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CN1501113A - 用于光拾取装置的光学系统 - Google Patents

用于光拾取装置的光学系统 Download PDF

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CN1501113A CNA200310102666A CN200310102666A CN1501113A CN 1501113 A CN1501113 A CN 1501113A CN A200310102666 A CNA200310102666 A CN A200310102666A CN 200310102666 A CN200310102666 A CN 200310102666A CN 1501113 A CN1501113 A CN 1501113A
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Abstract

一种用于光拾取装置的光学系统，其包括扩展透镜和物镜，满足下式：W1CM＞W2CM，W1CM是从所述物镜光轴离开一距离位置聚光的波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时聚光点的彗差(λrms)；W2CM是所述扩展透镜和所述物镜配置成其光轴一致时，在所述距离位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入聚光点的彗差(λrms)。

Description

用于光拾取装置的光学系统
技术领域
本发明涉及用于光拾取装置的光学系统、光拾取装置和光信息记录再现装置，特别是涉及能达到高密度光信息记录或再现的光拾取装置用光学系统、光拾取装置和光信息记录再现装置。
背景技术
现在以CD(小型盘)或DVD(数字多用盘)为代表的光盘在音乐信息和影象·图象信息的存储或程序数据的数字数据保存上被广泛使用。随着近年来高度信息化社会的到来、被处理信息的量也正在扩大，这些在强烈要求光盘的大容量化。
在此提高光盘每单位面积的记录容量(记录密度)能通过缩小从光拾取装置用光学系统得到的聚光点的点径来实现。如所熟知、该点径与λ/NA(λ是光源的波长，NA是物镜的数值孔径)成比例，所以为了缩小点径把光拾取装置中使用的光源短波长化和把光拾取装置用光学系统中与光盘相对配置的物镜高数值孔径化是有效的。
其中关于光源的短波长化、产生波长400nm左右光的蓝紫色半导体激光和SHG蓝紫色激光的研究·开发在急速进展，所以可以说它们也接近实用化了。若使用这种短波长光源的话，则即使使用与记忆容量4.7GB左右的现在的DVD相同数值孔径NA0.65的物镜，并且使用与DVD相同直径12cm的光盘时，对该光盘也能记录15GB左右的信息。
关于物镜的高数值孔径化、由一个或二个透镜组构成的数值孔径是0.85物镜的研究在进展。通过组合使用上述短波长光源和数值孔径是0.85的物镜，对直径12cm的光盘能记录20到30GB左右的信息，能达到更高的高密度化。
但缩短光源的波长，增大物镜的数值孔径时有由各种误差原因而使球差容易增大、光学性能恶化的问题。例如光盘保护层厚度的制造误差、物镜厚度的制造误差、温度变化引起的物镜折射率变化等的误差原因和由二层盘的层间跳动等原因球差也立即增大。因此作为为了校正这种球差的结构，把由二个透镜组构成的扩展透镜配置在光源与物镜间的光路中、把构成扩展透镜的透镜组的间隔能进行可变调整的光拾取装置，和变更从光源射出的发散光束的发散角、把向物镜引导的耦合透镜的位置能向光轴方向可变调整的光拾取装置在下面的专利文献中被公开。
[专利文献1]
特开2000-131603号公报
[专利文献2]
特开2001-324673号公报
发明内容
但这些光盘装置中通过致动元件其位置可变调整的透镜(以后、把通过致动元件其位置向光轴方向可变调整的扩展透镜结构的透镜组和耦合透镜称为「可动透镜」)与其以外透镜的相对位置有偏移，所以有聚光点的彗差增大的问题。该问题在通过缩小扩展透镜的透镜组间隔、增大扩展透镜的倍率、增大耦合透镜的数值孔径来把光拾取光学系统小型化时，特别有明显化的倾向。
为了安装到个人电脑用和汽车用的光信息记录再现装置上，预想使用波长短的蓝紫色光源和数值孔径大的物镜的光拾取装置也被要求在不久的将来小型化，如上所述当把光拾取装置用光学系统小型化时对可动透镜的偏心误差而会使聚光性能大幅度恶化，因此偏心误差的容许范围狭窄，这样就有光拾取装置用光学系统的制造成本增大的问题。
本发明是鉴于上述问题而开发的，其目的在于提供一种光拾取装置用光学系统，使用波长短的光源和数值孔径大的物镜，通过在光源与物镜间的光路中配置扩展透镜或耦合透镜把聚光点的球差校正，其中，即使可动透镜具有偏心误差时，其聚光性能的恶化也小。其目的在于提供一种光拾取装置用光学系统，特别是为了小型化而缩小扩展透镜的透镜组间隔、增大扩展透镜的倍率，即使增大耦合透镜的数值孔径，对可动透镜的偏心误差其聚光性能的恶化也小。而且提供具备该光拾取装置用光学系统的光拾取装置或光信息记录再现装置也是本发明的目的。
本发明第一方面所述光拾取装置用光学系统的特征具备：至少由二个透镜组构成的变换光束直径(相对射入光束直径变更射出光束直径)的扩展透镜、和把来自所述扩展透镜的光束聚光的物镜，该光拾取装置用光学系统中把向垂直方向上从所述物镜光轴离开0.05mm以内任意距离Y1(mm)的位置聚光的波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W1CM(λrms)，
把构成所述扩展透镜的所有透镜组和所述物镜配置成其光轴一致时，把向垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y1(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点的彗差定为W2CM(λrms)时，满足下式。
W1CM＞W2CM。             (1)
图1～4是本发明光拾取装置用光学系统的概略剖面图。参照图1～4举例说明本发明的原理。如图1所示，本发明的第一光拾取装置用光学系统OS1由把从未图示的光源射出、通过未图示的准直透镜变为平行光束的射入光束的直径进行变换的扩展透镜EXP、和把通过该扩展透镜EXP的光束通过光盘OD的保护层DP向信息记录面DR上聚光的物镜OBJ所构成。物镜OBJ由配置在光源一侧的第一透镜组E1和配置在光盘OD一侧的第二透镜组E2所构成，数值孔径是0.80以上。
该物镜OBJ的各透镜组即可以是单透镜、也可以是由多个透镜构成。该第一光拾取装置用光学系统OS1中物镜OBJ由二个透镜组E1、E2所构成，但该物镜OBJ即可以由一个透镜组构成、或也可以由三个以上的透镜组构成。扩展透镜EXP由第一透镜组L1和第二透镜组L2构成。第一透镜组L1和第二透镜组L2分别即可以是单透镜、也可以是由多个透镜构成。而且扩展透镜EXP也可以由三个以上的透镜组构成。
在该第一光拾取装置用光学系统OS1中扩展透镜EXP的第一透镜组L1是凹透镜组，第二透镜组L2是凸透镜组。扩展透镜EXP的结构是通过变更第一透镜组L1和第二透镜组L2的间隔能变化向物镜OBJ射入光束的边缘光线的射入角。即扩展透镜EXP的结构是通过变化物镜OBJ的倍率能把信息记录面DR上聚光点的球差向消除方向作用。
作为把蓝紫色光源的波长当作设计波长的数值孔径大的物镜，根据对应于高数值孔径化的球差校正、对光盘OD进行信息的记录和/或再现时确保动作距离、对制造误差确保足够的容许公差、小型化等原因，有时有不能充分进行轴外特性的彗差校正地残留彗差的情况。
