光拾取装置以及光信息记录再生装置的制作方法

专利名称：光拾取装置以及光信息记录再生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够对在厚度方向具有3个以上(包括3个)信息记录面的光盘进行信息记录及/或再生的光拾取装置，以及备有该光拾取装置的光信息记录再生装置。
背景技术：
能够用波长400 n m左右的蓝紫色半导体激光进行信息记录及/或再生(以下将“记录及/或再生”记述为“记录/再生”)的高密度光盘已为周知，为其一例的用ΝΑ0.85、光源波长405 n m规格进行信息记录/再生的光盘、S卩所谓的B I u— r a y Disc (以下称为B D)的情况时，对于大小与D V D (N A O. 6、光源波长650 n m、记忆容量4. 7 G B)相同的直径12 c m的光盘，每一层能够记录25 G B的信息。以往的B D大多具有I层或2层信息记录面，但是由于消费市场的需求，希望在I张B D中保存更大数据，因此，具有3层以上(包括3层)信息记录面的B D的实用化研究正在进展。但是由于进行信息记录/再生时光束的N A为O. 85之大，所以具有多个信息记录面的B D中，如果构成付与一个信息记录面最小球面像差的话，则透明基板厚(从光盘的光束入射面到信息记录面的距离)不同的其他信息记录面上球面像差增大，不能确切地进行信息记录/再生，存在问题。信息记录面个数越多(即离表面距离最小的信息记录面与离表面距离最大的信息记录面之间的间隔越大)，这种球面像差问题越明显。对此，专利文献I中公开了一种光拾取装置，其中，通过使配置在光源和物镜之间的偶合透镜在光轴方向移动来改变物镜的倍率，能够使抑制了 3次球面像差的光束聚光于所选择的信息记录面。本说明书中，称从某信息记录面，改变必须进行信息记录/再生的信息记录面，到他信息记录面之动作，为“聚焦跳跃”。先行技术文献专利文献专利文献I :专利第4144763号号说明书
发明内容
发明欲解决的课题但是，为了用上述专利文献I中记载的光拾取装置对例如具有3层以上(包括3层)信息记录面的光盘进行信息记录/再生，选择任何一个信息记录面时，偶合透镜的移动距离必须长。偶合透镜的移动距离长的话，光源到物镜的光路长变长，有例如不能实现光拾取装置的小型化之问题。另外，必须驱动偶合透镜的大型传动装置，有成本上升之问题。尤其是能够对具有3层以上(包括3层)信息记录面的B D进行信息记录/再生的光拾取装置，在以往搭载在置放型录音机等中的、被称之谓半高(half-height)的较厚类型中，是能够确保较大的偶合透镜的移动空间的，但在搭载在笔记本型P C和薄型电视机背面等中的、被称之谓扁薄型的较薄的光拾取装置中，则存在不能充分确保偶合透镜的移动空间之问题。
并且一般来说，光拾取装置中，对光盘进行信息记录/再生时，沿所述光盘的径向及/或切向倾斜(本说明书中称谓透镜倾斜)物镜，用由此产生的彗形像差，能够抵消光盘翘起、倾斜(本说明书中称谓盘倾斜)所产生的彗形像差。因此，透镜倾斜时产生的彗形像差量小的话，为了修正盘倾斜引起的彗形像差，所需的透镜倾斜量增大，这样必须充分确保大的透镜倾斜量动态范围，导致光拾取装置大型化以及传动装置耗电大等问题。但是，BD用光拾取装置中对透明基板厚厚的信息记录面LO (例如透明基板厚100 μ m)进行信息记录/再生时，是通过使偶合透镜在光轴方向移动而对物镜入射发散光束，因此，与平行光束入射时相比，透镜倾斜时的彗形像差量小。由上述可知，对应于3层以上(包括3层)BD的光拾取装置，其中透镜倾斜时的彗形像差量小，有可能产生不能良好地修正盘倾斜引起的彗形像差之问题。另外，用由塑料材料构成的物镜实现高NA时，温度变化导致在光束斑点的球面像差(本说明书中称谓温度像差)明显，例如，焦距I. 41mm的由塑料材料构成的物镜的情况， 变化30°C时，球面像差的变化量约为100m Arms,超过马雷夏尔极限值(Marechal limit)70m Arms ο以往D VD的情况时，因为NA为O. 60 O. 67左右，所以温度变化引起产生的球面像差量较小，没有必要修正该球面像差，但是B D用物镜时，还由于球面像差与NA的四次方成比例，温度变化引起产生的球面像差量变大。因此，搭载了塑料制物镜的BD用光拾取装置中，必须通过使偶合透镜在光轴方向移动来修正温度变化引起产生的像差。