專利名稱：物鏡以及光拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物鏡，特別是涉及適合在光拾取裝置中使用的NA為0. 75以上的物鏡以及光拾取裝置。
背景技術(shù)：
能夠使用波長為400nm左右的藍紫色半導體激光器來進行信息的記錄和/或再現(xiàn)(以下，將“記錄和/或再現(xiàn)”記載為“記錄/再現(xiàn)”)的高密度光盤系統(tǒng)已經(jīng)在市面上出售。作為一個例子，在按照NA為0. 85、光源波長為405nm的規(guī)格進行信息記錄/再現(xiàn)的光盤、所謂Blu-ray Disc (藍光光盤，以下稱為BD)中，對于與DVD (NA為0. 6、光源波長為650nm、存儲容量為4. 7GB)相同大小的直徑為12cm的光盤，能夠針對每層記錄23 27GB的信息。另外，如果通過成型(molding)來形成光拾取裝置中使用的物鏡，則能夠大量生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。在專利文獻1中公開了通過如下所謂的注塑成型來制造塑料透鏡的技術(shù)通過金屬模具來形成與透鏡對應(yīng)的空腔，使溶融了的塑料樹脂從被稱作澆口(gate)的樹脂流入口流入上述空腔內(nèi)從而形成透鏡。專利文獻1 日本特開2005-84080號公報

發(fā)明內(nèi)容
此處，在以往的DVD用的光拾取裝置中使用的物鏡的情況下，由于NA為0. 6左右，所以相對于法蘭(Flange)厚度，軸上透鏡厚度比較薄，能夠通過專利文獻1公開的注塑成型技術(shù)來制造。但是，在BD用的光拾取裝置中使用的物鏡的情況下，由于NA為0. 75左右，所以相對于法蘭厚度，軸上透鏡厚度比較厚而接近半球形，射出到空腔內(nèi)的樹脂總量增大。如果樹脂總量增大，則在從窄的澆口注入樹脂時，在壓力充分傳遞至空腔內(nèi)的最大壁厚部之前澆口被密封，無法壓出空腔內(nèi)的空氣，其結(jié)果形成氣眼，具有無法得到期望的光學面這樣的問題。與此相對，如果使法蘭厚度整體地變厚，則澆口也變厚，所以雖然能夠充分傳遞壓力，但產(chǎn)生如下問題導致重量增加而不利于物鏡的循跡、聚焦控制。另外，如果與使法蘭厚度整體地變厚相伴地使軸上透鏡厚度變厚，則產(chǎn)生導致減少用于避免與光盤的干擾的工作距離這樣的問題。本發(fā)明是鑒于上述以往技術(shù)的問題而完成的，其目的在于提供一種在高NA的透鏡中能夠抑制成型時的問題的物鏡以及光拾取裝置。發(fā)明1記載的物鏡，是在通過將500nm以下的波長的光束聚光到光盤的信息記錄面而進行信息的記錄和/或再現(xiàn)的光拾取裝置中使用的物鏡，其特征在于，所述物鏡的NA是0. 75以上，所述物鏡在光學面的周圍具有法蘭部，所述法蘭部的一部分成為光軸方向的厚度比其以外的部位還大的厚壁法蘭部，在從光軸方向觀察所述物鏡時，所述厚壁法蘭部比最大有效直徑還向光軸側(cè)突出，而且滿足以下的式，0. 9 ≤ d/f ≤ 1. 2 (1)其中，d(mm)表示所述物鏡的軸上透鏡厚度，f (mm)表示所述500nm以下的波長的光束中的所述物鏡的焦距。根據(jù)本發(fā)明，上述法蘭部的一部分成為光軸方向的厚度比其以外的部位還大的厚壁法蘭部，在從光軸方向觀察上述物鏡時，上述厚壁法蘭部比最大有效直徑還向光軸側(cè)突出。