CN102971791B - 光拾波器物镜和光拾波器装置 - Google Patents

光拾波器物镜和光拾波器装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光拾波器物镜和光拾波器装置，在设有用于改善温度特性的轮带段差的且数值孔径NA为0.84以上的塑料制光拾波器物镜中，即使盘厚变化时，仍能够尽可能使高次球面像差不发生，将适当尺寸的光斑形成在3个以上的各信息记录面的深度位置。并且，光拾波器物镜的切线角θ(h)和近似切线角φ和归一化光线高度h满足以下的条件式。 其中，切线角θ(h)是在光线高度h之时的切线角(°)，近似切线角是在使切线角θ(h)的各点线性近似的情况下的h＝1之时的角度(°)的值，归一化光线高度h是使透镜有效直径的最外周归一化为1的值。

Description

光拾波器物镜和光拾波器装置
技术领域
本发明涉及在使光记录媒体(光盘)的信息得以记录再生的光信息再生装置所搭载的光拾波器装置用的物镜，特别是涉及即使在具有三层以上的多个信息记录层的光盘中使用时，波阵面像差的劣化也小、且能够在各信息记录层上形成适当的尺寸的光斑的塑料制的光拾波器物镜的构造，和搭载有该光拾波器物镜的光拾波器装置。
背景技术
在使用了蓝紫色激光器的记录容量25GB的高密度光盘的蓝光光盘(Blu-raydisc：注册商标)中，为了进一步高容量化，拥有两层信息记录层型的所谓双层盘被产品化。
这是通过在距光盘的覆盖层表面0.075mm和0.100mm的深度设置两层的信息记录层来达成50GB的记录容量。一般来说，搭载于Blu-ray用的光拾波器装置的光拾波器物镜，为了对应双层盘，覆盖层的厚度按照在信息记录层的中间的0.0875mm处聚焦有焦点的方式设计。
使用该光拾波器物镜而对各层进行记录再生时，覆盖层的厚度与设计的厚度不同之际，会发生波阵面像差。为了对其进行校正，通过在准直仪上设置可移动机构，以改变入射光拾波器物镜的光束的物体距离，由此补偿波阵面像差。
另外，Blu-ray用的光拾波器物镜，其数值孔径NA高达0.85，若材料使用塑料，则周围温度变化时的折射率变化大，因此波阵面像差增大。
特别是近年来为了进一步增大存储容量，覆盖玻璃厚度为两层以上的多层盘得到开发。这就导致以下之虞存在，覆盖层厚度从0.05mm扩展至现在的0.1mm，相比之下扩大了2倍，盘厚度变化带来的波阵面像差相比双层盘也变大2倍左右。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：专利4193914号公报
一般而言，在双层盘使用物镜时公知着以下事情，为了消除三次球面像差，在覆盖层厚度0.075mm时使用会聚光，在0.1mm时使用发散光，但这时高次球面像差(以下，高次球面像差表示(SA52+SA72+SA92+SA112))不能消除。
在专利文献1的实施例中的波阵面像差计算结果和光斑直径计算结果记述在图1～3中。
图1表示现有例1(专利文献1的实施例2)的计算结果。对于现有例1的距覆盖层表面0.075mm和0.1mm的深度的位置的高次球面像差进行计算时，0.075mm下为7.3mλrms，0.1mm下为5.5mλrms。
将其假定为多层盘，尝试以从设计盘厚0.0875mm偏离0.025mm的0.0625mm和0.1125mm进行计算时，0.0625mm时为13.4mλrms，0.1125mm时为11.8mλrms。平均值为12.6mλrms，高次球面像差发生。
图2表示现有例2(专利文献1的实施例3)的计算结果。对于现有例2的距覆盖层表面0.075mm和0.1mm的深度的位置的高次球面像差进行计算时，0.075mm下为7.6mλrms，0.1mm下为6.9mλrms。
将其假定为多层盘，尝试以从设计盘厚0.0875mm偏离0.025mm的0.0625mm和0.1125mm进行计算时，0.0625mm时为14.4mλrms，0.1125mm时为13.8mλrms。平均值为14.1mλrms，高次球面像差发生。
如此，在有多层的盘中，高次球面像差的劣化发生。特别是塑料透镜的情况下，作为改善温度特性的方法例如在专利文献1中提出有以安置轮带来改善温度特性的方法，但置有这样的轮带时，覆盖层厚度变化的情况下，高次球面像差的发生量变大。另外，在折射率为1.52以下的透镜中设计变得更困难，覆盖层厚度变化时的高次球面像差发生量变大。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种光拾波器物镜和光拾波器装置，在设有用于改善温度特性的轮带段差的且数值孔径NA为0.84以上的塑料制的光拾波器物镜中，即使在盘厚发生变化时，其也尽可能使高次球面像差不发生，能够在各信息记录面的深度位置形成适当尺寸的光斑。