因此，在用塑料制物镜对信息记录面LO进行信息记录/再生期间环境温度上升时，物镜入射光的发散程度变得更大，透镜倾斜时的彗形像差量变得更小，因此，不能良好地修正盘倾斜引起的彗形像差之问题变得更大。本发明考虑上述问题，目的在于提供一种光拾取装置，其中，能够减少偶合透镜的移动量，小型且低成本，适应作为扁薄型光拾取装置，能够对具有多层信息记录面的光盘进行信息记录/再生。本说明书中，“透明基板厚”是从光盘的光束入射面到信息记录面的距离，在厚度方向具有多个信息记录面的光盘，其中各个信息记录面的透明基板厚是互不相同的。一般来说，光拾取装置用物镜是按照所定厚度的玻璃盖、使球面像差为最小地被定出球面像差的修正状态(该玻璃盖的厚度又称为设计玻璃盖厚)。设计玻璃盖厚有时与光盘任一信息记录面的透明基板厚相同，有时不同。玻璃盖的厚度变化时物镜的特性也变化，所以，讨论光拾取用物镜的特性时，也必须一起考虑玻璃盖厚。因此，本说明书中，论述物镜特性时使用“玻璃盖”之名词，以区别于光盘的“透明基板”(虽然使用“玻璃盖”之说法，但玻璃盖厚并不局限于玻璃，也可以是树脂)。用来解决课题的手段第I项记载的光拾取装置，具有射出波长λ I (390 n m< λ I < 415 η m)光束的光源；偶合透镜；物镜；选择在厚度方向具有3个以上(包括3个)透明基板厚互不相同的信息记录面之光盘中的任何一个信息记录面，由所述物镜将从所述光源射出的波长λ I光束聚光于所述选择的信息记录面，由此进行信息记录及/或再生，光拾取装置的特征在于，所述偶合透镜至少具有一个能够在光轴方向移动的移动透镜，通过使所述移动透镜在光轴方向在所述光源与所述物镜之间移动，选择光盘中的任何一个信息记录面，所述物镜是单透镜，
所述物镜的像侧数值孔径(NA)在O. 8以上(包括O. 8),0. 95以下(包括O. 95)，
以所述透明基板厚中最大的透明基板厚为T MAX(mm)时，在常温(25 ±3 C )且满足(I)式的玻璃盖厚T (mm)时,球面像差为最小时的倍率M满足(2)式Tmax X0. 80 彡 T彡 Tmax XI. I(I)- O. 003 彡MS O. 003(2)。较薄的光拾取装置、即所谓扁薄型的光拾取装置中，与较厚的光拾取装置、即所谓半高型的相比，偶合透镜的移动空间有制约。然而偶合透镜与光源之间一般配置偏振分光仪、半面镜等固定元件，所以，难以使偶合透镜向光源侧较大移动，但物镜侧空间却较有空余。对此，本发明者通过锐意研究发现，对于满足(I)式的玻璃盖厚T，使球面像差为最小时的倍率M满足(2)式的话，相对相对原点向物镜侧移动的偶合透镜的移动量来说，能够减小相对原点向光源侧移动的偶合透镜的移动量。这样，能够既避免偶合透镜与固定元件的干涉，又确保偶合透镜总的移动量，选择3层以上(包括3层)信息记录面的任何一面进行信息记录/再生。
并且，作为与具有3层以上(包括3层)信息记录面的B D对应的拾取装置，如上所述，必须是对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生时物镜的倾斜灵敏度不太小。尤其是使用塑料制物镜时，必须是正在对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生中环境温度上升时透镜倾斜灵敏度不太小。通过满足(I)式，能够防止对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生时物镜的倾斜灵敏度太小。第2项记载的光拾取装置是第I项中记载的发明，其特征在于，以从所述偶合透镜向所述物镜侧射出平行光束之位置为所述移动透镜的原点，所述移动透镜从所述原点向所述光源侧的最大移动距离，小于所述移动透镜从所述原点向所述物镜侧的最大移动距离。这样，在具有有限空间的扁薄型光拾取装置中，能够既避免偶合透镜与固定在光源侧的元件干涉，又选择3层以上(包括3层)信息记录面的任何一面进行信息记录/再生。并且，优选选择所述光盘的离光束入射面最远的信息记录面聚光所述光束时、所述移动透镜从所述原点的移动距离，小于选择所述光盘的离光束入射面最近的信息记录面聚光所述光束时、所述移动透镜从所述原点的移动距离。