光盘用物镜 本发明涉及具有实现大容量的光盘的大孔径(NA)的物镜。
在现有技术中，CD盘使用孔径为0.45～0.5的物镜，用具有780nm程度波长的激光进行读取或者写入。而且，DVD盘使用孔径为0.6的物镜，用具有560nm波长的激光进行读取或者写入。
另一方面，为了提高光盘的容量，使用更短波长的激光和具有更大孔径的透镜的下一代光盘·拾取系统的开发有了进展。
作为具有更短波长的激光，考虑波长为400nm的所谓蓝色激光。
而且，作为具有更大孔径的物镜，报告了使用孔径为0.7的单透镜的系统，或者，使用孔径为0.85的两组透镜的系统。
前者在Jpn.J.Appl.Phys.(日本应用物理期刊)第39卷(2000)第978-979页登载的M.Itonaga等人所著地“Optical Disk System Using aHigh-Numerical Aperture Single Objective Lens and a Blue LD(使用大数字孔径单目标透镜和蓝色LD的光盘系统)”中作了说明。
后者在Jpn.J.Appl.Phys.(日本应用物理期刊)第39卷(2000)第937-942页登载的I.Ichimura等人所著的“Optical Disk Recording Usinga GaN Blue-Violet Laser Diode(使用蓝紫色激光二极管的光盘记录)”中作了说明。
使用上述后者这样的两组透镜的系统，与上述前者那样的系统相比，在需要装配工序的基础上，还需要两个孔径大的透镜，因此，批量生产性变差，并且成本变高。
因此，作为下一代系统，希望由作为更简单的构成的单透镜所形成的光拾取器。其中，在使用单透镜的光拾取器中，希望具有大于0.7的孔径的光盘用物镜。
一般，在具有高孔径或者大孔径的单透镜的实用化中存在的问题是：(1)制造公差变得严格；以及(2)设计性能变差。
其中，(1)制造公差是指：两面不对称透镜中的入射·出射面间的间隔公差，或者是上述入射·出射面间的几何学的中心间的间隔公差(偏心公差)，或者是上述入射·出射面间的斜率的公差等。例如，偏心公差根据存在偏心时的波面象差的增加量而决定。但是，这些制造公差能够通过制造技术的改善和提高而解决。即，能够进行确保几μm～几十μm程度的范围的公差的制造。
另一方面，(2)所谓设计性能的恶化是指透镜设计上的性能恶化，更详细地说，是指：与轴外光线相对应的象差发生(以下简称为轴外象差)和与具有多个波长的轴上光线相对应的各个波长下的最佳成象面上的球面象差(以下简称为最佳成象面色散)。其中，所谓轴上光线是指与透镜的光轴平行地入射的光线，所谓轴外光线是指相对于透镜的光轴倾斜地入射的光线。即，能够设计成相对于具有设计基准波长的轴上光线不发生球面象差，但是，对于上述轴外象差和最佳成象面色散，与现有的CD用或者DVD用的物镜相比，难以得到更好的值。
更详细地说，上述轴外象差的问题为以下这样：
在不考虑上述制造公差而进行设计的情况下，上述轴外象差一般比现有技术差。这是因为：当孔径变大时，相对于光轴具有较大的倾斜角的光线入射。
而且，当考虑到制造公差时，上述轴外象差进一步变差。更详细地说，为以下这样：在上述制造公差中，最重要的公差是上述偏心公差。即，透镜面间的偏心，在模制透镜的情况下，由上下金属模具的安装精度、安装的卡合(garter)(成型时，金属模具移动时的滑动裕量、成型时的温度变化所引起的收缩的裕量)等所决定。在该偏心中，存在产生面间的倾斜的情况。但是，在倾斜与偏心中，对象差产生的影响相当接近，处理量在μm级上相当小，因此，通常作为偏心而一起进行处理。该公差是制造中必须的值。在现有的NA低的例如DVD用的透镜中，即使在设计中存在约10微米程度的偏心，也能够实现把象差的增加抑制到0.02λ以下的设计。而且，已经确立了把偏心抑制在10微米上的工艺。而且，通过近年来的工艺的改进，能够得到例如5μm以下的精度。但是，当考虑到上述滑动的裕量时，把其减小到1至2μm以下还相当困难。
这样，在透镜设计中，需要确保某种程度大小的偏心公差。而且，为此，需要牺牲上述轴上象差和上述轴外象差。即，通过在具有某种程度的轴上象差和轴外象差的情况下进行设计，其结果，即使偏心产生，也要实现能够大致维持透镜性能的透镜。在此情况下，仅轴上象差变差，但是，在孔径超过0.6这样的孔径透镜中，当不牺牲轴外象差时，不能确保能够制造的微米级的偏心公差。
当把其与DVD用透镜的情况相比，为以下这样：例如，在焦距为3.3mm，厚度为2mm的DVD用透镜中，当设计例如偏心公差为5微米的透镜时，能够容易地制作相对于0.5度的入射光具有轴外象差0.03λ以下的性能的透镜。
但是，在使用短波长激光的高孔径透镜中，这样的透镜的制作变得困难。
另一方面，如上述那样，在激光的波长相对于透镜的设计波长存在偏差的情况下，当在与该激光波长相对应的最佳成象面上进行评价时，上述最佳成象面色散是产生的球面象差。更详细地说，为以下这样。
图8表示在对405nm的光补偿象差时，相对应400nm和410nm的光而产生的纵象差图。当表示该纵象差的线弯曲时，存在球面象差。