图5中示出本发明的光拾波器物镜6的一例。如图5所示，在本发明的光拾波器物镜6的至少一方的面，形成有由同心的大小不同的多个轮带9构成的轮带构造。而且，在各轮带构造的相邻轮带间形成有段差。由于该段差，透过各个轮带的光束间产生相位差。
在光拾波器物镜的设计中，透过的激光的相位其设定方式为，在邻接的轮带间，以波长单位计而使之不同。即，在与设计同条件下激光入射到光拾波器物镜6时，透过各轮带区域9的激光的相位相互按波长的整数倍不同。
因此，从光拾波器物镜6出射的激光中不会发生相位差，从光拾波器物镜6出射的激光的像差，与从没有形成段差的光拾波器物镜出射的激光的像差大体相同。
另一方面，周边温度变化、而波长发生了变化的激光入射光拾波器物镜6时，透过各轮带区域9的激光的相位的差别不是波长的整数倍。因此，波长变化时，透过不同的轮带区域9的激光发生相位差。而且，该相位差成为使因周边温度变化而发生的像差减少这样的大小。
此外，为了减小周边温度变化时的像差，各轮带9按照取得设计上的波阵面像差和周边温度变化时的平衡的方式被最优化为不同的面形状。
一般来说，覆盖层厚偏离设计时，进行准直仪透镜的位置的调整，从而抑制波阵面像差。为此，在覆盖层厚度偏离设计时，入射光拾波器物镜6的激光成为发散光或会聚光。
发散的光和会聚的光入射光拾波器物镜6时，虽然能够消除三次球面像差，但高次球面像差残留。
由此，发现了用于使这样的高次球面像差的发生不引起的轮带9的形状应该满足的条件。为了进行其详细的说明，首先说明切线角的定义。图6是本发明的切线角的说明图。切线角是图6中的θ，是垂直于光轴的面在透镜面的交叉的点上的切线、与垂直于光轴的面所形成的夹角。
在本发明中，
[算式1]
通过设定满足算式1的面形状，即使在多层盘的各覆盖层的厚度下仍可抑制高次球面像差。
其中，归一化光线高度h，是将透镜有效直径的最外周归一化为1的值，切线角θ(h)是在归一化光线高度h之时的切线角(°)，近似切线角是使切线角θ(h)的各点线性近似的情况下的h＝1之时的角度(°)的值，详情如图7所示。在切线角(°)不满足(1)式的区域，某一半径下的面形状大不相同，因此发散的光和会聚的光入射时，能够使光焦度有所差异，且使高次球面像差发生。
图3中记述的是绘制有现有例2的第二面的切线角的图。在不满足1式时的设计中，如图3，第二面的切线角无法成为光滑的曲线。
同样，图4中记述的是绘制现有例3的第二面的切线角的图。在不满足1式时的设计中，如图4，第二面的切线角无法成为光滑的曲线。
在拥有这样的第二面的形状的透镜中，为了校正因覆盖层厚度变化造成的球面像差，改变准直仪的位置而形成发散的光和会聚的光时，第二面的到达地点改变，因位于光焦度不同的形状的位置，所以高次球面像差发生。
反之在成为满足(1)式的面形状时，因为各半径下的面形状没有差别，所以发散的光和会聚的光入射光拾波器物镜6时，也不会使波阵面的偏移造成的高次球面像差发生，而是对其进行会聚。
此外切线角θ(h＝1)优选满足下述算式。
[算式2]
107＜折射率n×切线角θ(h＝1)＜113
                                        …(2)
通过满足(2)式，近轴的NA(以下，称为“NA0”。)和边缘光线的NA(以下，称为“NAM”。)大体一致。若NA0与NAM一致，则光线的偏差变小，因此能够得到高次球面像差小的且良好的光斑。
还有，本发明的光斑，其特征在于，光斑直径满足算式3。
[算式3]
0.96＜光斑直径比＜1.04
                        …(3)
在此，由如下定义：
光斑直径比＝光斑直径计算值/光斑直径理论值，
光斑径理论值＝0.82×λ/NA0。
此外，焦距f优选为算式4。
[算式4]
1.15＜f
                …(4)
1.15＜f的优选的理由在于，确保工作距离。
此外，就焦距f短而言，光拾波器物镜6的第一面和第二面的曲率半径R小，结果是缘边厚度变薄。若缘边厚度薄，则缘边破裂等的问题发生，而使光拾波器物镜6的安装变得困难。
