光学系统、拾光装置、光记录再生装置和像差修正元件制造方法及图纸

本发明专利技术提供在拾光装置中使用的光学系统，该拾光装置包括塑料制的像差修正元件；把从像差修正元件出射的光束聚光的聚光透镜，由塑料制成，其中，像差修正元件具有包括光路差提供构造的第１光学面以及包括衍射构造的第２光学面，聚光透镜是至少具有１个非球面的单折射透镜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及拾光装置用的物镜光学系统，拾光装置，光信息记录再生装置以及拾光装置用的像差修正元件。
技术介绍
伴随着近年来的光盘的高密度化，在对于光盘的记录/再生中使用的拾光装置的物镜，由于要求进一步减小聚光点，因此使用数值孔径(NA)高的物镜。例如，在使用波长λ为405nm的蓝紫色半导体激光器光源的高密度光盘用的拾光装置中，为了达到高密度，提出使用数值孔径NA为0.85的物镜。作为数值孔径为0.85的物镜，通过使对于入射光束的折射率分担到2个透镜中，缓和各个透镜的制造公差，达到了NA0.85的玻璃制的2组透镜记载在以下的专利文献1中。但是，在玻璃制的非球面透镜的模塑成型时，由于需要把模具的温度采用550℃左右的高温，因此玻璃制的非球面透镜用的模具一般寿命短，存在着不适于大量生产的问题。另外，在采用波长405nm的激光光束，NA0.85的物镜的高密度光盘中，由于采用0.1mm厚度的保护层，因此保护层表面的划痕对于信息的记录/再生特性产生的影响很大。为此，在物镜的设计中确保动作距离在防止物镜通过与光盘的干扰划伤保护层表面是非常重要的。但是，在2组结构的物镜中，使入射光束由2个透镜的每一个折射，在光盘的信息记录面上聚光，因此从通过与光盘相对的光学面时的边界光线的光轴开始的高度小，从物镜到光盘的距离(动作距离)缩短，因此易于发生物镜与光盘的干扰。特别是，在记载于上述专利文献1中那样的玻璃制的2组物镜中，由于其重量大，物镜通过与光盘的干扰在保护层表面划伤的可能性非常高。因此，本申请专利技术者之一提出了与上述问题相对应的记载在以下专利文献2中的NA0.85的塑料制的单透镜。塑料制的透镜与玻璃制的透镜相比较，由于能够进行低温(120℃左右)下的模塑成型，因此模具的寿命长，另外材料费也便宜，从而能够在低成本下维持稳定的品质的同时进行大量生产。进而，通过做成单透镜结构，能够确保加大动作距离，另外由于重量轻，因此还解决了由于物镜与光盘的干扰引起的保护层表面的破损问题。NA0.85的塑料制的单透镜与玻璃制的2组透镜相比较，虽然具有以上的优点，但是另一方面，将产生通过伴随着温度变化引起的折射率变化发生的球面像差加大的问题。这是由于伴随着折射率变化，在塑料制的单透镜中发生的球面像差变化与NA4成比例增加。另外，在以下的说明中，把温度变化时的光学元件的特性称为「温度特性」，把伴随着预定的温度变化的光学元件的波面像差变化修正成衍射界限以下称为「温度特性的修正」。另外，在拾光装置中，由于一般记录时的激光功率比信息再生时的激光功率大，因此在从再生切换到记录时通过输出变化，激光光源的中心波长瞬时跳跃几nm，有时将引起波型跳变。通过这种波型跳变发生的聚焦位置偏移通过把物镜聚焦能够去除，但是在到达把物镜聚焦的数nsec的期间，将产生由聚焦位置偏移引起的记录不良等不理想状况。该聚焦位置偏移由于光波长越长越大，因此光波长越长，由波型跳变引起的波面像差恶化越大。根据以上理由，在把蓝紫色半导体激光器用于光源的高密度光盘用的拾光器装置中，要求进行聚光点对于波长变化的聚焦位置偏移的修正。另外，在以下的说明中，对于入射光束的波长变化，把在光学元件中发生的轴上色像差以及/或者球面像差变化称为「色像差」，以这种色像差为原因，通过光学元件中的聚光点的聚焦位置偏移，波面像差恶化。另外，把光学元件对于入射光束的预定的波长变化的「色像差」修正成衍射界限以下称为「色像差的修正」。由于限于在短波长区域中能够使用的塑料材料，因此选择阿贝数大的材料，不能够把这种色像差抑制为很小。进而，单物镜与2组透镜相比较，具有色像差对于入射光束的相同波长变化的发生量增大的倾向。即，为了把NA0.85的塑料制的单透镜用于把蓝紫色半导体激光器使用为光源的拾光装置用的物镜，除去「温度特性的修正」以外还希望进行「色像差的修正」。