在图8中，例如，当激光波长偏离作为设计基准波长的405nm而变动为410nm时，与该激光波长相对应的最佳成象面从x＝0的位置变动到x＝+a的位置。在发生了该位置变动的410nm的纵象差图中，光线高度较高(即，y值较大)的光线在与主光线不同的位置上与光轴相交，而产生图示的球面象差。
图9表示作为波面象差的量评价上述象差时的最佳成象面色散与波长的关系(以下，把该关系称为最佳成象面色散特性)。
如图9所示的那样，最佳成象面色散特性相对于透镜的设计基准波长λ0具有最低值，随着从该设计基准波长偏离而具有变大的值。这样，从图9的最佳成象面色散，来确定该透镜能够使用的波长范围λ±(最大波长λ+，最小波长λ-)。
对于上述最佳成象面色散，在DVD用透镜中，为以下这样：
例如，在焦距为3.3mm，厚度为2mm的DVD用透镜中，当设计偏心公差5微米的透镜时，把波长变化发生时的最佳成象面色散抑制到0.02λ以下的波长范围遍及615nm～700nm，非常宽。
但是，在蓝色激光的波长区域中，最佳成象面色散变得严格，难以得到宽的波长范围。
这样，相对于短波长的光，最佳成象面色散特性变得严格是因为例如玻璃的折射率的波长变动较大。并且，象差与波长成反比例变大。这样，当波长为450nm时，与在DVD中使用的650nm相比，波长为70％，结果，精度公差为70％。在孔径增大的情况下，由其所引起的象差受到牵连。
而且，为了使拾取器小型化，希望使用焦距尽可能短的物镜。特别是在摄象机这样的用于移动用途中的数据记录用驱动器时，该要求特别强烈。从该方面出发，希望物镜的焦距为例如2.2mm以下。
对于动作距离，从避免对盘的冲突这点考虑，希望使用0.2mm以上的透镜。而且，当缩短焦距时，一般使动作距离变窄，但是，如果使用的盘的直径为80mm至50mm以下，则面偏差小。这样，如果为0.2mm以上，在商品化上没有问题。
为了克服上述问题，本发明的第一目的是提供一种光盘用物镜，在最佳成象面色散特性上优良，并且，在轴外象差特性上优良，具有缓和的偏心公差。
为了克服上述问题，本发明的第二目的是提供一种光盘用物镜，由孔径为0.7至0.8的单透镜构成，并且，能够适合于具有0.3mm以下的较薄的重放透光层的光盘，对于400nm程度的波长的光，具有以下特性①～④。
①透镜的两面间的偏心公差处于能够制造的范围内。
②具有良好的轴上象差特性。
③轴外象差特性的变差较小。
④动作距离较宽(最好为0.2mm以上)。
为了克服上述问题，本发明的第三目的是提供一种光盘用物镜，由孔径为0.78以上的单透镜构成，并且，能够适合于具有0.3mm以下的较薄的重放透光层的光盘，对于400nm程度的波长的光，具有以下特性⑤～⑧。
⑤透镜的两面间的偏心公差处于能够制造的范围内。
⑥具有良好的轴上象差特性。
⑦轴外象差特性的变差较小。
⑧动作距离较宽(最好为0.3mm以上)。用于解决上述问题的措施
[1]本发明的光盘用物镜，其特征在于，是孔径为0.7以上的两面非球面单透镜，透镜的中心厚度比焦距长。
根据该物镜，能够减小在透镜第一表面上折射时的偏转角。这意味着能够减小该第一表面的曲率半径，能够减小该第一表面的法线与光轴的夹角。这样，能够使波长变化时的折射角的变化成为最小，而抑制球面象差的发生。即，能够改善最佳成象面上的色差。即使对于轴外光线所对应的象差，入射光的方向变化对上述第一表面出射后的折射角的变化产生的影响变小，能够使该轴外象差成为最小。
[2]上述光盘用物镜的设计基准波长中的成象倍数最好为0倍。其中，设计基准波长是在设计该透镜时作为基准所采用的波长，该透镜使设计基准波长的光(包含轴外光线和轴上光线)最尖锐地聚焦在同一成象面内。
如上述那样，通过使成象倍数为0倍，能够使用干涉计容易地用单只透镜来测定性能，能够进行高度的质量管理。
[3]上述光盘用物镜的上述设计基准波长最好短于0.45μm。
[4]上述光盘用物镜的焦距短于4.0mm，长于由下式所示的t＝d/n+0.9(mm)。其中，d是光盘的厚度，n是光盘的折射率。
通过使焦距长于t，能够确保动作距离(透镜顶端与盘表面的距离)为0.3mm以上。更详细地说，通过确保动作距离为0.25mm以上，能够降低透镜与盘的冲突的可能性。即，由塑料制成的盘具有翘度。该翘度的量取决于盘的直径，例如，120mm大小的下一代系统用盘的面偏差为±0.2mm。这样，如果为0.25mm以上的动作距离，与在控制电路侧的办法(例如，在出现故障时的透镜的回避控制等)并用，充分降低盘与透镜的冲突的危险性。通过使用伺服技术等的其他技术，保证盘与透镜不会冲突，或者，在使用允许冲突的盘系统的情况下或使用更小直径的盘的情况下(例如，电影)，能够使用焦距更短的透镜。
而且，通过把焦距设计为4.0mm以下，即使在孔径为0.7以上的情况下，也能够使光束直径为5.6mm以下，能够保持拾取器的小型化。而且，能够保持本体小型化或者轻量化，能够保持在聚焦伺服或者跟踪伺服中所使用的致动器的宽频特性，能够得到宽的频带所要求的伺服特性。
而且，[5]本发明的物镜是：至少使一个表面成为非球面形状的孔径为0.7至0.8，动作距离为0.2mm以上的单透镜，是能够满足以下条件的光盘用物镜：
(1)0.85＜d1/f＜1.5
(2)0＞d1/R2＞-0.7
(3)n＞1.6