第3项记载的光拾取装置是第I或2项中记载的发明，其特征在于，以从所述偶合透镜向所述物镜侧射出平行光束之位置为所述移动透镜的原点、所述原点的所述光源一侧为(一)、所述原点的所述光盘一侧为(+)时，在选择所述光盘的离光束入射面最远的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为A (A< 0)，选择所述光盘的最接近于光束入射面的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为B (B > O)时，满足下式— IO^B/ — I. 5(3)。通过满足(3)式，在具有有限空间的扁薄型光拾取装置中，能够既避免偶合透镜与固定在光源侧的元件干涉，又选择3层以上(包括3层)信息记录面的任何一面进行信息记录/再生。另外，能够确切防止对透明基板厚厚的一个信息记录面进行信息记录/再生时物镜倾斜灵敏度太小。第4项记载的光拾取装置是第I或2项中记载的发明，其特征在于，以从所述偶合透镜向所述物镜侧射出平行光束之位置为所述移动透镜的原点，所述原点的所述光源一侧为(一)、所述原点的所述光盘一侧为(+)时，在选择所述光盘的离光束入射面最远的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为A (A>0)，选择所述光盘的最接近于光束入射面的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为B (B > O)时，满足下式5 ≤ B / A≤ 15(4)。通过满足(4)式，在具有有限空间的扁薄型光拾取装置中，移动透镜不向光源侧移动，偶合透镜和固定在光源侧的元件的配置自由度提高。第5项记载的光拾取装置是第I至4的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述物镜在所述波长λ I时的焦距f (mm)满足下式I. O 彡 f 彡 I. 45(5)。
第6项记载的光拾取装置是第I至5的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述倍率M时，在有效半径的70%到90%之间正弦条件违反量持正的极大值，在所述有效半径内正弦条件违反量不持负的极大值。这种结构能够进一步减小聚焦跳跃时的残留高次球面像差，能够进一步减小聚焦跳跃时的偶合透镜移动量，另外，即使是正在对透明基板厚厚的一个信息记录面进行记录/再生之中，也能够抑制透镜倾斜灵敏度降低，并且，塑料物镜在环境温度上升时，也能够抑制透镜倾斜灵敏度降低。第7项记载的光拾取装置是第I至5的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述倍率M时，在有效半径的70%到90%之间正弦条件违反量持正的极大值，并且，在比所述正的极大值还要靠近光轴的位置，正弦条件违反量持负的极大值。这种结构能够减小聚焦跳跃时的残留高次球面像差，能够减小聚焦跳跃时的偶合透镜移动量，另外，即使是正在对透明基板厚厚的一个信息记录面进行记录/再生之中，也能够抑制透镜倾斜灵敏度降低，并且，塑料物镜在环境温度上升时，也能够抑制透镜倾斜灵敏度降低，加上还能够抑制相对的2个光学面因制造误差而在光轴垂直方向偏移时的像差发生量，另外，还能够抑制光轴上的透镜厚因制造误差而在光轴方向偏差时的像差发生量，因此，能够提供更容易制造的物镜。第8项记载的光拾取装置是第I至7的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述物镜由玻璃材料构成。第9项记载的光拾取装置是第I至7的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述物镜由塑料材料构成。第10项记载的光拾取装置是第I至9的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述偶合透镜由单透镜组成，所述单透镜是所述移动透镜。第11项记载的光拾取装置是第I至9的任何一项中记载的发明，其特征在于，所述偶合透镜由正透镜组及负透镜组之2组结构组成，所述正透镜组的至少I个透镜是所述移动透镜。根据本发明能够进一步抑制移动透镜的移动量为较小，能够提供更小型的光拾取
装置，