另外，通过设计同时满足式(1)、(2)这样的光拾波器物镜6，可以进行即使覆盖层厚度不同而为0.075mm和0.1mm时、而波阵面像差和光斑直径也不会变差的光拾波器物镜6的设计。
此外，即使在多层盘7这样的覆盖层厚度范围宽达0.05mm至0.1mm，信息记录面形成有三层以上的多层的盘片7中，也可以在不使波阵面像差和光斑直径劣化的状态下使用。
本发明的光拾波器物镜，是在对于拥有多个信息记录面的光信息记录媒体进行信息的记录和再生的光拾波器装置中所搭载的数值孔径0.84以上的塑料制的光拾波器物镜，其特征在于，该光拾波器物镜其至少一面为轮带形状，对于所述光拾波器物镜使波长为380nm～430nm的蓝紫色激光入射，切线角θ(h)、近似切线角和归一化光线高度h满足以下的条件式。
[算式5]即[式1]
其中，切线角θ(h)是在光线高度h之时的切线角(°)，近似切线角是使切线角θ(h)的各点线性近似的情况下的h＝1之时的角度(°)的值，归一化光线高度h是使透镜有效直径的最外周归一化为1的值。
本发明的光拾波器物镜，其特征在于，折射率n和切线角θ(h＝1)还满足下式。
[算式6]即[式2]
107＜折射率n×切线角θ(h＝1)＜113
                                        …(2)
本发明的光拾波器物镜，其特征在于，光斑直径比还满足下式。
[算式7]即[式3]
0.96＜光斑直径比＜1.04
                                        …(3)
其中，光斑直径比＝光斑直径计算值/光斑直径理论值，(光斑直径理论值＝0.82×λ/NA0)，NA0为近轴的数值孔径，λ为入射的光的波长。
本发明的光拾波器物镜，其特征在于，焦距f(mm)还满足下式。
[算式8]即[式4]
1.15＜f
                                        …(4)
另外，本发明的光拾波器物镜，是在对于拥有三层以上的多个信息记录面的光信息记录媒体进行信息的记录和再生的光拾波器装置中所搭载的数值孔径0.84以上的塑料制的光拾波器物镜，其特征在于，该光拾波器物镜其至少一面为轮带形状，对于所述光拾波器物镜使波长为380nm～430nm的蓝紫色激光入射，切线角θ(h)、近似切线角和归一化光线高度h满足以下的条件式。
[算式9]即[式1]
其中，归一化光线高度h是使透镜有效直径的最外周归一化为1的值，切线角θ(h)是在归一化光线高度h之时的切线角(°)，近似切线角是使切线角θ(h)的各点线性近似的情况下的h＝1之时的角度(°)的值。
本发明的光拾波器装置，其特征在于，搭载有上述的光拾波器物镜。
另外，本发明的光拾波器装置，是能够对于覆盖层厚度为三层以上、且具备3个以上的多个信息记录面的信息记录媒体进行记录再生的光拾波器装置，其特征在于，搭载有上述的光拾波器物镜。
根据本发明，能够使光拾波器物镜的波阵面像差、光斑一起得以提高。
附图说明
图1是现有例1(专利文献1的实施例2)的计算结果。
图2是现有例2(专利文献1的实施例3)的计算结果。
图3是表示现有例1的相对光瞳坐标和切线角的表，R1面相对光瞳坐标、切线角的曲线图、R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。
图4是表示现有例2的相对光瞳坐标和切线角的表，R1面相对光瞳坐标、切线角的曲线图、R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。
图5是本实施方式的光拾波器物镜的形状图。
图6是说明本实施方式的光拾波器物镜的切线角的图。
图7是说明本实施方式的光拾波器物镜的标记的定义的图。
图8是说明光拾波器物镜的R1面的归一化光线高度和R2面的归一化光线高度的图。
图9是表示本实施方式的光拾波器光学***1的一例的图。
图10是表示本发明的实施例1的物镜的非球面系数、曲率等的表。
图11是本发明的实施例1的结果。
图12是表示本发明的实施例1的相对光瞳坐标和切线角的表，R1面相对光瞳坐标、切线角的曲线图，R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。
图13是表示本发明的实施例2的物镜的非球面系数、曲率等的表。
图14是本发明的实施例2的结果。
图15是表示本发明的实施例2的相对光瞳坐标和切线角的表，R1面相对光瞳坐标、切线角的曲线图，R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。