其中，f是该透镜的焦距，d1是该透镜的中心厚度，R2是该透镜的光盘侧的顶点处的曲率半径。
[6]在上述透镜中，焦距最好为2.2mm以下。
此外，[7]与透镜一起使用的盘的透光层的厚度最好为0.3mm以下。
[8]本发明的物镜至少是一个表面成为非球面形状的孔径为0.78以上的单透镜，其特征在于，是满足以下条件的光盘用物镜：
(1)d1/f＞1.2
(2)0.65＜R1/f＜0.95
(3)|R1/R2|＜0.7
(4)n＞1.65
其中，f是该透镜的焦距，d1是该透镜的中心厚度，R1是该透镜的光源侧的顶点处的曲率半径，R2是该透镜的光盘侧的顶点处的曲率半径。
[9]上述物镜的动作距离最好为0.3mm以上。
此外，[10]与透镜一起使用的盘的透光层的厚度最好为0.3mm以下。附图说明
本发明的这些和其他的目的、优点及特征将通过结合附图对本发明的实施例的描述而得到进一步说明。在这些附图中：
图1是本发明的光盘用物镜的第一实施方案的示意图；
图2是表示相对于上述第一实施方案的物镜的光轴，具有0.5度倾斜角度的光线入射时的透镜的中心厚度D与象差的关系的图；
图3是表示当向上述第一实施方案的物镜入射具有410nm的波长的激光时的透镜的中心厚度D与最佳成象面色散(rms)的关系的图；
图4是本发明的光盘用物镜的第二实施方案的示意图；
图5是表示与上述第二实施方案的物镜的400nm、405nm、410nm的激光相对应的纵向象差的图；
图6是本发明的光盘用物镜的第三实施方案的示意图；
图7是表示向上述第三实施方案的物镜入射400nm、405nm、410nm的激光时的各个入射光的纵向象差的图；
图8是用于说明最佳成象面色散的示意图；
图9是用于表示具有偏离设计基准波长的波长的激光入射到透镜中时的最佳成象面色散的变动并且用于说明在与最佳成象面色散的关系上的透镜的可使用范围的示意图；
图10是本发明的光盘用物镜的第四实施方案的示意图；
图11是上述第四实施方案的实施例4-1的纵象差图；
图12是上述第四实施方案的实施例4-1的象散图；
图13是上述第四实施方案的实施例4-2的纵象差图；
图14是上述第四实施方案的实施例4-2的象散图；
图15是本发明的光盘用物镜的第五实施方案的示意图；
图16是上述第五实施方案的实施例5-1的纵象差图；
图17是上述第五实施方案的实施例5-1的象散图；
图18是上述第五实施方案的实施例5-2的纵象差图；
图19是上述第五实施方案的实施例5-2的象散图。发明的实施方案
下面参照图1至图7，图10至图19来详细说明本发明的实施例。第一实施方案
图1表示作为本发明的第一实施方案的光盘用物镜21和与该物镜21一起使用的光盘23。
该第一实施方案的光盘用物镜21，一般是设计基准波长短于450nm，孔径为0.7以上，透镜的中心厚度D比焦距长的两面非球面单透镜。
更详细地说，该物镜21的设计基准波长被设定为405nm。
而且，该物镜21的孔径(NA)被设计为0.75。
而且，该物镜21的焦距是2.5mm，上述设计基准波长405nm中的成象倍数为0倍。
而且，第一表面S1和第二表面S2之间的偏心δ(表面S1的几何学中心轴a1与表面S2的几何学中心轴a2之间的距离)为5微米(μm)时的象差(偏心特性)被设计成0.03λ以下。
而且，透镜的玻璃种类为以下这样：
NbF1(折射率nd＝1.7433，阿贝数vd＝49.22)
而且，光盘23按下面这样设计：
覆盖玻璃的厚度：0.11(聚碳酸酯0.1mm+压克力(acryl)0.01mm)
而且，该物镜21被设计成：与平行于轴的光线相对应的象差即轴上象差具有0.003λ(rms)程度的大小。
其中，rms代表方均根(root mean square)。而且，λ是设计基准波长，在该实施例中，为405nm。
图2表示在上述第一实施方案的物镜21中，随着透镜的中心厚度D的变化，轴外象差怎样变动。
其中，轴外象差表示：如上述那样，当光线以相对于透镜的光轴倾斜的角度而入射时，在焦点面上产生的象差。而且，在图2中，假定光线以相对于光轴0.5度的角度进行入射。
图2是对于上述物镜21通过光线追踪法所计算的值。
如从图2所理解的那样，当透镜厚度D变得大于焦距(2.5mm)时，上述象差小于0.04λ(rms)，而得到良好的聚焦象。
图3表示：在上述第一实施方案的物镜21中，随着透镜的中心厚度D的变化，最佳成象面色散怎样变化。
更详细地说，表示具有偏离设计基准波长405nm的波长410nm的光线的球面象差(rms)随透镜厚度D的变化怎样变化。
如从图3所理解的那样，可理解为：当透镜的中心厚度D大于焦距2.5mm时，在上述410nm上的球面象差(rms)成为足够小的值(在图3中，小于0.02λ)。
这样，根据上述第一实施方案，通过使透镜的中心厚度D比焦距长，能够得到良好的最佳成象面色散特性和轴外象差特性。这样，根据第一实施方案，通过使透镜的中心厚度D大于焦距2.5mm，能够扩展能够使用的激光波长范围。