本发明涉及的光拾取装置至少具有I个光源(第I光源)。当然也可以具有多种光源使之能与多种光盘对应。并且，本发明的光拾取装置至少具有用来使第I光源发出的第I光束聚光于第I光盘信息记录面上的聚光光学系统。在能够与多种光盘对应的光拾取装置中，也可以构成聚光光学系统使第2光束聚光于第2光盘的信息记录面上、使第3光束聚光于第3光盘的信息记录面上。另外，本发明的光拾取装置具有至少接受来自于第I光盘信息记录面的反射光束的受光元件。在能够与多种光盘对应的光拾取装置中，也可以构成使受光元件接受来自于第2光盘信息记录面的反射光、接受来自于第3光盘信息记录面的反射光。本说明书中，“物体侧”意味光源侧，“像侧”意味光盘侧。第I光盘具有厚度为t I的透明基板和信息记录面。第2光盘具有厚度为t 2( t
I< t 2)的透明基板和信息记录面。第3光盘具有厚度为t 3 ( t 2 < t 3)的透明基板和信息记录面。优选第I光盘为B D、第2光盘为DVD、第3光盘为C D，但并不局限于此。第I光盘在厚度方向重叠地具有3个以上(包括3 个)信息记录面。即第I光盘是在厚度方向具有3个以上(包括3个)从光盘的光束入射面到信息记录面的距离(本说明书中称之为“透明基板厚”)互不相同的信息记录面之光盘。当然也可以具有4个以上(包括4个)信息记录面。另外，第2光盘、第3光盘也可以具有多个信息记录面。另外，“最大透明基板厚”是指多个信息记录面中光盘的离光束入射面最远的信息记录面的透明基板厚，“最小透明基板厚”是指光盘的最接近光束入射面的信息记录面的透明基板厚。在以透明基板厚中最小透明基板厚为Tmin、透明基板厚中最大透明基板厚为TMAX时，优选满足(6)式:O. 03 (mm) <TMAX—TMIN< O. 06 (mm) (6)在满足(6)式的具有3层以上(包括3层)信息记录面的光盘中，如上所述，聚焦跳跃时偶合透镜的移动量变得更长，有关偶合透镜移动量的课题变大，而本发明是解决这种较大课题的技术。因此，光拾取装置在第I光盘的多个信息记录面中选择任何一个信息记录面，由物镜将光源射出的光束聚光于被选择的信息记录面，由此进行信息记录及/或再生。本说明书中，B D是由波长390 415 n m左右的光束、N A O. 8 O. 95程度的物镜进行信息记录/再生、透明基板厚度为O. 05 O. 125 mm程度的光盘的总称，包括只有单一信息记录面的B D和具有3层以上(包括3层)信息记录面的B D等，但本发明的光拾取装置至少能够对应于具有3层以上(包括3层)信息记录面的B D。并且，本说明书中，DVD是由ΝΑ0. 60 O. 67程度的物镜进行信息记录/再生、透明基板厚度为O. 6 mm程度的DVD系列光盘的总称,包括 D V D — ROM、DVD —Vi d e O、DVD —Aud i O、DVD —RAM、D VD —R、D VD —RW、D VD + R、D VD + RW等。另外，本说明书中，C D是由N A O. 45 O. 51程度的物镜进行信息记录/再生、透明基板厚度为I. 2 mm程度的C D系列光盘的总称，包括C D —ROM、CD —Aud i O、CD —Vi d e o、CD — R、C D — RW等。记录密度是B D的记录密度最高，以下按DVD、C D顺序降低。有关透明基板厚度t I、t 2、t 3，优选满足以下条件式(7)、(8)、(9)，但并不局限于此O. 050 mm^ t 1^0. 125 mm (7)O. 5 mm^ t 2 ^ O. 7 mm(8)I. O mm^ t 3 ^ I. 3 mm(9)。本说明书中，优选第I光源、第2光源、第3光源是激光光源。激光光源可以优选米用半导体激光、娃激光等。优选从第I光源射出的第I光束的第I波长λ I、从第2光源射出的第2光束的第2波长λ 2 ( λ 2 > λ I)、从第3光源射出的第3光束的第3波长λ 3