例如作为数值孔径是0.85的物镜从各公司提案的有由一个透镜组构成的和由二个以上多个透镜组构成的。把这些高数值孔径的物镜由一个透镜组构成时光源一侧的非球面的法线和光轴所成的角度常常变大，所以有由金刚石刀片加工光学元件成型用模型困难的问题。而且当该角度变大时容易由光学面之间的光轴错移而彗差增大、聚光性能恶化。因此在由一个透镜组构成的高数值孔径的物镜设计中就需要充分确保该角度不过大、对光学面之间的光轴错移充分确保制造公差，所以有时有轴外性能的彗差不能充分进行轴外特性的彗差校正而残留彗差的情况。
而把这种高数值孔径的物镜由二个以上的多个透镜组构成时，根据对光盘进行信息的记录和/或再现时确保动作距离、对组装结构透镜组时的偏心误差确保容许公差、小型化等原因，多有轴外性能的彗差不能充分进行轴外特性的彗差校正而残留彗差的情况。
在此如图2所示，光拾取装置用光学系统OS1中扩展透镜EXP的第一透镜组L1对物镜OBJ具有偏心误差时，则经过扩展透镜EXP向物镜OBJ射入的光束成为具有视场角的斜光束。作为物镜OBJ使用如上述那样残留了轴外特性的彗差的物镜时，由该斜光束的射入而聚光点的彗差增大、其聚光性能恶化。
因此结构是如图3所示，该光拾取装置用光学系统OS1中，把向垂直方向上从物镜OBJ的光轴离开0.05mm以内任意距离Y1(mm)的位置聚光的波长λ(nm)的轴外光束向物镜OBJ射入时的聚光点的彗差定为W1CM(λrms)，如图4所示、把构成扩展透镜EXP的所有透镜组和物镜OBJ配置成其光轴一致时，把向垂直方向上从该光轴离开所述距离Y1(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)的轴外光束通过扩展透镜EXP向物镜OBJ射入时的聚光点彗差定为W2CM(λrms)时，满足下式(1)。
W1CM＞W2CM。            (1)
即该光拾取装置用光学系统OS1中具备的扩展透镜EXP其对物镜OBJ单体轴外特性的彗差W1CM(λrms)来说、把该物镜OBJ与扩展透镜EXP组合时轴外特性的彗差W2CM(λrms)小。如图2所示，是这种光拾取装置用光学系统OS1时、扩展透镜EXP的第一透镜组L1对物镜OBJ具有偏心误差时通过斜光束对物镜OBJ射入能抑制发生的聚光点彗差的增大。为了有效抑制该彗差的增大、最好光拾取装置用光学系统OS1的结构满足下式(1’)。
(2/3)·W1CM＞W2CM。          (1’)
本发明第二方面所述光拾取装置用光学系统的特征具备：至少由二个透镜组构成的变换光束直径的扩展透镜、和把来自所述扩展透镜的光束聚光的物镜，其中，波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H1(mm)(但H1＞0)，
把构成所述扩展透镜的所有透镜组与所述物镜配置成其光轴一致时、所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H2(mm)(但H2＞0)时，满足下式。
H2＞H1               (2)
对本发明第一方面所述的技术思想如果从另一个方面来认识，则如本发明第二方面。即图1的光拾取装置用光学系统OS1在波长λ(nm)的轴外光束向物镜OBJ射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H1(mm)(但H1＞0)，把构成扩展透镜EXP的第一透镜组L1和第二透镜组L2与物镜OBJ配置成其光轴一致时、所述波长λ(nm)的轴外光束通过扩展透镜EXP向物镜OBJ射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H2(mm)(但H2＞0)时，其结构满足下式(2)，所以扩展透镜EXP的第一透镜组L1对物镜OBJ具有偏心误差时通过斜光束对物镜OBJ射入能抑制发生的聚光点彗差的增大。
H2＞H1               (2)
特别是如图2所示，扩展透镜EXP的第一透镜组L1对物镜OBJ具有偏心误差时，为了通过斜光束对物镜OBJ射入更有效地抑制发生的聚光点彗差的增大，最好把光拾取装置用光学系统OS1如本发明第三方面构成。
权利要求3所述光拾取装置用光学系统的特征是构成所述扩展透镜的透镜组中把任意透镜组与所述物镜配置成其光轴一致，并且把所述任意透镜组以外的透镜组配置成在垂直方向上从所述光轴位移0.1mm以内的任意量Δ(mm)时、把所述波长λ(nm)的轴上光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W3CM(λrms)，把垂直方向上从所述聚光点的所述光轴测量的距离定为Y2(mm)，把构成所述扩展透镜的所有透镜组与所述物镜配置成其光轴一致时，把向在垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y2(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W4CM(λrms)时，满足下式。
|(W3CM-W4CM)/W3CM|＜0.5         (3)
即构成扩展透镜EXP的透镜组中把任意透镜组(图2中对应于第二透镜组L2)与物镜OBJ配置成其光轴一致，并且把所述任意透镜组以外的透镜组(图2中对应于第一透镜组L1)配置成在垂直方向上从所述光轴位移0.1mm以内的任意量Δ(mm)时、把所述波长λ(nm)的轴上光束通过扩展透镜EXP向物镜OBJ射入时的聚光点彗差定为W3CM(λrms)，把垂直方向上从所述聚光点的所述光轴测量的距离定为Y2(mm)，如图4所示把构成扩展透镜EXP的所有透镜组与物镜OBJ配置成其光轴一致时，把向在垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y2(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过扩展透镜EXP向物镜OBJ射入时的聚光点彗差定为W4CM(λrms)时，通过满足上述式(3)、在扩展透镜EXP的第一透镜组L1对物镜OBJ具有偏心误差时，通过对物镜OBJ射入斜光束能更有效地抑制发生的聚光点彗差的增大。
如以上说明、在本发明中该光拾取装置用光学系统OS1是满足上述(1)到(3)式的结构，所以如图2所示在扩展透镜EXP的第一透镜组L1对物镜OBJ具有偏心误差时通过对物镜OBJ射入斜光束有效地消除了物镜OBJ上发生的彗差和扩展透镜EXP自身发生的彗差偏心误差，所以能确保对第一透镜组L1偏心误差的容许误差大。
以上的说明是对第一透镜组L1对物镜OBJ具有偏心误差时进行了说明，但通过光拾取装置用光学系统OS1是满足上述(1)到(3)式的结构，在第二透镜组L2对物镜OBJ具有偏心误差时，也能有效抑制聚光点彗差的增大。
如以上说明、该光拾取装置用光学系统OS1是满足上述(1)到(3)式的结构，所以即使可动透镜组的位置通过致动元件变更之际对物镜OBJ具有偏心误差时也能有效抑制聚光点彗差的增大。其结果是对变更可动透镜组位置用的致动元件的精度要求变宽，所以能消减安装光拾取装置用光学系统OS的光拾取装置的制造成本。
本发明第四方面所述的光拾取装置用光学系统通过所述扩展透镜至少具有一个非球面能更有效地发挥本发明的效果。
该光拾取装置用光学系统OS1在构成扩展透镜EXP的透镜组对物镜OBJ具有偏心误差时需要扩展透镜EXP自身故意发生彗差。因此扩展透镜EXP最好在构成它的透镜组中至少具有一个非球面。为了以低成本制作非球面、其光学面制成非球面的构成扩展透镜EXP的透镜组最好是塑料透镜。
本发明第五方面所述光拾取装置用光学系统的特征是其所述物镜的数值孔径在0.8以上，并且所述扩展透镜通过变更构成它的所述透镜组的间隔能变化射入所述物镜的光束边缘光线的入射角度。