而且，图2和图3的轴外象差和最佳成象面色散的值随着上述透镜的孔径或者制作透镜的玻璃的种类或者其他的不同设计而有所不同。而且，随着透镜的规格而不同。例如，如果焦距变短，则必然的结果是：提高了与象差相关的特性。但是，在光的波长短于450nm并且孔径为0.7以上的两面非对称单透镜中，如果使透镜的中心厚度比焦距长，能够制成具有良好的色差特性和轴外象差特性的光盘用物镜，一般可以考虑这点。
这样，在设计基准波长短于0.45μm并且孔径为0.7以上的情况下，通过使透镜的中心厚度D比焦距长，能够得到良好的最佳成象面色散特性和轴外象差特性。
而且，在上述第一实施方案中，通过使设计基准波长中的成象倍率为0倍，能够使用干涉计容易地用单只透镜测定性能，能够进行高质量的管理。
而且，在存在由透镜的制造误差或者盘的厚度误差或者温度变化等所引起的球面象差增加的情况下，能够使入射物镜的光的平行度变化，而使反方向的球面象差发生，而通过该反方向球面象差来补偿上述发生的球面象差。而且，当由上述透镜制造误差所引起的球面象差发生时，成象倍数偏离0倍。第二实施方案
图4表示作为本发明的第二实施方案的光盘用物镜31和与该物镜31一起使用的光盘33。
该第二实施方案的光盘用物镜31的透镜规格为表1所示的那样：
【表1】
透镜规格设计波长405nmNA0.75焦距2.5mm入射孔直径3.75mm
而且，该物镜31的透镜设计值为表2所示的那样：
【表2】
透镜的设计值表面编号表面形状半径厚度玻璃二次曲线常数1非球面2.0754033.500002NBF1-0.27989632非球面-6.9629950.598987-529.19433无限大0.1聚碳酸酯4无限大0.1丙烯酸的成象面
其中，第三表面、第四表面表示光盘33的设计值。
而且，表2中的玻璃的折射率为表3所示的那样：
【表3】
折射率NBF11.76898499聚碳酸酯1.62230752丙烯酸的1.50650420
而且，物镜31的第一表面、第二表面的非球面系数为表4、表5所示的那样。
并且，光轴高度为Y的非球面上的坐标点的非球面顶点距相接平面的距离X，在非球面顶点的曲率(1/r)为C，圆锥系数(二次曲线常数)为K，从4次到12次的非球面系数为A4至A12，用下式表示：
【式1】Σ=CY2/[1+{1-(HK)C2Y2}]+A4Y4+A6Y6+A8Y8+A10Y10+A12Y12]]>
【表4】
非球面系数
第一表面r的4次方的系数A4-0.00174879r的6次方的系数A6-0.00015845294r的8次方的系数A8-0.00033158263r的10次方的系数A108.7997012e-005r的12次方的系数A12-1.7681848e-005
【表5】
非球面系数
第二表面r的4次方的系数A40.031198858r的6次方的系数A6-0.056548233r的8次方的系数A80.033199766r的10次方的系数A10-0.00049162717r的12次方的系数A12-0.0038802889
图5是上述第二实施方案的物镜31中的在400nm、405nm、410nm的3个波长下的纵象差图。
该物镜31的最佳成象面象差(rms)如表6所示的那样：
[表6]
最佳成象面色散特性400nm0.013λ(rms)405nm0.006λ(rms)410nm0.014λ(rms)
这样，根据该第二实施方案，能够实现在最佳成象面色散特性上优良的光盘用物镜31。
而且，在该物镜31中，面间偏心为5μm时的象差是0.025λ(rms)。而且，对于该物镜31，动作距离是0.60mm。第三实施方案
图6表示作为本发明的第三实施方案的光盘用物镜41和与该物镜41一起使用的光盘43。
该第三实施方案的光盘用物镜41的透镜规格为表7所示的那样：
【表7】
透镜规格设计波长405nmNA0.75焦距1.5mm入射孔直径2.25mm
而且，该物镜41的透镜设计值为表8所示的那样：
【表8】
透镜的设计值表面编号表面形状半径厚度玻璃二次曲线常数1非球面1.1860431.7NBF1-0.29420412非球面-15.834560.497105-4974.4523无限大0.1聚碳酸酯4无限大0.01丙烯酸的成象面
其中，第三表面、第四表面表示光盘43的设计值。
而且，表8中的玻璃的折射率为表3所示的那样。
而且，物镜41的第一表面、第二表面的非球面系数为表9、表10所示的那样：
【表9】
非球面系数
第一表面r的4次方的系数A4-0.0081068112r的6次方的系数A6-0.0068562912r的8次方的系数A8-0.0045819339r的10次方的系数A100.0022623792r的12次方的系数A12-0.0043029508
【表10】
非球面系数
第二表面r的4次方的系数A40.13708296r的6次方的系数A6-0.36149219r的8次方的系数A80.1145607r的10次方的系数A100.70178705r的12次方的系数A12-0.72328397
图7是上述第三实施方案的物镜中的在400nm、405nm、410nm的3个波长下的纵象差图。
该物镜41的最佳成象面象差(rms)如表11所示的那样：
最佳成象面色散特性
[表11]400nm0.009λ(rms)405nm0.001λ(rms)410nm0.009λ(mms)
