源侧的面的有效直径(mm)。
文档编号G02B13/00GK101581824SQ20091014126
公开日2009年11月18日 申请日期2009年5月14日 优先权日2008年5月16日
发明者北原有, 小里哲也, 森将生, 胜间敏明 申请人:富士能株式会社