另外，隔著與上述厚壁法蘭部對應(yīng)的截面面積比較大的厚壁法蘭部形成部來設(shè)置澆口，從而能夠使?jié)部谧兒瘛Ｍㄟ^從上述澆口向金屬模具內(nèi)注入物鏡的原材料，即使是如BD用的光拾取裝置中使用的軸上透鏡厚度大的物鏡，也能夠為了順利地排出空腔內(nèi)的空氣而施加充分的壓力，能夠高精度地形成光學面。另外，厚壁法蘭部以外的法蘭部的厚度與以往相同，所以能夠?qū)⒅亓吭黾右种茷樽钚∠薅?。另外，由于能夠抑制厚壁法蘭部以外的法蘭部的厚度，所以無需使軸上透鏡厚度變厚，其結(jié)果，能夠?qū)⑤S上透鏡厚度抑制為較小的值，所以不會導致工作距離減少。發(fā)明2的物鏡，是在通過將500nm以下的波長的光束聚光到光盤的信息記錄面而進行信息的記錄和/或再現(xiàn)的光拾取裝置中使用的物鏡，其特征在于，所述物鏡的NA是0. 75以上，所述物鏡在光學面的周圍具有法蘭部，所述法蘭部在光軸方向的至少某一側(cè)具有在圓周方向上延伸的環(huán)形部，所述環(huán)形部由于在從所述法蘭部至所述光學面的范圍中形成的厚壁法蘭部而分斷，而且滿足以下的式，0.9 ≤ d/f ≤ 1.2 (1)其中，d(mm)表示所述物鏡的軸上透鏡厚度，f(mm)表示所述500nm以下的波長的光束中的所述物鏡的焦距。根據(jù)本發(fā)明，上述法蘭部在光軸方向的至少某一側(cè)具有在圓周方向上延伸的環(huán)形部，上述環(huán)形部由于在從上述法蘭部至上述光學面的范圍中形成的厚壁法蘭部而分斷。另外，通過隔著與上述厚壁法蘭部對應(yīng)的截面面積比較大的厚壁法蘭部形成部來設(shè)置澆口，能夠使?jié)部谧兒瘛Ｍㄟ^從上述澆口向金屬模具內(nèi)注入物鏡的原材料，即使是如BD用的光拾取裝置中使用的軸上透鏡厚度大的物鏡，也能夠為了順利地排出空腔內(nèi)的空氣而施加充分的壓力，能夠高精度地形成光學面。另外，厚壁法蘭部以外的法蘭部的厚度與以往相同，所以能夠?qū)⒅亓吭黾右种茷樽钚∠薅取Ａ硗?，由于能夠抑制厚壁法蘭部以外的法蘭部的厚度，所以無需使軸上透鏡厚度變厚，其結(jié)果，能夠?qū)⑤S上透鏡厚度抑制為較小的值，所以不會導致工作距離減少。發(fā)明3記載的物鏡的特征在于，在發(fā)明2記載的發(fā)明中，在所述光軸方向的至少某一側(cè)具有在圓周方向上延伸的槽，所述槽也由于所述厚壁法蘭部而分斷。發(fā)明4記載的物鏡的特征在于，在發(fā)明2或3記載的發(fā)明中，所述槽部形成于與所述光學面中的曲率半徑小的光學面靠近的一側(cè)。發(fā)明5記載的物鏡的特征在于，在發(fā)明1 4中的任一發(fā)明記載的發(fā)明中，所述厚壁法蘭部設(shè)置于澆口附近。發(fā)明6記載的物鏡的特征在于，在發(fā)明1 5中的任一發(fā)明記載的發(fā)明中，在將所述厚壁法蘭部的壁厚設(shè)為△ (mm)時，滿足以下的式，2. 0 ≤d/Δ ≤ 5. 0 (2)。發(fā)明7記載的物鏡的特征在于，在發(fā)明1 6中的任一發(fā)明記載的發(fā)明中，在將所述法蘭部的最小壁厚設(shè)為t (mm)時，滿足以下的式，5. 0 < d/t ≤8. 0 (3)。