如上所述物镜OBJ的数值孔径提高到0.8以上时、由各种误差原因而球差容易增大、光学性能恶化。该光拾取装置用光学系统OS1由于其结构是通过变更构成扩展透镜EX的透镜组的间隔能变化射入物镜OBJ的光束边缘光线的入射角度，所以能校正该球差。
本发明第六方面所述光拾取装置用光学系统的特征是其所述物镜至少由二个透镜组构成。
本发明第七方面所述的光拾取装置用光学系统当在其所述扩展透镜的光轴上测量的全长是3mm以下时能提供小型的结构。在此所说的全长是指为了射入平行光束时射出平行光束而把构成所述扩展透镜的透镜组的间隔进行了调整状态的所述扩展透镜的长度。
本发明第八方面所述光拾取装置用光学系统的特征是把向所述扩展透镜射入的光束的直径定为D1(mm)、把从所述扩展透镜射出的光束的直径定为D2(mm)时，所述扩展透镜的倍率r满足下式。
r＝D2/D1＞1.2            (3a)
当这样设定扩展透镜的倍率时能把光源和扩展透镜间的光学系统(准直透镜和偏光光束分光器等)小型化，所以作为整体能提供小型的光拾取装置用光学系统。
这样为了小型化、把在扩展透镜EXP的光轴上测量的全长缩短，把扩展透镜EXP的倍率增大时，在扩展透镜EXP的第一透镜组L1对物镜OBJ具有偏心误差时、射入物镜OBJ的斜光束的入射角变大，但即使这时、通过光拾取装置用光学系统OS1的结构满足上述(1)至(3)式也能确保对扩展透镜EXP的第一透镜组L1偏心误差的容许公差大。
本发明第九方面所述光拾取装置的特征是具备：光源，射出波长λ(nm)的光束；
光拾取装置用光学系统，通过把从所述光源射出的光束聚光在光信息记录媒体的信息记录面上来进行信息的记录和/或再现，所述光拾取装置用光学系统具备：物镜，与所述光信息记录媒体相对配置、数值孔径在0.8以上；扩展透镜，配置在所述光源与所述物镜间的光路中、至少由二个透镜组构成，
构成所述扩展透镜的透镜组中至少一个透镜组通过可以在光轴方向移动的结构，并把所述光轴方向可以移动的透镜组在光轴方向移动，来变更构成所述扩展透镜的透镜组的间隔、起到进行校正在所述信息记录面上聚光的聚光点球差的作用，
把向垂直方向上从所述物镜光轴离开0.05mm以内任意距离Y1(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W1CM(λrms)，
把构成所述扩展透镜的所有透镜组和所述物镜配置成其光轴一致时，把向垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y1(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W2CM(λrms)时，满足下式。
W1CM＞W2CM。            (4)
本发明与权利要求1所述的发明起同样的作用效果。
本发明第十方面所述光拾取装置的特征是具备：
光源，射出波长λ(nm)的光束；
光拾取装置用光学系统，通过把从所述光源射出的光束聚光在光信息记录媒体的信息记录面上来进行信息的记录和/或再现，所述光拾取装置用光学系统具备：物镜，与所述光信息记录媒体相对配置、数值孔径在0.8以上；扩展透镜，配置在所述光源与所述物镜间的光路中、至少由二个透镜组构成，
构成所述扩展透镜的透镜组中至少一个透镜组通过在光轴方向移动来变更构成所述扩展透镜的透镜组的间隔、起到进行校正在所述信息记录面上聚光的聚光点球差的作用，
波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H1(mm)(但H1＞0)，
把构成所述扩展透镜的所有透镜组与所述物镜配置成其光轴一致时、所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H2(mm)(但H2＞0)时，满足下式。
H2＞H1                (5)
本发明与本发明第二方面所述的发明起同样的作用效果。
本发明第十一方面所述光拾取装置的特征是构成所述扩展透镜的透镜组中把在所述光轴方向能移动的透镜组以外的透镜组与所述物镜配置成其光轴一致，并且把在所述光轴方向能移动的透镜组配置成在垂直方向上从所述光轴位移0.1mm以内的任意量Δ(mm)时、把所述波长λ(nm)的轴上光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W3CM(λrms)，把垂直方向上从所述光轴测量所述聚光点的距离定为Y2(mm)，
把构成所述扩展透镜的所有透镜组与所述物镜配置成其光轴一致时，把向在垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y2(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W4CM(λrms)时，满足下式。
|(W3CM-W4CM)/W3CM|＜0.5        (6)
本发明与本发明第三方面所述的发明起同样的作用效果。
本发明第十二方面所述光拾取装置的特征是所述扩展透镜至少具有一个非球面。本发明与本发明第四方面所述的发明起同样的作用效果。
本发明第十三方面所述光拾取装置的特征是其所述物镜至少由二个透镜组构成。本发明与本发明第六面所述的发明起同样的作用效果。
本发明第十四方面所述的光拾取装置的特征是在所述扩展透镜的光轴上测量的全长是3mm以下。本发明与权利要求7所述的发明起同样的作用效果。
本发明第十五方面所述光拾取装置的特征是把向所述扩展透镜射入的光束的直径定为D1(mm)、把从所述扩展透镜射出的光束的直径定为D2(mm)时，所述扩展透镜的倍率r满足下式。
r＝D2/D1＞1.2             (6a)
本发明与本发明第八方面所述的发明起同样的作用效果。
本发明第十六方面所述光信息记录再现装置的特征是具有：本发明第九方面至十四的任一项中所述的光拾取装置、和把所述光信息记录媒体通过所述光拾取装置支承在能记录和/或再现信息信号位置的光信息记录媒体支承装置。「光信息记录再现装置」是指使用光记录声音和图象、影象等的信息信号、和/或再现的装置。
本发明第十七方面所述光拾取装置用光学系统的特征是具备：耦合透镜，变更射入光束的发散角；物镜，把来自所述耦合透镜的光束聚光，该光拾取装置用光学系统中把向垂直方向上从所述物镜光轴离开0.05mm以内任意距离Y1(mm)的位置聚光的波长λ(nm)轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W1CM(λrms)，把所述耦合透镜和所述物镜配置成其光轴一致时，把向垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y1(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W2CM(λrms)时，满足下式。
W1CM＞W2CM。            (7)
图6～9是本发明光拾取装置用光学系统的概略剖面图。参照图6～9举例说明本发明的原理。如图6所示，本发明的第二光拾取装置用光学系统OS2包括：耦合透镜CUL，变更从未图示的光源射出的发散光束的发散角、向物镜OBJ引导；物镜OBJ，使通过该耦合透镜CUL的光束通过光盘OD的保护层DP向信息记录面DR上聚光。耦合透镜CUL即可以是把来自光源的发散光束照准成平行光束向物镜OBJ引导的准直透镜，也可以是缩小来自光源发散光束的发散角、作为减缓的发散光束向物镜OBJ引导的透镜，或是把来自光源的发散光束变换成收敛光束向物镜OBJ引导的透镜。而且耦合透镜CUL即可以由一个透镜组构成也可以由多个透镜组构成。在此使用的例和后述的实施例2中耦合透镜CUL是由一个透镜组构成的准直透镜。耦合透镜CUL的结构是通过变更与物镜OBJ的间隔能变化向物镜OBJ射入的光束边缘光线的射入角度。即耦合透镜CUL的结构是通过使物镜OBJ的倍率变化能把信息记录面DR上聚光点的球差向消除的方向作用。