图16是表示本发明的实施例3的物镜的非球面系数、曲率等的表。
图17是本发明的实施例3的结果。
图18是表示本发明的实施例3的相对光瞳坐标和切线角的表，R1面相对光瞳坐标、切线角的曲线图，R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。
图19是表示本发明的实施例4的物镜的非球面系数、曲率等的表。
图20是本发明的实施例4的结果。
图21是表示本发明的实施例4的相对光瞳坐标和切线角的表，R1面相对光瞳坐标、切线角的曲线图，R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。
图22是表示本发明的实施例5的物镜的非球面系数、曲率等的表。
图23是本发明的实施例5的结果。
图24是表示本发明的实施例5的相对光瞳坐标和切线角的表，R1面相对光瞳坐标、切线角的曲线图，R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。
具体实施方式
接下来，对于本发明的实施方式的光拾波器装置进行说明。图8是概略地表示对于蓝光光盘(BD)7进行适当的信息记录、再生的本实施方式的光拾波器装置PU1的构成的图。此光拾波器装置PU1能够搭载于光信息记录再生装置。
就光拾波器装置PU1而言，在对于BD7进行信息的记录再生时被使用，且发出380nm以上的激光束。在激光的光路上设有分束器2。通过透过分束器2和1/4波片3，被转换成圆偏振光。
从1/4波片3出射的激光的光路上设有耦合透镜4。耦合透镜4由塑料原材或玻璃原材形成，耦合透镜4借助致动器在光轴方向移动，由此被扩展成有适当的角度的光。所谓适当的角度，一般是按照使到达盘7时的波阵面像差为最小的方式所设定的角度。
如此，通过耦合透镜4的光，通过光阑5后，入射到有轮带构造9的光拾波器物镜6。这时，根据本发明可设计为，即使多层盘7的覆盖层厚度变化时，也不会使高次球面像差发生。
如此，成为具有适当的光斑的数值孔径NA0.85的光后，入射光盘7的信息记录面。
由光盘7的信息记录面所反射的激光，经由光拾波器物镜6而入射光检测器8，并受到检测。光检测器8将该激光进行检测、且进行光电转换而输出输出信号。然后，基于光检测器8的输出信号，生成聚焦误差信号、循迹误差信号、再生信号等。另外，使用该聚焦误差信号、循迹误差信号、再生信号等，进行光盘7的记录和/或再生。
实施例1
接着，对于本发明的实施例1进行说明。在图10所示的表中，表示实施例1的光拾波器装置PU1的光拾波器物镜6的折射率、中心厚度、轮带9的宽度、轮带9的段差量、非球面系数、曲率。图10所示的系数，使用的是后述的式(5)的系数。因此，实施例1的光拾波器物镜6的面形状，由使用了图10所示的系数的式(5)表现。
[算式10]即[式5]
Z j ( h ) = Ch 2 1 + 1 - ( K + 1 ) C 2 · h 2 + A 4 h 4 + A 6 h 6 + A 8 h 8 + A 10 h 10 + A 12 h 12 + A 14 h 14 + A 16 h 16 . . . ( 5 )
其中，Zj是非球面形状，h是距光轴的光线的高度，C为曲率，K为二次曲线系数，A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16分别是从4次到16次的非球面系数。还有，C＝1/R(R为曲率半径)。
图11中示出本发明的实施例1的结果。为折射率低至1.50时的例子。实施例1其覆盖层厚度0.075mm下的高次球面像差为6.5mλrms，覆盖层厚度0.1mm下的高次球面像差为6.7mλrms，高次球面像差十分小。
另外，覆盖层厚度0.075mm下的光斑直径为0.393μm，覆盖层厚度0.0875mm下的光斑直径为0.394μm，0.1mm下的光斑直径为0.395μm。因为光斑直径的理论值为0.391μm，所以可知光斑直径也十分小。
在本发明的实施例1中，即使是在光盘7的信息记录面被设置于覆盖层厚度0.075mm、0.0875mm、0.1mm的位置的三层的蓝光光盘中，在各信息记录面，高次球面像差也十分小，另外，光斑直径也十分小，能够良好地使蓝光的激光会聚。
另外，在适用于将光盘7的信息记录面设置于覆盖层厚度0.075mm、0.1mm的位置的双层的蓝光光盘、且在中间的0.0875mm的位置合焦时，即使焦点的位置变动，在各信息记录面，波阵面像差也十分小、另外光斑直径也十分小，能够良好地会聚蓝光的激光。