發(fā)明8記載的物鏡的特征在于，在發(fā)明1 7中的任一發(fā)明記載的發(fā)明中，所述物鏡由樹脂原材料形成。發(fā)明9的光拾取裝置的特征在于，具有發(fā)明1 8中的任一發(fā)明記載的物鏡。光拾取裝置具有射出500nm以下的波長的光束的光源、具有物鏡的聚光光學系統(tǒng)、以及光檢測器。聚光光學系統(tǒng)除了物鏡以外也可以具有準直儀等耦合透鏡。在本說明書中，物鏡是指，在光拾取裝置中配置于與光盤相向的位置處、并具有將從光源射出的光束聚光到光盤的信息記錄面上的功能的光學系統(tǒng)。物鏡優(yōu)選為單片的透鏡。另外，物鏡既可以是玻璃透鏡也可以是塑料透鏡，或者，也可以是在玻璃透鏡上用光固化性樹脂、UV固化性樹脂或者熱固化性樹脂等而設(shè)置了光程差賦予構(gòu)造的混合透鏡。也可以在塑料透鏡中一體地形成光程差賦予構(gòu)造。另外，物鏡的折射面優(yōu)選為非球面。另外，物鏡的設(shè)置光程差賦予構(gòu)造的基面(base surface)優(yōu)選為非球面。光拾取裝置優(yōu)選使用至少500nm以下(優(yōu)選為350nm以上、450nm以下)的波長的光源(半導體激光器等)。另外，物鏡的像側(cè)的數(shù)值孔徑是0. 75以上(優(yōu)選為0. 75以上、0. 9以下)。物鏡具有光學面和法蘭部。法蘭部是指，在光學面的周圍具有在大致光軸正交方向上延伸的環(huán)形部、并為了保持物鏡而使用的部位。該法蘭部的環(huán)形部由于厚壁法蘭部而在圓周方向上分斷。在本說明書中，法蘭部以及厚壁法蘭部的壁厚是指光軸方向的厚度。另外，在使物鏡成為塑料透鏡的情況下，優(yōu)選使用環(huán)烯烴類的樹脂材料等脂環(huán)式烴類聚合物材料。另外，關(guān)于該樹脂材料，更優(yōu)選使用針對波長405nm的溫度25°C下的折射率是1. 50至1. 60的范圍內(nèi)、且與_5°C至70°C的溫度范圍內(nèi)的溫度變化相伴的針對波長405nm的折射率變化率dN/dT(°C ―1)為-20X10—5至_5Χ10_5(更優(yōu)選為-10Χ10_5至-8Χ10_5)的范圍內(nèi)的樹脂材料。另外，物鏡優(yōu)選滿足以下的條件式(1)。0. 9 彡 d/f 彡 1. 2 (1)其中，d(mm)表示物鏡的軸上透鏡厚度，f (mm)表示500nm以下的波長的光束中的物鏡的焦距。更優(yōu)選滿足以下的式。0.9 彡 d/f <1.1 (1，)在對應(yīng)于BD那樣的短波長、高NA的光盤的情況下，產(chǎn)生在物鏡中容易發(fā)生像散、還容易發(fā)生偏心慧形像差這樣的問題，但通過滿足條件式(1)以及(1’)，能夠抑制像散、偏心慧形像差的發(fā)生，并且確保較長的工作距離。在將物鏡的厚壁法蘭部的壁厚設(shè)為Δ (mm)時，優(yōu)選滿足以下的式。2. 0 彡 d/ Δ 彡 5. 0 (2)在將物鏡的法蘭部的最小壁厚設(shè)為t (mm)時，優(yōu)選滿足以下的式。5. 0 < d/t 彡 8. 0 (3)根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可在高NA的透鏡中抑制成型時的問題的物鏡。


圖1是示出使用成型金屬模具來使本實施方式的物鏡成型的工序的圖。圖2是使本實施方式的物鏡成型的成型金屬模具的放大圖。
圖3是使比較例的物鏡成型的成型金屬模具的放大圖。圖4的(a)是從光軸方向觀察本實施方式的物鏡OBJ的圖，(b)是在光軸正交方向上觀察的圖。圖5的(a)是從光軸方向觀察比較例的物鏡OBJ的圖，(b)是在光軸正交方向上觀察的圖。圖6的(a)是從光軸方向觀察另一實施方式的物鏡OBJ的圖，(b)是以VIB-VIB線切斷(a)的物鏡并在箭頭方向上觀察的圖。附圖標記說明OBJ 物鏡；FL 法蘭部；FLl 環(huán)形部；FT 厚壁法蘭部；Sl 第1光學面；S2 第1光學面；GV 槽。