该光拾取装置用光学系统OS2的物镜OBJ与上述光拾取装置用光学系统OS1的物镜OBJ相同，所以省略详细说明。
如图7所示，光拾取装置用光学系统OS2中耦合透镜CUL对物镜OBJ具有偏心误差时则经过耦合透镜CUL向物镜OBJ射入的光束成为具有视场角的斜光束。作为物镜OBJ使用如上述那样残留了轴外特性的彗差的物镜时，由该斜光束的射入而聚光点的彗差增大、其聚光性能恶化。
因此结构是如图8所示，该光拾取装置用光学系统OS中把向垂直方向上从物镜OBJ的光轴离开0.05mm以内任意距离Y1(mm)的位置聚光的波长λ(nm)轴外光束向物镜OBJ射入时的聚光点彗差定为W1CM(λrms)，如图9所示、把耦合透镜CUL与物镜OBJ配置成其光轴一致时，把向垂直方向上从该光轴离开所述距离Y1(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过耦合透镜CUL向物镜OBJ射入时的聚光点彗差定为W2CM(λrms)时，满足下式(7)。
W1CM＞W2CM。           (7)
即该光拾取装置用光学系统OS2中具备的耦合透镜CUL其对物镜OBJ单体轴外特性的彗差W1CM(λrms)来说、把该物镜OBJ与耦合透镜CUL组合时轴外特性的彗差W2CM(λrms)小。如图7所示，是这种光拾取装置用光学系统OS2结构时、耦合透镜CUL对物镜OBJ具有偏心误差时通过斜光束对物镜OBJ射入能抑制发生的聚光点彗差的增大。为了有效抑制该彗差的增大、最好光拾取装置用光学系统OS2的结构满足下式(7’)。
(2/3)·W1CM＞W2CM。           (7’)
本发明第十八方面所述光拾取装置用光学系统的特征是具备：耦合透镜，变更射入光束发散角；物镜，把来自所述耦合透镜的光束聚光，其中，波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H1(mm)(但H1＞0)，
把所述耦合透镜与所述物镜配置成其光轴一致时、所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H2(mm)(但H2＞0)时，满足下式。
H2＞H1              (8)
本发明第十七方面所述的技术思想进行另一方面的考虑时，则成为本发明第十八方面所述的那样。即该光拾取装置用光学系统OS2在波长λ(nm)的轴外光束向物镜OBJ射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H1(mm)(但H1＞0)，把耦合透镜CUL与物镜OBJ配置成其光轴一致时、所述波长λ(nm)的轴外光束通过耦合透镜CUL向物镜OBJ射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H2(mm)(但H2＞0)时，其结构满足上式(8)，所以耦合透镜CUL对物镜OBJ具有偏心误差时通过斜光束对物镜OBJ射入能抑制发生的聚光点彗差的增大。
如图7所示，耦合透镜CUL对物镜OBJ具有偏心误差时为了通过斜光束对物镜OBJ射入更有效地抑制发生的聚光点彗差的增大，最好把光拾取装置用光学系统OS2本发明第十九方面所述那样构成。
本发明第十九方面所述光拾取装置用光学系统的特征是把所述耦合透镜配置成在垂直方向上从所述物镜的光轴位移0.1mm以内的任意量Δ(mm)时、把所述波长λ(nm)的轴上光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W3CM(λrms)，把垂直方向上从所述聚光点的所述光轴测量的距离定为Y2(mm)，把所述耦合透镜与所述物镜配置成其光轴一致时，把向在垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y2(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W4CM(λrms)时，满足下式。
|(W3CM-W4CM)/W3CM|＜0.5        (9)
如图7所示，把耦合透镜CUL配置成在垂直方向上从所述光轴位移0.1mm以内的任意量Δ(mm)时、把所述波长λ(nm)的轴上光束通过耦合透镜CUL向物镜OBJ射入时的聚光点彗差定为W3CM(λrms)，把垂直方向上从所述聚光点的所述光轴测量的距离定为Y2(mm)，如图9所示把耦合透镜CUL与物镜OBJ配置成其光轴一致时，把向在垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y2(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过耦合透镜CUL向物镜OBJ射入时的聚光点彗差定为W4CM(λrms)时，通过满足上式(9)、在耦合透镜CUL对物镜OBJ具有偏心误差时通过对物镜OBJ射入斜光束能更有效地抑制发生的聚光点彗差的增大。
如以上说明、本发明的光拾取装置用光学系统OS2是满足上述(7)到(9)式的结构，所以如图7所示在耦合透镜CUL对物镜OBJ具有偏心误差时通过对物镜OBJ射入斜光束有效地消除了物镜OBJ上发生的彗差和耦合透镜CUL自身发生的彗差偏心误差，所以能确保对耦合透镜CUL偏心误差的容许公差大。
特别是为了小型化、把耦合透镜CUL的数值孔径变大时，耦合透镜CUL对物镜OBJ具有偏心误差时、射入物镜OBJ的斜光束的入射角变大，但即使这时、通过光拾取装置用光学系统OS2的结构满足上述(7)到(9)式也能确保对耦合透镜CUL偏心误差的容许公差大。
本发明第二十方面所述光拾取装置用光学系统的特征的所述耦合透镜至少具有一个非球面。
该光拾取装置用光学系统OS2在耦合透镜CUL对物镜OBJ具有偏心误差时需要耦合透镜CUL自身故意发生彗差。因此耦合透镜CUL最好在构成的透镜组中至少具有一个非球面。为了以低成本制作非球面、其光学面制成非球面的耦合透镜CUL最好是塑料透镜。
本发明第二十一方面所述光拾取装置用光学系统的特征是其所述物镜的数值孔径在0.8以上，并且所述耦合透镜通过变更与所述物镜的间隔能变化射入所述物镜的光束边缘光线的入射角度。
如上所述，物镜OBJ的数值孔径提高到0.8以上时、由各种误差原因而使球差容易增大、光学性能恶化。该光拾取装置用光学系统OS2由于其结构是通过变更耦合透镜CUL与物镜OBJ的间隔而能变化射入物镜OBJ的光束边缘光线的入射角度，所以能校正该球差。而且该光拾取装置用光学系统OS2的结构满足了上述的(7)至(9)式，所以物镜OBJ的位置通过致动元件变更之际，即使对物镜OBJ具有偏心误差也能有效地抑制聚光点彗差的增大。其结果是对变更物镜OBJ位置用的致动元件的精度要求不用过严，所以能降低安装光拾取装置用光学系统OS2的光拾取装置的制造成本。
本发明第二十二方面所述光拾取装置用光学系统的特征是其所述物镜至少由二个透镜组构成。
本发明第二十三方面所述光拾取装置用光学系统的特征是所述耦合透镜数值孔径对所述物镜数值孔径的比的绝对值大于0.1。
本发明第二十四方面所述光拾取装置的特征是具有：
光源，射出波长λ(nm)的光束；
光拾取装置用光学系统，通过把从所述光源射出的光束在光信息记录媒体的信息记录面上聚光来进行信息的记录和/或再现，
其中，所述光拾取装置用光学系统具备：物镜，与所述光信息记录媒体相对配置、数值孔径在0.8以上；耦合透镜，配置在所述光源与所述物镜间的光路中、变更从所述光源射出的发散光束的发散角，所述耦合透镜是在光轴方向上可移动的结构，通过用耦合透镜在光轴方向的移动来变更与所述物镜的间隔、起到进行校正在所述信息记录面上聚光的聚光点球差的作用，