(入3 > λ2)满足以下条件式(10)、(11):I. 5Χλ1<λ2<1. 7Χλ1(10)I. 8Χλ1< λ3<2. OX λ I(11)。第I光盘、第2光盘、第3光盘分别采用B D、DVD、C D时，第I光源的第I波长λ I优选在350 n m以上(包括350 n m)、440 n m以下(包括440 n m),较优选长于390n m短于415 n m,第2光源的第2波长λ 2优选在570 n m以上(包括570 n m)、680 ηm以下(包括680 n m),较优选在630 n m以上(包括630 n m)、670 n m以下(包括670 ηm),第3光源的第3波长λ 3优选在750 n m以上(包括750 n m)、880 n m以下(包括880·n m),较优选在760 n m以上(包括760 n m)、820 n m以下(包括820 nm)。可以对第I光源、第2光源、第3光源中的至少2个光源进行单元化。单元化是指例如第I光源和第2光源被固定收纳在I插件中。另外，除了光源之外，也可以使后述受光兀件I插件化。作为受光元件，优选采用光电二极管等光检出器。在光盘信息记录面上反射的光入射到受光元件，用其输出信号能够得到记录在各光盘上的信息的读取信号。进一步可以检出受光元件上的斑点的形状变化、位置变化的光量变化，进行聚焦检出和轨迹检出，根据该检出使物镜移动，进行聚焦、追踪。受光元件可以由多个光检出器组成。受光元件也可以具有主的光检出器和副的光检出器。也可以构成下述受光元件例如，在接受用于信息记录再生之主光的光检出器两旁设2个副的光检出器，由该2个副的光检出器接受追踪调整用的副光。受光元件也可以具有与各光源对应的多个受光元件。聚光光学系统具有偶合透镜和物镜。偶合透镜是指配置在物镜和光源之间、改变光束发散角的透镜组。准直透镜是偶合透镜的一种，是将入射光束作为平行光或略平行光射出的偶合透镜。偶合透镜可以有只由正透镜组构成的情况和具有正透镜组和负透镜组的情况。正透镜组至少具有I个正透镜。正透镜组可以只是I个正透镜，也可以具有多个透镜。具有负透镜组时，负透镜组至少具有I个负透镜。负透镜组可以只是I个负透镜，也可以具有多个透镜。优选的偶合透镜的例子是只由I个单透镜的正透镜构成的，或由I个单的正透镜和I个单的负透镜的组合构成的。本说明书中，对于偶合透镜，有时将在光轴方向能够移动的透镜称为“移动透镜”。另外，本说明书中，“偶合透镜的移动量”与“移动透镜的移动量”用作相同意义。进行聚焦跳跃时，作为抑制偶合透镜移动量为较小的方法，可以考虑提高构成偶合透镜的透镜组中在光轴方向移动的透镜组的能力(即缩短在光轴方向移动的透镜组的焦距)。这是因为在光轴方向移动的透镜组的移动量是其透镜组的能力越大(即其透镜组的焦距越短)移动量越小。然而，将偶合透镜构成为一组结构的情况时，如果缩短在光轴方向移动的透镜组的焦距(即等于偶合透镜的焦距)，则由物镜聚光的斑点将变为椭圆形，有担忧妨碍对B D的信息记录及/或再生。以下叙述有关理由。一般来说，从作为光拾取装置的光源所采用的半导体激光射出的光束是椭圆形的，所以椭圆的长轴方向和短轴方向的光量分布是不同的。偶合透镜的焦距太短的话，偶合透镜取入的光量分布的非对称性明显，所以，由物镜聚光的斑点呈椭圆形，有担忧妨碍对BD的信息记录及/或再生。因此，偶合透镜为一组结构的情况时，难以使减小聚焦跳跃时所必须的偶合透镜的移动量与偶合透镜取入的光量分布的对称性得到两立。为了使上述得到两立，优选使偶合透镜为正透镜组和负透镜组构成的2组结构，构成通过使正透镜组的至少I个透镜在光轴方向移动从而选择是聚光于光盘上哪一个信息记录面之结构。为了说明的简略化，设偶合透镜是由正透镜和负透镜构成的2组结构的薄透镜系统，聚焦跳跃时使正透镜沿光轴方向移动。若以正透镜的能力为P P、正透镜的焦距为f P、负透镜的能力为P N、负透镜的焦距为f N、正透镜与负透镜的距离为L，则偶合透镜整体的能力P C以及偶合透镜整体的焦距f c由以下(12)式表示Pc=Pp+Pn — L X PpX Pn、Pc=I / f cPc= I / f p+ I / f N—L / ( f p X f N) (12)。在此，若以物镜的焦距为f。，则由偶合透镜和物镜构成的聚光光学系统的倍率M为以下(13)式M = - f ο / f c(13)。为了完善偶合透镜取入的光量分布的对称性，使物镜聚光的斑点的形状为圆形，必须对从用作光源的半导体激光射出的光束的椭圆率，设定最适当值的光学系统倍率M。B D用光拾取装置中，聚光光学系统的倍率的最适当值为一 O. I程度。若考虑配置在光源与偶合透镜之间的偏振分光仪等光学元件的配置空间，则不能极端地缩短整个偶合透镜的焦距f c。并且，为了使得对B D进行信息记录及/或再生时、物镜与B D的距离(又称工作距离)不至于太短、且对光拾取装置进行薄型化，物镜焦距f。