具體實施例方式以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實施方式。圖1是示出使用成型金屬模具來使BD用光拾取裝置中使用的NA為0. 85的透鏡成型的工序的圖。圖2是本實施方式的成型金屬模具的放大圖。成型金屬模具包括第1模具10和第2模具20，兩者在合模的狀態(tài)下形成多個空腔。另外，圖1中的空腔形狀是概要性的形狀。光拾取裝置是一般的光拾取裝置即可，所以此處省略。如圖2所示，第1模具10具有用于轉(zhuǎn)印形成物鏡的第1光學面(在安裝于光拾取裝置的狀態(tài)下成為光源側(cè))的第1光學轉(zhuǎn)印面11a、和用于轉(zhuǎn)印形成接著其周圍的法蘭部的光源側(cè)面(環(huán)形部)的第1法蘭部轉(zhuǎn)印面lib。而且，在第1模具10中，以與第1法蘭部轉(zhuǎn)印面lib連接的方式形成有澆口部(入口流路)GT，另外，第1法蘭部轉(zhuǎn)印面lib被設(shè)置成如僅圓周方向的一部分凹陷那樣使厚壁法蘭部形成部Ilc與澆口部GT連接。另一方面，第2模具20具有用于轉(zhuǎn)印形成物鏡的第2光學面(在安裝于光拾取裝置的狀態(tài)下成為光盤側(cè))的第2光學轉(zhuǎn)印面21a、和用于轉(zhuǎn)印形成接著其周圍的法蘭部的光盤側(cè)側(cè)面的第2法蘭部轉(zhuǎn)印面21b。圖3是作為比較例的成型金屬模具的與圖2同樣的截面圖。在作為比較例的成型金屬模具中，第2模具20的形狀相同，但不同點在于，在第1模具10’中，第1法蘭部轉(zhuǎn)印面lib不包括厚壁法蘭部形成部Ilc而整個圓周成為一樣的厚度。即，法蘭部的環(huán)形部不會由于厚壁法蘭部而分斷(split)。接下來，說明本實施方式的物鏡的成型方法。首先，如圖1的(a)所示，與第2模具20相向地設(shè)置第1模具10。而且，通過未圖示的加熱器對第1模具10和第2模具20進行加熱，從而將光學轉(zhuǎn)印面lla、21a加熱至規(guī)定溫度。之后，如圖1的(b)所示，使第1模具10相對地接近并緊貼第2模具20，并通過規(guī)定的壓力進行了合模之后，從未圖示的噴嘴經(jīng)由流道(rimneiOLN以及澆口部GT，供給在被加壓到任意的壓力的狀態(tài)下加熱至比模具溫度更高的溫度的樹脂(參照圖1的(c))。接下來，直至溶融了的樹脂以轉(zhuǎn)印面lla、llb、21a、21b以及厚壁法蘭部形成部Ilc的形狀被轉(zhuǎn)印了的狀態(tài)進行固化為止，等待規(guī)定的時間而使樹脂冷卻。之后，如果使第1模具10和第2模具20相對地移動而進行開模，則包含物鏡OBJ的成型品以粘貼于第1模具10的狀態(tài)露出。通過從上述成型品分離物鏡0BJ，形成單體的物鏡OBJ。圖4是示出通過圖2所示的成型金屬模具來成型的物鏡OBJ的圖，圖5是示出通過圖3所示的成型金屬模具來成型的物鏡0BJ’的圖。首先，在圖5所示的比較例的物鏡0BJ’中，法蘭部FL的光軸方向厚度t在整個圓周是均勻的。即，是法蘭部FL的環(huán)形部不會由于厚壁法蘭部而分斷的形狀。然而，為了減輕重量、延長工作距離，優(yōu)選使物鏡0BJ’的焦距f相對軸上透鏡厚度d之比(d/f)成為1. 2以下，但這樣一來，壁厚t變得過薄，樹脂的填充性變差，無法形成高精度的光學面。相對于此，在圖4所示的本實施方式的物鏡OBJ中，將法蘭部FL的一部分設(shè)為厚壁法蘭部FT。即，法蘭部FL的環(huán)形部FLl(第1光學面Sl側(cè)的面)由于厚壁法蘭部FT而分斷。