在这样的设计中，如图11所示，光线高度h和切线角θ(h)按照成为满足算式11这样的直线的方式设计。
[算式11]即[式1]
此外，这时的有效直径下的切线角θ(h＝1)为73.687度(°)，折射率n为1.50，所以折射率n＊切线角θ(h＝1)为110.5305，成为满足算式12的光拾波器物镜。
[算式12]即[式2]
107＜折射率n×切线角θ(h＝1)＜113
                                    …(2)
图12是表示实施例1的R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。图12的横轴，表示与由图8的B点所示的R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度1所对应的相对性的归一化光线高度，图12的纵轴表示R2面的切线角。
在实施例1中，R2的切线角θ(i)成为如下曲线，即，从光拾波器透镜6的中央部，随着归一化光线高度增加而增加，其后，向着光拾波器透镜6的透镜周边而切线角θ(i)平缓地减少。
实施例2
接着，对于本发明的实施例2进行说明。在图13所示的表中，示出实施例2的光拾波器装置PU1的光拾波器物镜6的折射率、中心厚度、轮带9的宽度、轮带9的段差量、非球面系数、曲率。图13所示的系数使用的是上述的式(5)的系数。因此，实施例2的光拾波器物镜6的面形状由使用了图13所示的系数的式(5)表现。
图14中示出实施例2的结果。实施例2其覆盖层厚度0.075mm下的高次球面像差为5.1mλrms，0.1mm下的高次球面像差为4.4mλrms，高次球面像差十分小。
另外，覆盖层厚度0.075mm下的光斑直径为0.393μm，0.1mm下的光斑直径为0.395μm。因为光斑直径的理论值为0.391μm，所以可知光斑直径也十分小。
在本发明的实施例2中，即使在将光盘7的信息记录面设置于覆盖层厚度0.075mm、0.0875mm、0.1mm的位置的三层的蓝光光盘中，在各信息记录面，高次球面像差也十分小、另外光斑直径也十分小，能够良好会聚蓝光的激光。
另外，适用于将光盘7的信息记录面设置于覆盖层厚度0.075mm、0.1mm的位置的双层的蓝光光盘，且在中间的0.0875mm的位置合焦时，即使焦点的位置变动，在各信息记录面，高次球面像差也十分小、另外光斑直径也十分小，能够良好会聚蓝光的激光。
本实施例也如图15所示，光线高度h与切线角θ(h)以成为满足算式13这样的直线的方式设计。
[算式13]即[式1]
此外，这时的有效直径下的切线角θ(h＝1)为72.744度，折射率n为1.52，因此切线角×折射率为110.571，成为满足算式14的透镜。
[算式14]即[式2]
107＜折射率n×切线角θ(h＝1)＜113
                                    …(2)
图15是表示实施例2的R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。图15的横轴表示与由图8的B点所示的R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度1所对应的相对性的归一化光线高度，图15的纵轴表示R2面的切线角。
在实施例2中，R2的切线角θ(i)也成为如下曲线，即，从光拾波器透镜6的中央部，随着归一化光线高度增加而增加，其后，向着光拾波器透镜6的透镜周边而切线角θ(i)平缓地减少。
实施例3
接着，对于本发明的实施例3进行说明。本实施例是在多层盘中被使用的，覆盖层厚度为0.05mm至0.1mm的范围。在本实施例中，以作为覆盖层厚度0.05mm至0.1mm的中间覆盖层厚度的0.075mm进行设计。
在图16所示的表中，示出实施例3的光拾波器装置PU1的光拾波器物镜6的折射率、中心厚度、轮带9的宽度、轮带9的段差量、非球面系数、曲率。图16所示的系数使用的是后述的式(5)的系数。因此，实施例3的光拾波器物镜6的面形状由使用了图16所示的系数的式(5)表现。
图17中示出实施例3的结果。在实施例3中，覆盖层厚度0.05mm下的高次球面像差为12.6mλrms，0.0625mm下的波阵面像差高次球面像差为5.6mλrms，0.075mm下的高次球面像差为0.θmλrms，0.0875mm下的高次球面像差为4.8mλrms，0.1mm下的高次球面像差为9.3mλrms，高次球面像差十分小。