的最适当范围自然而定。根据上述，基于(13)式，作为B D用光拾取装置用的偶合透镜，其整体的焦距范围必须在某一所定范围，而不能只考虑聚焦跳跃时所需的偶合透镜的移动量，不顾一切地减小偶合透镜整体的焦距f C。在此，为了抑制聚焦跳跃时的移动量为较小，优选增大正透镜的能力P p，并且使偶合透镜整体的焦距f c不过分太短地增大负透镜的能力P N的绝对值(请参照(12)式)。根据上述，在正透镜组和负透镜组之2透镜组组成的偶合透镜中，通过在光轴方向移动正透镜组，能够使得减小聚焦跳跃时所需的正透镜组的移动量与偶合透镜取入的光量分布的对称性得到两立。至于正透镜组和负透镜组的配置，可以从光源侧按负透镜组、正透镜组之次序配置，也可以从光源侧按正透镜组、负透镜组之次序配置。优选前者配置。根据上述，从减小偶合透镜移动量之观点出发，光拾取装置中最合适的偶合透镜例子是由I个正透镜和I个负透镜组合而成的，优选从光源侧按负透镜、正透镜之次序配置。但本发明并不局限于此，从尽可能简略偶合透镜结构之观点出发，也可以选择I个单正透镜的偶合透镜。根据上述理由，为了修正第I光盘被选择的信息记录面上产生的球面像差，优选正透镜组的至少I个透镜(优选是正透镜)能够在光轴方向移动。例如，在进行第I光盘某一信息记录面的记录及/或再生、接下去进行第I光盘另一信息记录面的记录及/或再生时，使偶合透镜正透镜组中的至少I个透镜在光轴方向移动、改变光束发散度、改变物镜倍率，由此修正向第I光盘不同信息记录面聚焦跳跃时产生的球面像差。图I是本发明者所作探讨的结果示意图。本发明者以塑料制的、焦距f= I. 18mm的、光学面为非球面或衍射面的、像侧数值孔径为O. 85的物镜为例，求得在具有多个信息记录面的第I光盘(B D)的离开最大限度的信息记录面上分别形成最合适的聚光斑点时所产生的最大球面像差的差A S、环境温度变化±30°C时所产生的最大的球面像差BS，以及光源波长变化±5 n m时所产生的最大的球面像差C S。用图I中的条形图来表示它们。这种球面像差可以通过使偶合透镜在光轴方向移动、改变物镜倍率来修正，采用相同偶合透镜时，球面像差量的合计与偶合透镜的移动量相当。如图I ( a )、(b )所示，使用具有2个信息记录面的光盘的情况,光学面为非球面折射面、衍射面之任何一种的物镜时，球面像差的合计为410 430 m λ r m s程度，可以 说偶合透镜的移动量比较小。而如

图1(c)所示，使用具有4个信息记录面的光盘的情况，光学面为非球面折射面的物镜时，球面像差量的合计为680 m λ r m s ,偶合透镜的移动量与使用具有2个信息记录面的光盘时相比必须约I. 5倍。并且如图I (d)所示，光学面为衍射面的物镜时，使用具有4个信息记录面的光盘的情况，作为衍射面的效果，伴随温度变化而产生的球面像差降低，但与此相应，伴随波长变化而产生的球面像差增加，结果，球面像差量的合计为660 m λ r m s ,偶合透镜的移动量与使用具有2个信息记录面的光盘时相比，同样必须约I. 5倍。但是，如果使物镜为玻璃制的且使光学面为非球面折射面的话，则环境温度变化引起的球面像差B S (= 140 m λ r m s )几乎为零,所以偶合透镜的移动量变小(图1( c )中球面像差540 m λ r m s的修正量相当)。进一步，如果使物镜为玻璃制的且使光学面为衍射面修正波长变动时产生的球面像差，则除了环境温度变化引起的球面像差B S之外，由于衍射面的功能，光源波长变动引起的球面像差C S也可以减少，所以，偶合透镜的移动量更小(图I ( c )中球面像差500 m λ r m s的修正量相当)。也就是说，为了减少偶合透镜的移动量，优选物镜用玻璃材料构成。但是，即使是如此改良物镜，相对具有2个信息记录面的光盘使用时的偶合透镜的移动量来说，具有4个信息记录面的光盘使用时的偶合透镜的移动量依然为2倍左右，因此，为了抑制偶合透镜的移动量，优选进一步化一些功夫。关于具有3个信息记录面或5个以上(包括5个)信息记录面的光盘使用时的偶合透镜的移动量，可以说是同样的情况。对此，本发明中通过不满足物镜的正弦条件，实现能够进一步降低偶合透镜的移动量。