更具體而言，物鏡OBJ具有通過第1光學轉(zhuǎn)印面Ila轉(zhuǎn)印成型的第1光學面Sl ；曲率半徑比第1光學面Sl大且通過第2光學轉(zhuǎn)印面21a轉(zhuǎn)印成型的第2光學面S2 ；通過第1法蘭部轉(zhuǎn)印面lib以及第2法蘭部轉(zhuǎn)印面21b轉(zhuǎn)印成型的法蘭部FL ；以及以使一部分向法蘭部FL中的第1光學面Sl側(cè)隆起的方式通過厚壁法蘭部形成部Ilc轉(zhuǎn)印形成的厚壁法蘭部FT。厚壁法蘭部FT具有在光軸正交方向上延伸的光源側(cè)面FT1、與光源側(cè)面FTl正交的平行的面FT2、FT3、以及在光源側(cè)面FTl的緣側(cè)形成的倒角部FT4。光源側(cè)面FTl在有效直徑內(nèi)與第1光學面Sl相接。通過在有效直徑內(nèi)相接，能夠使厚壁法蘭部FT進一步變厚，所以能夠進一步降低樹脂注入時的壓力損失。此處，在將物鏡OBJ的軸上透鏡厚度設(shè)為d(mm)、將500nm以下的波長的光束中的上述物鏡OBJ的焦距設(shè)為f (mm)、將物鏡OBJ的厚壁法蘭部FT的壁厚設(shè)為Δ (mm)、將物鏡OBJ的法蘭部FL(厚壁法蘭部FT以外)的壁厚設(shè)為t(mm)時，滿足以下的式子。0. 9 彡 d/f 彡 1. 2 (1)2. 0 彡 d/ Δ 彡 5. 0 (2)5. 0 < d/t 彡 8. 0 (3)根據(jù)本實施方式，物鏡OBJ在法蘭部FL中具有厚壁法蘭部FT，所以參照圖2，在第1模具10的第1法蘭部轉(zhuǎn)印面11b，能夠?qū)⒑癖诜ㄌm部形成部Ilc形成為與澆口部GT連接，由此增大澆口部GT的截面面積從而使?jié)部诿芊鈺r間最佳化，能夠施加充分的壓力，能夠有效地抽出空氣。另外，如果在第1模具10與第2模具20之間設(shè)置稱為排氣口的空氣抽出用的槽，則在注塑成型時從排氣口抽出殘存于空腔內(nèi)的空氣，所以抑制在空腔內(nèi)形成氣眼，能夠使樹脂高精度地緊貼到轉(zhuǎn)印面。如果經(jīng)由排氣口利用抽取泵從外部抽取空氣，則空氣抽出性進一步提高。此處，在金屬模具的加工方面，如圖4所示，在光軸方向上觀察物鏡OBJ時，厚壁法蘭部FT成為比第1光學面Sl的最大有效直徑D還向光軸側(cè)突出而與第1光學面Sl成為一體化的形狀，所以會遮擋聚光到光盤的光束的一部分，但通過滿足上述條件式O)，由厚壁法蘭部FT遮擋的范圍相比于光學面的全部有效面積更小，特別是遮光量不會成為問題。
在本實施方式中，厚壁法蘭部FT是1個，但也可以設(shè)置多個。在上述情況下，如圖4中虛線所示那樣，如果隔著光軸而配置于對稱的位置則能夠取得平衡，重心位置在光軸上，在物鏡OBJ的循跡、聚焦控制的驅(qū)動時特別有效。 圖6是示出另一實施方式的物鏡OBJ的圖。在本實施方式中，法蘭部FL在環(huán)形部FLl上在第1光學面Sl側(cè)具有在圓周方向上延伸的槽GV，法蘭部FL的環(huán)形部FLl以及槽GV由于在從法蘭部FL至第1光學面Sl的范圍中形成的厚壁法蘭部FT而分斷。因此，在本實施方式的情況下，在槽GV的底部，測定法蘭部FL的最小壁厚t。另外，槽GV也可以形成于第2光學面S2側(cè)。關(guān)于除此以外的結(jié)構(gòu)(包括式⑴ (3)的關(guān)系)，與上述實施方式相同，所以省略說明。 以上，參照實施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不應(yīng)該限定于上述實施方式來解釋，而當然能夠適當?shù)剡M行變更、改進。
權(quán)利要求