把向垂直方向上从所述物镜光轴离开0.05mm以内任意距离Y1(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W1CM(λrms)，
把所述耦合透镜和所述物镜配置成其光轴一致时，把向垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y1(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W2CM(λrms)时，满足下式。
W1CM＞W2CM。           (10)
本发明与权利要求17所述的发明起同样的作用效果。
本发明第二十五方面所述光拾取装置的特征是具有：光源，射出波长λ(nm)的光束；
光拾取装置用光学系统，通过把从所述光源射出的光束在光信息记录媒体的信息记录面上聚光来进行信息的记录和/或再现，其中，所述光拾取装置用光学系统具备：物镜，与所述光信息记录媒体相对配置、数值孔径在0.8以上；耦合透镜，配置在所述光源与所述物镜间的光路中、变更从所述光源射出的发散光束的发散角，所述耦合透镜是在光轴方向上可移动的结构，通过用耦合透镜在光轴方向的移动来变更与所述物镜的间隔、起到进行校正在所述信息记录面上聚光的聚光点球差的作用，
所述波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H1(mm)(但H1＞0)，
把所述耦合透镜与所述物镜配置成其光轴一致时、所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差把0.07λrms以内的像高范围定为±H2(mm)(但H2＞0)时，满足下式。
H2＞H1               (11)
本发明与本发明第十八方面所述的发明起同样的作用效果。
本发明第二十六方面所述光拾取装置的特征是：把所述耦合透镜配置成在垂直方向上从所述物镜的光轴位移0.1mm以内的任意量Δ(mm)时、把所述波长λ(nm)的轴上光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W3CM(λrms)，把垂直方向上从所述光轴测量所述聚光点的距离定为Y2(mm)，
把所述耦合透镜与所述物镜配置成其光轴一致时，把向在垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y2(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差定为W4CM(λrms)时，满足下式。
|(W3CM-W4CM)/W3CM|＜0.5        (12)
本发明与本发明第十九方面所述的发明起同样的作用效果。
本发明第二十七方面所述光拾取装置的特征是所述耦合透镜至少具有一个非球面。本发明与二十所述的发明起同样的作用效果。
权本发明第二十八方面所述光拾取装置的特征是其所述物镜至少由二个透镜组构成。本发明与二十二所述的发明起同样的作用效果。
本发明第二十九方面所述光拾取装置的特征是所述耦合透镜数值孔径对所述物镜数值孔径的比的绝对值大于0.1。本发明与本发明第二十三方面所述的发明起同样的作用效果。
本发明第三十方面所述光信息记录再现装置的特征是具有：权利要求二十四至二十九的任一项中所述的光拾取装置、和把所述光信息记录媒体通过所述光拾取装置支承在能记录和/或再现信息信号位置的光信息记录媒体支承装置。
本说明书中所说的物镜狭义上是指在把光信息记录媒体(光盘)装填在光拾取装置中的状态下在最靠光信息记录媒体一侧位置上与它必须相对配置的具有聚光作用的透镜，广义上是指该透镜并且通过致动元件至少在其光轴方向上可驱动的透镜。因此本说明书中所说的物镜的数值孔径是物镜位于最靠光信息记录媒体一侧光学面的数值孔径，是指各自按光信息记录媒体标准规定的数值孔径或对各自的光信息记录媒体根据使用光源的波长能得到为信息的记录和/或再现用需要点径的具有折射界限性能的数值孔径(也叫像方数值孔径)。
本说明书中所说的信息记录是指在上述光信息记录媒体的信息记录面上记录信息。本说明书中所说的信息再现是指把在上述光信息记录媒体的信息记录面上记录的信息再现。本发明的物镜即可以使用进行为仅记录或仅再现用的，也可以使用进行记录和再现两者用的。而且即可以使用对某个光信息记录媒体进行记录而对其他的光信息记录媒体进行再现用的，也可以使用对某个光信息记录媒体进行记录或再现而对其他的光信息记录媒体进行记录和再现用的。在此所说的再现包括单单读出信息。
本说明书中所说的轴上光束是指从配置在物镜光轴上的光源射出的光束，轴外光束是指从在垂直方向从物镜光轴离开的位置上配置的光源射出的光束。
附图说明
图1是本发明第一光拾取装置用光学系统的概略剖面图；
图2是本发明第一光拾取装置用光学系统的概略剖面图；
图3是本发明第一光拾取装置用光学系统的概略剖面图；
图4是本发明第一光拾取装置用光学系统的概略剖面图；
图5是概略表示第一实施例光拾取装置结构的图；
图6是本发明第二光拾取装置用光学系统的概略剖面图；
图7是本发明第二光拾取装置用光学系统的概略剖面图；
图8是本发明第二光拾取装置用光学系统的概略剖面图；
图9是本发明第二光拾取装置用光学系统的概略剖面图；
图10是概略表示第二实施例光拾取装置结构的图；
图11是实施例1的光拾取装置用光学系统的剖面图；
图12是表示实施例1光拾取装置用光学系统的像高与波面像差关系的图；
图13是表示波面像差与偏心量关系的图；
图14是实施例2的光拾取装置用光学系统的剖面图；
图15是表示实施例2光拾取装置用光学系统的像高与波面像差关系的图；
图16是表示波面像差与偏心量关系的图。
具体实施方式
下面边参照附图边说明本发明光拾取装置用的物镜的实施例。图5是第一实施例光拾取装置用光学系统的概略剖面图。安装了本实施例第一光拾取光学系统OS1的光拾取装置PU1如图5所示具备成为光源的半导体激光LD。半导体激光LD是射出波长400nm左右光束的GaN系兰紫色半导体激光或SHG兰紫色激光。从该半导体激光LD射出的发散光束透过偏光光束分离器Bs、经过1/4波长板WP成为圆偏光的光束之后用准直透镜COL成为平行光束。该平行光束射入扩展透镜EXP。经过扩展透镜EXP的光束被扩大了光束直径经过光圈ST后、由物镜OBJ通过光盘OD的保护层DP在光盘(也叫光信息记录媒体)OD的信息记录面DR上形成聚光点。
物镜OBJ通过其周边配置的2轴致动元件AC1被向聚光方向和跟踪方向驱动。物镜OBJ其光盘OD一侧的数值孔径在0.80以上，与各自的透镜组光学面一体成型的凸缘部FL1和FL2通过相互嵌入组装成一体。由第一透镜组E1的凸缘部FL1能高精度地安装在光拾取装置PU1上。
在信息记录面DR上通过信息凹陷调制的反射光束再次透过物镜OBJ、光圈ST、扩展透镜EX后，通过准直透镜COL成为收敛光束。该收敛光束通过1/4波长板WP被直线偏光后用偏光光束分离器BS反射，通过经过圆柱形透镜CY、凹透镜NL产生了非点像差，收敛在光检测器PD的受光面上。使用根据光检测器PD的输出信号生成的聚光误差信号和跟踪误差信号对光盘OD进行信息的记录和/或再现。
光信息记录再现装置的结构具有：上述的光拾取装置PU1和通过该光拾取装置能记录和/或再现信息地支承光盘OD的未图示的光信息记录媒体支承装置。光信息记录媒体支承装置由保持光盘OD中心部分旋转操作的旋转驱动装置构成。
上述结构的光拾取装置PU1和光信息记录再现装置的光拾取装置PU1中，由各种误差原因使信息记录面上的聚光点球差增大的情况，对应于球差的增大量通过用1轴致动元件AC2变更扩展透镜EX的第一透镜组L1的位置来校正该球差。聚光点球差向校正过多方向(过度方向)增大时移动第一透镜组L1、使第一透镜组L1与第二透镜组L2的间隔变小，聚光点球差向不足过多方向(不足方向)增大时移动第一透镜组L1、使第一透镜组L1与第二透镜组L2的间隔变大。这时通过移动第一透镜组L1对物镜OBJ产生偏心误差，但由于光拾取装置用光学系统OS1是满足上式(1)到(3)的结构，所以能有效地抑制聚光点彗差的增大。