这样，根据该第三实施方案，能够实现在最佳成象面色散特性上优良的光盘用物镜41。
而且，在该物镜41中，面间偏心为5μm时的象差是0.027λ(rms)。而且，对于该物镜41，动作距离是0.50mm。第四实施方案
本发明的第四实施方案通过以下这样的考察而发明：
即，为了改善上述轴上象差，例如，可以校正球面象差来设计透镜。而且，为了改善轴外象差，例如可以满足阿贝的正弦条件来设计透镜。另外，两面非球面透镜能够同时满足这两个条件。即，通过使入射面和出射面为非球面透镜，能够设计出同时满足上述两个条件的透镜。
但是，对于这样的透镜，当孔径为0.6以上时，难于确保偏心公差。即，当考虑偏心公差时，上述轴上象差或者轴外象差较之未考虑上述偏心公差时的轴外象差或者轴上象差变差。
这样，为了确保大的偏心公差，即使在入射面和出射面具有偏心的情况下，需要上述各个象差不会大大增大的非球面的透镜形状。换句话说，必须设计出使上述轴上象差和轴外象差适当变差而能够确保偏心公差的取得平衡的物镜。
通过上述考察的该物镜，是至少使一个表面成为非球面形状的孔径为0.7至0.8，动作距离为0.2mm以上的单透镜，是能够满足以下条件的光盘用物镜：
(1)0.85＜d1/f＜1.5
(2)0＞d1/R2＞-0.7
(3)n＞1.6
其中，f是该透镜的焦距，d1是该透镜121的中心厚度(参照图10)。而且，如图10所示的那样，R2是该透镜121的光盘123侧的顶点121b处的曲率半径。而且，把R1作为该物镜121的光源侧的顶点121a处的曲率半径。
根据该物镜121，能够同时满足轴上象差特性和轴外象差特性以及偏心公差(抑制所产生的象差增加)。
更详细地说，能够使上述轴上象差(波面象差)为0.01λ以下，能够使轴外象差(波面象差)例如相对于0.5度的入射光而为0.05λ以下。而且，对于偏心公差δ(图10)，例如相对于5μm的偏心，能够使波面象差为0.03λ以下。而且，这些象差能够随焦距而进一步变小。
如后述的那样，例如，对于t＝0.1mm的盘读出层的厚度，能够至少确保0.2mm以上，最好0.4mm以上的动作距离。
更详细地说，为以下这样：
在上述条件(1)中，通过满足0.85＜d1/f，能够抑制轴上象差和轴外象差，并且，能够确保偏心公差。其原因是：透镜的芯厚较厚的方案，能够使透镜第一表面(入射面)的半径较大。更详细地说，当第一表面的曲率半径变大时，通过透镜外侧端部的光线L(图100)对物镜121的入射角θ(透镜表面的法线n与光线的夹角)变小，由此，作为非线性现象的折射效果变小。
而且，在上述条件(1)中，通过满足d1/f＜1.5，能够良好地保持轴外象差特性。更详细地说，当d1比较小时，即使R2较大，也能确保动作距离。这样，能够比较容易地满足正弦条件，能够抑制轴外象差。
而且，通过上述条件(1)，能够使透镜小型化和轻量化，在聚焦伺服和跟踪伺服动作中，能够保证由致动器所产生的高速动作。而且，能保证峰值的小型化。
而且，通过满足上述条件(2)0＞d1/R2＞-0.7，能够抑制正弦条件的违反量，防止轴外象差特性的变差，并且确保动作距离。
更详细地说，为以下这样：
d1/R2为负意味着R2为负，这意味着物镜121是双凸透镜。由此，能够扩大偏心公差(参照以下条件(4)的说明)。
而且，由此，能够由R1和R2分担凸透镜的功能，结果，能够比较大地设定R1，能够延长动作距离a(图10)。在单透镜的情况下，动作距离a用a＝f-f/R1·d(n-1)/n来表示。该式是空气中的动作距离，但是，当对盘进行聚光时，本质不变。
而且，通过把d/R2设定得大于-0.7，能够减小距完全消球差形态的差距，减小并抑制轴外象差，取得上述象差的平衡。
通过满足上述条件(3)n＞1.6，能够用加工容易的比较浅的球面(透镜最外周的透镜表面的法线方向与光轴的夹角θ(图10)较小的球面)，容易地达到大的孔径。
而且，折射率n最好为1.7以上。由此，能够用具有更浅的物镜来实现必要的孔径数。
该第四实施方案的物镜121最好还满足条件(4)0.65＜R1/f＜0.9。
由此，能够容易进行正弦条件的校正，抑制轴外象差的变差。
更详细地说，通过把R1/f设定为小于0.9，能够抑制正弦条件的违反量，良好地保持轴外象差。
更详细的描述为以下这样：
如上述那样，需要在确保偏心公差的同时抑制轴上象差和轴外象差，但是，在此情况下，较大地设定第一表面的曲率半径R1的值，最好为双凸透镜。其中，在使焦距为一定的情况下，通过把R1设定在上述范围内，能够把R2的值保持比较小，结果，能够容易地抑制正弦条件的违反量，良好地保持轴外象差。例如，当焦距为2mm的透镜的情况下，通过满足上述条件，对于具有0.5度的入射角的入射光，能够把轴外象差(波面象差)抑制在0.07λ以下。
而且，通过把R1/f设定为大于0.65，能够确保物镜121对光盘123的较大动作距离a(图10)。
更详细地说，一般在使用单透镜的情况下，光拾取器的动作距离a在具有厚度t、折射率N的光盘123的情况下表示如下：
a＝f-(f/R1)d(n-1)/n-t/N