1.一種物鏡，是在通過將500nm以下的波長的光束聚光到光盤的信息記錄面而進行信息的記錄和/或再現(xiàn)的光拾取裝置中使用的物鏡，其特征在于，所述物鏡的NA是0. 75以上，所述物鏡在光學面的周圍具有法蘭部，所述法蘭部的一部分成為光軸方向的厚度比其以外的部位還大的厚壁法蘭部，在從光軸方向觀察所述物鏡時，所述厚壁法蘭部比最大有效直徑還向光軸側(cè)突出，而且滿足以下的式，0. 9≤d/f≤1. 2 (1)其中，d(mm)表示所述物鏡的軸上透鏡厚度，f (mm)表示所述500nm以下的波長的光束中的所述物鏡的焦距。
2.一種物鏡，是在通過將500nm以下的波長的光束聚光到光盤的信息記錄面而進行信息的記錄和/或再現(xiàn)的光拾取裝置中使用的物鏡，其特征在于，所述物鏡的NA是0. 75以上，所述物鏡在光學面的周圍具有法蘭部，所述法蘭部在光軸方向的至少某一側(cè)具有在圓周方向上延伸的環(huán)形部，所述環(huán)形部由于在從所述法蘭部至所述光學面的范圍中形成的厚壁法蘭部而分斷，而且滿足以下的式，0. 9 ≤d/f ≤ 1. 2 (1)其中，d(mm)表示所述物鏡的軸上透鏡厚度，f (mm)表示所述500nm以下的波長的光束中的所述物鏡的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物鏡，其特征在于，所述法蘭部在光軸方向的至少某一側(cè)具有在圓周方向上延伸的槽，所述槽也由于所述厚壁法蘭部而分斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的物鏡，其特征在于，所述環(huán)形部形成于與所述光學面中的曲率半徑小的光學面靠近的一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任意一項所述的物鏡，其特征在于，所述厚壁法蘭部設(shè)置于澆口附近。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任意一項所述的物鏡，其特征在于，在將所述厚壁法蘭部的壁厚設(shè)為△ (mm)時，滿足以下的式，2. 0 ≤d/Δ ≤ 5. 0 (2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中的任意一項所述的物鏡，其特征在于，在將所述法蘭部的最小壁厚設(shè)為t (mm)時，滿足以下的式，5. 0 < d/t ≤ 8. 0 (3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中的任意一項所述的物鏡，其特征在于，所述物鏡由樹脂原材料形成。
9.一種光拾取裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1 8中的任意一項所述的物鏡。
全文摘要
提供一種能夠在高NA的透鏡中抑制成型時的問題的物鏡以及光拾取裝置。物鏡(OBJ)具有厚壁法蘭部(FT)，所以參照圖2，在第1模具(10)的第1法蘭部轉(zhuǎn)印面(11b)，能夠?qū)⒑癖诜ㄌm部形成部(11c)形成為與澆口部(GT)連接，由此增大澆口部(GT)的截面面積從而使?jié)部诿芊鈺r間最佳化，能夠施加充分的壓力，能夠有效地抽出空氣。
文檔編號G11B7/135GK102576553SQ20108004268
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者山本省吾 申請人:柯尼卡美能達精密光學株式會社