图10是第二实施例光拾取装置用光学系统的概略剖面图。安装了本实施例第二光拾取光学系统OS2的光拾取装置PU2如图10所示具备成为光源的半导体激光LD。半导体激光LD是射出波长400nm左右光束的GaN系兰紫色半导体激光或SHG兰紫色激光。从该半导体激光LD射出的发散光束透过偏光光束分离器BS、经过1/4波长板WP成为圆偏光的光束之后用耦合透镜CUL成为平行光束。经过耦合透镜CUL的光束经过光圈ST后、由物镜OBJ通过光盘OD的保护层DP在信息记录面DR上形成聚光点。物镜OBJ通过其周边配置的2轴致动元件AC1被向聚光方向和跟踪方向驱动。物镜OBJ其光盘OD一侧的数值孔径在0.80以上，通过与光学面一体成型的凸缘部FL能高精度地安装在光拾取装置PU2上。
在信息记录面DR上通过信息凹陷调制的反射光束再次透过物镜OBJ、光圈ST后，通过耦合透镜CUL成为收敛光束。该收敛光束通过1/4波长板WP被直线偏光后，用偏光光束分离器BS反射，通过经过圆柱形透镜CY、凹透镜NL被给予了非点像差，收敛在光检测器PD的受光面上。使用根据光检测器PD的输出信号生成的聚光误差信号和跟踪误差信号对光盘OD进行信息的记录和/或再现。
光信息记录再现装置的结构具有：上述的光拾取装置PU2和通过该光拾取装置能记录和/或再现信息地支承光盘OD的未图示的光信息记录媒体支承装置。光信息记录媒体支承装置由保持光盘OD中心部分旋转操作的旋转驱动装置构成。
上述结构的光拾取装置PU2和上述光信息记录再现装置的光拾取装置PU2中，由各种误差原因使信息记录面上的聚光点球差增大的情况，对应于球差的增大量通过用1轴致动元件AC2变更耦合透镜CUL的位置来校正该球差。聚光点球差向校正过多方向(过度方向)增大时移动耦合透镜CUL、使耦合透镜CUL与物镜OBJ的间隔变大，聚光点球差向不足过多方向(不足方向)增大时移动耦合透镜CUL、使耦合透镜CUL与物镜OBJ的间隔变小。这时由移动、耦合透镜CUL对物镜OBJ产生偏心误差，但由于光拾取装置用光学系统OS2是满足上式(1)到(3)的结构，所以能有效地抑制聚光点彗差的增大。
(实施例)
下面提示二例作为上述光拾取光学系统OS1和OS2恰当的实施例。各实施例光拾取光学系统的非球面在把距与从其面的顶面相接触的平面的变形量定为X(mm)、对光轴垂直方向的高定为h(mm)、曲率半径定为r(mm)时，用下面的数1表示。但k定为圆锥系数、A、i定为非球面系数。
[数1]
X = h 2 / r 1 + 1 - ( 1 + k ) h 2 / r 2 + Σ i = 2 8 A 2 i h 2 i
各实施例的透镜数据表中r(mm)表示曲率半径、d(mm)表示面间隔、Nd表示d线对d的折射率、Nλ表示波长405nm的折射率、νd表示d线的阿贝数。而且在此以后(包括表的透镜数据)把10的幂乘数(例如2.5×10-3)用E(例如2.5×E-3)表示。
(实施例1)
表1表示了实施例1光拾取装置用光学系统的透镜数据，图11表示其剖面图。实施例1的光拾取装置用光学系统作为上述的光拾取光学系统OS1是合适的，其具有：扩展透镜EXP，其由负透镜L1和正透镜L2这两个塑料透镜构成的变换光束直径；物镜OBJ，其把通过了该扩展透镜EXP的波长405nm的光束通过0.1mm厚的保护层DP，在光盘OD的信息记录面DR上聚光用的两个塑料透镜构成的焦点距离1.76mm、数值孔径0.85。
[表1]
面号码  r(mm)  d(mm)  N νd 备注
    0  ∞ 光源
    1234  -3.622466.016221.5167-5.2505  0.80000.60001.000018.0000  1.524691.52469  56.556.5 扩展透镜
    5678  2.09666.29000.8880∞  2.50000.05001.10000.2559  1.560131.52469  56.556.3 物镜
    910  ∞∞  0.1000  1.61950  30.0 保护层
非球面系数
 第一面  第二面  第三面  第四面
 kA4A6A8A10A12A14A16  -6.97814E-01-9.95924E-061.47066E-010.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+00  0.00000E+004.79783E-055.89417E-050.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+00  -2.95711E+01-2.18911E-043.79034E-050.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+00  -5.00803E-01-3.87717E-053.29108E-050.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+00
非球面系数
 第五面  第六面  第七面
    kA4A6A8A10A12A14A16  -1.68114E-01-4.68333E-036.11061E-04-9.46597E-042.33843E-04-1.55675E-046.638 19E-05-1.88569E-05  4.86250E+00-2.21547E-031.75411E-02-9.51333E-03-1.79513E-028.98785E-030.00000E+000.00000E+00  -8.09269E-011.16941E-012.88743E-021.27454E-01-8.77260E-020.00000E+000.00000E+000.00000E+00
物镜OBJ为了确保各透镜光学面之间的光轴错移和组装各透镜时对偏心误差的容许公差、并充分确保对光盘OD进行信息的记录和/或再现时的动作距离，所以残存了如图12所示轴外特性的彗差W1CM。扩展透镜EXP为了光拾取装置用光学系统的小型化把倍率定为1.25倍、把负透镜L1与正透镜L2的间隔设定为0.6mm。
该光拾取装置用光学系统如图12所示，组合了扩展透镜EXP和物镜OBJ的系统的轴外特性W2CM满足上述的(1)和(2)式，而且如下面表2的具体数值所示、满足上述(3)式地决定扩展透镜EX的非球面形状。通过这种决定扩展透镜EXP的非球面形状、该光拾取装置用光学系统在扩展透镜EXP的各透镜对物镜OBJ具有偏心误差时，通过对物镜OBJ射入斜光束而相互有效消除物镜OBJ发生的彗差和扩展透镜EXP自身发生的彗差。其结果是如图13所示，是被小型化了的光拾取装置用光学系统、同时确保扩展透镜EXP的各透镜对偏心误差的容许公差大。
[表2]
    L1偏心     L2偏心
    ΔY2W3CMW4CM|(W3CM-W4CM)/W3CM|     0.1mm0.022mm0.011λrms0.010λrms0.09     0.1mm0.022mm0.010λrms0.011λrms0.10
(实施例2)
表3表示实施例1光拾取装置用光学系统的透镜数据，图14表示其剖面图，实施例2的光拾取装置用光学系统作为上述的光拾取光学系统OS2是合适的，其具有：耦合透镜CUL，其由把从光源射出的波长405nm的发散光束变换成平行光束引导到物镜OBJ；物镜OBJ，其把通过该耦合透镜CUL的光束通过0.1mm厚的保护层DP在光盘OD的信息记录面DR上聚光用的两个塑料透镜构成的焦点距离1.76mm、数值孔径0.85。物镜OBJ与实施例1光拾取装置用光学系统的物镜OBJ相同，残存着如图15所示轴外特性的彗差W1CM。耦合透镜CUL为了光拾取装置用光学系统的小型化把数值孔径定为0.15、把焦点距离设定为10mm。