其中，n是物镜121的折射率。这样，如上述那样，通过把R1/f设定得较大，能够确保较大的动作距离。例如，对于t＝0.1的光盘123的读出层，能够确保0.2mm以上，最好0.4mm以上的动作距离。更详细地说，例如，在n＝1.75，f＝2mm，d＝2.6mm，t＝0.1mm，N＝1.6的情况下，能够确保(R1/f大于0.65的情况下)0.22mm以上的动作距离。
而且，该实施例的透镜最好还满足条件：
(5)|R1/R2|＜0.6。
由此，能够按上述那样把球面象差(波面象差)抑制为较小。
更详细地说，在双面球面透镜中，使球面象差为最小的半径的组合是已知的，这样的物镜121被称为最佳形式透镜。通过满足上述条件来设定R1和R2，能够减小距上述最佳形式透镜的差距，而减小球面象差。
该第四实施方案的光盘用物镜121最好为|R1/R2|＜0.3。
由此，能够更容易地校正球面象差，而良好地保持上述轴上象差和轴外象差以及偏心公差间的平衡。
该第四实施方案的物镜121最好把焦距设定为2.2mm以下。
由此，能够使光拾取器小型化。如上述那样，该小型拾取器被用于例如移动用途中的数据记录用驱动器。
而且，该第四实施方案的物镜121最好与透过层为0.3mm以下的物镜121一起使用。
由此，能够容易地对付系统裕量的低下。
下面表示该第四实施方案。<实施例4-1>
该物镜121的规格为表21所述的那样：
【表21】
透镜规格设计波长405nmNA0.75焦距2.0mm入射孔直径3mm
而且，该物镜121的透镜设计值为表22所示的那样：
【表22】
透镜的设计值表面编号 表面形状半径厚度 玻璃(折射率) 二次曲线常数1 非球面1.5711 2.2 NBF1 (1.76898499) -0.555592 非球面-28.5721 0.72 - 126.44583 -无限大 0.09 聚碳酸酯 (1.62230752) -4 -无限大 0.01 丙烯酸的 (1.50650420) -成象面 - - - - -
其中，第三表面、第四表面代表光盘123的透过层的各个表面(参照图10)。而且，半径、厚度的单位为mm。
而且，上述第一表面、第二表面的非球面系数分别为表23、表24所示的那样：
【表23】
第一表面的非球面系数r的4次方的系数A40.0042467r的6次方的系数A6-0.00083941r的8次方的系数A80.0013892r的10次方的系数A10-0.00092572r的12次方的系数A120.00013133
【表24】
第二表面的非球面系数r的4次方的系数A40.073942r的6次方的系数A6-0.14198r的8次方的系数A80.12620r的10次方的系数A10-0.042768
图11是实施例4-1的纵象差图，图12是象散图。
根据该实施例4-1的物镜121，轴上的波面象差小到0.006λ，在实用上，被称为无象差。而且，与相对于光轴具有0.5度的入射角的轴外入射光线相对应的波面象差为0.041λ，同样显示出良好的特性。而且，对于表面间的偏心，偏心量为5μm时的波面象差为0.016λ，可见象差有稍微增加，但在实用上没有问题。即，该物镜121具有充分适合于大量生产的制造公差。而且，动作距离为0.72mm，具有足够大的值。<实施例4-2>
该物镜121的规格为表25所示的那样：
【表25】
透镜规格设计波长405nmNA0.75焦距1.5mm入射孔直径2.34mm
而且，该物镜121的透镜设计值为表26所示的那样：
【表26】 表面编号 表面形状 半径 厚度 玻璃(折射率) 二次曲线常数 1 非球面 1.1879 1.70 NBF1 (1.76898499) -0.61429 2 非球面 -15.0620 0.5 - -14462.3 3 - 无限大 0.09 聚碳酸酯 (1.62230752) - 4 - 无限大 0.01 丙烯酸的 (1.5065042) - 成象面 - - - - -
其中，第三表面、第四表面代表光盘123的透过层的各个表面(参照图10)。而且，半径、厚度的单位为mm。
而且，上述第一表面、第二表面的非球面系数分别为表27、表28所示的那样：
【表27】
第一表面的非球面系数r的4次方的系数A40.019672r的6次方的系数A6-0.011380r的8次方的系数A80.016411r的10次方的系数A10-0.012055r的12次方的系数A120.0024613
【表28】
第二表面的非球面系数r的4次方的系数A40.048253r的6次方的系数A6-0.20958r的8次方的系数A80.34101r的10次方的系数A10-0.19998
图13是实施例4-2的纵象差图，图14是象散图。
根据该实施例4-2的物镜121，轴上的波面象差小到0.003λ，称为几乎无象差。而且，与相对于光轴具有0.5度的入射角的轴外入射光线相对应的波面象差为0.045λ，在实用上具有良好的特性。
而且，对于表面间的偏心量(偏心公差)，当偏心量为5μm时，波面象差为0.012λ。这样，该物镜具有适合于大量生产的制造公差。而且，该物镜121的动作距离为0.5mm，具有实用上足够宽的值。<第五实施方案>
本发明的第五实施方案通过以下这样的考察而发明：