作为修正塑料制的单透镜的温度特性的技术，在以下的专利文献3中记载着在入射光束沿着加长的方向变化的情况下，在塑料制的单透镜的光学面上形成具有球面像差向修正不足方向变化那样的球面像差的波长依赖性的衍射构造的技术。另外，在以下的专利文献4中记载着通过在塑料制的单透镜的光学面上设置衍射构造和沿着光轴方向延伸的多个台阶构造(NPS非周期相位结构)，进行色像差的修正和温度特性的修正的技术。专利文献1特开平10-123410号公报专利文献2特开2001-324673号公报专利文献3特开平11-337818号公报专利文献4国际公开第02/41307号小册子然而，在上述专利文献3中记载的形成了衍射构造的塑料制的单透镜中，根据由温度上升时的入射光束变化引起的衍射构造向修正不足方向的球面像差变化，抵消了温度上升时的光学元件的折射率下降引起的向修正过剩方向的球面像差变化。即，由于利用了伴随着温度上升，半导体激光器的振荡波长向长波长一侧偏移的特性的技术，因此在拾光装置的动作过程中，在只有配置在成为热源的致动器附近的物镜光学系统的温度上升，配置在离开致动器的位置的半导体激光器的温度几乎不发生变化的状况下，存在着不能够得到温度特性的修正效果等问题。与此不同，在上述专利文献4中公开的技术由于是把衍射构造用于色像差的修正，把NPS用于温度特性的修正，因此具有在即使只有物镜光学系统的温度上升，半导体激光器的温度几乎不变化的状况下，也能够得到温度特性的修正效果的优点。但是，在需要大折射功率的物镜光学系统的光学面上形成衍射构造或者NPS那样具有光轴方向的微细台阶构造的情况下，入射到台阶侧面的光束其通路被遮断(光束被去除)，在聚光点的形成方面没有贡献，有时导致光量的降低。特别是，在NA0.85的塑料制的单透镜中，由于光学面的曲率半径非常小，因此希望改善衍射构造或者NPS的光轴方向台阶中的光束去除引起的光量下降。另外，由于温度特性产生的球面像差变化与NA4成比例，因此在使用NA0.85的塑料制的单透镜那样非常高NA的透镜的情况下，有时难以单独使用上述NPS充分地进行温度特性的球面像差修正，因此需要进一步提高温度特性的修正效果。
技术实现思路
本专利技术的课题考虑到上述的问题，目的在于提供重量轻而且能够确保充分的动作距离，进而能够进行温度特性以及色像差的修正的拾光装置用的聚光光学系统，以及温度特性的修正特别良好的拾光装置用的聚光光学系统，使用了上述光学系统的拾光装置，光信息记录再生装置以及在上述光学系统中所使用的像差修正元件。上述课题通过以下的样态实现。本专利技术的第1样态是在由塑料制的像差修正元件，用于使从该像差修正元件出射的光束成像的聚光透镜构成的拾光装置用的光学系统中，特征是上述像差修正元件至少各具有1个形成了光路差提供构造的光学面和形成了衍射构造的光学面，上述聚光透镜是至少具有1个非球面的1组单片结构的塑料制折射单透镜。如果依据上述第1样态，则通过把衍射构造用于色像差修正用，把光路差提供构造用于温度特性修正用，因此即使在通过环境温度的变化只有折射率发生变化，出射光束的波长不变化的情况下，也能够通过光路差提供构造进行温度特性的修正。另外，由于用塑料形成像差修正元件以及聚光透镜，因此能够实现减轻在高密度光盘中所使用的高NA的物镜光学系统的重量，同时，通过使用了模具的出射成型，能够以低成本进行生产。而且，由于在像差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拾光装置用的光学系统，包括：塑料制的像差修正元件，该像差修正元件包括具有光路差提供构造的第１光学面和具有衍射构造的第２光学面；塑料制的聚光透镜，该聚光透镜把从像差修正元件出射的光束聚光，该聚光透镜是至少具有１个非球面的单 折射透镜。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村彻，森伸芳，野村英司，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达精密光学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]