[表3]
面号码  r(mm)  d(mm)  Nλ  νd 备注
    0  9.4060 光源
    12  20.0406-6.9614  1.200015.0000  1.52469  56.5 耦合透镜
    345  2.09666.29000.8880  2.50000.05001.1000  1.560131.52469  56.556.3 物镜
6 ∞ 0.2559
    78 ∞∞ 0.1000  1.61950  30.0 保护层
非球面系数
 第一面  第二面
    kA4A6A8A10A12A14A16  -4.16531E-01-3.96832E-040.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+00  7.60324E-014.46246E-048.02679E-060.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+000.00000E+00
非球面系数
    第三面  第四面  第五面
    kA4A6A8A10A12A14A16  -1.68114E-01-4.68333E-036.11061E-04-9.46597E-042.33843E-04-1.55675E-046.63819E-05-1.88569E-05  4.86250E+00-2.21547E-031.75411E-02-9.51333E-03-1.79513E-028.98785E-030.00000E+000.00000E+00  -8.09269E-011.16941E-012.88743E-021.27454E-01-8.77260E-020.00000E+000.00000E+000.00000E+00
该光拾取装置用光学系统如图15所示，组合了耦合透镜CUL和物镜OBJ的系统的轴外特性W2CM满足上述的(7)和(8)式，而且如下面表4的具体数值所示、满足上述(9)式地决定耦合透镜CUL的非球面形状。通过这种决定耦合透镜CUL的非球面形状、该光拾取装置用光学系统在耦合透镜CUL对物镜OBJ具有偏心误差时，通过对物镜OBJ射入斜光束而相互有效消除物镜OBJ发生的彗差和耦合透镜CUL自身发生的彗差。其结果是如图16所示，是被小型化了的光拾取装置用光学系统、同时确保耦合透镜CUL对偏心误差的容许公差大。
[表4]
    COL偏心
    ΔY2W3CMW4CM|(W3CM-W4CM)/W3CM|     0.1mm0.018mm0.010λrms0.009λrms0.10
根据本发明，能提供一种光拾取装置用光学系统，其使用波长短的光源和数值孔径大的物镜，使用通过在光源与物镜间的光路中配置的扩展透镜或耦合透镜而校正聚光点球差的光拾取装置用光学系统，在可动透镜具有偏心误差时聚光性能的恶化也小。能提供一种光拾取装置用光学系统，其特别是为了小型化而缩小扩展透镜的透镜组间隔、增大扩展透镜的倍率、增大耦合透镜的数值孔径时聚光性能对可动透镜偏心误差的恶化也小。而且能提供一种具备该光拾取装置用光学系统的光拾取装置或光信息记录再现装置。

Claims (32)

1、一种用于光拾取装置的光学系统，包括：
扩展透镜，至少具有二个透镜组以及变换光束直径；
物镜，把来自所述扩展透镜的光束聚光；
其中，满足下式，
W1CM＞W2CM
在此，W1CM：垂直方向上从所述物镜光轴离开0.05mm以内任意距离Y1(mm)的位置聚光的波长λ(nm)轴外光束向所述物镜射入时聚光点的彗差(λrms)，
W2CM：构成所述扩展透镜的所有透镜组和所述物镜配置成其光轴一致时，垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y1(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点的彗差(λrms)。
2、如权利要求1所述的光学系统，其中，满足下式，
H2＞H1
±H1(mm)(H1＞0)：波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差为小于0.07λrms以内的像高范围；
±H2(mm)(H2＞0)是把构成所述扩展透镜的所有透镜组与所述物镜配置成其光轴一致时，所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差为小于0.07λrms以内的像高范围。
3、如权利要求1所述的光学系统，其中，满足下式，
|(W3CM-W4CM)/W3CM|＜0.5
W3CM：构成所述扩展透镜的透镜组中的任意透镜组与所述物镜配置成其光轴一致，并且把所述任意透镜组以外的透镜组配置成在垂直方向上从所述光轴位移0.1mm以内的任意量Δ(mm)，把所述波长λ(nm)的轴上光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入的聚光点的彗差(λrms)；
Y2(mm)：垂直方向上的从所述光轴到聚光点测量的距离；
W4CM：所述扩展透镜的所有透镜组与所述物镜配置成其光轴一致，在垂直方向上所述聚光点离开所述光轴的距离为Y2(mm)的所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点的彗差(λrms)。
4、如权利要求1所述的光学系统，其中，所述扩展透镜至少具有一个非球面。
5、如权利要求1所述的光学系统，其中，所述物镜的数值孔径在0.8以上，并且所述扩展透镜通过变更构成它的所述透镜组的间隔能变化射入所述物镜的光束边缘光线的入射角度。
6、如权利要求1所述的光学系统，其中，所述物镜至少具有二个透镜组。
7、如权利要求1所述的光学系统，其中，所述扩展透镜的光轴上测量的全长是在3mm以下。
8、如权利要求1所述的光学系统，其中，所述扩展透镜的倍率r满足下式
r＝D2/D1＞1.2
在此，D1(mm)是向所述扩展透镜射入的光束的直径；
D2(mm)是从所述扩展透镜射出的光束的直径。
9、一种光拾取装置，其包括：
光源，射出波长λ(nm)的光束；以及
光学系统，通过把从所述光源射出的光束聚光在光信息记录媒体的信息记录面上，使光拾取装置进行信息的记录和/或再现，所述光学系统具备：
物镜，与光信息记录媒体相对配置；
扩展透镜，配置在所述光源与所述物镜间的光路中，至少具有二个透镜组，
其中，所述扩展透镜的透镜组中至少一个透镜组构成为在光轴方向移动，以及移动透镜组来变更构成所述扩展透镜的透镜组的间隔，起到进行校正在所述信息记录面上聚光点球差的作用，
其中，满足下式
W1CM＞W2CM，
W1CM：垂直方向上的在所述物镜光轴离开0.05mm以内任意距离Y1(mm)的位置进行聚光的波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时聚光点的彗差(λrms)，
W2CM：构成所述扩展透镜的所有透镜组和所述物镜配置成其光轴一致时，垂直方向上的在所述光轴离开所述距离Y1(mm)的位置进行聚光的所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点的彗差(λrms)。
10、如权利要求9所述的光学系统，其中，满足下式
H2＞H1
±H1(mm)(H1＞0)：波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差为小于0.07λrms以内的像高范围；