即，为了改善上述轴上象差，例如，可以校正球面象差来设计透镜。而且，为了改善轴外象差，可以满足阿贝的正弦条件来设计透镜。另外，两面非球面透镜能够同时满足这两个条件。即，通过使入射面和出射面为非球面透镜，能够设计出同时满足上述两个条件的透镜。
但是，这样的透镜，当孔径为0.6以上时，难以确保偏心公差。即，当考虑偏心公差时，上述轴上象差或者轴外象差较之未考虑上述偏心公差时的轴外象差或者轴上象差变差。
这样，为了确保大的偏心公差，即使在入射面和出射面具有偏心的情况下，需要上述各个象差不会大大增大的非球面的透镜形状。换句话说，必须设计出使上述轴上象差和轴外象差适当变差而能够确保偏心公差的取得了平衡的物镜。
通过上述考察的该物镜，是使光源侧和光盘侧至少一个表面成为非球面形状的孔径为0.78以上的单透镜，满足以下条件：
(1)d1/f＞1.2
(2)0.65＜R1/f＜0.95
(3)|R1/R2|＜0.7
(4)n＞1.65
其中，f是该透镜的焦距，d1是该透镜221的中心厚度(参照图15)。而且，如图15所示的那样，R1是物镜221的光源侧的顶点221a上的曲率半径，R2是该透镜221的光盘223侧的顶点221b处的曲率半径。
根据该物镜221，能够同时满足轴上象差特性和轴外象差特性以及偏心公差(抑制所产生的象差增加)。
更详细地说，能够使上述轴上象差(波面象差)为0.015λ以下，能够使轴外象差(波面象差)例如相对于0.5度的入射光而为0.1λ以下。而且，对于偏心公差，例如相对于5μm的偏心δ(图15)，能够使波面象差为0.04λ以下。
如后述的那样，例如，对于t＝0.1mm的盘读出层的厚度，能够至少确保0.2mm以上，最好0.4mm以上的动作距离。
更详细地说，为以下这样：
如果是满足上述条件(1)(d1/f＞1.2)的透镜，能够抑制轴上象差和轴外象差，并且，能够确保偏心公差。其原因是：透镜的芯厚较厚的方案，能够使透镜第一表面(入射面)的半径较大。更详细地说，当第一表面的曲率半径变大时，通过透镜的外侧的端部的光线L(图15)的对物镜221的入射角θ(透镜表面的法线n与光线的夹角)变小，由此，作为非线性现象的折射效果变小。
而且，上述d1/f最好为1.5以下。
由此，能够良好地保持轴外象差特性。更详细地说，当d1比较小时，即使R2较大，也能确保动作距离。这样，能够比较容易地满足正弦条件，能够抑制轴外象差。
而且，如果是满足上述条件(2)0.65＜R1/f＜0.95，容易进行正弦条件的校正，能够抑制轴外象差的变差。
更详细地说，通过把R1/f设定为0.95以下，能够抑制正弦条件的违反量，良好地保持轴外象差。
更详细地说，为以下这样：
如上述那样，需要在确保偏心公差的同时抑制轴上象差和轴外象差，但是，在此情况下，把第一表面的曲率半径R1的值设定得较大，最好为双凸透镜。其中，在焦距一定的情况下，通过在上述范围内设定R1，能够把R2的值保持得比较小，结果，容易抑制正弦条件的超出量，能够良好地保持轴外象差。例如，当是焦距为2mm的透镜的情况下，通过满足上述条件，相对于具有0.5度的入射角的入射光，能够把轴外象差(波面象差)抑制到0.07λ以下。
而且，通过把R1/f设定得大于0.65，能够把物镜221对光盘223的动作距离a(图15)保持为较大。
更详细地说，在使用一般的单透镜的情况下，在具有厚度t、折射率N的光盘223的情况下，光拾取器的动作距离a这样表示：
a＝f-(f/R1)d1(n-1)/n-t/N
其中，n是物镜221的折射率。这样，如上述那样，通过较大地设定R1/f，能够确保较大的动作距离。例如，对于t＝0.1mm的盘223的读出层，能够至少确保0.2mm以上，最好0.4mm以上的动作距离。更详细地说，例如，在n＝1.75，f＝2mm，d1＝2.6mm，t＝0.1mm，N＝1.6的情况下，能够确保(R1/f大于0.65的情况下)0.22mm以上的动作距离。
而且，如果是满足上述条件(3)(|R1/R2|＜0.7)的物镜221，能够按上述那样把球面象差(波面象差)抑制为较小。
更详细地说，在双面球面透镜中，使球面象差为最小的半径的组合是已知的，这样的物镜被称为最佳形式透镜。通过满足上述条件来设定R1和R2，能够减小距上述最佳形式透镜的差距，而减小球面象差。
该第五实施方案的光盘用物镜221最好为|R1/R2|＜0.3。
由此，能够更容易地校正球面象差，而良好地保持上述轴上象差和轴外象差以及偏心公差间的平衡。
通过满足上述条件(4)n＞1.65，能够用加工容易的比较浅的球面(透镜最外周的透镜表面的法线方向与光轴的夹角θ(图15)较小的球面)，容易地达到大的孔径(例如，0.78以上)。
更详细地说，通过满足条件(4)，能够同时满足①轴外光线的象差特性和②具有表面间的偏心的情况下的象差的增大的抑制。定性地说，当折射率处于条件(4)的范围内时，在透镜的第一表面的周边的入射角较小，在存在偏心的情况下，在第二表面上的影响较小。这样，能够同时满足①轴外光线的象差特性和②具有表面间的偏心的情况下的象差的增大的抑制。
而且，折射率n最好为1.7以上。由此，能够用具有更浅的物镜来实现必要的孔径。
该第五实施方案的物镜221最好还满足以下条件(5)：
(5)-0.6＜d/R2＜0