上述探讨中，作为具有2个信息记录面的光盘(以离光盘的光束入射面距离小的信息记录面为R L I、离光盘的光束入射面距离大的信息记录面为R L 2)，设想了从光盘的光束入射面到R L I的距离为75 μ m、从光盘的光束入射面到R L 2的距离为100 μ m的光盘。并且，作为具有4个信息记录面的光盘(以离光盘的光束入射面距离最小的信息记录面为R L I、离光盘的光束入射面距离最大的信息记录面为R L 4)，设想了从光盘的光束入射面到R L I的距离为50 μ m、从光盘的光束入射面到R L 4的距离为100 μ m的光盘。本说明书中，物镜是指在光拾取装置中被配置在对着光盘之位置上的、具有将从光源射出的光束聚光于光盘的信息记录面上之功能的光学系统。物镜是单塑料透镜或玻璃透镜。物镜可以只由折射面构成，也可以具有光程差付与构造。还可以是在玻璃透镜上用光固化性树脂、U V固化性树脂或热固化性树脂等设光程差付与构造的混合透镜。另外，优选物镜的折射面为非球面。还优选物镜设有光程差付与构造的基底面为非球面。并且，有时称物镜光源侧的光学面为物体侧光学面、称光盘侧的光学面为像侧光学面。优选物镜光源侧光学面的曲率半径的绝对值，小于像侧光学面的曲率半径的绝对值。物镜为玻璃透镜的话，如参照图I已说明的那样，没有必要使偶合透镜移动去修正由于温度变化而产生的球面像差，所以，能够减少偶合透镜的移动量，能够使光拾取装置小型化，因而优选。使物镜为玻璃透镜时，优选使用玻璃转移点T g在500°C以下(包括500°C)、更优选400°C以下(包括400°C)的玻璃材料。通过使用玻璃转移点T g在500°C以下(包括500°C)的玻璃材料，能够用较低的温度成型，这样能够延长模具的寿命。作为这种玻璃转移点T g低的玻璃材料，有例如(株式会社)住田光学玻璃制造的K一 P G 325, K-P G 375(同为产品名称)。 成型制作玻璃透镜时重要的物理特性值是线膨胀系数α。假设即使选择T g在4000C以下(包括400°C )的材料，与树脂材料相比与室温的温度差仍然大。采用线膨胀系数α大的玻璃材料进行透镜成型时，降温时容易出现裂痕。优选玻璃材料的线膨胀系数α在200 (Χ10 —7 / K)以下(包括 200 (Χ10 —7 / K)，更优选在 120 (Χ10 —7 / K)以下(包括 120 (Χ10 —7 / K)。但是，一般来说与塑料透镜相比玻璃透镜比重大，所以使物镜为玻璃透镜的话质量大，驱动物镜的传动装置的负担增大。因此，使物镜为玻璃透镜时优选使用比重小的玻璃材料。具体则优选比重在4. O以下(包括4. O)的，更优选比重在3. O以下(包括3. O)的。另外，玻璃透镜一般比重比塑料透镜更大，所以如果将物镜设为玻璃透镜，则重量变大，对驱动物镜的致动器造成负担。因此，在将物镜设为玻璃透镜的情况下，优选使用比重小的玻璃材料。具体而言，优选比重为4. O以下，更优选比重为3. O以下。在将物镜设为塑料透镜的情况下，优选使用环烯烃系的树脂材料等脂环式烃系聚合物材料。另外，关于该树脂材料，更优选使用针对波长405n m的温度25°C下的折射率是I. 5Γ1. 60的范围内、且一 5°C至70°C的温度范围内的与温度变化相伴的针对波长405ηm的折射率变化率dN/dT (IT1)是一20Χ1(Γ5 一5Χ1(Γ5 (更优选为一10 X 1(Γ5 一
8X IO-5)的范围内的树脂材料。另外，在将物镜设为塑料透镜的情况下，耦合透镜也优选为塑料透镜。以下示出脂环式烃系聚合物的几个优选例。第I优选例是由具有含有下述式(I)所表示的重复单位〔I〕的聚合物段〔Α〕，和含有下述式(I)所表示的重复单位〔I〕以及下述式(2)所表示的重复单位〔2〕或/和下述式
(3)所表示的重复单位〔3〕的聚合物段〔B〕，且段〔Α〕中的重复单位〔I〕的摩尔分数a (摩尔％)和上述段〔B〕中的重复单位〔I〕的摩尔分数b (摩尔％)的关系是a > b的嵌段共聚物组成的树脂组合物。化I
权利要求