±H2(mm)(H2＞0)：构成所述扩展透镜的所有透镜组与所述物镜配置成其光轴一致时，所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差小于0.07λrms以内的像高范围。
11、如权利要求9所述的光学系统，其中，满足下式
|(W3CM-W4CM)/W3CM|＜0.5
W3CM：构成所述扩展透镜的透镜组中的任意透镜组与所述物镜配置成其光轴一致，并且把所述任意透镜组以外的透镜组配置成在垂直方向上从所述光轴位移0.1mm以内的任意量Δ(mm)，把所述波长λ(nm)的轴上光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入的聚光点的彗差(λrms)；
Y2(mm)：垂直方向上的从所述光轴到聚光点测量的距离；
W4CM：所述扩展透镜的所有透镜组与所述物镜配置成其光轴一致，在垂直方向上所述聚光点离开所述光轴的距离为Y2(mm)的所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差(λrms)。
12、如权利要求9所述的光学系统，其中，所述扩展透镜至少具有一个非球面。
13、如权利要求9所述的光学系统，其中，所述物镜的数值孔径在0.8以上。
14、如权利要求9所述的光学系统，其中，所述物镜至少具有二个透镜组。
15、如权利要求9所述的光学系统，其中，所述扩展透镜的光轴上测量的全长是3mm以下。
16、如权利要求9所述的光学系统，其中，所述扩展透镜的倍率r满足下式
r＝D2/D1＞1.2
在此，D1(mm)为向所述扩展透镜射入的光束的直径；
D2(mm)为从所述扩展透镜射出的光束的直径。
17、一种光信息记录再现装置，其特征在于，包括，
如权利要求9所述的光拾取装置；
支承装置：其通过所述光拾取装置，在用于所述光信息记录媒体进行记录和/或再现信息的位置支承光信息记录媒体。
18、一种用于光拾取装置的光学系统，包括，
耦合透镜，变更射入光束的发散角；
物镜，把来自所述耦合透镜的光束聚光，
其中，满足下式
W1CM＞W2CM
在此，W1CM：垂直方向上的在所述物镜光轴离开0.05mm以内任意距离Y1(mm)的位置进行聚光的波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时聚光点的彗差(λrms)，
W2CM：在所述耦合透镜和所述物镜配置成其光轴一致时，垂直方向上的在所述光轴离开所述距离Y1(mm)的位置进行聚光的所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述扩展透镜向所述物镜射入时的聚光点的彗差(λrms)。
19、如权利要求18所述的光学系统，其中，满足下式
H2＞H1
在此，±H1(mm)(H1＞0)：波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差为小于0.07λrms以内的像高范围；
±H2(mm)(H2＞0)：构成所述耦合透镜与所述物镜配置成其光轴一致时，所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差为小于0.07λrms以内的像高范围。
20、如权利要求18所述的光学系统，其中，满足下式
|(W3CM-W4CM)/W3CM|＜0.5
W3CM(λrms)：所述耦合透镜配置成在垂直方向上从所述物镜的光轴位移0.1mm以内的任意量Δ(mm)时，把所述波长λ(nm)的轴上光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入的聚光点的彗差；
Y2(mm)：垂直方向上的从所述光轴到聚光点测量的距离；
W4CM(λrms)：所述耦合透镜与所述物镜配置成其光轴一致时，在垂直方向上从所述光轴离开所述距离Y2(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)轴外光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点的彗差。
21、如权利要求18所述的光学系统，其中，所述耦合透镜至少具有一个非球面。
22、如权利要求18所述的光学系统，其中，所述物镜的数值孔径在0.8以上，并且所述耦合透镜通过变更与所述物镜的距离变化射入所述物镜的光束边缘光线的入射角度。
23、如权利要求18所述的光学系统，其中，所述物镜至少具有二个透镜组。
24、如权利要求18所述的光学系统，其中，所述耦合透镜数值孔径对所述物镜数值孔径的比的绝对值大于0.1，并且满足下式
|NACUP/NAOBP|＞0.1
在此，NACUP：耦合透镜的数值孔径；NAOBP：物镜的数值孔径。
25，一种光拾取装置，包括：
光源，射出波长λ(nm)的光束；
光学系统，通过把从所述光源射出的光束在光信息记录媒体的信息记录面上聚光，使所述光拾取装置进行信息的记录和/或再现，光学系统具有：
物镜，与所述光信息记录媒体相对配置；
耦合透镜，配置在所述光源与所述物镜间，变更从所述光源射出的发散光束的发散角，
其中，所述耦合透镜是在光轴方向上可移动的结构，通过用耦合透镜在光轴方向的移动来变更与所述物镜的间隔，起到进行校正在所述信息记录面上聚光点球差的作用，
其中，满足下式
W1CM＞W2CM
W1CM(λrms)：垂直方向上的在所述物镜光轴离开0.05mm以内任意距离Y1(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时的聚光点的彗差；
W2CM(λrms)：所述耦合透镜和所述物镜配置成其光轴一致时，垂直方向上的在所述光轴离开所述距离Y1(mm)的位置聚光的所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点的彗差。
26、如权利要求25所述的光学系统，其中，满足下式
H2＞H1
±H1(mm)(H1＞0)：所述波长λ(nm)的轴外光束向所述物镜射入时的聚光点彗差为小于0.07λrms以内的像高范围；
±H2(mm)(H2＞0)：所述耦合透镜与所述物镜配置成其光轴一致时，所述波长λ(nm)的轴外光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入时的聚光点彗差为小于0.07λrms以内的像高范围。
27、如权利要求25所述的光学系统，其中，满足下式
|(W3CM-W4CM)/W3CM|＜0.5
在此，W3CM(λrms)：所述耦合透镜组配置成在垂直方向上从所述光轴位移0.1mm以内的任意量Δ(mm)，把所述波长λ(nm)的轴上光束通过所述耦合透镜向所述物镜射入的聚光点的彗差；
Y2(mm)：从所述光轴到聚光点测量的距离；
W4CM(λrms)：所述耦合透镜与所述物镜配置成其光轴一致，在垂直方向上所述聚光点离开所述光轴的距离为Y2(mm)的所述波长λ(nm)的轴外光束的聚光点的彗差。
28、如权利要求25所述的光学系统，其中，所述耦合透镜至少具有一个非球面。
29、如权利要求25所述的光学系统，其中，所述物镜的数值孔径在0.8以上。
30、如权利要求25所述的光学系统，其中，所述物镜至少具有二个透镜组。
31、如权利要求25所述的光学系统，其中，所述耦合透镜数值孔径对所述物镜数值孔径的比的绝对值大于0.1，并且满足下式
|NACUP/NAOBP|＞0.1
在此，NACUP：耦合透镜的数值孔径；NAOBP：物镜的数值孔径。
32、一种光信息记录再现装置，包括：
如权利要求25所述的光拾取装置；和
支承装置：其通过所述光拾取装置，在用于所述光信息记录媒体进行记录和/或再现信息的位置支承光信息记录媒体。
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