由此能够按上述那样抑制轴上象差和轴外象差，并且，能够按上述那样确保偏心公差。
更详细地说，为以下这样：
d/R2为负意味着R2为负，这意味着物镜是双凸透镜。由此，如在上述条件(2)的说明中所说明的那样，能够扩大偏心公差。而且，通过把d/R2设定得大于-0.6，能够减小距完全消球差形态的差距，减小并抑制轴外象差，取得上述象差的平衡。
而且，上述d/R2最好为-0.5以上。
在此情况下，能够实现更好的轴上象差特性和轴外象差特性以及偏心公差特性。
下面表示该第五实施方案。<实施例5-1>
该物镜221的规格为表31所述的那样：
【表31】
透镜规格设计波长405nmNA0.8焦距2.5mm入射孔直径4mm
而且，该物镜221的透镜设计值为表32所示的那样：
【表32】
透镜的设计值 表面编号表面形状 半径 厚度 玻璃(折射率) 二次曲线常数 1非球面2.0094 3.20 NBF1 (1.76898499) -0.33260 2非球面-13.6662 0.71 - 28.24710 3 -无限大 0.09 聚碳酸酯 (1.62230752) - 4 -无限大 0.01 丙烯酸的 (1.5065042) -成象面 - - - - -
其中，第三表面、第四表面代表光盘23的透过层的各个表面(参照图1)。而且，半径、厚度的单位为mm。
而且，上述第一表面、第二表面的非球面系数分别为表33、表34所示的那样：
【表33】
第一表面的非球面系数r的4次方的系数A4-0.0012822r的6次方的系数A6-0.00045473r的8次方的系数A84.0381e-6r的10次方的系数A10-1.1631e-5r的12次方的系数A12-7.8205e-6
其中，例如，e-6代表10-6。
【表34】
第二表面的非球面系数r的4次方的系数A40.085102r的6次方的系数A6-0.11178r的8次方的系数A80.071686r的10次方的系数A10-0.017766
图16是实施例5-1的纵象差图，图17是象散图。
根据该实施例5-1的物镜221，轴上的波面象差小到0.01λ，在实用上，被称为无象差。而且，与相对于光轴具有0.5度的入射角的轴外入射光线相对应的波面象差为0.056λ，同样显示出良好的特性。而且，对于表面间的偏心，偏心量为5μm时的波面象差为0.030λ，象差有稍微增加，但在实用上没有问题。即，该物镜221具有充分适合于大量生产的制造公差。而且，动作距离为0.71mm，具有足够大的值。<实施例5-2>
该物镜的规格为表35所述的那样：
【表35】设计波长405nmNA0.85焦距2.20mm入射孔直径3.74mm
而且，该物镜221的透镜设计值为表36所示的那样：
【表36】 表面编号 表面形状 半径 厚度 玻璃(折射率) 二次曲线常数 1 非球面1.8121 3.10 NBF1 (1.76898499) -0.33718 2 非球面-6.5076 0.41 - -845.6516 3 -无限大 0.09 聚碳酸酯 (1.62230752) - 4 -无限大 0.01 丙烯酸的 (1.50650420) -成象面 - - - - -
其中，第三表面、第四表面代表光盘223的透过层的各个表面(参照图15)。而且，半径、厚度的单位为mm。
而且，上述第一表面、第二表面的非球面系数分别为表37、表38所示的那样：
【表37】
第一表面的非球面系数r的4次方的系数A4-0.00092007r的6次方的系数A6-0.00025707r的8次方的系数A8-0.00057872r的10次方的系数A100.00022228r的12次方的系数A12-5.6788e-5
【表38】
第二表面的非球面系数r的4次方的系数A40.061449r的6次方的系数A6-0.13996r的8次方的系数A80.12867r的10次方的系数A10-0.043733
图18是实施例5-2的纵象差图，图19是象散图。
根据该实施例5-2的物镜221，轴上的波面象差为0.006λ，被称为几乎无象差。而且，与相对于光轴具有0.5度的入射角的轴外入射光线相对应的波面象差为0.007λ，在实用上具有良好的特性。而且，轴外波面象差比实施例5-1稍大，这是因为实施例5-2的孔径数(0.85)大于实施例5-1的(0.8)。
而且，对于表面间的偏心量(偏心公差)，当偏心量为5μm时，波面象差为0.036λ。这样，该物镜具有适合于大量生产的制造公差。而且，该物镜221的动作距离为0.41mm，具有在实用上足够宽的值。
如上述那样，根据本发明，能够实现在最佳成象面色散特性上优秀并且在轴外象差特性上优秀的光盘用物镜。
而且，根据本发明，由孔径为0.7至0.8的单透镜组成，并且，能够适合于具有0.3mm以下的薄的重放透过层的光盘，对于400nm程度的波长的光，偏心公差处于能够制造的范围内，具有良好的轴上象差特性·轴外象差特性，而提供动作距离宽的物镜。
而且，由孔径为0.78以上的单透镜组成，并且，能够适合于具有0.3mm以下的薄的重放透过层的光盘，对于400nm程度的波长的光，偏心公差处于能够制造的范围内，具有良好的轴上象差特性·轴外象差特性，而提供动作距离宽的物镜。