覆盖层厚度0.05mm下的光斑直径为0.393μm，0.0625mm下的光斑直径为0.394μm，0.075mm下的光斑直径为0.394μm，0.0875mm下的光斑直径为0.396μm，0.1mm下的光斑直径为0.396μm。因为光斑直径的理论值为0.391μm，所以可知光斑直径也十分小。
在本发明的实施例3中，即使是将光盘7的信息记录面设置于覆盖层厚度0.05mm、0.0625mm、0.075mm、0.0875mm、0.1mm的位置的五层的蓝光光盘中，在各信息记录面，高次球面像差也十分小、另外光斑直径也十分小，能够良好会聚蓝光的激光。
另外，适用于将光盘7的信息记录面设置于覆盖层厚度0.05mm、0.075mm、0.1mm的位置的三层的蓝光光盘，且在中间的0.0625mm和0.0875mm的位置合焦时，即使焦点的位置变动，在各信息记录面，高次球面像差也十分小、另外光斑直径也十分小，能够良好会聚蓝光的激光。
本实施例中也如图18所示，光线高度h与切线角θ(h)以成为满足算式15这样的直线的方式设计。
[算式15]即[式1]
此外，这时的有效直径下的切线角θ(h＝1)为72.668度，折射率n为1.52，因此切线角×折射率为110.455，成为满足算式16的透镜。
[算式16]即[式2]
107＜折射率n×切线角θ(h＝1)＜113
                                            …(2)
图18是表示实施例3的R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。图18的横轴，表示与由图8的B点所示的R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度1所对应的相对性的归一化光线高度，图18的纵轴表示R2面的切线角。
在实施例3中，R2的切线角θ(i)也成为如下曲线，即，从光拾波器透镜6的中央部，随着归一化光线高度增加而增加，其后，向着光拾波器透镜6的透镜周边而切线角θ(i)平缓地减少。
实施例4
接着，对于本发明的实施例4进行说明。在图19所示的表中，示出实施例4的光拾波器装置PU1的光拾波器物镜6的折射率、中心厚度、轮带9的宽度、轮带9的段差量、非球面系数、曲率。图19所示的系数使用的是上述的式(5)的系数。因此，实施例4的光拾波器物镜6的面形状由使用了图19所示的系数的式(5)表现。
图20中示出实施例4的结果。实施例4为与现有例1相同的有效直径、焦距f、NA、折射率，为与实施例4等效的设计。实施例4其覆盖层厚度0.075mm下的高次球面像差为3.6mλrms，0.1mm下的高次球面像差为3.2mλrms，此外若假定为多层用而计算从设计覆盖层0.0875偏离0.025mm后的0.0625mm和0.1125mm，则0.0625mm为8.2mλrms，0.1125mm为6.3mλrms，平均值为7.25mλrms。若将所述平均值与现有例1相比，则可知小5.35mλrms。
覆盖层厚度0.0625mm下的光斑直径为0.391μm，0.075mm下的光斑直径为0.391μm，0.1mm下的光斑直径为0.393μm，0.1125mm下的光斑直径为0.394μm。因为光斑直径的理论值为0.391μm，所以可知光斑直径也十分小。
本实施例也如图21所示，光线高度h和切线角θ(h)，以成为满足算式17的直线的方式进行设计。
[算式17]即[式1]
此外，这时的有效直径下的切线角θ(h＝1)为70.855度，折射率为1.56，因此切线角×折射率为109.534，成为满足算式18的透镜。
[算式18]即[式2]
107＜折射率n×切线角θ(h＝1)＜113
                                            …(2)
图21是表示实施例4的R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。图21的横轴，表示与由图8的B点所示的R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度1所对应的相对性的归一化光线高度，图21的纵轴表示R2面的切线角。
在实施例4中，R2的切线角θ(i)也成为如下曲线，即，从光拾波器透镜6的中央部，随着归一化光线高度增加而增加，其后，向着光拾波器透镜6的透镜周边而切线角θ(i)平缓地减少。