1.一种光拾取装置，具有射出波长λ I (390 n m< λ I < 415 η m)光束的光源；偶合透镜；物镜；是选择在厚度方向具有3个以上(包括3个)透明基板厚互不相同的信息记录面之光盘中的任何ー个信息记录面，由所述物镜将从所述光源射出的波长λ I光束聚光于所述选择的信息记录面，由此进行信息记录及/或再生，光拾取装置的特征在干， 所述偶合透镜至少具有一个能够在光轴方向移动的移动透镜，通过使所述移动透镜在光轴方向在所述光源与所述物镜之间移动，选择光盘中的任何ー个信息记录面， 所述物镜是单透镜， 所述物镜的像侧数值孔径(NA)在O. 8以上(包括O. 8)、0. 95以下(包括O. 95)， 以所述透明基板厚中最大的透明基板厚为Tmax (mm)时，在常温(25±3°C)满足(I)式的玻璃盖厚T (mm)时，球面像差为最小时的倍率M满足(2)式 T max X0. 80 ≤Tmax XI. I(I) —O. 003 ≤M≤ O. 003(2)。
2.如权利要求I中记载的光拾取装置，其特征在干，以从所述偶合透镜向所述物镜侧射出平行光束之位置为所述移动透镜的原点，所述移动透镜从所述原点向所述光源侧的最大移动距离，小于所述移动透镜从所述原点向所述物镜侧的最大移动距离。
3.如权利要求I或2中记载的光拾取装置，其特征在干，以从所述偶合透镜向所述物镜侧射出平行光束之位置为所述移动透镜的原点、所述原点的所述光源ー侧为(一)、所述原点的所述光盘ー侧为(+)时，在选择所述光盘的离光束入射面最远的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为A (A < 0)，选择所述光盘的最接近于光束入射面的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为B (B > O)时，满足下式 —10 ≤ B / A — I. 5(3)。
4.如权利要求I或2中记载的光拾取装置，其特征在干，以从所述偶合透镜向所述物镜侧射出平行光束之位置为所述移动透镜的原点、所述原点的所述光源ー侧为(一)、所述原点的所述光盘ー侧为(+)时，在选择所述光盘的离光束入射面最远的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为A (A > 0)，选择所述光盘的最接近于光束入射面的信息记录面聚光所述光束时所述移动透镜的位置为B (B > O)时，满足下式 5 ≤ B/A ≤ 15(4)。
5.如权利要求I至4的任何一项中记载的光拾取装置，其特征在于，所述物镜在所述波长入I时的焦距f (mm)满足下式 I.O ≤ f ≤ I. 45(5)。
6.如权利要求I至5的任何一项中记载的光拾取装置，其特征在于，所述物镜在所述倍率M时，在有效半径的70%到90%之间正弦条件违反量持正的极大值，在所述有效半径内正弦条件违反量不持负的极大值。
7.如权利要求I至5的任何一项中记载的光拾取装置，其特征在于，所述物镜在所述倍率M时，在有效半径的70%到90%之间正弦条件违反量持正的极大值，并且，在比所述正的极大值还要靠近光轴的位置，正弦条件违反量持负的极大值。
8.如权利要求I至7的任何一项中记载的光拾取装置，其特征在于，所述物镜由玻璃材料构成。
9.如权利要求I至7的任何一项中记载的光拾取装置，其特征在于，所述物镜由塑料材料构成。
10.如权利要求I至9的任何一项中记载的光拾取装置，其特征在于，所述偶合透镜由单透镜组成，所述单透镜是所述移动透镜。
11.如权利要求I至9的任何一项中记载的光拾取装置，其特征在于，所述偶合透镜由正透镜组及负透镜组之2组结构组成，所述正透镜组的至少I个透镜是所述移动透镜。
12.—种光信息记录再生装置，其特征在于备有光盘驱动装置，该光驱动装置具有如权利要求I至11的任何一项中记载的光拾取装置。
全文摘要
为了提供能够减小偶合透镜的移动量、小型且低成本、能够对具有多层信息记录面的光盘进行信息记录/再生的、适合于扁薄型的光拾取装置，构成一种光拾取装置，其具有光源；偶合透镜；像侧数值孔径在0．8以上(包括0．8)、0．95以下(包括0．95)的单的物镜；其中，偶合透镜具有1个移动透镜，通过使之在光轴方向在光源和物镜之间移动从而选择信息记录面，以最大的透明基板厚为ＴＭＡＸ(ｍｍ)时，在常温(25±3℃)且满足(1)式的玻璃盖厚Ｔ(ｍｍ)时，球面像差为最小时的倍率Ｍ满足(2)式ＴＭＡＸ×0．80≤Ｔ≤ＴＭＡＸ×1．1 (1)－0．003≤Ｍ≤0．003 (2)。
文档编号G11B7/1378GK102714045SQ201180006796
公开日2012年10月3日 申请日期2011年1月24日 优先权日2010年1月29日
发明者井上寿志 申请人:柯尼卡美能达先进多层薄膜株式会社