实施例5
接着，对于本发明的实施例5进行说明。在图22所示的表中，示出实施例5的光拾波器装置PU1的光拾波器物镜6的折射率、中心厚度、轮带9的宽度、轮带9的段差量、非球面系数、曲率。图22所示的系数使用的是上述的式(5)的系数。因此，实施例4的光拾波器物镜6的面形状由使用了图22所示的系数的式(5)表现。
图23中示出实施例5的结果。实施例5为与现有例2相同的有效直径、焦距f、NA、折射率，为与实施例4等效的设计。
实施例5其覆盖层厚度0.075mm下的高次球面像差为4.9mλrms，0.1mm下的高次球面像差为5.5mλrms，此外若假定为多层用而试着计算从设计覆盖层0.0875偏移0.025mm后的0.0625mm和0.1125mm，则0.0625mm下为9.1mλrms，0.1125mm下为11.7mλrms，平均值为10.4mλrms。
将所述平均值与现有例2相比，可知小3.7mλrms。覆盖层厚度0.0625mm下的光斑直径为0.391μm，0.075mm下的光斑直径为0.392μm，0.1mm下的光斑直径为0.392μm，0.1125mm下的光斑直径为0.393μm。因为光斑直径的理论值为0.391μm，所以可知光斑直径也十分小。
本实施例也如图24所示，光线高度h与切线角θ(h)，以成为满足算式19的直线的方式进行设计。
[算式19]即[式1]
此外，这时的有效直径下的切线角0(h＝1)为70.984度，折射率为1.56，因此切线角×折射率为110.735，成为满足算式20的透镜。
[算式20]即[式2]
107＜折射率n×切线角θ(h＝1)＜113
                                    …(2)
图24是表示实施例5的R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度与切线角的关系的图。图24的横轴，表示与由图8的B点所示的R2面(光拾波器物镜的出射面)侧的归一化光线高度1所对应的相对性的归一化光线高度，图24的纵轴表示R2面的切线角。
在实施例5中，R2的切线角θ(i)也成为如下曲线，即，从光拾波器透镜6的中央部，随着归一化光线高度增加而增加，其后，向着光拾波器透镜6的透镜周边而切线角θ(i)平缓地减少。
符号的说明
1  光拾波器装置PU
2  分束器
3  1/4波片
4  耦合透镜
5  光阑
6  光拾波器物镜
7  多层盘
8  光检测器
9  轮带

Claims (6)

1.一种光拾波器物镜，是在对于持有三层以上的多个信息记录面的光信息记录媒体进行信息的记录和再生的光拾波器装置中所搭载的数值孔径0.84以上的塑料制的光拾波器物镜，其特征在于，
该光拾波器物镜其至少一面为轮带形状，对于所述光拾波器物镜使波长380nm～430nm的蓝紫色激光入射，切线角θ(h)和近似切线角和归一化光线高度h满足以下的条件式，
[式1]
其中，切线角θ(h)为在光线高度h之时的切线角(°)，近似切线角为使切线角θ(h)的各点线性近似的情况下的h＝1之时的角度(°)的值，归一化光线高度h是使透镜有效直径的最外周归一化为1的值。
2.根据权利要求1所述的光拾波器物镜，其特征在于，
折射率n与切线角θ(h＝1)满足下式，
[式2]
107＜折射率n×切线角θ(h＝1)＜113
                          …(2)。
3.根据权利要求1所述的光拾波器物镜，其特征在于，
光斑直径比满足下式，
[式3]
0.96＜光斑直径比＜1.04
                            …(3)
其中，光斑直径比＝光斑直径计算值/光斑直径理论值，光斑直径理论值＝0.82×λ/NA0，NA0是近轴的数值孔径，λ是入射的光的波长。
4.根据权利要求1所述的光拾波器物镜，其特征在于，
焦距f(mm)满足下式，
[式4]
1.15＜f
                              …(4)。
5.一种光拾波器装置，其特征在于，
搭载权利要求1所述的光拾波器物镜。
6.一种光拾波器装置，是能够对于覆盖层厚度为三层以上、且具备3个以上的多个信息记录面的信息记录媒体进行记录再生的光拾波器装置，其特征在于，
搭载权利要求1所述的光拾波器物镜。
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